客车车身设计：上翻式侧舱门

上翻式侧舱门设计的关键是铰链型式的选择，无论何种型式，其选择依据如下：

①造型要求：考虑要不要侧装饰条。

②结构要求：铰链型式同蒙皮与骨架的结构关系密切相关。

③工艺要求：应考虑防锈处理方式、装配的方便性、防水防尘性等。

以下分别介绍四种最常用的上翻式铰链：橡胶铰链、合页铰链、四连杆铰链、六连杆铰链。

1.橡胶铰链

上下两页为铝型材，两页通过橡胶条连接，铰链的运动通过橡胶条的变形来实现，图5-18是其典型的安装方式。由于其结构简单，安装方便，性能可靠，尤其是防水性能很好，因而得到普遍采用。

图5-18 橡胶铰链的安装结构

2.合页铰链

这是一种五金铰链，页片由3mm钢板制成，采用镀锌处理，结构简单，安装方便，成本低廉。图5-19所示是其安装方式，可总结如下：

①安装深度30mm，比橡胶铰链的20mm要大。安装深度是指为满足侧舱门的安装和使用要求，侧舱门立柱外表面与侧蒙皮外表面之间的错开距离。

②合页铰链不适合门体太大太重的舱门。由图5-19分析门体的受力情况，为克服气弹簧的力矩，以铰链的销轴为支点，门体的弯矩在A、B两点之间这一段只能由门板来承受。因为密封结构的需要，A、B两点间不能有门体骨架，这就使得门板在A、B之间是最弱点。

图5-19 合页铰链的安装结构

3.四连杆铰链

这是一种常用的车用铰链，其机构可简化为四连杆机构，其运动的特点是有一个外摆再上翻的动作。图5-20是其一种结构方式，结构简单，安装方便，成本低廉是其优点。安装深度从20mm到40mm均可，设计时需认真仔细地校核运动轨迹，如果现有的铰链尺寸不能满足需要，可改变四连杆的尺寸来重新设计铰链。该铰链的运动特点是其最后有一个返回上翻动作，此时要特别注意门板的上边是否会同胶条干涉，如图中I处放大的“14”尺寸。为避免门板打开后与胶条刮擦，必须增大门板的外摆值。很显然，增加四连杆铰链的上下摆杆的长度即可。图5-21是在图5-20的基础上使上摆杆AD和下摆杆BC分别加长了10mm，其结果是门板达到最大开启角后门上边同密封止口之间的间隙增大到21mm，坏处是门的开启高度也降低了，大约降低了7mm，同时铰链的刚度也降低了，刚度降低也意味着密封性可能下降。

四连杆铰链的一个缺点是防水问题不太好解决。图5-20所示的门板上边是平板型的，由于此铰链结构的密封型式是门板密封而不是骨架密封，所以，门板是以悬臂结构的型式来压紧密封胶条的，这会导致两种结果：一是门板上边变形大，外观不整齐；二是胶条处密封不严而进水。为解决这一问题而采取的一个办法是将门板上边向内折边，如图5-22所示，其效果是从外观上看增加了侧围造型的立体感，折边也增加了门板上边的刚度，提高了门板抗变形的能力，更重要的是这种折边会很好地改善防水性能，但折边会使铰链的安装深度加大，此时更要认真仔细地校核运动轨迹。

图5-20 一种四连杆铰链的安装结构

图5-21 增大四连杆铰链的外摆值(www.xing528.com)

图5-22 改进密封的四连杆铰链安装结构

4.六连杆铰链

结构和性能同四连杆差不多，只是在自身刚度和舱门安装时的调节性上比四连杆略好。从机构上来讲，称其为八连杆更合理些，因为它完全是两个四连杆的组合。图5-23是一种六连杆铰链侧舱门的安装结构图。

为了增大门的外摆量，我们对图5-23中的六连杆铰链做了如图5-24所示的改动：连杆C加长了20mm，B和D的相对位置不变，E和F不变，连杆A随C而改变。图5-25是改变后的铰链的安装结果：

图5-23 一种六连杆铰链的安装结构

①开启角度增大了2°。

②门板上边与密封止口的间隙由9mm减小到8mm，即外摆值倾向于变小。

③门板开启后的高度降低了7mm。

④门板开到位后更易同胶条刮擦，因此需将胶条的安装位置下降10mm，好在连杆C加长了20mm，为其让出了空间。

可见六连杆铰链的运动关系更为复杂，单纯地想改变一或两个简单的尺寸来达到设计的目的是不可能的。

图5-26是保持图5-23中的连杆E和F的相对位置不动，这样在图5-24的基础上改变了连杆B和D，此时门在开启时完全外摆了。

图5-24 六连杆铰链的尺寸调整

图5-25 六连杆铰链两根杆调整尺寸后的安装结果

图5-26 六连杆铰链四根杆调整尺寸后的安装结果

运用三维设计手段，不管是四连杆还是六连杆，我们可以将其参数化设计，这样就有了多种方案可供选择，并且还能将其用动画的方式表现出来。虽然如此，我们认为对于一个客车企业来说，四连杆或六连杆，每一种至多有两种规格就足以够用了，因为这两种铰链的安装深度都很宽。我们应尽可能地减少品种以做到通用化、标准化，尤其对这种非标件，品种越少越好。