外摆式乘客门的设计

外摆式乘客门的设计

耿红静,卢彦温

(河北长安胜利汽车有限公司,河北定州　073000)

摘　要:分析外摆式乘客门的结构、工作原理及确定四连杆机构的方法,并简述密封结构。

关键词:外摆式乘客门;运动机理;密封;设计

Abstract:T h is paper b riefly analyses the ou ter tu rn ing service doo r′s structu re,w o rk ing p rinci p les and m ethods to fix fou r2bar linkage,and in troduces its sealing structu re si m p ly.

Key words:O u ter tu rn ing service doo r;M o ti on m echan is m;Sealing;D esign

中图分类号:U463183+4 文献标识码:B 文章编号:100623331(2003)0320019202

随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的日

益提高,人们对客车内、外饰质量及舒适性的要求也

越来越高。乘客门是客车的重要组成部分,是乘客上下车的通道,对客车的整体造型也起着重要的协调作用。我国采用较多的是折叠式车门,由于车门凹陷于车身,不仅增加行车时的空气阻力,影响整车的外形美观,而且由于车门缝隙大,密封困难,在行驶中产生强烈的振动噪声和漏尘,从而严重影响乘坐舒适性。近年,我国厂家已大量使用外摆式乘客门。外摆式乘客门与折叠式乘客门比较,具有以下一些优点:

(1)开度大,可以开启到门框宽度,有效利用门框空间,保证乘客上下车方便。

(2)具有良好的密封性,密封结构简单。

(3)开关方便、安全,操纵灵巧。

(4)刚性较好、不易变形下沉,行车时不易产生振动噪声。

(5)外形与整车协调,无凹陷,行车时空气阻力小,造型美观。

1　外摆式乘客门的结构

外摆式乘客门是一种无轨道的移出车门,门扇靠回转臂支撑,依靠转轴的转动带动门扇作近似于平行移动的运动,因而也称平移门。

图1为该类车门的结构简图,它主要由门体1、导向杆2、回转机构3及门锁(未画出

)等组成。门体通过两个销轴与回转机构的两转臂连接,两转臂焊接在转轴上,转轴底端装在轴承座的推力轴承内,轴承座固定在地板骨架上,转轴上端靠轴套支架固定于门框上。在门体的下部设置一导向杆,它的一端用球铰与门体相连,另一端用球铰固定在门踏步骨架的下部。导向杆的长度可调节,装配时适当调节其长度,保证开启到位、自如。

12门体;22导向杆;32回转机构

图1　外摆式乘客门的结构简图

2　门体的运动机理分析

在设计时,一般用作图法分析外摆式乘客门的运动轨迹,从而确定四连杆机构及各固定铰和活动铰的位置,并作模型验证其是否与门框等部件发生干涉,然后确定车门与门框的周边间隙。

图2是用作图法确定车门的运动轨迹。图2a是简单平动的轨迹图。当车门以四连杆机构ABCD按W方向移动时,车门内侧E点的初始速度V E与BD 垂直;当E点移动到E′点并平动到门框外侧时,车门在X轴方向上的位移X EE′很大。显然,按图2确定的四连杆机构及各铰链点位置,其车门移动时要求的车门与门框的间隙∃X很大,这样大的间隙密封困难,因此是不合理的。

客车技术与研究

第25卷　第3期BUS　TECHNOLOG Y　AND　RESEARCH V o l125　N o13　2003

图2b 是在图2a 基础上加以改进的四连杆机构,即将固定铰D 点(即转轴轴线)绕活动铰B 点逆时针旋转到D ′点,使D ′点在两活动铰AB 两点连线的延长线上,得到新的四连杆机构ABCD ′。当车门以新四连杆机构ABCD ′按W ′方向移动时,四连杆

AB 与BD ′

的延长线交于点A ,所以A 点是整个车门初始移动的瞬心。此时,因整个车门绕瞬心点A

转动,则E 点的初始速度方向V E 与A E 的连线垂直。随着车门的开启,在A 1B 1位置时瞬心为m ,A 2B 2位置时瞬心为n ……由此可见,在车门开启的初始阶段,E 点在Y 轴方向的位移较大,而X 轴方向的位移却较小,从而使得车门与门框的间隙较小。随着车门的开启,瞬心位置迅速外移,即由A →m →n ……因此,车门很快进入接近平行移动方式的运动,满足了车门的设计要求。

3　四连杆机构尺寸的确定

弄清了门体的运动机理,重要的是确定四连杆机构的尺寸及位置,其确定方法主要有经验法和作图法,这里主要介绍作图法。

作图法如图2c 所示,简述如下:

(1)在门体上确定导向杆活动铰链A 及转臂活动铰链B 的位置,AB 的位置根据门体结构确定,一般B 点选择门体中间为宜,而A 点则尽量靠边缘。

(2)确定门开启所处的位置,一般宜平行车身,并尽量靠近车身,此外,要保证车门的开度要求,图中的双点划线车门即为开启后的位置。

(3)连接A 、B 两点并延长其连线,连接BB 1两点,作BB 1的垂直平分线交AB 延长线于D 点,则D 点即为支撑机构的转轴轴线投影点。

(4)根据BD 直线的长度,即转臂的长度确定导向杆A C 的长度。一般导向杆应比转臂稍长,A C 约为111～1.2BD 。确定A C 长度以后,分别以A 、A 1点为圆心,A C 长为半径画圆交于点C ,则C 点即为导向杆固定铰链点。

(5)根据门框立柱尺寸及转轴位置,确定转臂的形状及尺寸,使转臂与门框立柱不发生干涉

。

(a )

　简单平动的轨迹图

(b )

　改进后的四连杆机构

(c )　回转机构的确定图2　用作图法确定门体的运动轨迹图

按上述方法作图后,应按比例作简单的模型,验证其是否与门框立柱发生干涉,并保证车门与门框周边间隙较小。

另外,设计完工作图后,应校核支撑机构的强度,以免由于支撑机构强度不足而引起车门下垂、倾斜,造成门锁失灵及其它故障。

4　外摆式乘客门的密封

此种门的密封结构很简单。在门框周边止口上镶嵌一圈密封胶条,靠车门内板压紧即可,如图3所示。这种密封均匀、严密,效果良好

。

12门立柱;22密封胶条;32门体

图3　外摆式乘客门的密封结构简图

5　结束语

外摆式乘客门具有许多优点,现在我国许多客车上已采用这种乘客门,而且还有一些厂家采用电动外摆式乘客门。但这种车门也有一些不足,如开启时要求车外空间较大,而关闭时由于转臂机构又占据了车内较大空间,所以,外摆式乘客门大多用于旅游客车和长途客车上。

收稿日期:2002209230

　20客车技术与研究第25卷