客车底盘检修盖的一种通用型结构设计

2021-06-25杨晓林赵前进

客车技术与研究 2021年3期

杨晓林，赵前进，闵生

(银隆新能源股份有限公司，广东珠海 519040)

客车底盘检修盖对底盘检修的方便性、乘客行走的安全性、乘车舒适性及车内视觉效果都有着重要的影响。一款设计良好的检修盖应具备质量轻、方便拆装、承重强度大、密封性好、隔音、隔热、防尘、美观实用、通用性好等特性[1]。但对大多数主机厂来说，一款底盘检修盖一般很难实现上述全部要求，更何况每家主机厂都有多种不同底盘结构的车型，实现以上全部要求更是难上加难。可见，设计一款通用型检修盖对客车厂具有现实意义。

1 现状调查

据调查发现，行业内目前应用于前桥方向机、电机、驱动桥主减速器上的底盘检修盖主要有铝合金整体成型和铸铝整体成型两种，如图1所示。

(a) 铝合金整体成型

以上两种检修盖的结构、装配与特点如下：

1) 铝合金整体成型检修盖。其结构采用上框+下盘的组装方式，装配时先在下盘内镶与车内相同的地板和地板革，然后将下盘与上框用螺钉固定，最后将检修盖整体安装在检修口处并用沉头螺栓固定。该种检修盖的特点:① 采用边框整体成型结构，上框和下盘均是整体铝合金型材压制成型，整体成型件的一大优点是结构简单，但要满足承重强度要求一般设计得较厚重[2]；② 采用“地板骨架止口+密封胶条+检修盖本体相互挤压配合”的密封结构，密封性好[3]，但地板骨架设计时需综合考虑检修需求、检修盖尺寸、密封胶条及隔音隔热棉厚度等多种因素，设计思路较复杂；③ 为满足不同车内地板厚度需求，边框型材需设计多种尺寸结构，模具开发费用高，不同车型间通用性较差；④ 美观度差，影响整车内部视觉效果。

2) 铸铝整体成型检修盖。其结构采用“内框+外框”的组装方式，装配时先在外框内安装盖板内芯，然后将内框覆在盖板内芯上，最后用螺栓将内框、外框及盖板内芯整体固定在骨架止口上。该种检修盖的特点：① 铸铝成型件坚实耐用，但较沉重；② 采用“地板骨架止口+密封胶条+检修盖本体相互挤压配合”的密封结构，密封性好[4]；③ 因盖板内芯需与外框一致采用圆角形式，如使用车内地板做盖板内芯，则不易切割成型，因此盖板内芯一般采用整体注塑件，不仅增加整车重量，还增加成本，且不同车型间因检修口尺寸差异，通用性较差，模具开发费用高；④ 外观效果好。

2 改善方案

2.1 改善思路

根据对以上两种常用检修盖结构与特点并结合自己的设计经验，综合考虑检修盖设计的总体要求，提出以下改善思路：

1) 针对整体成型件沉重的问题，提出采用“边框拼装”的结构，设计一种强化型结构边框型材[5]，利用型材的自身结构特性及相互配合关系提升边框强度并降低盖体重量。

2) 针对地板骨架止口设计复杂问题，提出采用“假止口”结构[6]，由止口型材代替原来的焊接止口，使止口与密封胶条及检修盖本体间的配合结构简单化，降低设计难度。

3) 针对车内地板利用率低问题，提出采用“上下型材螺接”结构[7]，可根据地板厚度调整上下型材配合间隙，从而可充分利用地板开检修口，提升地板利用率，降低整车成本。

4) 针对外观差问题，提出盖板四角由原来的尖角改为圆护角结构。圆护角结构可遮蔽型材配合间隙与翘角问题，提升美观度。

2.2 整体构造及装配结构

根据以上思路改善设计的检修盖整体外观及构成如图2所示。整体采用铝合金轻质型材[8]拼装而成，实现轻量化[9]的同时利用型材结构特性[10]加强检修盖整体性能。

图2 检修盖整体外观示意图及爆炸图

装配结构如图3所示：检修盖地板革7粘接在检修盖地板8上；边框型材采用拼装的方式，上型材11和下型材9分别由4根端头裁剪成45°角的型材拼装而成，将下型材9与检修盖地板8贴合，并在下型材下表面用紧固螺钉10固定，再将上型材11与检修盖地板革7贴合，将上型材11和下型材9用螺栓12螺接；在型材与检修盖地板8及地板革7拼装后的整个盖体底部粘贴隔音隔热棉13；地板2固定在地板骨架3上，地板革1粘接在地板2上；在止口型材4背部打密封胶，并将止口型材4扣在地板2及地板革1检修口的边沿，用紧固螺钉5固定在地板骨架3上，将止口胶条6卡接在止口型材4上；将拼装好的检修盖盖体扣在检修口上，检查并调整，使四周无间隙、四角无翘起后盖上四角圆护角14，通过沉头螺钉15将圆护角14、盖体上型材11与止口型材4固定在地板骨架3上。

图3 通用型检修盖局部剖视图

2.3 原理分析

1) 型材截面结构如图4所示，上型材11采用G型结构，下型材9采用Z型结构。此种结构可增大螺接边强度，从而降低型材厚度；同时螺接边的宽度可增大检修盖地板与检修口间的间隙，降低整个盖体的重量，为检修盖的安装与拆卸提供方便。

图4 型材截面图

2) 密封止口采用假止口结构，用止口型材4取代原焊接止口，止口型材4与止口胶条6及盖体相互挤压配合，达到密封、防尘、隔音、隔热的效果[11]。同时止口型材4设计成Z型+R角结构，可增强下边梁强度，降低型材厚度。

3) 可根据车内地板厚度调整上、下型材间距，实现不同厚度车内地板的通用，满足不同车型配置不同厚度车内地板的使用要求。同时，各型材均可根据检修口尺寸进行剪裁、拼装。地板骨架检修口设计时，只需考虑检修需求，不必再考虑密封性等，从而可大大降低设计难度；且型材间的装配关系，相对整体成型件对检修口尺寸的要求更低，从而减少模具开发数量，降低制造成本。