汽車車門部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、汽車車門部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 汽車門部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概 述 車門是汽車車身的主要部件之一，它不僅為司乘人員上下車提供方便的條件，而且與整車動(dòng)力性（空氣動(dòng)力性）、舒適性（風(fēng)流噪聲、密封等）和使用性能（開啟方便靈活）等有著密切的關(guān)系，同時(shí)對(duì)整車造型起著協(xié)調(diào)作用，并直接影響車身外形的美觀。 一、車門的結(jié)構(gòu)型式——分類 現(xiàn)代汽車的車門結(jié)構(gòu)型式很多，一般可按下述幾種方式進(jìn)行分類： 1．按運(yùn)動(dòng)形式，分為： ①旋轉(zhuǎn)式 向上旋轉(zhuǎn)開啟的車門。近年轎車上出現(xiàn)的一種—c)翼開式前方旋轉(zhuǎn)的車門； 近年轎車上出現(xiàn)的向上—b)垂直旋轉(zhuǎn)式、內(nèi)擺門等；常見的司機(jī)門、折疊門—a)水平旋轉(zhuǎn)式?? ? ?? ②

2、平移式——拉門、外擺式車門（外移門）等。 2．按結(jié)構(gòu)，分為： 無(wú)骨架式——車門由內(nèi)外兩部分沖壓鈑件組焊而成，大部分司機(jī)門、 折疊門均采用此結(jié)構(gòu)； 有骨架式——車門內(nèi)外蒙皮焊接在骨架上——外擺式乘客門。 3．按門葉的數(shù)目，分為： 單葉式（單扇門）——如司機(jī)門、安全門、單葉乘客門等； 平移式 旋轉(zhuǎn)式 雙葉式——乘客門 ） 雙葉外移門（一前一后—平移式旋轉(zhuǎn)折疊(兩葉一組)—折疊式旋轉(zhuǎn)式 四葉式——四葉式折疊門（兩葉一組），主要用于城市客車。 各類車型的駕駛員用門，貨車及轎車車門多為旋轉(zhuǎn)式，開門方向可以向前（順開），或往后（逆開）。順開門在行車時(shí)較為安

3、全。 平移門（外移門）主要用于客車的乘客門。 4．按有無(wú)運(yùn)動(dòng)軌道，分為： 有軌式、無(wú)軌式 二、對(duì)車門設(shè)計(jì)的要求 1．具有必要的開度，并能使車門停在最大開度上，以保證上、下車方便； 2．安全可靠。關(guān)閉時(shí)能鎖住，行車或撞車時(shí)不會(huì)自動(dòng)打開； 3．開關(guān)方便，操縱方便——升降玻璃，鎖止等，或在低氣壓下（≤0.3MPa） 也能開啟靈活; 4.具有良好的密封性——涉及密封膠條特性、設(shè)計(jì)精度、間隙大小、配 合精度等； 5．具有足夠的剛度，不易變形下沉，行車時(shí)不振響； 6．制造工藝好，易于沖壓成形，便于安裝附件和維護(hù)調(diào)整； 7.外形上與整車協(xié)調(diào)； 8．操縱機(jī)構(gòu)必須易于接近，便于調(diào)整

4、保養(yǎng)。 外擺式車門設(shè)計(jì) 近年來(lái)，隨著客車技術(shù)的發(fā)展和造型技術(shù)的進(jìn)步，以及對(duì)客車乘坐舒適性要求的不斷提高，在長(zhǎng)途和旅游客車上，外擺式車門逐漸代替了傳統(tǒng) 的折 疊式車門。相對(duì)于折疊式車門，外擺式車門具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.開度大，保證上下車方便； 2.具有良好的密封性，且密封簡(jiǎn)單； 3.開關(guān)方便、靈巧，操縱方便； 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； 5.外形與整車協(xié)調(diào), 無(wú)凹陷, 行車時(shí)空氣阻力小, 造型美觀； 6.制造工藝好，便于沖壓成型。 一、外擺門的設(shè)計(jì)要求 外擺門設(shè)計(jì)除了要滿足客車車門設(shè) 計(jì)的一般要求外，還須滿足以下要求： ①啟閉靈活、平穩(wěn)，開關(guān)

5、速度適中， 接近關(guān)閉時(shí)應(yīng)緩沖，行駛中能有效鎖止； ②乘客門可由駕駛員、售票員單獨(dú) 控制或共同控制，但必須設(shè)有表示乘客 門所處狀態(tài)的信號(hào)裝置； ③在可能夾住乘客的乘客門邊緣，應(yīng)在其每扇門的全長(zhǎng)上安裝寬度至少為４０mm的橡膠密封條； ④除城市客車外，其余客車都應(yīng)安裝門鎖； ⑤車門所用的密封膠條應(yīng)無(wú)漏光、無(wú)脫空等明顯的裝配缺陷； ⑥車門無(wú)開裂和銹蝕，不得有可能使人至傷的尖銳突出物； ⑦內(nèi)、外裝飾材料應(yīng)具有阻燃性； ⑧必須使用安全玻璃（一般為鋼化玻璃），且符合GB9656的要求； ⑨門窗不允許張貼遮陽(yáng)膜之類的妨礙駕駛員視野的裝飾物或附加 物。 二、外擺門的結(jié)構(gòu) 外擺式乘客門

6、的門扇靠回轉(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)。 右圖為該類車門的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 門體通過(guò)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。 三、外擺門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 1.外擺式乘客門的結(jié)構(gòu)參數(shù)模型 外擺式乘客門的結(jié)構(gòu)參數(shù)模型 L：門框的寬度； O：轉(zhuǎn)軸中心； D：下拉桿的活動(dòng)鉸支點(diǎn)； E：下拉桿的固定鉸支點(diǎn)； F‘：主動(dòng)臂活動(dòng)鉸支點(diǎn)； F ：門

7、扇處于開啟位置時(shí)的主動(dòng)臂活動(dòng)鉸支點(diǎn)。 2.外擺式乘客門的運(yùn)動(dòng)原理 外擺式乘客門的運(yùn)動(dòng)原理即四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化如下圖。 當(dāng)桿c繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，桿a也按桿c同一方向運(yùn)動(dòng)，而桿b則作平行移動(dòng)。如果將桿b作成門體，桿c作為主動(dòng)臂，桿a作為下拉桿（約束桿），桿d作為車體，則此機(jī)構(gòu)即構(gòu)成外擺式平移乘客門的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 外擺式乘客門運(yùn)動(dòng)原理圖 3.外擺式乘客門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方法 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)具體就是確定： 轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)O的位置； 主動(dòng)臂活動(dòng)鉸支點(diǎn)F的位置； 下拉桿的活動(dòng)鉸支點(diǎn)D及下拉桿的固定鉸支點(diǎn)E的位置。 ⑴轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)O的位置、主動(dòng)臂（彎臂）活動(dòng)鉸支點(diǎn)F的置的確定 主動(dòng)臂帶動(dòng)乘客門運(yùn)動(dòng)，它的長(zhǎng)

8、短和位置將會(huì)直接影響乘客門的運(yùn)動(dòng)、開度和位置，確定O點(diǎn)、F點(diǎn)的方法有作圖法和計(jì)算法。 采用作圖法確定O點(diǎn)和F點(diǎn)的位置時(shí)，先定其中一點(diǎn)，通過(guò)作圖法求作另一點(diǎn)。以下介紹利用作圖法先確定O點(diǎn)，再確定F點(diǎn)的方法。 ①作兩條與門體內(nèi)蒙皮相平行且距離為e的直線(c值已經(jīng)確定)； ②初定a1=1/2*l，初定x值； ③以O(shè)點(diǎn)為圓心，OF1為半徑畫圓，交q線于F‘1； ④x1為a值取a1時(shí)對(duì)應(yīng)的殘留量，比較x1與x的大小，當(dāng)x1在x 所允許的變化范圍內(nèi)時(shí)即可確定F1的位置就是F點(diǎn)的位置； ⑤當(dāng)x1不能滿足條件時(shí)，加大或減小a ，同樣方法，給a取值a2，重復(fù)③④，直到滿足條件為止。但是有一點(diǎn)，a的值

9、不能太小，即F點(diǎn)不能離門寬中心太遠(yuǎn)。否則就要考慮O點(diǎn)位置的調(diào)整。 ⑵下拉桿兩端的鉸接中心點(diǎn)D、E位置的確定 為了車門在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中盡可能的平穩(wěn)，約束桿與車門的鉸接點(diǎn)應(yīng)盡量布置在車門的靠近前邊緣的地方，且應(yīng)盡量位于門體厚度方向的中央，這樣下拉桿（約束桿）的活動(dòng)鉸支點(diǎn)D就確定了。 下拉桿（約束桿）的固定鉸支點(diǎn)E的確定： a.連接D和D1，并作其垂直平分線，那么E點(diǎn)必位于垂直平分線上； b.作直線DE平行于OF,交DD1的垂直平分線于E點(diǎn)，則OFDE為平行四邊形，此時(shí)門體必能做平移運(yùn)動(dòng)； c.分析用上述方法作出的E點(diǎn)是否符合要求。 ⑶外擺式乘客門的運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算(即特征點(diǎn)T的軌跡) 說(shuō)明

10、：X軸與車身縱向平行，且指向車后方，Y軸與車身橫向平行，且指向車外，轉(zhuǎn)軸中心O與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合。φ1, φ2, φ3, φ4, φ5 分別為L(zhǎng)1,L2,L3,L4,L5與OX方向的夾角。 通過(guò)車門的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，即O、F、D、E點(diǎn)的確定過(guò)程可知，在具體確定固定鉸接點(diǎn)的過(guò)程中，我們首先應(yīng)考慮采用完全的平行四連桿機(jī)構(gòu)，以保證車門的平動(dòng)特性，并在客觀允許的條件下盡可能的將D、E點(diǎn)外移，以使該平行四連桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)鉸接點(diǎn)位于同一直線上。同時(shí)盡量縮短下拉桿和彎臂的長(zhǎng)度，這樣可以保證車門開啟瞬間T點(diǎn)的速度方向與車身橫向的夾角很小，接近于垂直，從而保證車門與門框的間隙可以很小，又保證了車門的完全平動(dòng)的特性。

11、 四、外擺門的提升量的確定 原則：門體提升量的大小必須與： ①門框和門體的密封膠條尺寸、形狀； ②限位鎖止塊的尺寸、形狀；這四方面相協(xié)調(diào)。 ③門泵所允許的提升量； ④門框及門體鋁型材的尺寸、形狀。 Z：門體的提升量； Z1：由限位鎖止塊所決定的門體的最小提升量； Z2：門框上部與門框密封膠條1的短部下平面之間的距離； Z3：兩膠條根部頂平面之間的距離； Z4：門框密封膠條1的長(zhǎng)部的長(zhǎng)度； Z5：門框密封膠條1的短部下平面與門體密封膠條2的根部頂平面之 間的距離。 五、外擺門的密封 乘客門是灰塵、雨水、噪聲進(jìn)入客車內(nèi)的主要通道之一，乘客門密封性的好壞關(guān)系到客車的乘

12、坐舒適性。 良好的密封不僅可以防塵防雨，還可以起到隔絕車外噪音的作用。 防雨密封限值 防塵密封限值 車門屬于活動(dòng)部件，只能采用密封膠條來(lái)進(jìn)行密封。 乘客門的密封包括門體前、后邊框密封，門體上邊框密封，門體下部密封。 1.門體前、后邊框密封 門體的前、后邊框采用右圖所示的雙密封結(jié)構(gòu)可以獲得良好的密封效果。 2.門體上邊框密封 門體前、后邊框密封門體上邊框密封 3.門體下部的密封 此處的密封應(yīng)根據(jù)門扇與踏步處的結(jié)構(gòu)形式，密封形式采取右圖的密封結(jié)構(gòu)。膠條被門扇上提時(shí)壓縮，形成良好的密封。 六、外擺門的骨架設(shè)計(jì) 外擺門的骨架比較簡(jiǎn)單，其骨架設(shè)計(jì)中最重要的問(wèn)題及難點(diǎn)是保證車

13、門的弧度與側(cè)圍弧度和車門立柱的配合。 七、結(jié)束語(yǔ) 以上僅就客車外擺式乘客門的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)作了一般性的介紹。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，還需根據(jù)具體車型的具體結(jié)構(gòu)不斷地調(diào)整。 按上述方法作圖后, 應(yīng)按比例制作簡(jiǎn)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最小。 另外, 設(shè)計(jì)中還應(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, 造成關(guān)閉不嚴(yán)、門鎖失靈、行駛中振響等故障。 外擺式乘客門具有許多優(yōu)點(diǎn), 現(xiàn)在世界上大部分客車都采用了這種乘客門結(jié)構(gòu)。此外，也有一些廠家采用電動(dòng)外擺式乘客門。 外擺式乘客門也存在一些不足, 如開啟時(shí)要求車外空間較大, 而關(guān)閉時(shí)轉(zhuǎn)臂

14、機(jī)構(gòu)又占據(jù)了車內(nèi)較大空間。所以, 外擺式乘客門大多用于旅游客車和長(zhǎng)途客車上。 氣動(dòng)雙扇折疊門設(shè)計(jì) 現(xiàn)代公交客車車門基本上都采用了雙內(nèi)擺門結(jié)構(gòu)，而折疊門在我國(guó)上世紀(jì)則是車門的主導(dǎo)產(chǎn)品。傳統(tǒng)氣動(dòng)折疊門雖然在密封、噪聲等方面與內(nèi)擺門相比都處于劣式，且因結(jié)構(gòu)局限，門體難以與整車造型協(xié)調(diào)一致，故漸有淡出之勢(shì)。但由于設(shè)計(jì)、工藝簡(jiǎn)單，在普通型客車上仍有采用。 主要用于中、大型客車的乘客門。 一、特點(diǎn)： ①乘客門由兩葉門扇組成，相互用鉸鏈聯(lián)接； ②由氣動(dòng)門泵驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)、閉； ③適用于遠(yuǎn)距離操縱?！罅恐械蜋n客車使用。 優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低； 操縱方便——只需駕駛員控制氣源開關(guān)；

15、 開啟、關(guān)閉可靠； 缺：密封性較差——上、下門縫和門軸處密封困難； 門開啟、關(guān)閉將占用一定的踏步空間——使踏步臺(tái)階削去一塊； 難以與車身外形協(xié)調(diào)； 門開啟、關(guān)閉過(guò)程中噪聲較大。 由于上述缺點(diǎn)，限制了這種門在中、高檔客車上的使用，但因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠，目前在中、低檔大客車——長(zhǎng)途、團(tuán)體、城市客車上得到了廣泛采用。 二、折疊門的結(jié)構(gòu) 氣動(dòng)折疊乘客門是以客車自身氣源為動(dòng)力，依靠門泵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)門軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)乘客門的開關(guān)。 右圖為氣動(dòng)折疊乘客門，主要由氣泵、 導(dǎo)向、鎖止、限位、門體等裝置組成。 ①門泵機(jī)構(gòu)置于門上部罩殼內(nèi)，主動(dòng)門 體與門軸連成一體，門軸上端靠軸套固定

16、 在門泵托盤上，并與氣泵的轉(zhuǎn)臂連接，傳 遞動(dòng)力； ②門軸下端裝在軸承座的球軸承上，軸 承座固定在地板骨架上。 ③從動(dòng)門體通過(guò)鉸鏈與主動(dòng)門體相連， 其上端裝有導(dǎo)向輪，可以在導(dǎo)軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)，保證乘客門關(guān)閉時(shí)在Y軸上的位置； ④在導(dǎo)軌兩端及從動(dòng)門體下端還分別裝有上、下限位裝置，以保證乘客門起閉時(shí)的臨界點(diǎn)和關(guān)閉時(shí)的位置。 二、折疊門的運(yùn)動(dòng)機(jī)理 一般用幾何分析法研究折疊乘客門的機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理，找出其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)行軌跡（見右圖），從而確定導(dǎo)向輪1、鉸鏈2、從動(dòng)門體3、主動(dòng)門體4、門軸5、門泵之間的相互裝配位置，并作模型驗(yàn)證其是否與門框等部件發(fā)生干涉，然后確定乘客門與車體的周邊間隙。 折疊乘客

17、門的作圖校核： 1）確定從動(dòng)門導(dǎo)向輪在車身X方向的固定點(diǎn) 分析主動(dòng)門體、從動(dòng)門體的運(yùn)動(dòng)軌跡可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)向輪始終在滑道內(nèi)沿X 方向運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)門體、從動(dòng)門體在鉸鏈的作用下，始終與X軸構(gòu)成一等三角形，即長(zhǎng)度b 應(yīng)與a 等長(zhǎng)。 2）折疊乘客門最小啟動(dòng)角A的設(shè)定 分析主動(dòng)門體、從動(dòng)門體的運(yùn)動(dòng)軌跡和乘客門開啟時(shí)的狀態(tài)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)啟動(dòng)角A 為0 時(shí)乘客門凈寬最大，同時(shí)保留了乘客門正常關(guān)閉的最小啟動(dòng)角度，從而確定出乘客門開啟狀態(tài)時(shí)上限位塊需固定的位置 c 值。 三、車門的自鎖與摩擦角 1．導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ①滑塊導(dǎo)向 滑塊導(dǎo)向的折疊門簡(jiǎn)圖如圖所示，取滑塊為分析對(duì)象： 折疊門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖滑塊受力圖驅(qū)動(dòng)

18、作用力： Q=Q′——驅(qū)動(dòng)力 摩擦力： F=Qsinθ= Q′sinθ 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力Q足夠大且保持不變時(shí)，F(xiàn)隨偏角θ↑而逐漸↑，F(xiàn)→F max的偏角θ在力學(xué)上稱為摩擦角，用φm表示。 只要：θ≤φm，則無(wú)論F怎樣大，滑塊都保持靜止?fàn)顟B(tài)→自鎖現(xiàn)象。 當(dāng)θ再增大，滑塊將沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。 摩擦角φm的大小與滑塊及導(dǎo)軌材料和表面狀況——粗糙度、溫度、濕度等有關(guān)。常用材料的摩擦角見表： 常用材料的摩擦角 ②滾輪導(dǎo)向 將圖中的滑塊換成滾輪,以滾動(dòng)代替 滑動(dòng),可大大減少摩擦阻力。受力分析 如圖。 滾輪在驅(qū)動(dòng)力Q作用下臨界滾動(dòng)時(shí): θ=φm——偏角=摩擦角 θ′sinθR=θ′cosθδ

19、 聯(lián)解上兩式得：φm=arctg R 式中：R——滾輪半徑； δ——滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)鋼質(zhì)導(dǎo)輪和鋼軌：δ=0.5。 5.0 則摩擦角：φm=arc tg R 一般，隨R↑→φm↓。見下表： 滾動(dòng)摩擦角（鋼輪——鋼軌） 折疊門不發(fā)生自鎖的條件：（不被卡死） θ>φm——偏角θ>摩擦角φm 可見，只要所選的偏角符合上述條件，即可保證折疊門不發(fā)生自鎖。因此，θ角的選定是折疊門設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 折疊門的死域S： S的最小值S min與摩擦角φm的關(guān)系為： S min=2Lsinφm 式中：L——折疊門單扇寬度，mm。 上式表明，當(dāng)門單扇寬度確定后為克服車門自鎖所

20、必須的最小死域S min由摩擦角φm所決定。 由滑動(dòng)摩擦角和滾動(dòng)摩擦角的表中數(shù)值比較可知： 一般情況下：φm滾所以：①采用滾輪導(dǎo)向是減少車門死域S，提高車門開度的一個(gè)有效措施。 ②車門能否自鎖僅與偏角θ的大小有關(guān)，與驅(qū)動(dòng)力（門泵）Q 的 作用位置和方向無(wú)關(guān)。 可見，在設(shè)計(jì)折疊門時(shí)，設(shè)置產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力Q的門泵只須從省力和具體運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)方面去考慮，而無(wú)須考慮車門的自鎖。同時(shí)，采用滾輪導(dǎo)向，可以提高車門開度。 三、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 折疊門的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可以采用作圖法和解析法。 作圖法——作圖工作量較大，誤差較大。 原因：運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)構(gòu)的受力情況不斷變化，影響機(jī)構(gòu)受力情況的參數(shù)很多。此外，存

21、在不可避免的作圖誤差。 解析法——可對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的一系列位置進(jìn)行分析，使設(shè)計(jì)者了解傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各參數(shù)變化時(shí)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力情況的影響，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 缺點(diǎn)：計(jì)算工作量大，必須借助計(jì)算機(jī)完成。 1．計(jì)算模型建立 ①基本假設(shè)： a）車門及各受力桿件均為剛性體； b）忽略各傳動(dòng)副的內(nèi)摩擦； c）不考慮制造和安裝誤差。 ②建立數(shù)學(xué)模型： 根據(jù)基本假設(shè)，可把折疊門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為圖示平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型來(lái)進(jìn)行研究。 圖中：1-主門板；2-副門板；3-氣缸；R —車門關(guān)閉度； A 、 B —門泵尾部安裝尺寸； x 、c —活塞桿端部連接點(diǎn)位置尺寸； Q —門泵活塞推力； F —與

22、乘客接觸的門板邊緣作用力 1建立門泵固定端位置尺寸B 的函數(shù)關(guān)系式： 設(shè)：車門全開情況下，φ=φ0≥φm S=S 1 而：B 2=X cos φ+C sin φ B 1=[S 2-（A+X sin φ- C cos φ）2]1/2 則：B=X cos φ0+ C sin φ0+[S 12-（A+X sin φ0-C cos φ0）2]1/2 ① 若令：φ=90，即可求得關(guān)閉時(shí)的B 值，此時(shí) S=S 2。 B 90=C+()222 X A S +- 2建立門泵長(zhǎng)度的函數(shù)關(guān)系式： 將①式展開得：S 21=A 2+B 2+C 2（sin 2φ+cos 2φ）+X 2（sin 2φ+c

23、os 2φ） +2X （Asin φ-Bcos φ）-2C （Acos φ+Bsin φ） 由三角函數(shù)基本關(guān)系知：sin 2φ+cos 2φ=1 ∴ S 1=[A 2+B 2+C 2+X 2+2X （Asin φ-Bcos φ）-2C （Acos φ+Bsin φ）]2 1 ……② 3建立力的函數(shù)關(guān)系式： 由受力圖，對(duì)0點(diǎn)取矩： T sin2φL=Q cos （180-θ0-θ1）X+Q sin （180-θ0-θ1）C ③ 展開得：2TLsin φcos φ=-Q （cos θ0cos θ1-sin θ0sin θ1）X + Q （sin θ0cos θ1+co

24、s θ0cos θ1）C ③ 根據(jù)力的平衡可得： T ′sin φ=F+N f ， T ′cos φ=N ……④ ∵ cos θ0= 2 2 C X C + ， sin θ0= 2 2C X X + 由余弦定理得： 而 T=T ′ 將上面關(guān)系式代入③、③′式，整理后可得： ⑤ 當(dāng)車門全部關(guān)閉時(shí)，設(shè)S=S 2，由圖根據(jù)幾何原理可得： ∵ cos α= 2S X A +， sin α=2 S C B - ∴ P L=Q cos αC+Qsin αX =Q 2S X A +C+Q 2 S C B -X 而：S 2=22)()( C B X A -++ ……⑥

25、 當(dāng)車門全部關(guān)閉時(shí)，車門的鎖止力P 為： P=Q 2 )()(S L C B X X A C ?-?++? 2 22222212) (cos C X S B A S C X ++-++= θ2 22 2222222212)()(4sin C X S B A S C X C X S +--++-+=θ) (sin 2]2/)[(Q 2 2 2 2 2 2 2 2 f t g L S B A S C X C X F -??--++-+=φφ = 2 )(2)() (Q C B X A L XB CA -++?+ ……⑦ 2．求解方法 ①約束條件 1

26、行程 門泵一旦選定，門泵尾部到活塞桿端部的長(zhǎng)度S 的最大值 S max ，最小值S min 即定。 為保證最大開度，應(yīng)使 S 1>S min ； 考慮一定余量，?。篠 1=S min +5mm ； 為保證車門能完全閉合，應(yīng)使 S 2N f N F ?+，即tg φ0>f 0 因此，車門處于最大開度情況下不能自鎖。 根據(jù)要求，車門在氣壓0.3MPa 的情況下，應(yīng)能啟閉靈活。由于結(jié)構(gòu)和制造精度等方面的原因，考慮到一定的余量。 ?。?F ≥2N 來(lái)控制。 3乘客門安全條件的限制 按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在正常的氣壓條件（0.6MPa ）下，開啟或關(guān)閉車門的力達(dá)135～155N 時(shí)，乘客門應(yīng)回復(fù)到初始

27、位置。 國(guó)際公共汽車研究委員會(huì)指出，把一個(gè)直徑為100mm 外裹編織物的圓柱體擠壓在關(guān)閉的門扇頁(yè)之間，用少于180N 的力能取出它。為此，規(guī)定： 在：sin φ=（1-L 50 ）時(shí)，車門邊緣的推力F 應(yīng)小于155N 。 另外，在危險(xiǎn)情況下，應(yīng)保證乘客或救援人員在車內(nèi)和車外能強(qiáng)行打開車門。因此，門泵壓力在0.6MPa 時(shí)，求得的車門鎖止力：P②程序編制 按以上所建數(shù)學(xué)模型，編制計(jì)算程序。 ③數(shù)據(jù)輸入 1輸入車門開度角φ0——φ0的值根據(jù)車門的結(jié)構(gòu)而定。 一般：φ0>φm ——自鎖角 2輸入φm =arcsin （1-L 50 ）——確定在正常氣壓0.6MPa 關(guān)閉時(shí)，車門邊緣的

28、作用力； 3輸入門泵推力Q 1（氣壓0.3MPa ）、Q 2（氣壓0.6Mpa ），以及門泵最小長(zhǎng)度S min 和最大長(zhǎng)度S max ； 因?yàn)殚T泵一旦選定，在氣壓一定的情況下推力Q 一定，S min 、S max 一定。 4輸入折疊門單扇寬度L 和門上門泵安裝點(diǎn)距門的距離C 。L 、C 值可根據(jù)需要確定。 5為選擇滿足約束條件的X 值和A 值，將X 、A 作為循環(huán)變量輸入。 設(shè)：循環(huán)變量X 的初值為X 1，終值為X 2，增量ΔX ； 循環(huán)變量A 的初值為A 1，終值為A 2，增量ΔA 。 四、車門關(guān)閉速度分析 對(duì)②式求導(dǎo)，可得車門運(yùn)動(dòng)速度方程，即車門速度隨開度角φ的變化關(guān)系。該部分的內(nèi)容由大家自學(xué)推導(dǎo)。 最后可得：當(dāng)φ大于某值時(shí)，恒有： cos φB ） 即在φ大于某值時(shí)，恒有： 0d dV 門 可見，當(dāng)φ大于某值時(shí)，關(guān)門速度隨著φ角的增大而↓，滿足國(guó)際公共汽車研究委員會(huì)提出的“關(guān)門速度要適中，在最后的1/3段要逐漸減速”的要求。 五、折疊門的密封 乘客門的密封結(jié)構(gòu)歷來(lái)是每一位設(shè)計(jì)師重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，乘客門上部密封結(jié)構(gòu)見左下圖；而下密封結(jié)構(gòu)采用平膠板固定在門體上的形式；側(cè)壁的密封結(jié)構(gòu)見下圖。