客車外擺門設(shè)計(jì)

1、沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 章 緒論1.1 概述乘客門是客車的重要組成部分，是乘客上下車的通道，對客車的整體造型也起著重要的協(xié)調(diào)作用?？蛙囃庑问怯绊懣蛙囆阅艿囊粋€(gè)重要因素。乘客門是車身外形的一個(gè)組成部分，它不僅與客車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，而且直接影響客車外形的美觀與動(dòng)感。隨著車速的不斷提高，客車的空氣動(dòng)力性問題越來越突出。過去我國采用較多的是折疊式車門，由于車門內(nèi)陷而增加了汽車的空氣阻力，產(chǎn)生風(fēng)流噪聲，而且由于車門縫隙大，密封困難，在形式中產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)噪聲和漏塵，從而嚴(yán)重影響乘坐舒適性。導(dǎo)槽滾輪式乘客門雖然無內(nèi)陷，但是在車身側(cè)壁有導(dǎo)槽。因此，在國外的許多旅游客車和

2、長途客車上出現(xiàn)了一種使車身表面平整光滑的乘客門，這就是外擺式乘客門。近年來，內(nèi)擺門和外擺門已經(jīng)在我國客車生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。1.2 乘客門的主要形式客車乘客門的結(jié)構(gòu)形式主要有3種：折疊式、外擺式、內(nèi)擺式。折疊式乘客門打開時(shí)呈折疊形式，是各種客車普遍采用的傳統(tǒng)形式的乘客門。具有單軸2頁和雙軸4頁2種形式。外擺式乘客門又稱外開平移式乘客門。外擺式乘客門在關(guān)閉時(shí)，其外側(cè)與車身外側(cè)面平齊，密封效果、美觀性好，近年來不僅在中、高檔城間客車上普遍采用，且在城市客車上也得以推廣應(yīng)用。具有單擺和雙擺2種形式。內(nèi)擺式乘客門又稱內(nèi)開回移式乘客門。內(nèi)擺式乘客門是乘客門中開啟后凈開度最大的一種，方便乘客上下車，尤其適

3、用于城市客車。也具有單擺和雙擺2種形式。1.3 外擺乘客門的優(yōu)缺點(diǎn)本設(shè)計(jì)的題目是“八米高一級客車外擺乘客門設(shè)計(jì)”當(dāng)然設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)該放在外擺式乘客門上。外擺乘客門與折疊式乘客門相比的優(yōu)點(diǎn)有：1開度大，可以開啟到門框?qū)挾?，有效利用門框空間，保證乘客上下車方便。2具有良好的密封性，密封結(jié)構(gòu)簡單。3開關(guān)方便、安全，操縱靈巧。4剛性較好、不易變形下沉，行車時(shí)不易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。外形與整車協(xié)調(diào)，無凹陷，行車時(shí)空氣阻力小，造型美觀。5由于外擺式車門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和鎖止機(jī)構(gòu)復(fù)雜,成本高;開啟過程中外擺的幅度較大,有可能傷及等車的乘客。第 2 章 外擺門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析2.1 外擺乘客門構(gòu)造客車車門的種類很多，大致包

4、括翻轉(zhuǎn)門、折疊門、平移門、內(nèi)擺門和外擺門，其中折疊門、內(nèi)擺門和外擺門又各自有單扇和雙扇車門的區(qū)別。在這些種類中，翻轉(zhuǎn)門主要用作客車的司機(jī)門和乘客安全門；單(雙)扇折疊門和單(雙)扇內(nèi)擺門在城市客車中應(yīng)用較為廣泛，平移門與雙外擺門的應(yīng)用主要出現(xiàn)在國外的一些城市客車中；城間客車主要應(yīng)用的是單扇折疊門和單扇外擺門，但在客車技術(shù)日新月異人們對城間客車的密封性和外觀造型的美觀性要求越來越高的今天，由于傳統(tǒng)的折疊式車門，車門凹陷于車身，不僅增加行車的空氣阻力，影響整車的外形美觀，而且由于車門縫隙大，密封困難，在行使中產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)噪聲和漏塵，從而嚴(yán)重乘坐舒適性。近年，我國廠家已大量使用外擺式乘客門，外擺式

5、乘客門與折疊式乘客門比較，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：a 開度大，可以開起到門框?qū)挾?，有效利用門框空間，保證乘客上下車方便。b 具有良好的密封性，密封機(jī)構(gòu)簡單。c 開關(guān)方便，安全，操縱靈巧。d 剛性較好，不易變形下沉，行車時(shí)不易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。e 外形與整車協(xié)調(diào)，無凹陷，行車時(shí)空氣阻力小，造型美觀。2.1.1 乘客門門扇由于外擺式乘客門截面形狀和車身側(cè)圍完全吻合，因此乘客門門扇外形弧度必須與車身相應(yīng)吻合，它是由門扇骨架、外蒙皮、內(nèi)蒙皮組成的。門骨架零件一般采用異型方鋼和槽型鋼截面型材，選材方便制作簡單。另外由于門扇周圈需要安裝密封膠條，因此，門扇周邊骨架零件常采用帶有止口的截面型材。門扇用Q235一A鋼制

6、造太重，不利于門泵工作，所以，外擺式乘客門門扇常用鋁刊材和鋁板制作。如圖2-1，門扇由鋁型材l，2和鋁板3，4構(gòu)成。型材1便于四周安裝密封膠條；門扇采用鋁板制作，可使門扇重量減輕，但門骨架型材焊接必須采用氬弧焊，而氬弧焊技術(shù)在國內(nèi)不是太成熟，且成本較高，所以在使用上往往受到限制(鋁型材構(gòu)件的焊接方法，是以物理方式清潔焊口表面氧化層；選用含硅47的無鎂的鋁硅合金焊絲；進(jìn)行TIG方式焊接，其焊接工藝參數(shù)可以是鎢極直徑165mm、噴嘴直徑614m m、焊接電流20200A、氬氣流最5141min。它能有效地防止焊接裂紋且焊接成本低；通常為常溫施焊，工藝簡單易于掌握；焊縫機(jī)械性能良好，焊成的器件不變形

7、。)圖 2-1 門扇結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 按驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分，有電動(dòng)、液壓、氣動(dòng)三種，其中以氣動(dòng)最為普遍，氣動(dòng)日前又分為兩種，一種以普通門泵來驅(qū)動(dòng)，另一種以旋轉(zhuǎn)門泵來驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)門泵應(yīng)用較多，門泵技術(shù)要求必須達(dá)到如表1的性能。工作氣壓（MPa）當(dāng)前氣壓為0.45MPa門軸旋轉(zhuǎn)角度乘客門提升量（mm）乘客門軸彈簧力（N）轉(zhuǎn)矩（NM）提升力（N）0.4-0.8782500>13010-15600-700圖2-2是氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)門泵的結(jié)構(gòu)和原理圖，它是利用大導(dǎo)程絲杠4不自鎖特性，將絲杠4與驅(qū)動(dòng)氣缸活塞桿6直接相連，把活塞直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽?的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)門軸、支臂旋轉(zhuǎn)，使乘客門關(guān)閉。當(dāng)

8、門關(guān)閉時(shí)，螺母3受阻無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)絲杠4、螺母3和門軸2受活塞推力作用，克服門軸上方彈簧1的壓力而上升，使門上的限位鎖塊與門框上的限位鎖扣相互嚙合，形成乘客門鎖止功能。門泵氣缸活塞的上升速度和車門擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)速度是利用安裝在門泵氣缸上的可調(diào)螺釘來調(diào)節(jié)。開門室之前的網(wǎng)紋螺釘，以及關(guān)門室之前的網(wǎng)頭螺釘用以調(diào)節(jié)門的速度。目前，國內(nèi)生產(chǎn)這種門泵的主要有淮安市汽車門泵廠、淮安市海山客車門泵有限公司、江蘇金湖汽車配件廠等廠家。由于開始時(shí)存在絲杠和螺母制造技術(shù)難關(guān)，所以生產(chǎn)的門泵存在著諸多質(zhì)量問題，但經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造和技術(shù)引進(jìn)，質(zhì)量大大改善，目前已能供應(yīng)成熟產(chǎn)品。2.1.3 支撐機(jī)構(gòu) 如圖2-3（外擺

9、式乘客門機(jī)構(gòu)圖）所示，乘客門支撐機(jī)構(gòu)是由轉(zhuǎn)軸6、上支臂7、下支臂5和支撐桿2組成的，門扇通過轉(zhuǎn)軸支撐在上、下支臂上，轉(zhuǎn)軸下端是轉(zhuǎn)軸管通過連接齒套、轉(zhuǎn)桿螺母與門泵上轉(zhuǎn)軸連接，上端由固定于車體上的主軸卜支座8支承。上下支臂在旋轉(zhuǎn)過程中，由于要讓開門框，所以支臂設(shè)計(jì)成彎形。通過一系列調(diào)整緊固螺栓和調(diào)節(jié)螺桿，我們可以調(diào)整門與門框的間隙和面差，確定最佳位置。1、彈簧 2、門軸 3、螺母 4、 絲杠 5、氣缸 6、活塞 圖 2-2 旋轉(zhuǎn)門泵結(jié)構(gòu)和原理圖1、 門扇 2、支撐桿 3、拉桿 4、門泵5、下肢臂 6、 轉(zhuǎn)軸 7、上肢臂 8、主軸上肢座 9、圓形螺母圖2-3 外擺式乘客門結(jié)構(gòu)圖2.1.4 下拉桿下拉

10、桿又稱導(dǎo)向桿，他的作用是與支臂一起形成使門扇具有一定運(yùn)動(dòng)軌跡的四連桿機(jī)構(gòu)，使門保持平行移動(dòng)。下拉桿長度町通過左右旋螺紋作相應(yīng)調(diào)整，現(xiàn)代旅游大客車下拉桿一般要裝在門扇底部，踏步下面。如圖2-3，安裝下拉桿時(shí)，首先根據(jù)與轉(zhuǎn)軸相對位置安裝踏步下拉桿支座，然后根據(jù)門扇支撐位置確定門扇下拉桿支座，最后將下拉桿兩端連接在踏步及門扇支座上，檢查門扇轉(zhuǎn)動(dòng)是否平順，可調(diào)整下拉桿的長度。2.1.5 鎖止機(jī)構(gòu)各種外擺式乘客門都設(shè)有一套鎖止裝置，防止車輛高速行駛時(shí)旅客往外推門脫出，造成人員傷害。所以鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響客車行駛的安全性，在每扇乘客門的兩邊各有一機(jī)械鎖止裝置，同時(shí)設(shè)置了門鎖，能從車外用鑰匙將車門鎖上或打

11、開，以便在停車或壓縮空氣壓力不足的情況下門仍可安全地鎖住。它在客車行駛過程中一般不起作用，此時(shí)門扇無上升行程，一旦用機(jī)械方法將乘客門鎖住，就不可再操縱電啟動(dòng)裝置，要保證門鎖開啟自如，不允許有卡死和脫節(jié)現(xiàn)象?？蛙囋谛旭傔^程中，乘客門處于上升位置，保證車門與車身緊密貼合及車門鎖止，通過旋轉(zhuǎn)門泵將門提升，靠門上的限位鎖塊I和門框上的限位鎖塊嚙合形成鎖止功能。如圖2-4。圖 2-4 鎖止機(jī)構(gòu)2.2 外擺式乘客門運(yùn)動(dòng)分析及設(shè)計(jì)外擺式乘客門是利用四連桿機(jī)構(gòu)原理實(shí)現(xiàn)其開閉運(yùn)動(dòng)的，門扇相當(dāng)于四連桿機(jī)構(gòu)中的兩桿，支臂則為原動(dòng)件，下拉桿為從動(dòng)件，并構(gòu)成機(jī)構(gòu)的兩連桿架。2.2.1 基本參數(shù)的確定為了便于分析，將圖2

12、-3系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡化成圖2-5，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)之前，先確定一些基本參數(shù)。圖 2-5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡化圖門框的寬度由車身總布置確定。然后，根據(jù)密封結(jié)構(gòu)和工藝水平，就可確定車門與門框的間隙s及車門寬度1。車門的厚度t一般為3040mm(根據(jù)車型種類具體確定)。彎臂與車門的鉸接點(diǎn)A到車內(nèi)內(nèi)壁的距離e，一般可在2030mm范圍內(nèi)選取。門泵的活塞桿中心，及立軸的中心0到踏步側(cè)壁(及門泵的安裝面)的距離a，是由門泵的結(jié)構(gòu)確定的。淮安廠生產(chǎn)的門泵a為56mm。啟開的車門停在側(cè)圍外側(cè)，其內(nèi)壁離側(cè)圍的距離C，可在80-120mm的范圍內(nèi)選取。C取小值時(shí)，門的開度會(huì)稍微增大。車門一級踏步的右側(cè)裝有門泵，其上有立軸。車門

13、左端可留在門框內(nèi)少許。其離踏步側(cè)壁的距離d，可以根據(jù)門泵的安裝尺寸a確定。D取小值時(shí)(可直至為零)時(shí)，通道尺寸可增大；d取大值時(shí)，對車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)有利。2.2.2 車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，也就是在上述參數(shù)已經(jīng)確定的情況下，設(shè)計(jì)車門的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，已達(dá)到既定的要求。當(dāng)然，有的參數(shù)可能在設(shè)計(jì)中需要回過來進(jìn)行修改。具體來說，車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，就是確定立軸中心點(diǎn)O，主動(dòng)臂-彎臂與車門的鉸接點(diǎn)A、約束桿兩端的鉸接點(diǎn)D和E的位置。2.2.3 主動(dòng)臂-彎臂與立軸連接的中心點(diǎn)O和與車門鉸接中心點(diǎn)A的確定主動(dòng)臂是帶動(dòng)車門運(yùn)動(dòng)的，它的長短和位置會(huì)直接影響車門的運(yùn)動(dòng)、開度和位置。在確定O點(diǎn)和A點(diǎn)的位置時(shí)，有作圖法和

14、計(jì)算法兩種方法。a 作圖法采用作圖法確定O點(diǎn)和A的位置時(shí)，一般是先確定其中一點(diǎn)，再通過作圖法求作另一點(diǎn)。先初定A點(diǎn)，再求作O點(diǎn)作用在車門上的力，都是通過上、下彎臂與車門的鉸接點(diǎn)A加到車門上去的。為使為使車門兩側(cè)受力均勻，且不使彎臂承受附加力矩，A點(diǎn)應(yīng)位于車門寬度方向的中心，故初定X=1/2（如圖2-6所示）。圖 2-6 車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（作圖法） 求作O點(diǎn)時(shí)，先作出車門啟開后A點(diǎn)的位置A，在連接從AA，并做出其垂直平分線m，交與距踏步的距離為a的直線n于O點(diǎn)，則O點(diǎn)即為所求。因?yàn)镺點(diǎn)是門泵的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，故必須以此點(diǎn)來檢驗(yàn)門泵是否安裝的下。為此，在圖中畫出選定的門泵的橫截面外廓，其外端與車門內(nèi)壁間的

15、距離f（見圖2-6）如果能滿足結(jié)構(gòu)的要求(例如車門密封結(jié)構(gòu)和間隙等)，則所作出的O點(diǎn)，就町以定下來，否則，就需要重新確定。若因尺寸f不夠而重作時(shí)，可以減小尺寸x，使A點(diǎn)左移，也可以加大前面已經(jīng)初定的尺寸d，使A左移。重復(fù)上述步驟作圖，直到使作出的O點(diǎn)合乎要求為止。不過，減小尺寸墨會(huì)使車門受力不均，并增大彎臂長度，開門時(shí)所占車外空間也會(huì)增大；加大尺寸d，會(huì)縮小車門開度。所以，要綜合考慮這些因素，合理確定A點(diǎn)的位置。先確定O點(diǎn)，再求作A點(diǎn)，根據(jù)選定的門泵的外廓尺寸和轉(zhuǎn)軸中心至安裝面的尺寸a，留出必要的尺寸f后（見圖2-6），就確定了O點(diǎn)。根據(jù)O點(diǎn)求作A點(diǎn)時(shí)，先作兩條距車門內(nèi)壁為e的直線p和q(見圖

16、2-6)，然后，初取xl=0.51，即初定A1點(diǎn)。在以O(shè)點(diǎn)為圓心，OA1為半徑畫弧交直線q于Al。按尺寸xl確定啟開的車門的最左端。再將尺寸dl與原定的尺寸d比較，如果他們相等或相近，那么Al點(diǎn)即為所求的A點(diǎn)。如果相差太多，就需重選x2值，再重復(fù)上述步驟。如還不行，在選x3值，直到合乎要求為止。這樣，就可最終確定A點(diǎn)。b 計(jì)算法先由選定的門泵尺寸按上述方法確定O點(diǎn)。設(shè)O點(diǎn)至側(cè)圍外面的距離為b(如圖2-7所示)，所求A點(diǎn)到車門左端的距離為x；過O點(diǎn)作直線ON平行踏步側(cè)壁，作AM和AN分別垂直O(jiān)N,設(shè)垂足分別為M和N(見圖2-7)。圖 （2-7） 車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（計(jì)算法） 則在和中OA=OA

17、9; (AM)2+(OM)2=(A'N)2+(ON)2 (1) 從圖中已經(jīng)確定的參數(shù)可看出：AM=l+s-a-x (2)，0M=b-t-e (3)，AN=x-d+a (4)ON=b+c-e (5)，將(2)、(3)、(4)、(5)式代入(1)式中得： (1+s-a-x)2+(b-t-e)2=(x-d+a)2+(b+ce)2整理后解得：x=(1+s-a)2+(b-e-t)22(1+s-d)-(d-a)2+(b+c-e)22(1+s-d)這樣，A點(diǎn)的位置就確定了。2.2.4 約束桿兩端鉸接中心點(diǎn)D和E的確定 由上述分析計(jì)算町知，主動(dòng)臂一彎臂與車門的鉸接點(diǎn)A，一般是在車門的中心偏左。為了使車

18、門在運(yùn)動(dòng)中盡可能穩(wěn)定，約束桿與車門的鉸接點(diǎn)D，應(yīng)盡量布置在車門的左邊。這樣約束桿與車門的鉸接點(diǎn)D，也就確定了。采用作圖法確定約束桿的固定交界點(diǎn)E。連接DD并作其垂直平分線k，那么E點(diǎn)必定位于直線k上。基于外擺門的工作軌跡是平行四邊形，故暫且過D點(diǎn)作直線DE平行AO，交直線k于E(如圖2-8)。并且很容易證明，四邊形OADE是平行四邊形。下面分析一下這樣作出的E點(diǎn)是否合乎要求。圖 2-8 車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（作圖法）當(dāng)車門在主動(dòng)臂OA的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度VA垂直于AO。因?yàn)樗倪呅蜠EOA是平行四邊形，所以D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度VD必定平行且等于VA。根據(jù)理論力學(xué)可知，這時(shí)車門在作平動(dòng)，門上任意點(diǎn)的

19、速度大小和方向，在任何時(shí)刻都與A點(diǎn)(或D點(diǎn))的一樣。那么車門右端內(nèi)側(cè)的F點(diǎn)的速度vF也與VA(即VD)相同(參見圖2-8)。這樣，即使忽略了車門在汽車縱向運(yùn)動(dòng)時(shí)車門與門框之間間隙S以后速度VF方向的改變，在開門時(shí)車門上的F點(diǎn)仍然會(huì)碰L門框上的G點(diǎn)，顯然車門不能啟開，所以上面作出的E點(diǎn)是不合要求的。在上述條件下，要想使F順利啟開而不被門框上的G點(diǎn)擋住，則F點(diǎn)的速度方向至少要沿直線FG方向。為此過G點(diǎn)作直線GF，F(xiàn)點(diǎn)的速度VF1的方向沿直線FG。過F點(diǎn)作直線FO1與VFl垂直，且與OA的延長線交于O1點(diǎn)，再過O1點(diǎn)作直線OlD，且與直線DD的垂直平分線K相交于E1點(diǎn)(如圖2-8)，這樣就作出了約束

20、桿的另一個(gè)固定鉸支點(diǎn)E1。顯然直線DEl與直線AO不平行，開門時(shí)，A點(diǎn)的速度VA與D點(diǎn)的速度VDI也不再平行。由理論力學(xué)知，此時(shí)車門不再做平動(dòng)，而是繞瞬心Ol點(diǎn)作瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。所以F點(diǎn)的速度VFl方向垂直與O1F且與FG一致。這時(shí)車門能順利啟開，只不過會(huì)擦過門框上的G點(diǎn)而已。 求作鉸支點(diǎn)E1時(shí)，忽略了在車門完全退出門框之前F點(diǎn)速度方向的變化。而事實(shí)上，車門的運(yùn)動(dòng)瞬心Ol在運(yùn)動(dòng)過程中是時(shí)刻變化的，F(xiàn)點(diǎn)的速度方向也是隨時(shí)變化的。在離開門框之前，F(xiàn)點(diǎn)碰門框的可能性會(huì)增大。況且由于工藝方面的原因，車門與門框之問的間隙也可能會(huì)小于s，這樣車門就更難以開啟了。如果開門時(shí)F點(diǎn)的速度VF的方向垂直于汽車縱向而指向

21、車外(見圖2-9)，那么定能使車門順利開啟。為此，要使D點(diǎn)成為開門時(shí)的瞬心只要調(diào)整D點(diǎn)的位置和參數(shù)e,b的數(shù)值，使O、A、D三點(diǎn)共線，那么不管E點(diǎn)位于何處，D點(diǎn)都是車門開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的瞬心。如果E點(diǎn)位于直線DD垂直平分線K與直線OD的交點(diǎn)上，即OEAD四點(diǎn)共線(參見圖2-9)，那么車門在啟閉過程中任何時(shí)刻都作平動(dòng)，即平行四邊形OADE在車門運(yùn)動(dòng)過程中始終是平行四邊形。如果E點(diǎn)位于直線OAD以內(nèi)的某處，如圖2-9中直線K上的El處，那么車門的運(yùn)動(dòng)是繞瞬心的轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著車門的開啟，瞬心的位置(即直線E1D和直線OA的交點(diǎn))由D點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離車門，故車門也近似于平動(dòng)。圖 2-9 車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（作圖法）按上述

22、設(shè)計(jì)的外擺式車門運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，在臺架試驗(yàn)中可以清楚地看出：在車門右端先近似地繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而迅速退出車外(當(dāng)然這與鉸接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)副的問隙有關(guān))，然后基本上作平動(dòng)向右擺開。關(guān)門到門框時(shí)，門右端則稍稍滯后于左端。第 3 章 外擺式乘客門運(yùn)動(dòng)機(jī)理3.1 外擺式乘客門的結(jié)構(gòu)外擺式乘客門是一種無軌道的移出式車門，門扇靠回轉(zhuǎn)臂支撐，依靠轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)門扇作近似于平行移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，因而也稱平移門。圖3-1為該類車門的結(jié)構(gòu)簡圖，它主要由門體1、導(dǎo)向桿2、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3及門鎖（未畫出）等組成。門體通過兩個(gè)銷軸與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的兩轉(zhuǎn)臂連接，兩轉(zhuǎn)臂焊接在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸底端裝在軸承座的推力軸承內(nèi)，軸承座固定在地板骨架上，轉(zhuǎn)軸上端靠軸套支架固定

23、于門框上。在門體的下部設(shè)置一導(dǎo)向桿，它的一端用球鉸與門體相連，另一端用球鉸固定在門踏步骨架的下部。導(dǎo)向桿的長度可調(diào)節(jié)，裝配時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)其長度，保證開啟到位、自如。 1.門體；2.導(dǎo)向桿；3.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖 3-1 外擺式乘客門結(jié)構(gòu)簡圖3.2 門體的運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析在設(shè)計(jì)時(shí)，一般用作圖法分析外擺式乘客門的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而確定四連桿機(jī)構(gòu)及各固定鉸和活動(dòng)鉸的位置，并作模型驗(yàn)證其是否與門框等部件發(fā)生干涉，然后確定車門與門框的周邊間隙。圖3-2是用作圖法確定車門的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖3-2a是簡單平動(dòng)的軌跡圖。當(dāng)車門以四連桿機(jī)構(gòu)ABCD按W方向移動(dòng)時(shí)，車門內(nèi)側(cè)E點(diǎn)的初始速度與BD垂直；當(dāng)E點(diǎn)移動(dòng)到E點(diǎn)并平動(dòng)到門框外側(cè)時(shí)，車

24、門在X軸方向上的位移很大。顯然，按圖3-2確定的四連桿機(jī)構(gòu)及各鉸鏈點(diǎn)位置，其車門移動(dòng)時(shí)要求的車門與門框的間隙很大，這樣大的間隙密封困難，因此是不合理的。 （a）簡單平動(dòng)的軌跡圖 （b）改進(jìn)后的四連桿機(jī)構(gòu) （c）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的確定圖 3-2 用作圖法確定門體的運(yùn)動(dòng)軌跡圖按上述方法作圖后，應(yīng)按比例作簡單的模型，驗(yàn)證其是否與門框立柱發(fā)生干涉，并保證車門與門框周邊間隙較小。另外，設(shè)計(jì)完工作圖后，應(yīng)校核支撐機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，以免由于支撐機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不足而引起車門下垂、傾斜，造成門鎖失靈及其它故障。第 4 章 外擺門密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及發(fā)展在客車車身的設(shè)計(jì)中，客車車門的設(shè)計(jì)一直占據(jù)著非常重要的地位，車門設(shè)計(jì)的好壞與否，不僅

25、直接影響到車輛的密封性，還會(huì)影響到整車的使用安全性和外觀。因此，在客車技術(shù)高速發(fā)展的今天，提高客車車門的設(shè)計(jì)技術(shù)水平，尤其是客車車門的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)關(guān)鍵而重要的工作。4.1 客車外擺門的密封結(jié)構(gòu)客車外擺門密封結(jié)構(gòu)主要以橡膠密封條為主要密封元件，并根據(jù)密封結(jié)構(gòu)的不同配合以相應(yīng)的鋁合金型材或扳金件。膠條密封結(jié)構(gòu)種類很多，按照密封層數(shù)劃分，可分為單層密封和雙層密封；按照密封膠條的安裝位置劃分，可分為外露式密封結(jié)構(gòu)和內(nèi)藏式密封結(jié)構(gòu)。4.1.1 單層密封結(jié)構(gòu)單層外露式密封結(jié)構(gòu)(見圖4-1)的使用主要在20世紀(jì)80年代末和20世紀(jì)90年代初，當(dāng)時(shí)外擺門結(jié)構(gòu)在國內(nèi)客車上的應(yīng)用還處于起步階段，設(shè)計(jì)和制造水

26、平較低，相關(guān)配套行業(yè)還很不完善。這種密封結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡便，通過固定于車門上的密封膠條2與門框搭接形成密封，密封效果較差，特別是在使用空調(diào)或換氣扇時(shí)，由于車內(nèi)外存在氣壓差，密封膠條在氣壓作用下產(chǎn)生變形，嚴(yán)重影響密封效果。但與當(dāng)時(shí)普遍使用的折疊門的密封效果相比，卻是邁上了一個(gè)新臺階，并且由于外擺門可以按照車體側(cè)圍弧線進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，使整車外觀造型更趨于整體化，因此得到廣泛的應(yīng)用。圖 4-1 單層外露式密封結(jié)構(gòu)4.1.2 雙層密封結(jié)構(gòu)隨著客車技術(shù)的不斷進(jìn)步，單層密封結(jié)構(gòu)逐漸被雙層密封結(jié)構(gòu)所替代。雙層密封結(jié)構(gòu)中比較典型的結(jié)構(gòu)見圖4-2和圖4-3，在圖4-2中，密封膠條2直接卡接在固定于門框和車門的鋁

27、形材上，車門關(guān)閉后，2個(gè)膠條形成了一個(gè)密封腔，不僅在隔音、隔熱方面效果明顯，同時(shí)可以抵消車內(nèi)外氣壓差對密封效果的影響。這種結(jié)構(gòu)，對門框、車門的制造精度要求不高，門框與車門之間的間隙一般在2530mm之間，密封膠條較寬，可以彌補(bǔ)門框及車門的制造缺陷，安裝也比較簡單。但是，由于寬膠條的存在，在門的四周形成較寬的黑邊，破壞了客車造型的整體感，對整車噴漆圖案影響較大(尤其是對有中門的客車)。圖4-3中的密封結(jié)構(gòu)較圖4-2中的結(jié)構(gòu)有了較大的進(jìn)步，在這種結(jié)構(gòu)中，門框外密封膠條2和門框內(nèi)密封膠條3通過鋁型材固定在門框上，門密封膠條4固定在車門邊緣，車門關(guān)閉時(shí)，門框外密封膠條2與門密封膠條4相接觸并產(chǎn)生一定的

28、變形而形成車門的第一道密封，門框內(nèi)密封膠條3與車門型材5搭接形成車門的第二道密封。同時(shí)門框外密封膠條2在門框外形成防水槽也有利于車門的密封。這種結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，門框與車門之間的間隙一般在1518mm之間，對間隙的要求和門框與車門的制造質(zhì)量要求也較為嚴(yán)格，但門框外密封膠條2的防水槽部分可以掩蓋門框的些許不足之處。這種膠條在安裝調(diào)整時(shí)較費(fèi)工時(shí)，對于前圍立柱弧度較大的車輛，防水槽部分容易產(chǎn)生起伏，影響外觀效果?，F(xiàn)在已出現(xiàn)用密封鋁型材代替外密封膠條2的結(jié)構(gòu)，外觀效果較好，可是由于鋁型材寬度較大，并且需加工成雙向弧線，成型難度很大。圖4-3中的密封結(jié)構(gòu)雖然減小了密封膠條的寬度，但是并沒有從根本上解決外露膠

29、條對整車外觀產(chǎn)生的影響。 圖 4-2 圖 4-34.1.3 內(nèi)藏式密封膠條隨著人們對外觀重視程度的日益提高，出現(xiàn)了內(nèi)藏式車門密封結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)見圖4-4、圖4-5和圖4-6。其中圖4-4中的密封結(jié)構(gòu)與圖3比較相似，只是取消了門框外密封膠條，并將門框內(nèi)密封膠條適當(dāng)加長，這種結(jié)構(gòu)門框與車門之間的間隙一般在10-12mm之間，密封效果與圖3中的密封結(jié)構(gòu)相仿，但由于取消了防水槽，車門頂部密封較難保證，車輛在過淋雨間檢查時(shí)易產(chǎn)生滲漏，因而需對上部間隙及膠條的變形量嚴(yán)格控制。在圖4-5的密封結(jié)構(gòu)中，門密封膠條5安裝于門板內(nèi)側(cè)與固定于門框上的門框密封型材3接觸產(chǎn)生變形而形成車門的第一道密封，固定于門框內(nèi)板2

30、上的門框密封膠條4與車門接觸形成第二道密封。圖4-6中的密封結(jié)構(gòu)與圖5相似，門密封膠條3安裝于門板內(nèi)側(cè)并與門框接觸產(chǎn)生變形而形成第一道密封，固定于門框角材2上的門框密封膠條4與車門接觸形成第二道密封，同時(shí)門密封膠條3的后翼面與門板接觸并產(chǎn)生變形，形成內(nèi)流水槽。這兩種密封結(jié)構(gòu)密封效果良好，結(jié)構(gòu)合理。由于門框與車門之間的間隙僅有67mm，所以對整車外觀效果幾乎不產(chǎn)生任何影響，但這2種密封結(jié)構(gòu)對車門及門框的制造精度要求非常嚴(yán)格，任何缺陷都將一目了然，在安裝過程中，要求門四周間隙均勻，偏差應(yīng)控制在±lmm以內(nèi)，否則不僅影響整車外觀，還會(huì)對密封性產(chǎn)生決定性的影響。 圖 4-4 圖 4-5圖 4

31、-6第 5 章 客車外擺門轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)緩沖研究5.1 轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)工作原理汽車外擺門轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)一般由門泵機(jī)構(gòu)、門、彎臂和平衡桿等構(gòu)成。門泵機(jī)構(gòu)安裝在車身上，由氣缸、活塞桿、三頭滾道螺桿1及滾道螺母焊接總成2等組成，如圖5-1所示。圖 5-1 門泵機(jī)構(gòu)組成圖接通氣源，氣缸活塞桿5上升或下降，帶動(dòng)三頭滾道螺桿1上升或下降，迫使?jié)L道螺母2旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)安裝在門上作用的彎臂旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)汽車外擺門的開啟與關(guān)閉。5.2 存在的問題調(diào)節(jié)氣缸上的針閥8，可使氣缸活塞桿5在上升或下降中出現(xiàn)緩沖作用，從而實(shí)現(xiàn)汽車外擺門在開啟與關(guān)閉中出現(xiàn)緩沖。但在實(shí)際使用中，經(jīng)常不出現(xiàn)緩沖，或者緩沖很不明顯。尤其是關(guān)門前不出現(xiàn)緩沖，客戶對此反

32、響很大。設(shè)計(jì)人員想了好多辦法，均無濟(jì)于事，一直未能找到問題的原因和解決辦法。5.3 緩沖研究氣缸活塞桿5上升，對應(yīng)著關(guān)門。所謂自由狀態(tài)，是指拆去門后的轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)的彎臂旋轉(zhuǎn)是自由的。設(shè)滾道螺桿2的導(dǎo)程為，在自由狀態(tài)下，當(dāng)活塞桿上升時(shí)，則彎臂的旋轉(zhuǎn)角度假設(shè)氣缸活塞桿5上升時(shí)開始緩沖，則此時(shí)彎臂的旋轉(zhuǎn)角度即為上升緩沖自由旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)門與轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)連接時(shí)，若設(shè)計(jì)的彎臂的旋轉(zhuǎn)角度為，即彎臂旋轉(zhuǎn)時(shí)門關(guān)上，為了使關(guān)門前出現(xiàn)緩沖，必須使 緩沖過程：氣缸活塞桿繼續(xù)上升，彎臂繼續(xù)旋轉(zhuǎn)角度至緩沖結(jié)束，累計(jì)旋轉(zhuǎn)角度要使關(guān)門前出現(xiàn)明顯的、理想的緩沖，必須使 5.4 本章小結(jié)汽車外擺門關(guān)門前是否有緩沖，取決于所選氣缸上升緩沖自由旋轉(zhuǎn)角度與彎臂的設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)角度。只有當(dāng)所選氣缸上升緩沖自由旋轉(zhuǎn)角度明顯小于彎臂的設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，關(guān)門前才會(huì)有明顯緩沖。第 6 章 外擺式乘客門在使用中的問題及解決措施6.1 門與門框沒有完全貼合到位就提升出現(xiàn)此現(xiàn)象有兩種可能： a 門及門框上密封膠條變形不