一种铝合金客车舱门系统的安装方案探究

时间：2024-07-28

文/谢龙（安徽安凯汽车股份有限公司）

近年来，铝合金在轿车行业中得到广泛应用，技术已经非常成熟，铝合金车身的应用推动了客车轻量化和节能环保。而舱门系统作为客车的一部分，起到储存行李和检修零部件的作用。客车舱门系统主要包括舱门本体、铰链机构、锁止系统、支撑组件（液压支撑、撑杆）、密封结构等。为优化设计，本文针对一种铝合金车身纯电动客车舱门系统安装方案进行研究。

一、铰链的选用及运动原理

客车铰链目前常用的有合页铰链、六连杆铰链、轴销式铰链、橡胶铰链等[1]，每种铰链都存在一定的使用局限性。例如橡胶铰链其优点为舱门开度大、安装方便、占用空间较小、经济性好；缺点为橡胶部分不能电泳，只能在车身电泳之后才能安装。本文选用一种轴销式铰链安装在铝合金车身，其优点为舱门开度大、安装方便、经济性好、使用寿命长、可以电泳，占用空间比橡胶铰链稍大，但可以满足设计要求。

轴销式铰链对轴端要求较高，除了对其表面的粗糙度有要求之外，还需要承受一定量的载荷。铰链与铰链型材配套使用，铰链上配有轴套，铰链的轴端及轴套一起装进铰链型材的孔中，形成间隙配合，从而在外力的作用下，实现舱门旋转运动。增加的轴套可以使孔轴旋转运动过程中减少摩擦，旋转运动更加顺畅，从而增加了此铰链系统的使用寿命。

二、铰链支架的选用及固定方案

轴销式铰链需要固定在铰链支架上，因舱门自重及开关舱门等冲击，铰链支架选用钢板20-P-3.0-GB8749，此支架需要固定在铝合金车身上。为了保证铰链的使用性能，铰链支架为钢制支架，如何把钢制支架固定在铝合金车身上成为一个需要解决的问题。本方案解决办法为：首先用铆钉把钢板铆接到铝合金车身骨架下端的平面上，然后把铰链支架焊接到铆接的钢板上。这种固定方式牢固、稳定，防冲击、抗疲劳性能好[2]。图1为钢板与铝合金骨架铆接。

图1 钢板与铝合金骨架铆接

三、锁支架和液压气弹簧支架的设计及固定方案

同等厚度的铝材质支架的刚度和强度不及钢板，为了保证锁和液压气弹簧的使用性能，锁支架和液压气弹簧支架采用钢制支架。按照固定铰链支架的思路，用沉头铆钉把钢板铆接到铝合金车身骨架面上，然后把锁支架及液压气弹簧支架焊接到铆接的钢板上，此为一种解决办法；本方案在设计时把锁支架和液压气弹簧支架进行轻量化设计[3]，设计成一个组合支架。图2为组合支架，此支架上半部分（圆柱部分）为液压气弹簧支架，下半部分为锁支架，这样就可以减少铆接钢板的数量及焊接点，同时减轻了整车质量，提高了车辆性能及美观度。

四、舱门止口的固定方案

图2 组合支架

舱门止口是舱门系统不可缺少的一部分，对于纯电动客车来说尤其重要。虽然目前电池防水等级为IP67甚至更高，但舱门防水性能好可为电池提供更好的工作环境。本方案采用的止口为带有弧度的L型镀锌板，止口靠在铝合金车身骨架的立面上用铆钉固定，固定后的缝隙用密封胶进行密封，止口的深度与舱门采用的密封条相关。此外，止口还可以采用一定厚度的L型铝板直接焊接在铝合金车身骨架的立面上[4]，缝隙采用密封胶进行密封。图3为铝合金车身客车舱门安装示意图，从图中可以看出，本方案采用先铆接后焊接的办法使轴销铰链牢固地固定在铝合金车身骨架上，保证了舱门的正常开关。