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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.

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： 0.4­0.8MPa 旋转方向：左、右 旋 转 角：140°（最大） 举升高度：20mm（最大） 控制电压：DV12­24V 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）

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3­4mm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

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点 B 的位置， A，B 的位置根据门体结构确定， 一 般 B 点选择门体中间为宜，而 A 点则尽 量靠边缘。
2、 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。
3、 连接 BB’作其垂直平分线，根据转轴位置确定 D 点的位置，D 点距门扇内壁
115mm。
4、 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。
5、 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所示：

图 8

3.3.2 运动校核 图 7 中当 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，B”E 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 的主动，
E 点的运动轨迹。如图所示：

图 9 由图中可以得知门扇内侧点 E 与门框不会发生干涉，因此门在开启时不会与 门框发生碰撞。
3.4 外摆门的密封 相 对 折 叠 门 而 言， 外 摆 式 乘 客门 因外形曲线与车身外形完全吻合， 使客车 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， 而 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。 根据实用性和经济性协调，我选择了较为经典的大截面胶条双面扣压结构。 大截面胶条双面扣压结构如图9所示。

图 10 该结构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。该结构密封简便，而且双面密封能起到较好的密封效 果及隔音减噪效果。该结构采用铝型材和大截面扣压式橡胶条， 成本也不是很高。该 结构的工艺简单，安装方便.
3.5外摆式乘客门的制作
3.5.1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、 蒙皮与骨架贴合，不得有鼓动声。
2、 外形曲线用样板检验，不贴合间隙不大于 1mm。
3.5.2 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。 为了减少空气阻力以及车门的美观，车门玻璃用粘贴剂固定与门上。但要注意玻 璃装配前务必要保持玻璃表面清洁。 乘客门安装后保证固定，转动自如，无异响阻滞卡死现象，机构灵活。门安装 后保证中心垂直向下，轴上下同心。密封条装配后平整，无扭曲，接缝严密。门在安 装后应调整轨迹，保证门在关闭，打开时与侧围平行。检查气管无曲折，保证气路畅 通，并于安装后通气调节流阀，至速度适中，开关平稳。
3.6 车门玻璃的安装 为了减少汽车的行驶阻力以及使车门的外形更美观， 车门玻璃我选择粘贴形式固 定与车门上。 图 11

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