技術(shù)

客車側(cè)艙門設(shè)計

ainet.cn   2009年02月21日

1 側(cè)艙門設(shè)計有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

 

(1) 車門鎖。M1 類汽車的車門鎖應(yīng)符合GB15086 1994《汽車門鎖及門鉸鏈的性能要求及試驗方法》的要求;不適用于折疊門、上卷門、滑動門、上開門和對開門;還應(yīng)符合QC/ T 323 1999《汽車門鎖》及QC/ T 627 1999《汽車電動門鎖裝置》的要求。

 

(2) 車門鉸鏈。M1 類汽車的車門鉸鏈應(yīng)符合GB 15086 1994《汽車門鎖及門鉸鏈的性能要求及試驗方法》的要求;QC/ T 586 1999《汽車門鉸鏈》適用于車門上下繞同一軸線旋轉(zhuǎn)的側(cè)門門鉸鏈。

(3) 客車結(jié)構(gòu)。乘員數(shù)大于22 的單層M2 、M3客車結(jié)構(gòu)應(yīng)符合GB 13094 1997《客車結(jié)構(gòu)安全要求》;其他M2 、M3 單層客車結(jié)構(gòu)應(yīng)符合GB18986 2003《輕型客車結(jié)構(gòu)安全要求》。

 

(4) 氣彈簧。氣彈簧應(yīng)符合QC/ T 207 1996《汽車用普通氣彈簧》的要求。

 

2 側(cè)艙門分類

 

(1) 側(cè)艙門按材質(zhì)可大致分為三類:鐵艙門、玻璃鋼艙門和鋁合金艙門。鐵門造價不高,制作工藝采用點焊或包邊的連接方式;玻璃鋼艙門價格介于鐵艙門與鋁合金艙門之間,適宜于大批量生產(chǎn),因用量越大,價格越低,制作工藝采用粘接方式,生產(chǎn)周期長;鋁合金艙門具有良好的塑性和抗蝕性,密度小,易加工,而且具有良好的延展性,制作工藝采用粘接或氬弧焊焊接方式,價格較貴,生產(chǎn)周期較短。

 

(2) 側(cè)艙門按開門形式可分為上移門和上翻門。上移門一般采用平行四連桿機構(gòu),門上沿先于門下沿先打開,完全開啟后門體在艙門的上方,存取行李更加方便,另外,也使整車看起來豪華大方;上翻門一般使用各生產(chǎn)廠家自行設(shè)計的鉸鏈,樣式多樣,通常采用圍繞一個軸心運動的簡單鉸鏈。

 

3 側(cè)艙門的設(shè)計過程

 

按整車及左右側(cè)圍圖紙畫出艙門外廓線,確定門與門之間的間隙,選取鎖具及鉸鏈形式,確定油箱口位置,布置門體加強筋。艙門設(shè)計要滿足功能和美觀的雙重要求,曲線和直線要協(xié)調(diào)好,不要出現(xiàn)尖銳拐點。為加強門體強度,可以在門體四周或者門上下折邊10 mm ,側(cè)艙門和側(cè)艙門之間的間隙視實際工藝水平可取48 mm。同時也可把位于中間位置的艙門取一扇或二扇長度做大515 mm (可以叫做調(diào)節(jié)門) ,在側(cè)圍與側(cè)艙門配合不精確時便于調(diào)整。

 

側(cè)艙門設(shè)計時的注意事項:滿足整車的接近角和離去角;作轉(zhuǎn)向輪跳動圖,保證輪罩和車輪不干涉(也可使用經(jīng)驗值) ;校核氣彈簧;做氣密性檢查;布置艙門內(nèi)加強筋;選用適當(dāng)?shù)逆i;選擇側(cè)艙門材質(zhì);確定側(cè)艙門密封部位等。

 

3. 1 鎖具選取

 

鎖具的選擇一是看具體艙門的長度及密封形式;二是與整車協(xié)調(diào)。如整車以曲線表達豐滿圓潤為主,則選用橢圓形或圓形鎖;如整車以方形表達沉穩(wěn)大方為主,則選用方形鎖。顏色符合整車審美觀念,或黑或白或尼龍或鍍鉻等。鎖具在安裝過程中應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活,安裝方便,使用可靠,盡量統(tǒng)一鎖芯。在設(shè)計圖紙時,應(yīng)事先和鎖廠聯(lián)系,選用什么鎖,什么安裝方式,取得鎖具的具體尺寸及安裝方法后在電腦上校核,正式投入生產(chǎn)之前應(yīng)給鎖廠所需鎖桿長度等有關(guān)數(shù)據(jù),使鎖廠供給的鎖桿適度,方便安裝。另外,不同車的鎖的鎖碰(固定在裙立柱上) 長度有可能不同,最好事先確定,以減輕工作量,加快生產(chǎn)進度。對于鎖的基本要求是:打開、關(guān)閉時門鎖裝置具有對車門的導(dǎo)向和定位作用(不僅在開門方向,而且上下也要定位) ,當(dāng)車門處于全鎖緊狀態(tài)時,車門鎖能經(jīng)受一定的縱向載荷、橫向載荷和沖擊慣性力的作用,從而不因汽車碰撞、翻車、顛簸而使門鎖失靈。門鎖應(yīng)具有兩檔鎖緊位置,全鎖緊和半鎖緊,以防止汽車行駛時車門突然打開,起安全保險作用?,F(xiàn)在客車類的鎖具品種比較單一,可以借鑒轎車鎖具多種多樣的型式。還有一些附加功能可以讓鎖廠供給:如艙門鎖帶有自動報警裝置等,也可以算得上是整車的一個亮點。有時鎖的選用還會影響到車門的整體結(jié)構(gòu)。比如,有一次我公司作上移門時,選用三點鎖發(fā)現(xiàn)當(dāng)門長度過長時就會產(chǎn)生局部阻力過大、門體發(fā)生變形的現(xiàn)象;選用四點鎖可以避免這個問題,可是四點鎖在實際安裝時調(diào)試難度較大。所以需要綜合考慮最優(yōu)選擇。

 

3. 2 鉸鏈設(shè)計

 

選用不同的鉸鏈,密封形式、氣彈簧(或機械撐桿) 及加強筋的位置都可能不同?,F(xiàn)用的鉸鏈有多種,常見的是圍繞一個軸心轉(zhuǎn)動的鉸鏈。還有一種側(cè)位小四連桿鉸鏈也很常用,運動軌跡如圖1 所示。

 

1 側(cè)位小四連桿鉸鏈運動軌跡

 

1 # 線是門體最上端的軌跡;2 # 是氣彈簧上支座的軌跡;3 # 24 # 25 # 26 # 四條線是鉸鏈的四個旋轉(zhuǎn)點的軌跡。最主要的就是最上面那條# 1 線,因為它涉及到密封及干涉的問題。選用的鉸鏈要確保艙門能開啟到120°以上為宜。

 

3. 3 密封設(shè)計

 

一旦選定所需的鉸鏈,門體的旋轉(zhuǎn)軌跡也就確定下來,為確定密封形式提供先決條件。密封條的截面形狀按其變形情況可分彎曲型、壓縮型、復(fù)合型和空心壓縮型。密封形式現(xiàn)在大多數(shù)客車生產(chǎn)企業(yè)仍然用9 字形膠條(也有叫龍骨膠條) ,大多數(shù)是做完整的一圈,也有例外,比如用橡膠鉸鏈的,上口就不必做;也有用B 形膠條裝在裙立柱上的。

 

密封止口大致分為兩種:一種是向外翻,一種是向內(nèi)翻。還有的膠條不需要做止口,比如膠粘類膠條。密封止口常見的兩種形式:帶導(dǎo)水槽上翻止口和簡單的下翻止口。無論選用什么膠條和什么密封止口,都要注意密封止口上的膠條和門體形成的密封面要間距相等,密封可靠。對密封膠條的要求是:彈性好,永久變形小,良好的耐候性和耐老化性能,低溫下不發(fā)硬,具有一定強度和表面護膜的耐磨性,吸水率低。密封的好壞與密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計及密封膠條的選用息息相關(guān),在實際應(yīng)用之前要多加思量。

 

3. 4 氣彈簧支撐機構(gòu)

 

氣彈簧具體要求詳見QC/ T 207 1996 。需要注意氣彈簧支撐機構(gòu)會不會和電瓶支架、電瓶、水箱支架等干涉,是否會和地板密封面以及其它車身附件干涉;在門的材質(zhì)發(fā)生變化時,氣彈簧的公稱力應(yīng)做相應(yīng)變化,氣彈簧的伸長量及總長應(yīng)根據(jù)所選的鉸鏈確定適當(dāng)值,滿足舉升高度、自鎖、開關(guān)艙門力適當(dāng)?shù)纫?。一般來說,在門打開15°~30°左右時,門就要自動開始舉升,到伸長2/ 3 左右時,到達氣彈簧的液力阻尼段,緩慢升到最高點。用AU TOCAD校驗普通鉸鏈尚可,校驗四連桿以上的鉸鏈就有些難度,所以推薦用U G進行運動校核,把各個桿用直線畫出,定義好相關(guān)轉(zhuǎn)動點,氣彈簧的伸長量直接就可以測出來,比較方便省時。校完氣彈簧的總長及伸長量之后,還要注意校核出來的氣彈簧能否生產(chǎn)得出來,因為校核的只是一個理論值。一般來說,伸長量×2 + (廠家給定的一個長度) ≤氣彈簧總長(廠家給定的一個長度是指氣彈簧完全壓縮后伸出桿與導(dǎo)向桿之間的最小距離,廠家不同,距離不同,技術(shù)水平越高,這個數(shù)值就越小) 。舉個例子來說,如果校核一個側(cè)艙門所需氣彈簧的參數(shù)為YQ 10/ 22-220-450- ×××N ,假如廠家給定的長度為120 mm ,根據(jù)公式:200 ×2 + 120 = 520 > 450 ,那么這個氣彈簧是做不出來的,需要進一步校核。

 

氣彈簧公稱力可由門的重力轉(zhuǎn)矩和氣彈簧的上升轉(zhuǎn)矩的平衡求解出來?;钊麠U直徑和缸筒外徑的選用:當(dāng)公稱力小于400 N 時,選用φ8/φ18 ;當(dāng)公稱力大于400 N、小于650 N 時,選用φ10/ φ22 ;當(dāng)公稱力大于650 N、小于1 200 N 時,選用φ14/φ28 。另外,氣彈簧上支座的固定位置和下支座的高度也要注意,盡可能地讓氣彈簧保持在豎直線上,不要在水平方向上有大的距離,如果那樣橫向分力會過大,將導(dǎo)致門體表面出現(xiàn)漆痕,甚至油漆掉裂等情況。在門關(guān)上后,氣彈簧的下支點應(yīng)在上支點以外,這樣才會產(chǎn)生自鎖力,避免門自開隱患;距離也不要太大,大了門難開啟。另外,當(dāng)一個企業(yè)生產(chǎn)的車輛類型較多,而所用鉸鏈的類型不多時,要考慮氣彈簧的通用性。相同的鉸鏈其實所選用氣彈簧的伸長量是差不多的,能借用的就借用,這樣方便生產(chǎn)和采購。

 

3. 5 其它

 

(1) 鎖罩。鎖罩是指固定在鎖及鎖拉桿內(nèi)側(cè)把鎖機構(gòu)裝飾起來的一個罩子。鎖罩主要是為了美觀大方,常用的有玻璃鋼和鋁合金兩種。

 

(2) 輪罩。現(xiàn)在的客車輪罩(也有叫翼子板和輪拱門) 一般是采用浮雕形式,也有的采用橡膠輪眉結(jié)構(gòu)。以實用和美觀為主。設(shè)計時要參考車輛所用的輪胎直徑大小。

 

(3) 側(cè)標(biāo)志燈孔及轉(zhuǎn)向燈孔。在艙門上開側(cè)標(biāo)志燈孔及轉(zhuǎn)向燈孔,應(yīng)符合GB 4785 1998《汽車及掛車外部照明和信號裝置的安裝規(guī)定》的要求,即車長大于6 m 的車輛必須配備側(cè)標(biāo)志燈,高度不小于250 mm ,不大于1 500 mm ( 最大不超過2 100mm) ,縱向至少有一只側(cè)標(biāo)志燈裝在車輛中間的1/ 3范圍內(nèi)。最前面的側(cè)標(biāo)志燈離車輛前端不大于3 m ,兩相鄰側(cè)標(biāo)志燈間距不大于3 m ,最大不能超過4 m ,最后面的側(cè)標(biāo)志燈離車輛后端應(yīng)不大于1m。在滿足此標(biāo)準(zhǔn)的前提下再滿足其它要求。

 

(4) 油箱門。油箱門要求開啟角度達到90°以上,開啟靈活,油箱門所用的鉸鏈?zhǔn)呛苤匾?,不可忽視。艙門上的油箱口開口位置要適當(dāng),以一只成年人的手可自由進出為參考。為達到減振吸聲效果,也可在小門內(nèi)加兩個小橡膠墊。

 

(5) 通風(fēng)散熱艙門。不同底盤水箱的位置也有不同,水箱艙門上的通風(fēng)格柵按需開孔。有時為了達到更好的散熱效果,一是增大進風(fēng)量,即增大進風(fēng)面積和改良通風(fēng)格柵的形狀;另外一種就是更有效地利用風(fēng)能,如增加導(dǎo)風(fēng)罩,把散熱器前后隔絕防止熱空氣回流等。后置發(fā)動機通風(fēng)格柵的實際進風(fēng)面積應(yīng)達到散熱器面積的1. 2 倍左右為佳。

 

(6) 檢驗。檢查主要尺寸是否錯誤或遺漏;檢查所有的預(yù)埋件,檢查和訂單是否統(tǒng)一,核對側(cè)艙門和側(cè)圍骨架及地板骨架是否有干涉;檢查電器或空調(diào)等是否有安裝附件的要求;檢查外購?fù)鈪f(xié)件清單的完整性等。然后即可出圖用于生產(chǎn)。

 

4 結(jié)束語

 

上述看法是在工作實踐和使用CAD 系統(tǒng)的過程中總結(jié)出來的,可能有不妥之處,希望同行指正。中國的客車行業(yè)正在發(fā)展之中,需要大家一起為之努力,僅以此文拋磚引玉。

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