1.1 平移門用四連桿鉸鏈
平移門用四連桿鉸鏈是利用平面四桿機構的運動原理來實現艙門啟閉的,其結構如圖1所示。該鉸鏈機構廣泛應用于高檔大中型客車的前輪、后輪中間寬大的行李艙門上。
采用四連桿鉸鏈的平移艙門在打開以后,會上移到與車身平行的位置。使用這種結構,艙門開啟度大,艙體接近性好,取放行李方便。艙門開啟后占用外部空間小,并且該鉸鏈機構中的艙門氣彈簧撐桿直接作用在上連桿(拐臂)上,上、下連桿分別與艙門上的上、下骨架連接。艙門在啟閉過程中整體受力均勻,艙門變形小,并且拐臂與洞口上沿有足夠的空間密封,密封結構合理。該鉸鏈不足之處是結構復雜,艙門關閉后占用艙內空間大,成本高。
1.2 翻擺式六連桿鉸鏈
翻擺式六連桿鉸鏈由連接車身的上轉軸座1、連桿 一2、連桿二3、連桿三4、連桿四5及連接艙門的下轉軸 座6 通過銷軸連接方式兩兩相連,形成六連桿的七個轉 動幅,如圖2所示。艙門在打開過程中,該連桿機構通過 四個連桿和下轉軸座將艙門向外、向上開啟。該鉸鏈主 要應用在大中型客車普通翻擺式艙門上。
該種鉸鏈的機構完全能實現小空間、大開度的要求,能加大艙門開啟后與車身的間隙。該鉸鏈的不足:因有7 個轉動幅,艙門打開所需要的力度大,且轉動幅容易失效,使用壽命縮短;密封性方面,鉸鏈與腰梁下沿間隙小,無法實施好的密封結構。
1.3 合頁式鉸鏈結構
合頁式鉸鏈結構如圖3所示。該種鉸鏈由固定頁1、旋轉頁2和轉軸3三部分組成。固定頁通過螺栓與車身連接,旋轉頁通過螺栓與艙門4連接,旋轉頁繞轉軸旋轉,即可完成艙門的開啟過程。因轉軸中心在艙門內側,為消除艙門在繞軸旋轉時產生咬邊現象,要有足夠的旋轉空間;且鉸鏈無限位功能。在設計撐桿結構時,要避免因艙門角度開啟過大而損傷艙門或車體漆膜;該結構密封性不好,鉸鏈處不易打膠,水容易從膠條處流入艙內。該鉸鏈廣泛應用于城市客車的側艙門上。
1.4橡膠鉸鏈
橡膠鉸鏈實質上屬于合頁式鉸鏈,采用鋁型材與橡膠相結合的結構,上、下鋁型材起軸套、安裝作用,橡膠起轉軸、連接密封作用。其結構圖如圖4所示。橡膠鉸鏈現在主要用于對外觀要求不很嚴格的電氣艙門上。
此種鉸鏈是利用橡膠的彈性壓縮與拉伸來滿足艙門旋轉的要求。橡膠鉸鏈的優點是使艙門與門框之間無間隙,整體性好,密封防水性能好;缺點是橡膠連接件要承受艙門自重和氣彈簧撐桿的作用力,以及艙門反復啟閉過程中的彎曲和拉伸。因橡膠材質本身易老化、易變形、易損壞,所以長期使用會因橡膠的損壞而引起鉸鏈失效,其可靠性差,特別不適宜在寬大的艙門上使用。
單軸鉸鏈結構由鋁固定件1、鍍鋅鐵連接件2和尼龍軸套3組成,其結構如圖5所示。
單軸鉸鏈安裝時,將鋁固定件焊接在鋁門板上,鐵固定件通過螺栓與車身連接在一起。鐵連接件通過尼龍套與鋁固定件同軸相連,鋁固定件繞鐵固定件同軸轉動即可完成艙門的啟閉。單軸鉸鏈結構基本上能克服以上鉸鏈的所有不足,具備以下優點:
(1)開啟力小。單軸鉸鏈只有一個運動幅,打開艙門所需用的力量較小,撐起艙門所用氣撐桿的力量較之連桿相比,減少50%左右。
(2)防腐蝕性強。鐵固定件通過尼龍套與鋁件相連,且三個件均為模具成型件,外觀質量好,摩擦力小。隨著艙門使用年限的增加,鉸鏈失效的可能性很小,使用壽命長,減少了車輛的售后工作。
(3)密封性好。采用“上疏、下堵”的結構,當大量的雨水涌向艙門上沿的時候,安裝鉸鏈用的型材設計有導水槽,水便通過型材導水槽流出艙外,少量流不出的雨水被下密封膠條擋在艙門外,起到了很好的密封作用。
(4)安裝工藝簡單。安裝鉸鏈用的型材開有螺栓固定槽,且螺栓可以前、后滑動。安裝時,將艙門上焊接的鋁固定件通過尼龍套與鐵固定件同軸相連,不用螺栓連接,鐵固定件與車身連接時,只擰緊螺栓即可,不用套絲,能大大減少工人的勞動量。其安裝示意圖如圖6所示。
單軸鉸鏈存在的不足:艙門開啟角度受艙門上蒙皮結構的影響。為了加大艙門的開啟角度,該鉸鏈一般與45°側蒙皮配合使用。
合理的艙門鉸鏈結構要根據客車自身的特點來設計和選擇。隨著客車技術的發展和用戶日益提高的使用需求,設計開發結構簡單、裝配工藝好、成本低廉、性能可靠、艙門開啟方便、密封性能好的艙門鉸鏈是艙門技術開發人員一貫的努力方向和不懈追求。