CA6900长途客车乘客门及舱门设计.docx

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CA6900长途客车乘客门及舱门设计

摘要

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。

随着我国汽车技术的发展，在长途车中我国汽车厂家已普遍采用了优势突出的外摆式乘客门。

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。

本文兼容外摆式乘客门和发动机舱门的设计。

分析了外摆式乘客门和发动机舱门的工作原理以及其各部分的尺寸和一些主要零件的选型和安装。

讨论了国内外客车附件工业的发展状况的比较。

本次设计应用了CAD进行设计外摆式乘客门和发动机舱门.

关键词：

外摆门，发动机舱门，CAD。

Abstract

Passengerdooristheimportantdepartmentofthecoach,istheroutewayforthepassengers.Andassortwiththewholecoachsculpt.Withthedevelopmentofourvehicletechnology,thedomesticvehiclefactoryhasalreadyadoptedtheouterturningservicedoor.Ithasmuchmorepredominance.Theouterturningservicedooristhedoorwhichhasnotramroadandparallelmoveoutofthecoach,thedoorwassupportedbythecircumrotatearm.Bytherotationofthecircumrotateaxes,thedoorismovingclosetotheparallelmove.Thusthisdooriscalledtranslationdoor.

ThispaperintroducesthedesignoftheouterturningservicedoorandtheEnginecabindoor.AnalyzedthestructureandoperatingprinciplesoftheouterturningservicedoorandtheEnginecabindoor,determinedthesizeofitspartsandmajorcomponentsofthemodelsandinstallation.Discussedthedevelopmentofthevehicleannexindustry.ApplicationinthisdesigntheCADsoftwarecreateintheouterturningservicedoorandtheEnginecabindoor.

Keyword:

theouterturningservicedoor,theEnginecabindoor,CAD

第一章概论

1.1乘客门的类型……………………………………………………1

1.1.1乘客门的主要结构形式………………………………………1

1.2外摆门的优缺点……………………………………………………1

1.2CAD技术的发展……………………………………………………2

第二章国内外发展情况比较

2.1客车附件工业的特点…………………………………………3

2.2目前国内客车车身附件的状况及与国外发达国家之间

的差距………………………………………………………………3

2.3对客车附件的发展建议……………………………………5

第三章外摆式乘客门设计

3.1外摆式乘客门的结构…………………………………………7

3.2乘客门泵选型……………………………………………………9

3.21门泵安装与调试………………………………………………11

3.3运动机构设计及校核……………………………………………12

3.3.1用作图法确定车门的运动轨迹…………………………12

3.3.2运动校核……………………………………………………15

3.4外摆门的密封………………………………………………15

3.5外摆式乘客门的制作

3.5.1制作工艺………………………………………………………16

3.5.2预装与调试……………………………………………………17

3.6车门玻璃的安装…………………………………………17

第四章发动机舱门设计

4.1舱门结构组成………………………………………………18

4.2零部件选型

4.2.1锁具的选择………………………………………………18

4.2.2气弹簧支撑机构……………………………………………19

4.3铰链设计………………………………………………21

设计评价分析…………………………………………26

致谢………………………………………………27

参考文献………………………………………………28

第一章概论

1.1乘客门的类型

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。

客车外形是影响客车性能的一个重要因素。

乘客门是车身外形的一个组成部分，它不仅与客车的动力性、经济性密切相关，而且直接影响客车外形的美观与动感。

随着车速的不断提高，客车的空气动力性问题越来越突出。

过去我国采用较多的是折叠式车门，由于车门内陷而增加了汽车的空气阻力，产生风流噪声，而且由于车门缝隙大，密封困难，在形式中产生强烈的振动噪声和漏尘，从而严重影响乘坐舒适性。

导槽滚轮式乘客门虽然无内陷，但是在车身侧壁有导槽。

因此，在国外的许多旅游客车和长途客车上出现了一种使车身表面平整光滑的乘客门，这就是外摆式乘客门。

近年来，内摆门和外摆门已经在我国客车生产中得到广泛应用。

1.1.1乘客门的主要结构形式

客车乘客门的结构形式主要有3种：

折叠式、外摆式、内摆式。

1.折叠式乘客门打开时呈折叠形式，是各种客车普遍采用的传统形式的乘客门。

具有单轴2页和双轴4页2种形式。

2.外摆式乘客门又称外开平移式乘客门。

外摆式乘客门在关闭时，其外侧与车身外侧面平齐，密封效果、美观性好，近年来不仅在中、高档城间客车上普遍采用，且在城市客车上也得以推广应用。

具有单摆和双摆2种形式。

3.内摆式乘客门又称内开回移式乘客门。

内摆式乘客门是乘客门中开启后净开度最大的一种，方便乘客上下车，尤其适用于城市客车。

也具有单摆和双摆2种形式。

1.1.2外摆门的优缺点

在本题目中要求的长途车中选用外摆门，它与折叠式乘客门相比的优点有：

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。

外形与整车协调，无凹陷，行车时空气阻力小，造型美观。

5．由于外摆式车门驱动机构和锁止机构复杂,成本高;开启过程中外摆的幅度较大,有可能伤及等车的乘客。

1.2.CAD技术的发展

CAD技术首先在航空、航天领域得到广泛应用，而后开始逐渐应用于汽车领域。

1959年GM汽车公司的DAC-1（DesignAugmentedComputer）项目标志着CAD技术在汽车行业应用的开始。

CAD技术给使用者带来了巨大的好处及颇丰的收益，汽车工业开始大量采用CAD技术。

80年代初，几乎全世界所有的汽车工业和航空工业都购买过相当数量的AutoCAD，其结果是AutoCAD跃居制造业CAD软件榜首，并且保持了许多年。

第二章国内外发展情况比较

乘客门和舱门均是客车车身的重要附件。

2.1客车附件工业的特点

　客车车身附件是客车的重要和必不可少的组成部分，它们的优劣直接关系着客车的舒适性、安全性、可观性等，对客车的舒适、豪华起着极为重要的作用。

其客车附件工业的特点是：

　　1.品种繁多。

除大型附件如车用空调系统，车用暖风机，组合仪表，防眩目前大灯及其它灯具，组合音响，后视电视系统等外，还有大量的较小附件，如乘客座椅，驾驶员座椅，仪表台，客车自动门，玻璃，密封胶条，铝型材或塑料型材，装饰面料，刮水器，后视镜，密封胶，行李舱门，内行李舱门，安全门，驾驶员门，后置发动机舱门及其相应的铰链机构，锁止机构，冷暖风道及出口，内装饰件等。

　2.不论大小，大多数附件都包含有多方面学科的内容。

如客车自动门就包含有工业造型、机械、电子、流体传动等方面的学科内容；聚氨酯软化仪表台也包含有工业造型、机械、化工等方面的学科内容；车用空调系统及其管道和出风口就包含有机械、电子、流体传动、化工、工业造型等方面的学科内容。

　3.与客车工业的整体水平休戚相关。

也就是说装在客车上的附件要与该客车的水平一致，风格一致，达到与整车的统一和和谐，给人以整体美、规格美和强烈的时代感。

　　因此，客车附件的生产是一门多品种，有多种学科内容的工业，它不但依赖于客车工业的发展而发展，而且依赖于整个工业水平的发展而发展。

2.2目前国内客车车身附件的状况及与国外发达国家之间的差距

由于客车车身附件品种繁多，大部分附件又都包含有多门学科内容。

在一些发达国家中不但大部分附件是由专业厂生产，而且各专业生产厂家都有自己的研究开发和试验中心。

能完全独立自主地根据客车厂的要求生产出合格、满意的产品提供给客车厂使用；或者各附件生产厂家根据市场的要求或根据政府职能部门规定的标准和型谱要求开发出各种规格的系列化产品，供客车厂选用。

这样，一方面可以使客车厂把自己的精力全部投入到客车的性能、外形和车身结构等整车的研究、设计、试验和制造方面，减少了人员，提高了效率，同时也利于提高整车的性能和水平；另一方面，由于各附件厂也是专业化生产，为了自身的生存和发展，也会加大投入，对关系本附件性能、功能和可靠性方面的问题进行研究，有利于各附件厂本身的提高。

如发达国家的座椅厂，一般都有自己的研究和试验中心，拥有强度试验、疲劳试验、体压分布试验和座椅上最后乘坐姿式试验的设备、仪器和其它试验条件；同时为了适应人们价值观念的变化，适应人们对客车的个性和高质量的追求，特别注重市场信息和情报的搜集。

既在座椅的结构、外观质量、功能和轻量化方面作了大量的工作；也在座垫、靠背的减振材料和悬挂系统的性能，它们之间匹配和在提高驾驶人员和乘客的被动安全性方面进行了深入的研究。

从而使这些国家生产出来的座椅不仅能极大地提高客车内装饰的质量，增强豪华感；而且质量轻，能满足不同类型的客车（如长途旅游车等）对其座椅提出的要求，有较好的乘坐舒适性、可靠性和安全性。

又如自动门也有专业生产厂，各专业厂也有自己的研究和试验中心，也拥有强度试验、疲劳试验、流体传动试验、安全保障试验和光电遥控试验等的设备、仪器和其它试验条件。

这样既可对现有产品进行改进和定期检查，保证其质量和可靠性；也可在新产品的开发过程中，采用新结构、新工艺和新材料，使产品在达到质量轻、性能好、寿命长、可靠性好等方面要求的同时，还可根据不同乘客的需求，具有越来越多的安全保障系统和越来越好的整体性能。

其它为行李舱门及铰链机构，行李舱门和乘客门门锁机构、软化仪表台、冷风和暖风管道及出风口，内行李舱、舱门及锁止机构、前转向灯、后组合灯及车内灯具，整车的内饰材料、内装饰件及其连接结构、全套侧窗玻璃总成，组合电子显示屏，后视电视系统，组合仪表板等车身附件都是一样。

总之，在国外发达国家中，绝大部分车身附件都在专业厂生产，有系列化产品供客车厂选用。

即使客车厂对某些附件有新的要求，也能及时研制，生产出满意、合格的产品，满足客车厂的要求。

因此，国外发达国家生产的客车不论其档次的高低，车内和车外看起来都很简洁、流畅，很少有凑合的感觉。

而且各附件的功能较全，能满足不同要求客车的需要；性能优良；工作可靠，有不同规格、不同尺寸的系列化产品，可供不同车型、不同用途的客车选用。

　　国内客车车身附件的情况就完全不是这样。

除一些结构复杂或专业性要求较强的附件（如车用空调系统、暖风机、灯具、仪表、胶条、玻璃、后视镜、刮水器、主体声音响、后视电视系统等）为一些专业厂生产外，其它一些附件（如整套座椅、自动门、驾驶员门、行李舱门、后置发动机舱门及其铰链机构、锁止机构；仪表台；侧窗总成；冷风及暖风管道和出风口；内行李舱、舱门及锁止机构；内饰等）一般都由各客车厂自行生产。

由于各客车厂的任务是整车生产，不能为这些附件花费较多的人力物力；而这些附件都或多或少地包含有多方面的学科内容，每一样附件的改进和提高都需要有较大的投入。

如为了提高JT6120客车座椅的舒适性和档次，该课题组4人前后共花了将近4年的时间，光研制费就投入了将近20万元的资金，才有了一个较好的结果。

这样的投入对许多客车厂来说虽然是不愿也不可能的。

因此，现有附件与国外发达国家相比有着较大的差距。

其主要表现为：

　1.功能不全。

国内现有的一些附件只有一种或很少几种功能，很难满足不同档次、不同类型的客车对其提出的要求，特别是很难满足随着时代的发展，人民生活水平的提高而提出的安全性、舒适性、方便性等诸方面的要求。

如自动门，国内生产的自动门一般只具备有由驾驶人员或售票人员操纵的门开闭功能，缺乏完善的防夹功能；停车才能开闭的功能；乘客可贮存开关要求，且直接操纵停车信号的功能；直接操纵门开关下车和停车功能；在门口进出频繁的情况下，使用电子装置延长门的开启时间的功能等。

　2.性能较差。

国内现生产的大部分附件由于缺少必要的研究和试验，都不同程度的存在性能不好问题。

如国内生产的座椅，由于减振材料的固有频率和相对阻尼系数不能很好地同客车悬挂系数相匹配，一般都存在着起不到降低传到人体振动加速度的作用，有些甚至还有放大作用。

　3.可靠性不高。

国内现生产的大部分附件的可靠性都不甚好，有些附件由于早期失灵而影响到整车的运行。

如JT6120客车的外摆式乘客门的门泵由于未进行必要的研究和试验，致使有的门泵早期失灵、在车辆运行中门被风吹开，碰坏了门和侧围，迫使该车只能停止运行。

　　4.国内生产的车身附件的规格、品种严重不全。

使得各客车厂在选择时很不方便，即使勉强装上也有凑合之感，达不到与整车的统一、和谐；或者由客车厂自行用简单的方法制作，装上车后同样达不到流畅、和谐、统一的整体效果。

　　总之，国内现有的客车车身附件的状况严重影响到国内客车整体水平，是制约我国客车发展的瓶颈，是到了改变此落后状况的时候了。

2.3对客车附件的发展建议

　1.建立客车车身附件的标准和公认的型谱，贯彻“三化”的原则，提高车身附件在客车上的通用化、系列化程度。

　　过去，由于客车布点分散，加之条块分割和部门所有制等因素的影响，以致长期都未建立完善的客车车身附件的标准和公认的型谱，“三化”工作也难以贯彻。

设计上缺乏规范可循，从而给用户带来很大的困难和不便，也给附件的专业化生产带来很多难以解决的问题。

因此，各客车厂应该清醒地认识到开发新产品，不能过分强调造型风格的独特，而必须遵守统一的客车技术标准和规范，坚决贯彻“三化”原则，尽量根据各种附件的标准和型谱选用附件，严把产品和协作件的品质关，这样才能生产出价廉物美、用户信得过的产品；也才能达到占领市场的目的。

同时，政府职能部门也应及早抓紧修订和完善客车及客车附件的各项标准和型谱，并积极加以贯彻执行。

这也是使客车附件的专业化生产得到发展和提高的重要前提。

　　2.在附件的研制、生产中实行科研院所、大专院校与生产厂家的联合。

　　由于很多附件都包含有多种学科内容，其造形和内含都同整车的档次、布置、统一和和谐有着紧密的联系。

要想使各类附件在功能、性能、可靠性、造形尺寸和系列化上都有长足的发展和提高，必须有各自的研究开发中心和试验中心。

但就目前情况看，各附件专业厂（一些大型附件厂除外）由于受到各种条件的限制，要具有上述条件的可能性很小。

因此可采取与有关的科研单位或大专院校联合，借用它们的技术力量和试验手段，进行产品的研究、开发和试验，达到事半功倍的目的。

　　3.以大型（或特大型）客车厂为龙头，和有关的附件厂、科研院所和大专院校组成联合集团。

这样各附件厂就可在科研单位和大专院校的协助下，以这大型客车厂的系列化客车产品为依据，研究、开发相应的系列化附件产品。

这样，就可发挥各自的优势，共同促使我国客车的整体技术水平得到更快的发展和提高。

实践表明，必须由具有很强竞争力的大型客车集团全面考虑组织协作，是妥善解决目前我国客车附件的落后状况的重要途径。

　　4.认真总结“JT6120客车”研制中的经验教训，在今后的国家、部和几个厂联合开发整车的项目中，必须相应提出研制某些关键附件，使之逐步形成能适合各类客车的附件系列化产品的生产能力，以提高国内客车的整体水平。

　　总之，面对我国客车车身附件的落后状况，是应该引起有关部门的领导和客车行业的高度重视，找出问题的所在，提出解决的办法，以便较快地解决长期困扰我国客车发展的车身附件问题。

第三章外摆式乘客门设计

3.1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1为该类车门的总成图，它主要由车门玻璃1、门体总成2、车门门锁总成3、门轴上装饰罩4、外摆门泵及机构总成5等组成。

根据总布置选定尺寸我设计了高2000mm,上宽699mm，下宽850mm的门板。

由于需要密封故需要安装异形止口和橡胶密封条，其宽为36mm。

车门开启后净开度可达到710mm符合单扇门净开度不小于650mm的规范。

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，门体的内外蒙皮均采用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1

典型的外摆式乘客门外形如图所示：

图2

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。

例如

图3

3.2乘客门泵选型

乘客门泵是外摆式乘客门的重要组成部分，是门体运动的动力来源。

江都市佳伟汽车配件有限公司结合目前国内市场应用旋转式门泵进行质量难以稳定的情况，引进国外先进技术，采用全新工艺方式和新材料，以确保新产品使用的稳定性和大幅延长其使用寿命，设计精巧，结构紧凑，该机构的原理是通过气动旋转紧置实现的，使上、下线性运动转换成旋转运动来完成客车车门的闭启。

　　●　设计合理：

利用最小的空间，根据客户所提供的要求，设计出适应各种客车的机构

　　●　防夹装置：

在闭门过程中如遇人体或物体时，该装置即重新启动开门。

　　●　防解锁功能：

运行途中没有气源的情况下，门不会自行解锁来保证乘客的安全。

　　●　缓冲功能：

在闭启门机构的最初和最末阶段，该功能可确保客车门的平稳缓慢，可有效提高其安全性和使用寿命。

　　●　自锁功能：

当客车门关闭后，气泵的活塞上升，使车门举升，实行自锁。

　　●　维修方便：

安全可靠，当内有存气释放后，门可手动闭启，去除外罩壳后可对各部件进行维修。

技术参数

　　工作气压：

0.4-0.8MPa

　　旋转方向：

左、右

　　旋转角：

140°（最大）

　　举升高度：

20mm（最大）

　　控制电压：

DV12-24V

　　负载能力：

≤1000N

　　工作温度：

-40℃到-80℃3.2.2

图4

乘客门泵的结构如下图所示，其原理是利用大导程丝杠4不自锁特性，将丝杠4与驱动气缸活塞杆6直接连接，把活塞的直线运动变为螺母3的旋转运动，从而带动门轴，支臂旋转，使乘客门关闭。

当门关闭时，螺母3受阻无法继续旋转，此时丝杠4，螺母3和门轴2受活塞推力的作用，克服门轴上方弹簧1的压力而上升，使门上的限位锁块与门框上限位锁扣相互啮合，形成乘客门锁止功能。

图5

3.21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。

（为了安装方便，使用在骨架上加垫板从蒙皮外攻丝再以螺栓固定的方式，如图）

图6

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。

3.3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。

3.3.1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7

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’点并平动到门框外侧时，车门在X轴方向上的位移XEE’很大。

显然按图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。

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：

1、在门体上确定导向杆与门体固定铰接点A及转臂门体固定铰接