城市客车气动内摆门防夹方式及应用

刘建军， 王家富

(金龙联合汽车工业(苏州)有限公司， 江苏 苏州 215026)

城市客车乘客门经历折叠门、内摆门、塞拉门3个阶段的演进，在安全性、舒适性、美观性等方面不断提高。折叠门占用空间小，小型城市客车使用较多；塞拉门向外打开，紧急情况可快速疏散乘客，但成本高，目前仅小部分城市客车在使用[1]。现阶段，内摆门因技术成熟、结构简单、成本适中，占据城市客车70%～80%的市场[2]。无论哪种乘客门，在满足紧急情况下乘客能够快速应急逃生的基本要求后[3]，对其防夹性能也提出更高要求。针对城市客车内摆门，本文按照不同的防夹方式，介绍其工作原理及其优缺点，供设计参考。

1 几种防夹方式介绍

目前国内使用的乘客门防夹方式有：电子延时防夹、气压传感器防夹、气囊胶条防夹、导电胶条防夹及角传感器防夹WABCO MTS门控系统[4]。

1.1 电子延时防夹

1) 正常关门过程。电子延时防夹控制器接收到关门信号后，电磁阀换向；气缸前腔进气、后腔排气，开始关门动作；门快关到位时触发行程开关，控制器接收到行程开关信号，然后切断防夹电路，气缸继续运动直到乘客门完全关闭。整个关门过程要在预先设置的时间内完成。其气电图如图1所示。

图1 电子延时防夹气电图

2) 防夹原理。电子延时防夹控制器预先设置好延时防夹时间，控制器从接收到关门信号开始计时，如果夹到障碍物，门板运动受阻，气缸活塞不动不能触发行程开关；在设定好的时间内，控制器没有接收到行程开关信号，判断为夹到障碍物，控制器给电磁阀开门信号，完成防夹开门动作。

电子延时防夹的开关门时间设置与气缸进排气速度有关，进排气速度快，开关门时间短，夹持力较大。电子延时防夹安装方便简单，成本低，但是防夹由时间设定导致夹持力不可调，时间未到就一直夹住，夹持力过大。

1.2 气压传感器防夹

1) 正常关门过程。气压防夹控制器接收到关门信号后，电磁阀换向；气缸前腔进气、后腔排气，开始关门动作；门快关到位时触发行程开关，控制器接收到行程开关信号，然后切断防夹电路，气缸继续运动直到乘客门完全关闭。其气电图如图2所示。

图2 气压传感器防夹气电图

2) 防夹原理。在气缸关门排气端安装压力传感器，压力传感器监测关门排气压力；如果夹到障碍物，门板运动受阻，排气压力变化，当排气压力低于压力开关设置的压力值时，产生防夹信号；控制器给电磁阀开门信号，完成防夹开门动作。

气压传感器防夹灵敏度中等，安装方便简单，成本适中；但是监测排气压力值固定，不能跟随排气压力变化而变化，导致灵敏度较差。

1.3 气囊胶条防夹

1) 气囊胶条防夹正常关门过程和普通气压传感器防夹正常关门过程相同，只是防夹信号提取位置和方式不同。其气电图如图3所示。

图3 气囊胶条防夹气电图

2) 防夹原理。在门板上安装中间密封的气囊胶条，通过气管连接到气囊压力传感器；关门过程中夹到障碍物，门板运动受阻，气囊胶条受到挤压，产生气流，气囊压力传感器接收到压力变化，产生防夹信号；控制器给电磁阀开门信号，完成防夹开门动作[5-6]。

气囊胶条防夹灵敏度高，但是成本高，胶条损坏或封堵漏气将导致防夹失效，胶条结构限制导致存在防夹盲区。

1.4 导电胶条防夹

1) 导电胶条防夹正常关门过程和普通气压传感器防夹正常关门过程相同，只是防夹信号提取位置和方式不同。其气电图如图4所示。

图4 导电胶条防夹气电图

2)防夹原理。在门板上安装中间有电线的导电胶条，通过电线连接到导电胶条传感器；关门过程中夹到障碍物，门板运动受阻，导电胶条受到挤压，产生感应电压，导电胶条传感器接收到电压变化，产生防夹信号；控制器给电磁阀开门信号，完成防夹开门动作。

导电胶条防夹优点是灵敏度高，但是成本高，胶条结构限制导致存在防夹盲区。

1.5 角传感器防夹

角传感器防夹主要是WABCO MTS门控系统。其防夹原理是:在门轴上部安装传感器，通过ECU读取乘客门开、关门到位时传感器电压值确定开、关门位置；当乘客门开、关门过程中夹到障碍物，门板运动受阻，传感器电压不是开门到位或者关门到位的数值时，ECU判断防夹；ECU控制电磁阀，电磁阀处于无压力状态，可手动开、关门。

WABCO MTS门控灵敏度高，开关门都有防夹，但是结构复杂，安装调试难度大，门控系统是进口件，成本高。

2 几种防夹方式应用

通过上述介绍可以看出：电子延时防夹通过时间延迟控制防夹；气压传感器防夹通过检测排气压力控制防夹；气囊胶条防夹通过胶条变形形成气流控制防夹；导电胶条防夹通过胶条变形产生电压控制防夹；角传感器防夹WABCO MTS门控系统通过判断门位置电压防夹。

气动内摆门的以上几种防夹方式各有优缺点：电子延时防夹由于夹持力较大，很难满足夹持力不大于300 N的标准要求[7-8]，使用较少；气压传感器防夹灵敏度需要进一步提高，应选择灵敏度适中、方便实车安装调节的传感器；气囊胶条防夹存在漏气、防夹盲区；导电胶条存在盲区，结构上无法优化；角传感器防夹WABCO MTS门控系统成本高，系统复杂，出口高端市场才会使用。

因各种防夹方式各有限制，在实际使用中，可以结合使用来弥补缺点。我司在使用气囊胶条防夹时再增加一套电子延时防夹系统，或者再增加一套气压传感器防夹，既有气囊胶条防夹的高灵敏度，又弥补了气囊胶条防夹漏气失效及盲区的缺点。在出口以色列、奥地利等海外高端市场时，我司采用WABCO MTS门控系统，再增加一套气囊胶条防夹，两套同时使用，进一步提高乘客门防夹性能[9]。为进一步提高乘客门的安全性，我司提出了气动内摆门增加开门防夹的方式，新产品正在研发中。

3 结束语

气动内摆门目前防夹主要是关门防夹，能够满足标准法规的要求；部分城市客车乘客多、拥挤，应增加开门防夹，提高乘客门安全性能，高于国家标准。气动内摆门由于结构限制增加开门防夹难度大；而电动内摆门很容易实现开、关门都有防夹的功能，我司已经使用验证。因此对于开、关门都要有防夹功能的高端客户，可以选用电动内摆门。电动内摆门更加节能、噪声更小。随着电动车的普及，内摆门从气动变为电动也是一种趋势。