客车气动平移式行李舱门的设计

淡润民，李银坤

(珠海市广通汽车有限公司，广东 珠海 519060)

0 前言

随着我国国民经济的快速发展，公路客运也得到了快速的提升。同时，市场对公路客车的要求也越来越高。为了适应客运市场的需要，某公司针对出口香港市场车型，开发了一种新型的气动平移式行李舱门。该气动平移式行李舱门的结构和运动轨迹与常规手动平移式四连杆机构舱门基本一致，只是在原有基础上增加了一套气动泵和一套气动锁止机构。由于采用了气动泵，使得气动行李舱门的操作更加简单、轻便，舱门与舱体的贴合也更加可靠，密封性能也更好。

1 常规手动平移式行李舱门

1.1 常规手动平移式行李舱门的工作原理及结构

常规手动平移式行李舱门以气弹簧为动力源，通过外力的作用使主动轴发生转动。当主动轴转过一定角度后，气弹簧产生转动力矩克服行李舱门自重和四连杆机构重力产生的力矩后舱门自动上升，直到气弹簧达到最大工作行程［1］。反之，则行李舱门自动关闭。其结构简图如图1所示。

行李舱门通过两个轴承座与四连杆机构的转轴连接，两连杆(弯臂)分别焊接在转轴和主动轴上，转轴和主动轴两端设计有轴承定位装置，并安装在轴承座的万向轴承内，轴承座分别固定在行李舱前、后端骨架上。平衡杆则通过支架与行李舱门和行李舱骨架连接，平衡杆的长度为可调节结构，在装配时可适当调节，可保证舱门开启后与地面基本垂直。气弹簧一端固定在连杆(弯臂)上，另一端固定在行李舱骨架上如图1所示，这种安装方式比较灵活，空间限制小。

常规手动平移式行李舱门的密封结构有以下两种结构可供参考。第一种是密封止口焊接在舱体骨架上，然后将密封胶条安装在止口上，其结构如图2所示;第二种是密封胶条装在舱门上，在舱门门体骨架周边焊接止口，然后将单气泡密封胶条安装在止口上，其结构如图3所示。两种密封结构都是靠舱门关闭后气弹簧产生向舱体内部的压力及门锁的锁紧力，压缩单气泡密封胶条使舱门与舱体密封。

1.2 常规手动平移式行李舱门开启和关闭过程

舱门开启的过程:用左手轻轻向外拉动舱门锁外把手，使得门锁锁止脱开，然后用右手同时向外和向上拉动门锁上方辅助拉手，此时平移机构受到外部拉力，门体产生向外、向上运动的趋势。当达到气弹簧向外伸出的临界值时即可松手，后续则由气弹簧向外推动，然后通过平衡杆约束，使得舱门向上举升直至打开。

舱门关闭的过程:关闭舱门时，仅需用手拉住舱门锁拉手向下用力，使得门体向下运动，平移机构随之受到外部压力，向内旋转运动，使得气弹簧受到外部压力，直至达到气弹簧向内压缩的临界值时即可松手。此时，舱门随之关上，舱门锁止锁上。

平移式四连杆铰链使舱门打开以后，舱门整体向上摆到与车身侧面平行并且下沿与舱门洞口上沿平齐的位置，相对于其他铰链结构(橡皮铰链)的舱门，具有开启度大，舱体接近性好，取放行李方便，而且舱门开启时占用外部空间小的优点。

2 气动平移式行李舱门

2.1 气动平移式行李舱门的组成

气动平移式行李舱门是由两套气缸、气动平移机构、气弹簧、锁止机构通过电磁感应控制来实现舱门的开启或关闭，其简图如图4所示，两套气缸的作用分别是:一套是控制舱门的开启或关闭，另一套是控制锁止机构的扣合或打开。此类行李舱门结构可将行李舱单侧做成整门，实现了自动控制功能，开启或关闭可由遥控器或仪表台上设有的自动开启或关闭按钮实现，为旅客取放行李节省了不少时间。舱门打开时，一般要与车身侧围外表面平行，这样舱门才能实现自由开启和关闭。另外，部分高档车型舱门可采用铝骨架、铝蒙皮结构，其优点:(1)质量轻，可大大减轻车身自重;(2)抗腐蚀性好，且不用复杂的喷涂工艺［2］。

另气动平移式行李舱门是通过主动气缸自动通气后的外力作用来实现自动开启或关闭的。其通气后的工作原理同常规手动平移式行李舱门基本相同，另不作介绍。此类气动平移式行李舱门的结构亮点在行李舱门中部增加了自动锁止机构，其位置需设计在行李舱门中上部，这主要是因为当行李舱门处于最下端时，行李舱门受到行李舱门产生的重力矩、四连杆机构产生的重力矩及气弹簧力产生的推力矩［1］。若锁止机构位置靠下，当行李舱门关闭时，就会出现行李舱门下沿已锁紧而上沿仍然松动的现象。这种情况在试制中曾发生过，当把锁止机构的高度重新调整后，上述现象就消除了。

2.2 气动平移式行李舱门开启、关闭原理

气动平移式行李舱门控制系统的气路布置如图5所示。

当电磁阀接收到开门信号，电磁阀P与A接通，B与R接通，储气筒气源从P→A→管①→管②→管③→主动气缸右侧，气源同时也到管④→小气缸左侧;主动气缸左侧气源从管⑦→管⑥→B→R排除，左侧压力消失。主动气缸在右侧气源的推动下向左移动，齿条推动齿轮(齿轮与舱门旋转轴用花键组合在一起)顺时针转动，旋转轴同时转动，舱门慢慢打开，旋转轴上的凸轮与机械阀分离，管⑧与管⑨断开，管⑨与机械阀上的排气口接通，小气缸右侧气体排除，右端压力消失，而气源经管④到达小气缸左侧，气缸在气源推动下向右移动，顶杆收缩，旋转轴1顺时针旋转，舱门与舱体锁止机构取消。因为主动气缸上设有开门、关门缓冲，小气缸上未设，当主动气缸刚开门时，速度比较慢，当凸轮触动小气缸工作，小气缸在瞬间完成动作，故不影响主动气缸工作。

当电磁阀接收到关门信号，电磁阀P与B接通，A与R接通，储气筒气源从P→B→管⑥→管⑦→主动气缸左侧，气源同时也到管⑧;主动气缸右侧气源从管③→管②→管①→A→R排除，右侧压力消失，小气缸左侧气源经管④→管②→管①→A→R排除。主动气缸在左侧气源的推动下向右移动，齿条推动齿轮(齿轮与舱门旋转轴用花键组合在一起)逆时针转动，旋转轴同时转动，舱门慢慢关闭。当舱门快要关上时，旋转轴上的凸轮与机械阀上的触点开关结合，使管⑧与管⑨接通，小气缸在气源作用力下向左移动，顶杆伸长，旋转轴逆时针旋转，舱门上的锁止机构与舱体结合，锁紧舱门。在气动锁止机构作用下门与舱体之间接触更好，密封性也更好。

采用气动泵可实现自动控制功能，开启或关闭舱门均可用遥控器或仪表台上的翘板开关实现，使得操作更加简单方便。

管路中还设有防夹装置［3］，通过防夹压力开关感知管⑤中压力大小，判断是否输出信号给电磁阀，切换电磁阀P与A、B接通情况来实现防夹功能。

3 结束语

气动平移式行李舱门除具有常规平移式四连杆舱门的优点外，还具有比常规行李舱门操作更简单、密封性能更好等优点;但由于成本比较高，制作工艺相对比较复杂，目前仅用于各等级高档客车上。目前，气动平移式行李舱门已批量应用于某公司出口香港的11.8 m、12 m旅游客车上，在运行两年多时间以来，性能稳定可靠，未出现任何质量问题，客户非常认可。随着人们对高品质客车需求的增加，相信气动平移式行李舱门将在客车上得到更加广泛的应用，也必将具有广阔的市场前景。

【1】沈中华．平移式后发动机舱门四连杆的设计及附件选择［J］．客车技术与研究，2007(3):32－33．

【2】刘惟信．汽车设计［M］．北京:清华大学出版社，2001．

【3】GB 13094-2007客车结构安全要求［S］．北京:中国标准出版社，2007．