客車裙門分類及設(shè)計要點

徐明艷 文

隨著現(xiàn)代社會的設(shè)計手段和工業(yè)制造工藝水平的不斷提高，市場上主流企業(yè)的大客車在裙門設(shè)計和制造上可謂下足了工夫，各種新材料、新工藝的運用，滿足了整車設(shè)計輕量化的要求。

裙門是現(xiàn)代大客車的不可分割的組成部分，它是一個功能結(jié)構(gòu)件，既要滿足經(jīng)常開啟的要求，又要滿足整車的造型要求，與整車的造型線條達到完美統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。隨著現(xiàn)代社會的設(shè)計手段和工業(yè)制造工藝水平的不斷提高，市場上主流企業(yè)的大客車在裙門設(shè)計和制造上可謂下足了工夫，各種新材料、新工藝的運用，滿足了整車設(shè)計輕量化的要求。筆者從事汽車設(shè)計多年，經(jīng)常跟進制造現(xiàn)場，結(jié)合自己的經(jīng)驗積累，現(xiàn)將目前大客車常見的裙門結(jié)構(gòu)加以分類、總結(jié)和提煉，并提出設(shè)計要點，以饗讀者。

裙門的分類及組成

客車裙門按開啟方式可分為翻轉(zhuǎn)門、平移門、拆卸門3 種(見表1)；按照用途分為檢修艙門、行李艙門、工藝門3 種(見表2)。

1.裙門的組成

裙門因門的具體用途不同，組成各異，一般由門體、鉸鏈、門鎖、支撐結(jié)構(gòu)、密封系統(tǒng)、緩沖裝置、其他外裝附件(如側(cè)轉(zhuǎn)向燈、側(cè)標志燈、油箱加油口小門、進風格柵等)等總成組成。其中門體總成是主要部件，它由骨架和面板組成，一般根據(jù)材料的不同而采取焊接、粘接等連接方式，面板材料一般采用Q235 薄板、鋁合金板、玻璃鋼、工程塑料等，骨架材料一般采用Q235 薄板折彎件、鋁合金型材或折彎件、玻璃鋼成型件、工程塑料成型件等。

表1 不同開啟方式的客車裙門的結(jié)構(gòu)特點和適用范圍

表2 不同用途的客車裙門的結(jié)構(gòu)特點和適用范圍

2.裙門鉸鏈總成

常見的裙門鉸鏈分為橡膠鉸鏈、2連桿鉸鏈、4 連桿鉸鏈、6 連桿鉸鏈、平行4 連桿鉸鏈等。

3.門鎖總成分類

客車裙門門鎖形式多樣，按其連接開啟方式一般分為螺釘固定式、碰鎖、方頭鎖、鑰匙鎖、拉桿鎖等。其中，螺釘固定式門鎖的鎖止機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、裝配容易、固定可靠，一般適用于不常開啟，且不影響安全的側(cè)艙門，但是現(xiàn)多不將螺釘固定在外板上，而是通過骨架支架過渡隱藏在面板內(nèi)部。碰鎖為防振鎖裝，成本低、開啟方便，不影響外觀，但無鑰匙便可開啟，無防盜功能，廣泛用于公交車的檢修艙門。方頭鎖一般用于不需要防盜的檢修艙門，如轉(zhuǎn)向機檢修艙門、發(fā)動機導風艙門等。鑰匙鎖一般用于需要保護內(nèi)部器件或防盜的艙門，如電瓶艙門、油箱艙門或者高檔客車的其他檢修艙門等，也有用于低檔車的行李艙門、工具艙門。拉桿鎖一般用于團體大型客車的行李艙門。

4.支撐結(jié)構(gòu)總成

支撐結(jié)構(gòu)總成是在艙門打開之后將其固定在合適角度的機構(gòu)。裙門的常用支撐結(jié)構(gòu)有手動剛性撐桿、機械撐桿、氣彈簧撐桿等。其中，剛性撐桿的撐桿一端固定在門上或裙立柱上，艙門打開后另一端需要手動固定在其預(yù)備的支座上面，一般應(yīng)用在較少打開的檢修艙門，如懸掛檢修艙門等。機械撐桿的撐桿通過轉(zhuǎn)軸(也有通過滑移)等方式隨車門轉(zhuǎn)動達到其固有限位點后，將艙門支撐在某個角度，一般用于質(zhì)量較輕的檢修艙門，如工具艙門等。氣彈簧撐桿的撐桿隨車門開啟轉(zhuǎn)動伸長，一般伸長至其最大工作長度將艙門支撐在一定的角度，此類結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各類艙門上。

5.緩沖裝置

緩沖裝置一般是配合門鎖、撐桿機構(gòu)將艙門限定在某個固定位置，能降低艙門的振動噪聲，其一般由安裝螺桿、定位螺母、橡膠接觸頭、伸縮彈簧組成，也有一些設(shè)計直接用小段密封膠條代替。

6.密封系統(tǒng)總成

密封系統(tǒng)僅存在于需要密封的艙門周邊，如行李艙門。配合不同的鉸鏈、不同的側(cè)圍結(jié)構(gòu)，其密封方式也不一樣，基本由密封止口、密封膠條組成，目前大多數(shù)企業(yè)使用的有如下2 種典型結(jié)構(gòu)。一是對粘接的表面和膠的質(zhì)量要求高的膠粘式，二是施工相對容易的卡裝式。另外，密封膠條的結(jié)構(gòu)種類也較多，一般有唇型膠條、中空型膠條等。在行李艙密封系統(tǒng)中，唇形膠條一般作為輔助密封，即為頂部的二道密封，中空型密封膠條有單泡型、雙泡型、B 型等。

設(shè)計的基本原則

不同的車型對于裙門的技術(shù)要求及成本要求是不一樣的，因此在設(shè)計時采用的結(jié)構(gòu)也要不一樣，在進行裙門的工程設(shè)計之前我們要對裙門進行總布置工作，并確定一些設(shè)計硬點，其中包括外龍門框線、各艙門分界線、各艙門門體的材料及結(jié)構(gòu)、鉸鏈及門鎖的選型及運動校核。

其中，對于門體總成主要綜合考慮輕量化及成本要求選取不同的材料、結(jié)構(gòu)形式；對于鉸鏈總成主要綜合考慮匹配艙門開啟和閉合的要求和成本；對于門鎖總成主要綜合考慮造型的要求和成本；對于密封系統(tǒng)主要綜合考慮其可靠性及制造工藝。

結(jié)合企業(yè)整體車型布局情況，在進行裙門設(shè)計時要做到系列化、標準通用化。設(shè)計要求要考慮如下幾點：裙門總布置與整車外曲面協(xié)調(diào)一致，鎖止可靠，設(shè)計無密封缺陷，周邊間隙均勻(一般為5～6 mm)，車門在行駛中無明顯的振動噪聲，艙門開啟后支撐結(jié)構(gòu)可靠，在滿足其功能要求的前提下，避免卡滯干涉等設(shè)計缺陷；氣彈簧艙門開關(guān)艙門操縱力要合適、要符合車間生產(chǎn)工藝等要求。

設(shè)計及匹配計算

通過氣彈簧上支點位置、下支點位置、氣彈簧的規(guī)格(公稱長度、行程、公稱力)3 種特殊狀態(tài)預(yù)定，翻轉(zhuǎn)艙門的設(shè)計目標具體為裙門打開力合適(經(jīng)驗值為20 ～40 N)，裙門關(guān)閉力合適(經(jīng)驗值為10 ～30 N)；裙門開啟角度滿足設(shè)計要求；裙門在關(guān)閉時，氣彈簧有自鎖的功能。

通過上述的3 種狀態(tài)初步確定氣彈簧的公稱長度、公稱力，以及氣彈簧上下支點的位置，然后從供應(yīng)商提供的規(guī)格表中選取與初定參數(shù)最接近的氣彈簧規(guī)格，再按照上述3 種狀態(tài)驗證其是否滿足設(shè)計要求。為了達到最佳的工作效果，可以階梯式微調(diào)上下支點的位置，并反復(fù)驗算，然后取其最佳工作點。當然也可以通過一些軟件(如MATLAB 等)建立仿真模型進行精準的仿真，得到氣彈簧的規(guī)格及其上下支撐點的位置，可以與實際計算的結(jié)果比較。

盡管在設(shè)計過程中考慮了多種影響因素，但國內(nèi)的大型客車仍是少批量、多品種的訂單式生產(chǎn)，因此在裙門的試制、量產(chǎn)、裝配中或多或少都會出現(xiàn)問題，因些在遇到這些問題時，還應(yīng)具體問題具體分析。