客車一片式氣動平移行李艙門的設計

于敬平 劉兆鑫 趙桂虎

摘 要：簡析一片式客車氣動平移行李艙門的結構、使用狀況，重點介紹一片式氣動平移行李艙門的結構、原理，為同行提供參考。

關鍵詞：客車;一片式;氣動;行李艙門;防夾裝置

隨著我國旅游運輸業(yè)的發(fā)展，公路客運業(yè)得到了快速的提升，市場對公路客車的要求也越來越高，行李艙容量大是一關鍵性指標。在大、中城市客車停運場中客車停泊密度大，車與車之間的間距較小，平移式側行李艙門結構占用空間小，能夠適應停運場的空間要求[1]。一片式氣動平移行李艙門結構和運動軌跡與常規(guī)氣動平移式行李艙門基本一致，只是將客車左側或右側兩個平移式行李艙門做成一個大型氣動平移式行李艙門。這樣，使得氣動行李艙門的調試操作更加簡單，取放行李更加方便，客車外觀更加簡潔，美觀。

1 一片式氣動側行李艙門的組成

一片式氣動側行李艙門由兩套氣缸、氣動平移機構、輔助氣彈簧、鎖止機構等組成，其結構簡圖如圖1所示。氣缸的作用是控制艙門的開啟或關閉，通過電磁感應實現(xiàn)自動控制功能。開啟或關閉通過遙控器或儀表臺閉按鈕實現(xiàn)，為旅客取放行李節(jié)省了不少時間。艙門開啟后，艙門要與車身側圍外表面平行，才能實現(xiàn)艙門自由開啟和關閉[2]。一片式側行李艙門為鋁骨架、鋁蒙皮結構，整車艙門的質量輕，抗腐蝕性好，并可不用復雜的噴涂工藝。

氣動平移式行李艙門是通過主動氣缸通氣后的外力作用來實現(xiàn)自動開啟或關閉的。氣缸通氣后，齒條帶動主動軸產(chǎn)生轉動。當主動軸轉動一定角度后，轉動軸產(chǎn)生的力矩和輔助氣彈簧產(chǎn)生制動力矩克服行李艙門自重和四連桿機構重力產(chǎn)生的力矩后艙門自動上升，直到氣彈簧達到最大行程，艙門開啟達到理論高度[3]。

行李艙門通過兩個軸承座與四連桿機構的轉軸連接，兩連桿（彎臂）分別焊接在轉軸和主動軸上，轉軸和主動軸兩端設計有軸承定位裝置，并安裝在軸承座的萬向軸承內，軸承座分別固定在行李艙前、后端骨架上。

平衡桿則通過支架與行李艙門和行李艙骨架連接，平衡桿的長度為可調節(jié)結構，在裝配時可適當調節(jié)，保證艙門開啟后與兩側蒙皮基本平行。氣彈簧為輔助力矩，一端固定在連桿（彎臂）上，另一端固定在行李艙骨架上，如圖1所示，這種固定方式比較靈活，空間限制小。

艙門的密封結構為密封止口焊接在艙體骨架上，然后將密封膠條安裝在止口上，其結構如圖2所示。艙門關閉后靠氣泵旋轉力矩和氣彈簧共同向艙體內部的壓力及門鎖的鎖緊力[4]，壓縮氣泡密封膠條使艙門與艙體密封。

2 一片式氣動平移側行李艙門開啟、關閉原理

電磁閥接收到開門信號，電磁閥按照圖3所示箭頭進氣方向交叉接通，儲氣筒氣源從二位五通閥進入，按照圖3所示進氣箭頭方向依次通過三通、四通接頭分別進入左側、右側電磁閥、左側兩氣缸、右側兩氣缸，氣缸在一端氣源的推動下向另一方向移動，齒條推動齒輪（齒輪與艙門旋轉軸用花鍵組合在一起）順時針旋轉，旋轉軸同時轉動，帶動艙門慢慢打開，等艙門基本達到理論開啟角度后，氣彈簧達到最大行程，齒條停止運動，艙門完成打開過程[5]。

當電磁閥收到關門信號，電磁閥按照圖3所示箭頭回氣方向分別進入兩側電磁閥、氣缸，氣缸在氣源的推動下向反方向運動，齒條推動齒輪逆時針旋轉，帶動艙門慢慢關閉，等艙門運動到外側弧線基本與兩側蒙皮一樣高度，艙門壓緊密封膠條，齒條停止運動，艙門完成關閉過程[6]。

一片式側行李艙門帶有右側行李艙門緊急開門裝置，正常運行時二位五通閥處于關閉狀態(tài)（紅色按鈕按下），當車輛處于緊急情況下，整個車輛處于無電狀態(tài)[7]，電磁閥無法正常換向工作，將二位五通電磁閥紅色按鈕拉開，氣源將直接通到右側兩氣缸，右側氣缸在氣源的作用下重復開門動作，將右側艙門打開。

3 一片式氣動側行李艙門防夾原理

一片式氣動側行李艙門長度為4.7米，體積大，重量重，為了防止乘客取放行李不被意外傷害，側艙門帶有雙重防夾裝置[8]。

（1）第一道防夾：艙門機構兩側氣泵帶有防夾裝置，當艙門下落碰到障礙物時，防夾壓力開關感知到氣管中壓力大小，判斷是否輸出給電磁閥換向信號，電磁閥換向后氣路方向發(fā)生變化，艙門即可由關門動作切換為開門動作。因艙門太大，防夾壓力開關感知氣管中壓力大小的敏感度太低，該防夾效果不太明顯[9]。

（2）第二道防夾：為了提高大型艙門防夾的敏感度，增加了安全觸邊防夾結構。安全觸邊是柔性可彎折的帶狀物，外觀近似客車密封膠條，安全觸邊包括固定型材、接觸膠條和上、下觸點銅，結構簡圖見圖4，接觸膠條鑲嵌在固定型材上，固定型材用鉚釘鉚接在艙門下翻邊上，安全觸邊一端帶有控制線，連接到艙門防夾控制盒內。艙門關閉過程中，遇到障礙物，安全觸邊下膠條收到垂直壓力，使內部感應帶（上、下觸點銅）的導電體相互接觸，這導致電阻和電流改變，并使控制件做進一步分析，反饋給艙門防夾控制盒，控制盒發(fā)出電信號，讓電磁閥換向，氣管內氣路變換成相反方向，艙門便由關門動作切換為開門動作，安全觸邊實現(xiàn)防夾作用。該防夾結構接觸為柔性接觸，且受到很小的擠壓力便起作用，故防夾敏感，安全系數(shù)高。

4 結束語

采用一片式氣動側平移行李艙門，氣泵能實現(xiàn)自動控制功能，開啟或關閉艙門均可用遙控器或儀表臺上的翹板開關實現(xiàn)，使得操作更加簡單方便[10]。車輛的左右兩側均只有一個大型側行李艙門，車身外觀比兩個或以上的多個艙門顯得更加簡潔、美觀，艙門打開后客戶取放行李更加方便。目前，一片式氣動側平移行李艙門已批量應用到公司出口車輛上，性能穩(wěn)定可靠，使用方便。隨著人們對高品質車輛需求的增加，一片式氣動行李艙門會在客車上得到更加廣泛的應用，也必將具有廣闊的市場前景。

參考文獻：

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[2]付強，孫雪玲.上擺式客車行李艙門的設計[J].客車技術與研究，2004（02）.

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[5]王鐵鋼.客車側艙門設計[J].客車技術與研究，2006（01）.

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[7]余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

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[9]辛紅兵，鄭偉智.彈性鉸鏈研究[J].光學精密工程，2003，11（01）.

[10]國志剛，馮蘊雯.鉸鏈磨損可靠性及計算方法[J].西北工業(yè)大學學報，2006（05）.

作者簡介：于敬平（1976-），女，山東聊城人，本科，高級工程師，設計師，研究方向：客車車門及工藝工裝管理和應用方面的研究。