毕业设计（论文）-兼容残疾轮椅的中型客车车门总成设计（全套图纸）.doc

装订线毕业设计（论文）报告纸第一章 绪论1.1 课题设计说明和课题定位乘客门是客车的重要组成部分，是乘客上下车的通道，对客车的整体造型起着重要的协调作用。在客车的整个设计过程中，长途客车乘客门设计是必不可少的一个环节。作为客车的一部份，车门在整个设计过程中有着很重要的作用。 随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，人们对客车内饰、外饰、质量及舒适性的要求也越来越高。车门是汽车车身的主要部件之一，它不仅为司乘人员上下车提供了方便的条件，而且与整车动力性（空气动力性）、舒适性（风流噪声、密封等）和使用性能（开启方便灵活）等有着密切的关系，同时对整车造型起着协调作用，并直接影响到车身外形的美观。全套图纸，加153893706随着我国道路建设进程的加快，高等级公路的增加，人民物质生活水平的提高，中、高档客车得到了较好的发展。1.2 车门设计要求车门要求密封性好、防尘、防水、隔音。除了车门与车身之间尺寸配合要合理外，重要的还有镶嵌或粘贴在车框与车门上的密封条。密封条是一种截面呈中空形状的橡胶制品，它的柔软性使得它具有填塞间隙大小不一空间的作用，当间隙大时对密封条挤压小，当间隙小时对密封条挤压大，密封条的质量直接影响车门的密封性。从开关车门可以大致判断出车门的质量。一个质量比较好的车门，它使用的材料、制作工艺是严格要求的，反映到使用上，就感觉出一种沉甸感，厚实感，关闭时有一种低沉的“嘭”声发出来，好象车厢里的空气被压缩似的。如果车门比较单薄，则有一种轻盈感，关闭时会发出清脆的“嘭”声，与前一种明显不一样。对车门设计的要求：1具有必要的开度，并能使车门停在最大开度上，以保证上、下车方便；2安全可靠。关闭时能锁住，行车或撞车时不会自动打开；3开关方便，操纵方便升降玻璃，锁止等，或在低气压下（0.3MPa）也能开启灵活；4. 具有良好的密封性涉及密封胶条特性、设计精度、间隙大小、配合精度等；5具有足够的刚度，不易变形下沉，行车时不振响；6制造工艺好，易于冲压成形，便于安装附件和维护调整；7. 外形上与整车协调；操纵机构必须易于接近，便于调整保养。第二章 国内外客车车门发展状况2.1 乘客门概述车门的基本功能是为驾驶员和乘客提供出入车辆的通道，并保证安全。它按开启方式分为：顺开旋转式、逆开旋转式、移动式、掀式和推拉接叠式五种。顺开旋转式即使在汽车行驶时仍可借助气流的压力关上，比较安全，而且便于驾驶员在倒车时向后观察，故被广泛采用；逆开旋转式在汽车行驶时若关闭不严就可能被迎面气流冲开，因而用得较少，一般只是为了改善上下车方便性和适于迎宾礼仪需要的情况下才采用；移动式的优点在于车身侧壁与障碍物距离较少的情况下仍能全部开启；上掀式广泛用作轿车与轻型客车的后门,也应用于低矮的汽车，推拉接叠式则广泛应用于大、中型客车上。在有些大型客车上，还备有加速乘客撤离事故现场以及便于救援人员进入的安全门。2.2 国内外客车发展状况客车是指设计和技术特性上用于载运乘客及其随身行李的商用车辆，包括驾驶员座位在内其座位数超过9座。中国是世界上最大的客车市场。根据有关部门的预测，未来我国大中型客车的保有量和需求量将会更大。中国客车工业目前已经基本上形成了大中轻微齐全、高中低档兼备的产品格局，其中大中型客车的生产能力超过10万辆。受宏观经济调控的影响，大中型客车市场自1992年以来持续多年不振，产销连年下挫，但从1998年开始全面回升。大中型客车按照用途可分为城市客车（包括市区公共汽车和郊区公共汽车）、公路客车、旅游客车、团体客车及特种客车五类。客车对发展国民经济和促进人民生活水平提高发挥着重要作用。世界上各主要客车生产厂都潜心致力于客车新产品的研制和开发，不断向市场提供有竞争力的新型客车。公路客车市场的基本情况：目前，公路客车市场基本上可分为两类，即长途客车市场和农村短途客车市场，它们共同承担非城市公共交通客运工作，并有逐渐渗透、竞争的趋势。国外发展现状:欧洲的长途客车是高地板，布置大容积行李舱，一边乘客门，2加2座位布置，最高车速较高，卫生间、餐饮设备、视听设备、座椅调节装置等配套齐全，适应远程旅行的需求。客车工业在我国还是一个年轻和充满朝气的产业，随着我国国民经济的蓬勃发展，人民生活水平的迅速提高和高速公路的连线成网，客车工业在我国必将有更大的发展空间和机遇。2.3 客车制造工艺的发展早在20世纪，随着外国企业金融资本和产业资本大量涌入中国，西方工业革命成果相继进入中国，城市公共交通和公路运输的客运车辆由此在中国发展起来。伴随客车运输业的发展，运输业内的客车维护、修理厂中逐步形成客车车身的翻新和制造能力，进而在货车底盘上改装简易客车，从此在中国大地上出现了客车制造业的萌芽。新中国成立后，随着国民经济的发展，我国的客车制造业进入了创建、发展的新时期，尤其是改革开放以来，客车工业进入了高速发展的新阶段。20世纪50年代客车生产多沿用汽车修理的工艺方法，采取单件生产，就车作业方式。工厂内仅有少量的焊接、钣金和喷涂设备，其生产主要依靠工人的手工作业，金属板材和型钢的下料以手工剪切、气割或在通用的剪切机上完成；车身骨架构件和外壳覆盖件利用手工敲模成形；采用手工除锈，手工涂刷防锈涂料的方法进行防锈处理；车身骨架和底架的组合是逐根地进行焊接或铆接，车身外壳覆盖件与骨架的连接是采用铆接、气焊或板边咬合的方法；车身外涂装均采用手工喷涂。20世纪60年代，客车工业在调整中得到进步发展，客车产品纳入了国家机械产品计划和归口管理的轨道。在这一时期，不但客车产品技术水平稳步提高，产品品种及产量逐步增加，而且进一步促进客车制造技术水平的提高。客车骨架构件成形逐步用冲压技术代替手工作业；车身薄板件的连接广泛采用氧-乙炔焊，中厚板采用电弧焊工艺，在少量工厂开始应用接触焊和CO2 气体保护焊；为了提高车身的防锈能力；少数工厂开始采用喷砂、喷丸或化学除锈，但车身仍然是露天或厂房内打磨腻子，喷漆，并进行自然干燥。20世纪70年代，随着二汽和其他一些汽车厂的建立投产，客车底盘的开发业取得瞩目的成绩，给客车工业的发展提供了良好的底盘条件。在该时期，客车生产逐步与汽车修理分离，还有一些企业调整为生产客车的工厂，从而一些生产客车的专业厂应运而生，客车生产规模逐步扩大，工厂的冲压、焊接、涂装、总装等生产工艺，都有不同程度的发展。车身零部件的落料；冲压设备的配套逐步趋于完善，提高了机械化生产程度；CO2 气体保护焊技术得到了普遍的推广应用，在薄板和构件的焊接中基本淘汰了氧-乙炔焊和电弧焊。采用组焊胎具进行车身骨架的焊装，有的形成初具规模的车身焊装生产线，提高了车身的焊装精度；为了改善车身的防腐性能，开始应用构件磷化工艺技术，并出现了构件表面处理生产线和客车涂装生产线。改革开放以来，我国国民经济快速发展，人民生活水平不断提高，尤其是高速公路建设蓬勃发展和城市现代化建设，对客运车辆提出了更多，更高的要求，为客车工业的发展提供了良好的市场条件。改革开放又为客车行业创造了“走出去，请进来”，与国外同行进行技术交流的规划下，通过引进国外先进技术或与发达国家客车厂合资的方式对重点企业进行技术改造，使我国客车工业有了飞速的发展，客车制造工艺技术亦得到了长足的进步，一些重点企业的生产工艺条件打到了国外客车企业八十年代的水平，个别技术达到了国外的先进水平。2.4 乘客门发展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，产生风流噪声，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。随着汽车工业的发展，发达国家的客车技术，尤其是车身设计、工艺已经达到相当完善的程度。对比而言，我国还比较落后。但随着改革开放的不断深入，国外发达国家的客车车身设计方面的技术不断 引进、消化和吸收，近几年来，国内客车行业以及与其紧密相关的客车配套业都得以长足发展。与此同时，人们对大客车的造型、质量、舒适性的要求也在不断地提高。在这种外部环境和内部条件下，出现了一种使车身表面平整光滑的新型乘客门外摆式乘客门，他以优良的密封性能和优美的造型，在中高档客车的设计中备受青睐。第三章 乘客门结构型式选择乘客门是客车造型的一个重要组成部分。良好的结构性能和完美的造型，不仅给客车造型增添美感和动感，而且还给客车带来良好的空气动力性和燃油经济性。我们在确定乘客门结构形式时需要考虑三大要素，即机械工程学、人机工程学和流体力学，其中机械工程学又包括工艺性和经济性等。只有完善的工艺性和合理的工艺方案，才能以最少的工序、材料和工时获得稳定的优质产品，因此有必要对乘客门的结构型式进行选择。客车乘客门有多种类型，综合起来大概有双扇折叠门、四扇折叠门、双扇内摆门、外摆门等几种，下面对各种门的类型与特点作以详细论述。3.1 双扇折叠门双扇折叠门门体由大小、尺寸相同的主扇和副扇组成，采用薄钢板冲压成型，在下部玻璃下方焊有加强盒，以提高门玻璃处的强度和刚度。门体外包蒙皮，除满足质轻、节能、防腐、减震、安全、成型性好的要求外，还要满足较强的抗弯性能，足够的结构强度和刚度，以及良好的喷涂性和对油漆涂层的附着力等要求，以保证门面光洁、美观、耐用(见图3.1)。图3.1 双扇折叠门结构图 1 车门前立柱 2 装饰件 3 密封条 4 主扇门体 5 玻璃胶条 6 主扇玻璃 7车门中间合 8 中间橡胶条 9 副扇门体 10 副扇玻璃 11 车门后立柱12 后立柱密封件 13 车门下滑轮 14 合页 15 前立柱密封件在门体与门立柱间用橡胶条及密封件密封。两扇门之间的整个长度上装有中空的柔性橡胶条，车门玻璃采用强度较大的钢化玻璃。双扇折叠门的开启是由门泵完成的，门泵通过车门气包架与主扇上的门气包连接板连接。车门启闭时，活塞杆压缩或伸长，促使主扇转动，在中间合页和滑道滑轮的带动下，副扇同时转动，完成车门的启闭动作。开门时主、副扇车门靠拢，横置于踏步板一侧；关门时主、副扇车门与车身平齐，并加限位块以保证有效锁死。门的下部有棕刷，用来防尘防水。当门体上下都有滑道时，必须保证其在一个垂直平面内，否则阻力很大，造成门的启闭不灵活；如果只有上滑道，则车门变形较大，不利于关门时的定位。另外，由于受滑道的影响，门的开启角度不能达到90度，主、副扇重叠后占据了较多的车内空间，减少了通道的宽度。易造成乘客上下车不畅。此种车门虽有上述不足，但由于工艺简单，造价低廉，坚实耐用，在普通公共汽车上使用较多。3.2 四扇折叠门四扇折叠门由左、右两部分门体组成，每一部分又有外扇和内扇两扇门体。车门骨架的结构及蒙皮的材质均与双扇折叠门相同。在每侧外扇门处有一竖轴，内扇门、外扇门之间由合页铰链。在左、右侧门之间的整个长度上装有中空的密封胶条，车门上方有一托盘，内装动力操纵机构。由气动门泵、三通阀、电磁阀及传动连杆等组成(见图3.2)。图3.2 四扇折叠门动力操纵机构1 左侧门连杆 2 门泵推杆 3 连杆 4 开度调节杆 5 连杆 6右侧门连杆7连杆 8 门泵 9 电磁阀 10 三通阀 11车门前立柱 12 车门后立柱车门的启闭是操纵电磁阀通过压缩空气驱动门泵带动车门完成的。当三通阀手柄拨向“开”的位置，压缩空气通过三通阀进入门泵的小活塞室，使车门保持关闭状态。此时，若接通车门开关，在电磁阀接通电源的同时，压缩空气即由电磁阀控制管路进入门泵的大活塞室推动推杆、连杆，使左、右两部分门体的外扇车门分别绕竖轴转动，并各自带动内扇门转动，分别置于踏步板的两侧，从而完成车门的开启过程。反之，如果关断车门开关，电磁阀断电后，切断了通向门泵大活塞室的气路通道，同时压缩空气经电磁阀阀体上的孔排入大气中，连杆系的动作与上述动作相反，使车门关闭。此外，为了避免夹伤乘客，门泵内设有慢动作用，关门时先快后慢，当车门关闭到最后13行程时，速度逐渐减慢，这种过程可通过调节门泵上的调节螺钉来实现，若要长期关闭车门(30分钟以上)可将三通阀手柄拨向“关”的位置，以防线圈过热损坏。 与双扇折叠门相比，四扇折叠门结构较复杂，需要更多的铰链合页，降低了密封性。当外扇与内扇门体重叠，分别置于踏步板两侧时，减少了通道的有效宽度，但由于其坚实耐用，尤其适合于大门距车门，故目前在铰接式公共汽车上仍采用此种门。无论是双扇折叠门，还是四扇折叠门，均为折叠门形式。这种车门由于其运动特点限制了其门扇的形状只能是平面的。其转动垂直于踏步板，装上车身后，必然凹陷于车身内，无法与车身外形保持平齐，因而造型上不协调美观。此外，在行驶时，气流在凹陷处形成旋涡，影响了整车的空气动力性，增加了行驶阻力，产生风噪声。而且折叠门没有防夹装置，安全性能差。3.3 双扇内摆门双扇内摆门由左、右两扇尺寸、大小完全相同的门面组成。左、右各有一根旋转门轴，旋转时带动上、下转臂启闭门体，门轴的上端安装在门机构的托盘上，门轴下端连接下摆臂固定在门轴底板上；门体滑轮从滑道侧面滑人，在门框处及门扇间装有密封胶条。双扇内摆门的动作是通过气动阀、气缸以及连杆机构来完成的(见图3.3)。图3.3 双扇内摆门1，3 气缸 2气动阀 4，5 连杆机构当开启车门时，压缩空气进入气动阀推动活塞，带动连杆向门框两侧转动，并推动主动轴转动，由于连杆分别与左、右侧旋转轴固定连接，因而带动上、下摇臂一起转动，使车门绕旋转轴向车内摆动，沿着一级踏步转至横向位置靠在一级踏步左右两侧。关门时气缸排出气体，活塞回缩连杆往门框中心转动，推动主动轴转动，带动上、下摇臂一起反方向旋转，使车门绕旋转轴向车外摆动与车身骨架乎齐后完成关门动作。3.4 外摆门外摆门由上、下转臂、转轴、轴承座、平衡杆、门体、门泵等构成（见图3.4）。上、下转臂的一端用铰链与门体相连，另一端固定于旋转门轴上，门轴上端安装在固定于车身上的轴承座中，下端与固定于车身的门泵相连。平衡杆的一端用球铰与门体下部相连，另一端用球铰固定于车身下部，门泵是外摆门的动力机构(见图3.5)。 图3.4 外摆式乘客门结构简图 图3.5 外摆门门泵 1 调整顶丝 2 固定座 3 连杆 4 回转轴1 门体 2轴承座 3 上支臂 4 转轴 5 上转臂 6 螺杆 7螺套 8 下转臂5 下支臂 6门泵 7 平衡杆 9紧固板 10 上进气口 11气缸 12 活塞 13下进气口 开门时，压缩空气进入上进气口，活塞下移，车门在自重、活塞上腔压缩空气和弹簧的共同作用下，随活塞下移。当螺套不再移动时，在螺杆的作用下旋转，从而打开车门。关门时，压缩空气从下进气口进入气缸，活塞上行，由于螺套与门的回转轴刚性连接，迫使螺套沿螺杆螺纹反方向旋转，从而带动回转轴上、下拐臂和车门一起旋转，关闭车门。当车门压紧门框，活塞没到上止点时，螺杆继续上行，而螺套不再旋转，它带动车门随螺杆一起上行，使车门与门框上的锁止块啮合，完成车门的提升，实现自锁。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。在车门启闭过程中，门体上各点与水平基准面的距离保持不变。开门时门面先向车体外部摆出，再向车身方摆动，直到门面绕出车身骨架的边框开到最大开度，关门时则与上述过程相反，最后完成提升自锁功能。另外，车门采用两道密封装置，气密性好，车门净开度大。外摆门外形美观，整体性好。当车门关闭时，门面弧度与骨架弧度相吻合，因而克服了凹陷于车身内的空气涡流，改善了车体的空气动力性能，尤其是当客车高速行驶时提高了经济性和功率利用率。外摆门的开启和关闭动作柔和运动平稳，车门在关闭过程中，当门边碰到乘客或其他物品时，能自行停止关闭，同时打开防夹开关，使电磁阀换向，门即重新开启，这种灵敏的防夹装置，极大地提高了乘客的安全性。外摆式乘客门与折叠门相比，其结构要复杂得多，此种门是利用平行四连杆的原理，在驱动机构的作用下，整体平行移动。关闭时和客车外壁曲线一致，开启时平靠在侧壁外侧。驱动四连杆的动力来源于一个气动门泵（目前用于单扇外摆门的门泵有两种：一种是利用活塞的上下直线往复运动转化为主轴的旋转运动；另一种是直线往复运动和旋转运动分别由两个气缸完成的组合式门泵）。当门和门框相靠时，活塞和旋转机构形成统一的刚体，一同上移，实现提升动作，通过锁止块（固定在门和门框上）的累进斜度产生高压力，使门能得以良好的密封。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。外摆式乘客门以其优良的密封性能和优美的造型，在中高档客车的设计中显得尤为重要。首先，在与它的良好造型。它可以和侧围外部曲线完全一致，与整个车身形成一个整体。启闭时整扇平行移动。其次，它具有优良的密封性能。外摆门关闭到位时有提升动作，利用四个斜面使门密封力量加大，密封效果得以显著提高。另外，外摆式车门关闭时噪音小。所以此种形式的车门在长途客车、旅游客车上，比折叠门、转动门更具魅力。近来，我国厂家已大量使用外摆式乘客门，而且还有一些厂家采用电动外摆式乘客门。 第四章 外摆式前乘客门设计4.1 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，因而也称为平移门。图4.1为该类车门的结构简图，它主要由门扇1、支臂5、7、拉杆3、锁止机构（未画出）等组成。门体采用轻质铝合金材料。门体骨架由铝合金型材经氩弧焊组焊而成，门体的内外蒙皮采用1.0mm的薄铝板，使整个门体重量大大减轻。双向的，镶嵌在铝型材槽中的车门密封条保证了车门的密封。车门关闭后，门体与整车外观协调，使车的外表面平整，整车造型更加美观，既减小了空气阻力，又防止了高速驶产生较大的风流噪声。图4.1 外摆门结构图1 门扇 2 支撑杆 3 拉杆 4门泵 5 下支臂 6 转轴 7上支臂 8 主轴上支座 9 盖形螺母转轴、转臂、下拉杆与车门体相连接，不但起到支撑门体的作用，还利用四连杆机构原理来实现车门的无轨道平移。转轴与转臂均采用优质钢管，表面喷塑处理，使之与车内饰相协调。为了防止装配误差影响车门的运动，各传动杆件的铰接点均设计为可调节的结构，在安装中可通过适当的调整，以保证车门运动的准确性。锁止机构是由装在门体两侧的锁止块与安装在前后门框上的锁止块组成。当车门关闭后，由转轴带动车门向上移动，锁止块相互锲合进入锁止状态。 图4.2 外摆门效果图4.2 乘客门泵选型河北拓达车门有限公司的WMB-H2A3型气动外摆门泵以压缩空气为动力源通过电磁阀控制气源，推动气缸活塞作往复直线运动，活塞杆通过螺旋轴及螺旋套作用，将直线运动转换成旋转运动并带动车门轴转动，使车门作平行移动，从而实现车门的启闭，车门关紧后，通过气缸活塞的作用，车门随门轴上升一段行程，使门框边上的楔块结合，从而实现车门的自锁；在车门关闭过程中，如遇到障碍（如夹住人或物）防夹行程开关使车门自动打开，实现防夹功能。车门的开关动作由瞬间通电的二位五通电磁阀来实现。车门的开启、关闭速度，可通过调节进（排）气口的进（排）气量的大小来控制。在紧急情况下，可通过应急阀切断气源，打开车门。 WMB-H2A3型气动外摆门泵是用于豪华客车外摆式乘客门启闭的控制执行装置。该产品配制的遥控开关门系统和光电无触点式防夹技术属世界领先水平。其功能完备，结构合理，安装使用方便，具有防夹功能。适用于有压缩空气气源的大中型客车。图4.3 WMB-H2A3型气动外摆门泵4.2.1 门泵主要技术参数工作气压：0.50.8Mpa旋转方向：左（右）转臂回转角：最大 140提升高度：最大 20mm负载能力：最大 1000N控制电压：DC24V（12V）4.2.2 门泵安装与调试1、将门泵的罩壳取下，通过泵体上的三个安装长孔把泵体安装于车体侧立面上。2、将转轴套在泵体输出轴上，并旋紧锁紧螺母，在转轴上端孔里顺次放入压缩 弹簧、支承轴，同时把转轴支承总成上的顶丝压入支承轴孔内。3、在保证转轴处于自由垂直状态下，将转轴支承总成安装于门框内侧，旋紧顶丝，把支承轴压至刻线位置。4、将上下弯臂总成装在转轴上，并使上下弯臂总成在最大开门状态下拧紧卡箍螺钉。拧紧前应同时考虑其高度。5、把门上、下支承按要求装在车门上后，将车门悬挂到上、下弯臂总成上，预紧各紧固件。6、用手扳动车门进行启闭，观测车门两侧及上端间隙是否合适，如不合适，精调至合适位置，拧紧各相应螺钉。7、将平衡杆调整到设计长度，连接车门与车体。在手动状况下启闭车门，观察车门在开闭两极限位置时，车门与车体是否平行，如不平行，调整平衡杆长度以达到要求。8、在车门两侧与门框两侧安装调整定位块和定位撞块，两对应锁块顶点间隙控制在3-4mm左右。9、接通气源与电源，先调试车门开、关速度;如开门速度太快或太慢，则调节泵体下盖调速接头的通气量;如关门速度太快或太慢，则调节泵体上盖调速接头的通气量。还需同时观测开门与关门即将到位时车门是否有明显的速度减慢(慢动现象)，若否，则分别调节泵体下盖与上盖的慢动调节螺钉以达到理想的动作。10、再调试电器功能是否齐全。当车门打开时，踏步灯应亮;门关闭提升到位后，踏步灯灭，在车门关闭过程中，车门遇到障碍或夹住人时，应能自动打开，若不能实现该功能，则可以调节凸轮角度来实现防夹功能。11、调试合适后，安装泵体罩壳，紧固锁紧螺母和其它各紧固件。4.3运动机构设计及校核运动机构的设计主要是确定支撑臂和约束杆的长度及其安装位置，以保证车门的正常运动。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。4.3.1用作图法确定车门的运动轨迹A为导向杆与门体固定铰接点，B为转 图 4.3 运动轨迹图臂与门体固定铰接点，C为导向杆与车身踏步处的固定铰链点，D为转臂与转轴固定铰接点，当车门以平行四连杆机构ABCD按W方向移动时，车门内侧E点的初始速度VEBD垂直；当E点移动到E并平动到门框外侧时，车门在X轴方向上的位移XEE大。 显然按图4.3确定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。所以理想的外摆式车门四连杆机构应是既能在合理的车门间隙条件下不与门框相碰，又能满足完全开启后到达设计给定位置的近似平行移动的四连杆机构。作图法确定车门四连杆机构的位置和尺寸，如图4.4所示： 图 4.4 四连杆位置图1、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。2、连接BB其垂直平分线，根据转轴位置确定D点的位置，D点距门扇内壁120mm。3、BD即为转臂长度，根据BD直线的长度，即转臂的长度确定导 向杆AC的长度。一般导向杆应比转臂稍长AC 约为1.1-1.2BD。确定AC 长度以后，分别以AA点为圆心AC长为半径画圆交于点C则C 点即为导向杆固定铰链点。4、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。最终确定的运动机构尺寸如图4.5所示： 图4.5 四连杆尺寸图4.3.2运动校核当BD转过一个角度n时，B点转至B点，以B点为圆心、BA长度为半径作圆，与以C点为圆心，AC为半径作的圆交于A点，这是当BD转过一个角度n 时，A点相应得位置。以A点为圆心，AE长为半径作圆，与以B点为圆心，BE为半径所作的圆相交于E1。取不同的n 值， 就会得到E点相应得一系列位置，将E点的这些相应得位置用光滑曲线连接起来，就得到E点随着BD的转动，E点的运动轨迹。如图4.6所示，由图中可以得知门扇内侧点E与门框不会发生干涉。图4.6 运动校核图4.4 外摆门的密封相对折叠门而言，因外摆式乘客门外形曲线与车身外形完全吻合，客车外形美观大方，空气动力性好，同时车门开启平稳可靠、占用空间小，因此越来越广泛地应用于各种客车上。由于外摆式乘客门车门本身是个曲面体，使得门扇与门框之间难以密封，此处密封性的好坏直接影响着整车的密封性和乘坐舒适性，所以它一直困扰着客车制造厂家。下面简要介绍几种当前客车外摆式乘客门常用的密封结构，并综合分析各自的优缺点，最后得出一种较为合理的结构，供同行们参考。4.4.1几种典型外摆式乘客门密封结构1、大截面胶条双面扣压结构 图 4.7 大截面胶条双面扣压结构该结构如图4.7所示，是通过在门扇周边安装异型铝型材，再在其凹槽内嵌入大截面扣压式橡胶条来形成门与车身间的密封。由于车门本身的弧度会引起胶条起皱而影响密封性，所以为保证密封效果，又以同样的方式在门框周边安装胶条来反扣压在门扇上，形成双 层密封。该结构由于采用铝型材和大截面扣压式橡胶条，所以成本比较高。2、大截面胶条单面扣压结构为了降低上述1中结构的成本，大截面胶条单面扣压结构取消了门框上的铝型材和胶条，而是在门框上焊接铁皮止口，再在其上装夹龙骨胶条来与车门密封，如图4.8所示。这种结构使1中结构的铝型材和胶条用量减少了一半，成本较低，曾较长时间地应用于国内各个厂家的客车上。图 4.8 大截面胶条单面扣压结构3、改进型大截面胶条双面扣压结构 近年来，随着客车车速的不断提高，上述两种大截面胶条扣压式的密封结构在车门前方的迎风侧，胶叶片在车速较高时经常被气流吹得张开，致使密封性下降，同时形成气动噪声和阻力。为此在1结构的基础上加以改进，形成如图4.9所示的结构，即在门框铝型材上加设一个凸起折边，起遮风挡水的作用，但这同时又增加了成本。图 4.9 改进型大截面胶条双面扣压结构4、综合上述三种结构，因三者都采用异型铝型材和大截面扣压式橡胶条，它们不仅成本高昂，而且装配以后会在门周边留下一圈宽大的黑色橡胶皮，既不美观，又容易产生气动噪声和空气阻力。同时，还可以看出：三者都是通过扣压胶条伸展出来的长形叶片依靠其自身弹性压在门框和门扇上来实现密封的，而这种叶片受力状况类似于悬臂梁的受力，并且由于车门本身的弧度会使装配后的胶条起皱，这样，在门周圈的大范围内，要仅仅依靠胶条的弹性来实现门的密封，无论是工艺上，还是设计上都是不尽合理的。4.4.2 改进型密封结构为了从根本上解决上述三种结构的缺陷，许多客车制造企业，特别是在进口客车上近来又推出了一种新型的密封结构，如图4.9所示。该结构是通过在门框上焊接止口，在止口上装配两道密封胶条来实现门扇与门框之间的密封的。其中第一道密封条 采用弹性较大的海绵橡胶条，它在载荷变化不大的。区段可以得到比较大的变形，因此能有效地弥补门扇与止口之间的间隙误差；第二道密封条是用带钢芯的空心压缩形密封胶条，它是由起密封作用的海绵部分和起夹紧于门框内止口作用的夹持部分组成，该密封条具有的非线性弹性特性使关门时消耗的能量小而且密封效果好。图 4.10 改进型密封结构这种结构不仅制作工艺简单，成本低廉，而且密封效果好，装配以后门扇与门框之间仅留下一条狭小的缝隙，车门与车身曲线完全吻合，表面浑然一体。目前已越来越广泛地应用于各种客车上。4.5 外摆式乘客门的制作4.5.1制作工艺乘客门门扇由门扇骨架，内外蒙皮组成，门骨架一般采用异型截面的型材以简化制作工艺。另外由于门扇需要安装密封胶条，因此四周边骨架零件常采用带有止口的型材。为了减轻门扇的重量，以利于门泵的工作。门扇通常采用铝型材和铝板制作。由于外摆式乘客门关闭时与车身贴合，因此车身曲线要体现在门扇上以及与其相关的门骨架零件上，门骨架零件压制弯形后，与其他构件一起在门骨架组焊模上组焊。门扇内外蒙皮采用1mm铝板制作，直接按蒙皮展开尺寸下料，然后在胚料上切割出门窗孔、门锁孔，最后沿骨架止口包边制作成形。经过内外蒙皮与骨架组装工艺后，装配安装密封胶条的铝型材，转配完工的乘客门门扇的质量检验项目主要有：1、皮与骨架贴合，不得有鼓动声。2、曲线用样板检验，不贴合间隙不大于1mm。4.5.2预装与调试在车身进行喷涂工序之前，对乘客门进行预装调试，以确定门驱动支撑机构的位置，同时，检验车门在车身上的安装的状况。外摆门预装调试的工艺流程为：门泵安装支座预装支臂与转轴组合转轴合件预装门扇预装调试修整检验。 第五章 后乘客门的设计5.1 后乘客门的结构本车后乘客门作为残疾人上下的专用通道，采用的是旋转式乘客门，由于不是经常使用，直接由乘务员手动打开或关闭，以达到节约成本的目的。其结构如图5.1所示：图 5.1 旋转门结构图它主要由门扇，铰链，门锁等构成。门体采用轻质铝合金材料。门体骨架由铝合金型材经氩弧焊组焊而成，门体的内外蒙皮采用1.0mm的薄铝板，使整个门体重量大大减轻。双向的，镶嵌在铝型材槽中的车门密封条保证了车门的密封。车门关闭后，门体与整车外观协调，使车的外表面平整，整车造型更加美观，既减小了空气阻力，又防止了高速驶产生较大的风流噪声。铰链作为门框与门扇的运转，连接部件，其除了要满足运转灵活、铰链轴位置不偏移、持久可靠的要求外,铰链还必须有足够的强度和防破坏能力。 乘客门设有锁止装置，防止车辆高速行驶时旅客往外推门脱出，造成人员伤亡。所以锁止机构设计影响客车行驶的安全性。在乘客门上设置门锁，可以用钥匙在车外打开或锁住乘客门（为了防止残疾人不小心打开车门，把门锁设置在车门外部）。5.2 铰链形式铰链作为门框与门扇的运转，连接部件，其除了要满足运转灵活、铰链轴位置不偏移、持久可靠的要求外,铰链还必须有足够的强度和防破坏能力。现在车门上采用的铰链大多为合页式铰链。合页式铰链合页式铰链一般由固定页、旋转页和转轴三部分组成。经过长期的结构改进和完善,该铰链机构经历了标准件合页、弯臂式铰链、双铰链、改进型弯臂式铰链以及综合改进型合页式铰链五种结构。标准件合页现已几乎不采用。（1）弯臂式铰链。它是先在门铰链对应的腰梁底面开口,然后把铰链上合页焊接在腰梁外壁的内侧面上;下合页设计成弯臂形状,这样门在开启的过程中,整体向车外摆出,不会与车身干涉。该结构(见图5.2)改进了标准件合页轴外露的缺陷,而且铰接的可靠性有所提高,但是在腰梁上开口,大大削弱了腰梁的强度和刚度,车身骨架容易变形,而且制作和装配工艺复杂;同时为了避开铰链,门密封胶条不得不延伸到与门加强筋的内面接触,这样就使密封止口深而长,占用空间,而且使门洞口的净尺寸大大缩小,特别是下止口高高地突出底板表面。另外,门上沿的密封效果差,大量涌入的水会从胶条与加强筋表面之间渗入门体。所以该机构只是在较早的低档客车上应用过。图5.2 弯臂式铰链结构示意图(2)双铰链。为了避免在腰梁上开口 ,并使门开启角度加大 ,在弯臂式铰链的基础上 ,在上、下合页之间再加一级过渡铰链 ,从而形成了如图5.3所示的双铰链结构 :该结构在门开启过程中 ,门体和活动页、过渡铰链先同时绕上转轴转动并摆出到车身外侧 ,然后门再绕下转轴转动至最大开启角度 ,最后门上沿转向中间铰链的铰链槽中 ;门关闭过程中 ,门先绕下转轴转动 ,然后再与下活动页、过渡铰链同时绕上转轴转动至门关闭位置 ,并使门上、下同时关严。该铰链结构避免了在腰梁上开口 ,并进一步增大了门的开启角度 ,铰接的可靠性好。但因为增加了一级中间过渡铰链 ,使舱门上沿与腰梁间的缝隙增大 ,需要在腰梁上加焊一条补偿角铁来减小门缝 ,这样就使结构变得复杂 ,同时 ,门启闭过程中铰链先后转动的顺序是靠准确、合理的气弹簧撑杆作用力来实现的 ,这对气弹簧撑杆的空间位置要求