塞拉門在公交車上應用的探討

邊少卿，張吉康

（1.鄭州宇通重工有限公司，河南 鄭州 450000；2.馭勢（上海）汽車科技有限公司，上海 200000）

引言

車門是車身上相對獨立的總成，與車身組成一個有機的整體[1]。車門無論是對于城軌列車來說，還是對于公路公交車來說，都是非常重要的部件。

早期，列車的乘客門多為鋼制折頁門（作者注：折頁門又稱折疊門），雖然各廠都在努力改進其密封性能，但還是不能滿足提速客車的使用要求[2]。隨著國外技術的引進以及國內列車制造技術的發展，折頁門已被逐漸淘汰。取而代之的是塞拉門、內藏門、外掛門，其中塞拉門的密封性、隔音效果優于內藏門和外掛門[3]，是城軌列車上最先進的車門。

公路客車乘客門可分為折疊門、內擺門、外擺門等。內擺門在客車尤其是城市客車中應用最為廣泛[4]。如今，城市公交車幾乎全部都采用內擺門。

塞拉門、內擺門都是經過長期發展沉淀下來的經典車門結構，能發掘的優點早已被深刻挖掘，仍然存在的缺點也基本是無法避免的結構局限。城軌列車與公路公交車均扮演著城市公共交通工具的角色，具有相似的結構，列車與公路客車相互借鑒、共同進步是值得探索之路。是否可以將塞拉門結構應用于公交車，或者將內擺門結構應用于城軌列車，以提升城軌列車和公交客車車門性能就是一個典型的案例，是值得研究和探討的問題。

1 塞拉門結構用于公交車的意義

內擺門是公路客車車門的一種，因其運動方式而得名。內擺門采用氣缸或者電機驅動，通過一套曲柄機構來實現車門的開關，具有開關速度可調節、緩沖、防夾功能[5]。目前，絕大多數的城市公交車均采用雙內擺門，但內擺門在使用中也逐漸暴露出一些問題[6]，主要體現在以下幾個方面：①車門上下結合處密封欠佳，車內防塵保溫性不行[6]，這個問題至今仍未得到很好的解決；②內擺門開啟時會沿著車門前后的扶手向車內剪切，這個過程容易傷害到乘客的手，或者當車門處擁擠時，車門容易受阻而無法順利開啟；③內擺門的上下轉臂一般在車內是外漏的，需要涂抹潤滑油，對整車的美觀度造成極大的不利影響。

塞拉門是軌道車輛車門的一種。塞拉門在開啟和關閉的過程中，門扇沿著導軌運行；門關閉后與門框塞緊，并與車體外側面平齊；開門后與車體相平行[7]。塞拉門關閉時不會侵入成員空間，開啟時基本貼著車體外表面平行移動，具有很好的安全性。雙開塞拉門系統在關閉位置處門板膠條與安裝在車體上的密封框壓接形成密封，門板外表面與車體外表面平齊，具有美觀、密封性能好等突出優點，被國內外諸多項目所采用[8]。塞拉門系統是密封性能最好的一種城軌列車車門，可以有效阻止外側雨水以及洗車用水進入車輛內部[9]。城軌列車車門密封性試驗一般按EN 14752-2015附錄B[10]進行，根據實際的反饋，效果十分明顯[9]。

綜上所述，塞拉門不僅具有內擺門所具有的優點，還能彌補內擺門一些無法克服的缺點。因此，將塞拉門結構應用于公交車替代內擺門，對于提高公交出行品質具有劃時代的意義。

2 塞拉門結構用于公交車的可行性分析

2.1 法規符合性論證

GB 13094《客車結構安全要求》是國內關于公路客車車門結構規定比較全面的法規。

GB 13094-2007中對客車車門的分類及定義、乘客門的數量要求、車門的尺寸及開度要求、乘客門技術要求、乘客門附加技術要求、乘客門防夾要求及測試方法等方面做了明確規定。GB 13094-2007并未對車門的結構形式作明確要求。

目前暫未發現有法規或標準規定公路公交車不得使用塞拉門結構。

綜上所述，法規及標準并未禁止公交車使用塞拉門結構，塞拉門結構應用于公路公交車，只要滿足相關的功能及性能要求即可符合法規。

2.2 成本合理性論證

成本可以從三個方面考慮：一是原材料成本，二是工裝成本，三是研發成本。

塞拉門與內擺門具有相似的結構，均由門骨架、內外門板、玻璃、膠條、防夾系統、驅動機構等部分組成。因此塞拉門與內擺門在原材料成本方面不相上下。

工裝的種類和數量主要取決于結構和精度要求，是一個相對復雜的系統問題，很難一言以蔽之。在精度要求相同的前提下，由于塞拉門與內擺門結構相似度高，工裝的種類和數量也相近，那么采用塞拉門和采用內擺門的工裝成本差別不大。如果采用標準化、通用化、模塊化的設計管理方法，單車車門工裝均攤成本會變得更低。

由于目前國內塞拉門在公路客車上實際應用的案例很少，屬于塞拉門應用于公交車的初期，可能會涉及到研發費用。不過品質就是市場競爭力，如果塞拉門確實能夠極大地提高客車產品質量，付出一定量的研發費用也是值得的。

綜上所述，將塞拉門應用于城市公交車帶來的成本增長在合理范圍之內，是值得投入的。

2.3 結構可行性論證

常見城軌列車的塞拉門結構示意圖如圖1所示，主要由車門、驅動機構等組成。車門一般由2扇獨立的門板構成。驅動機構是一個復雜的總成，包含電機、傳動系統、滑軌、限位裝置等。為了研究的方便，此處將塞拉門簡化為一個黑匣子件對待。

圖1 常見塞拉門結構示意圖

與內擺門不同，塞拉門頂部的驅動機構需要向兩側延伸較長的長度，延伸長度大于單塊門板寬度。

驅動機構對于塞拉門能否在公交車上應用具有決定性意義，因此塞拉門驅動機構在公交車上的布置空間校核至關重要。

由于不同車輛系統所采用的坐標系可能存在差異，為了描述與理解方便，特做如下約定：

X方向：車輛前后方向，亦即車長方向。

Y方向：車輛左右方向，亦即車寬方向。

Z方向：車輛上下方向，亦即車高方向。

2.3.1 X方向的校核

圖2所示為一節典型的城軌列車車門布局圖。圖中僅體現了與研究目標相關的元素。

圖3為典型的公交車車門布局圖。圖中僅體現了與研究目標相關的元素。

對比圖2與圖3可以發現：

公交車的前門布置在車輛最前端與前輪之間的位置，這個位置對應的車輛頂端可以往車后方向擴展足夠空間以布置塞拉門驅動機構，而往車前方向可以擴展的空間很少或幾乎沒有，無法布置驅動機構。公交車的后門可以同時向車前、車后方向擴展足夠空間，亦即公交車后門處在X方向上有足夠空間布置塞拉門驅動機構。

圖2 城軌列車車門布局圖

圖3 公交車車門布局圖

2.3.2 Y方向的校核

圖4所示為典型城軌列車車門處斷面示意圖。圖中僅體現了與研究目標相關的元素。

圖5所示為典型公交車車門處斷面示意圖。圖中僅體現了與研究目標相關的元素。一般的公交車只有車輛右側有車門，圖5中所示車輛左側的車門可以表示BRT公交車、機場擺渡車等兩側都有車門的特殊車輛。

圖4 城軌列車車門處斷面示意圖

圖5 公交車車門處斷面示意圖

對比圖4與圖5可以發現：公交車在Y方向上有足夠空間布置塞拉門驅動機構，而且可以與城軌列車驅動機構安裝空間類似布置。

2.3.3 Z方向的校核

分別對比圖2與圖3、圖4與圖5可以發現：城軌列車與公交車的車身結構非常接近，塞拉門驅動機構在公交車 Z方向可以布置，但還有另一個問題需要注意：將車門頂端A定為起點，則城軌列車車門的高度為起點A到列車地板上平面B的距離，即。公交車車門高度為起點A’到地板面B’的距離與地板面 B’到車門下沿 C’的距離之和，即。很明顯

綜上所述，可以得到如下結論和優化建議：

①公交車后門一般位于車輛中間部位，滿足塞拉門及其驅動機構安裝所

需的空間要求，可以直接將雙開塞拉門結構應用于公交車后門。

②公交車前門因前端空間較小，無法將雙開塞拉門直接應用于公交車前門，但可以將后開單扇塞拉門應用于公交車以替代公交車前門。或者從如下兩個方面優化后應用雙開塞拉門替代公交車前門：加大公交車前懸并減小單扇門寬度之后再用雙開塞拉門替代；又或者將公交車前門調整到前輪后布置并用雙開塞拉門替換。

③低地板公交車車門可以直接應用塞拉門結構，高地板公交車車門直接替換為塞拉門結構對外觀影響較大，需要進行一些優化設計之后才能替代。對于高地板公交車可以考慮降低車門驅動機構的安裝高度以降低車門整體高度。

3 總結

塞拉門具有美觀、密封性好、安全性高等優點，將塞拉門應用于公交車可以較大程度地提高公交車產品質量，從而給公交出行體驗帶來質的飛躍。

通過法規、成本、結構等多方面的對比分析發現，塞拉門結構應用于城市公交車是可行的，只是有些情況下可以直接應用，有些情況下需要優化設計之后才能應用。

塞拉門有其優點，內擺門也并非一無是處，在設計過程中可以根據實際情況充分吸收和融合塞拉門與內擺門的優點，從而在得到最合適的車門結構。