塞拉門在公交車上應(yīng)用的探討

邊少卿，張吉康

（1.鄭州宇通重工有限公司，河南 鄭州 450000；2.馭勢(shì)（上海）汽車科技有限公司，上海 200000）

引言

車門是車身上相對(duì)獨(dú)立的總成，與車身組成一個(gè)有機(jī)的整體[1]。車門無(wú)論是對(duì)于城軌列車來(lái)說(shuō)，還是對(duì)于公路公交車來(lái)說(shuō)，都是非常重要的部件。

早期，列車的乘客門多為鋼制折頁(yè)門（作者注：折頁(yè)門又稱折疊門），雖然各廠都在努力改進(jìn)其密封性能，但還是不能滿足提速客車的使用要求[2]。隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)以及國(guó)內(nèi)列車制造技術(shù)的發(fā)展，折頁(yè)門已被逐漸淘汰。取而代之的是塞拉門、內(nèi)藏門、外掛門，其中塞拉門的密封性、隔音效果優(yōu)于內(nèi)藏門和外掛門[3]，是城軌列車上最先進(jìn)的車門。

公路客車乘客門可分為折疊門、內(nèi)擺門、外擺門等。內(nèi)擺門在客車尤其是城市客車中應(yīng)用最為廣泛[4]。如今，城市公交車幾乎全部都采用內(nèi)擺門。

塞拉門、內(nèi)擺門都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展沉淀下來(lái)的經(jīng)典車門結(jié)構(gòu)，能發(fā)掘的優(yōu)點(diǎn)早已被深刻挖掘，仍然存在的缺點(diǎn)也基本是無(wú)法避免的結(jié)構(gòu)局限。城軌列車與公路公交車均扮演著城市公共交通工具的角色，具有相似的結(jié)構(gòu)，列車與公路客車相互借鑒、共同進(jìn)步是值得探索之路。是否可以將塞拉門結(jié)構(gòu)應(yīng)用于公交車，或者將內(nèi)擺門結(jié)構(gòu)應(yīng)用于城軌列車，以提升城軌列車和公交客車車門性能就是一個(gè)典型的案例，是值得研究和探討的問(wèn)題。

1 塞拉門結(jié)構(gòu)用于公交車的意義

內(nèi)擺門是公路客車車門的一種，因其運(yùn)動(dòng)方式而得名。內(nèi)擺門采用氣缸或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)一套曲柄機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)車門的開(kāi)關(guān)，具有開(kāi)關(guān)速度可調(diào)節(jié)、緩沖、防夾功能[5]。目前，絕大多數(shù)的城市公交車均采用雙內(nèi)擺門，但內(nèi)擺門在使用中也逐漸暴露出一些問(wèn)題[6]，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①車門上下結(jié)合處密封欠佳，車內(nèi)防塵保溫性不行[6]，這個(gè)問(wèn)題至今仍未得到很好的解決；②內(nèi)擺門開(kāi)啟時(shí)會(huì)沿著車門前后的扶手向車內(nèi)剪切，這個(gè)過(guò)程容易傷害到乘客的手，或者當(dāng)車門處擁擠時(shí)，車門容易受阻而無(wú)法順利開(kāi)啟；③內(nèi)擺門的上下轉(zhuǎn)臂一般在車內(nèi)是外漏的，需要涂抹潤(rùn)滑油，對(duì)整車的美觀度造成極大的不利影響。

塞拉門是軌道車輛車門的一種。塞拉門在開(kāi)啟和關(guān)閉的過(guò)程中，門扇沿著導(dǎo)軌運(yùn)行；門關(guān)閉后與門框塞緊，并與車體外側(cè)面平齊；開(kāi)門后與車體相平行[7]。塞拉門關(guān)閉時(shí)不會(huì)侵入成員空間，開(kāi)啟時(shí)基本貼著車體外表面平行移動(dòng)，具有很好的安全性。雙開(kāi)塞拉門系統(tǒng)在關(guān)閉位置處門板膠條與安裝在車體上的密封框壓接形成密封，門板外表面與車體外表面平齊，具有美觀、密封性能好等突出優(yōu)點(diǎn)，被國(guó)內(nèi)外諸多項(xiàng)目所采用[8]。塞拉門系統(tǒng)是密封性能最好的一種城軌列車車門，可以有效阻止外側(cè)雨水以及洗車用水進(jìn)入車輛內(nèi)部[9]。城軌列車車門密封性試驗(yàn)一般按EN 14752-2015附錄B[10]進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際的反饋，效果十分明顯[9]。

綜上所述，塞拉門不僅具有內(nèi)擺門所具有的優(yōu)點(diǎn)，還能彌補(bǔ)內(nèi)擺門一些無(wú)法克服的缺點(diǎn)。因此，將塞拉門結(jié)構(gòu)應(yīng)用于公交車替代內(nèi)擺門，對(duì)于提高公交出行品質(zhì)具有劃時(shí)代的意義。

2 塞拉門結(jié)構(gòu)用于公交車的可行性分析

2.1 法規(guī)符合性論證

GB 13094《客車結(jié)構(gòu)安全要求》是國(guó)內(nèi)關(guān)于公路客車車門結(jié)構(gòu)規(guī)定比較全面的法規(guī)。

GB 13094-2007中對(duì)客車車門的分類及定義、乘客門的數(shù)量要求、車門的尺寸及開(kāi)度要求、乘客門技術(shù)要求、乘客門附加技術(shù)要求、乘客門防夾要求及測(cè)試方法等方面做了明確規(guī)定。GB 13094-2007并未對(duì)車門的結(jié)構(gòu)形式作明確要求。

目前暫未發(fā)現(xiàn)有法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定公路公交車不得使用塞拉門結(jié)構(gòu)。

綜上所述，法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)并未禁止公交車使用塞拉門結(jié)構(gòu)，塞拉門結(jié)構(gòu)應(yīng)用于公路公交車，只要滿足相關(guān)的功能及性能要求即可符合法規(guī)。

2.2 成本合理性論證

成本可以從三個(gè)方面考慮：一是原材料成本，二是工裝成本，三是研發(fā)成本。

塞拉門與內(nèi)擺門具有相似的結(jié)構(gòu)，均由門骨架、內(nèi)外門板、玻璃、膠條、防夾系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。因此塞拉門與內(nèi)擺門在原材料成本方面不相上下。

工裝的種類和數(shù)量主要取決于結(jié)構(gòu)和精度要求，是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，很難一言以蔽之。在精度要求相同的前提下，由于塞拉門與內(nèi)擺門結(jié)構(gòu)相似度高，工裝的種類和數(shù)量也相近，那么采用塞拉門和采用內(nèi)擺門的工裝成本差別不大。如果采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化的設(shè)計(jì)管理方法，單車車門工裝均攤成本會(huì)變得更低。

由于目前國(guó)內(nèi)塞拉門在公路客車上實(shí)際應(yīng)用的案例很少，屬于塞拉門應(yīng)用于公交車的初期，可能會(huì)涉及到研發(fā)費(fèi)用。不過(guò)品質(zhì)就是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，如果塞拉門確實(shí)能夠極大地提高客車產(chǎn)品質(zhì)量，付出一定量的研發(fā)費(fèi)用也是值得的。

綜上所述，將塞拉門應(yīng)用于城市公交車帶來(lái)的成本增長(zhǎng)在合理范圍之內(nèi)，是值得投入的。

2.3 結(jié)構(gòu)可行性論證

常見(jiàn)城軌列車的塞拉門結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，主要由車門、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。車門一般由2扇獨(dú)立的門板構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的總成，包含電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、滑軌、限位裝置等。為了研究的方便，此處將塞拉門簡(jiǎn)化為一個(gè)黑匣子件對(duì)待。

圖1 常見(jiàn)塞拉門結(jié)構(gòu)示意圖

與內(nèi)擺門不同，塞拉門頂部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要向兩側(cè)延伸較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，延伸長(zhǎng)度大于單塊門板寬度。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)于塞拉門能否在公交車上應(yīng)用具有決定性意義，因此塞拉門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在公交車上的布置空間校核至關(guān)重要。

由于不同車輛系統(tǒng)所采用的坐標(biāo)系可能存在差異，為了描述與理解方便，特做如下約定：

X方向：車輛前后方向，亦即車長(zhǎng)方向。

Y方向：車輛左右方向，亦即車寬方向。

Z方向：車輛上下方向，亦即車高方向。

2.3.1 X方向的校核

圖2所示為一節(jié)典型的城軌列車車門布局圖。圖中僅體現(xiàn)了與研究目標(biāo)相關(guān)的元素。

圖3為典型的公交車車門布局圖。圖中僅體現(xiàn)了與研究目標(biāo)相關(guān)的元素。

對(duì)比圖2與圖3可以發(fā)現(xiàn)：

公交車的前門布置在車輛最前端與前輪之間的位置，這個(gè)位置對(duì)應(yīng)的車輛頂端可以往車后方向擴(kuò)展足夠空間以布置塞拉門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而往車前方向可以擴(kuò)展的空間很少或幾乎沒(méi)有，無(wú)法布置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。公交車的后門可以同時(shí)向車前、車后方向擴(kuò)展足夠空間，亦即公交車后門處在X方向上有足夠空間布置塞拉門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

圖2 城軌列車車門布局圖

圖3 公交車車門布局圖

2.3.2 Y方向的校核

圖4所示為典型城軌列車車門處斷面示意圖。圖中僅體現(xiàn)了與研究目標(biāo)相關(guān)的元素。

圖5所示為典型公交車車門處斷面示意圖。圖中僅體現(xiàn)了與研究目標(biāo)相關(guān)的元素。一般的公交車只有車輛右側(cè)有車門，圖5中所示車輛左側(cè)的車門可以表示BRT公交車、機(jī)場(chǎng)擺渡車等兩側(cè)都有車門的特殊車輛。

圖4 城軌列車車門處斷面示意圖

圖5 公交車車門處斷面示意圖

對(duì)比圖4與圖5可以發(fā)現(xiàn)：公交車在Y方向上有足夠空間布置塞拉門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且可以與城軌列車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝空間類似布置。

2.3.3 Z方向的校核

分別對(duì)比圖2與圖3、圖4與圖5可以發(fā)現(xiàn)：城軌列車與公交車的車身結(jié)構(gòu)非常接近，塞拉門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在公交車 Z方向可以布置，但還有另一個(gè)問(wèn)題需要注意：將車門頂端A定為起點(diǎn)，則城軌列車車門的高度為起點(diǎn)A到列車地板上平面B的距離，即。公交車車門高度為起點(diǎn)A’到地板面B’的距離與地板面 B’到車門下沿 C’的距離之和，即。很明顯

綜上所述，可以得到如下結(jié)論和優(yōu)化建議：

①公交車后門一般位于車輛中間部位，滿足塞拉門及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝所

需的空間要求，可以直接將雙開(kāi)塞拉門結(jié)構(gòu)應(yīng)用于公交車后門。

②公交車前門因前端空間較小，無(wú)法將雙開(kāi)塞拉門直接應(yīng)用于公交車前門，但可以將后開(kāi)單扇塞拉門應(yīng)用于公交車以替代公交車前門?；蛘邚娜缦聝蓚€(gè)方面優(yōu)化后應(yīng)用雙開(kāi)塞拉門替代公交車前門：加大公交車前懸并減小單扇門寬度之后再用雙開(kāi)塞拉門替代；又或者將公交車前門調(diào)整到前輪后布置并用雙開(kāi)塞拉門替換。

③低地板公交車車門可以直接應(yīng)用塞拉門結(jié)構(gòu)，高地板公交車車門直接替換為塞拉門結(jié)構(gòu)對(duì)外觀影響較大，需要進(jìn)行一些優(yōu)化設(shè)計(jì)之后才能替代。對(duì)于高地板公交車可以考慮降低車門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝高度以降低車門整體高度。

3 總結(jié)

塞拉門具有美觀、密封性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，將塞拉門應(yīng)用于公交車可以較大程度地提高公交車產(chǎn)品質(zhì)量，從而給公交出行體驗(yàn)帶來(lái)質(zhì)的飛躍。

通過(guò)法規(guī)、成本、結(jié)構(gòu)等多方面的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，塞拉門結(jié)構(gòu)應(yīng)用于城市公交車是可行的，只是有些情況下可以直接應(yīng)用，有些情況下需要優(yōu)化設(shè)計(jì)之后才能應(yīng)用。

塞拉門有其優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)擺門也并非一無(wú)是處，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際情況充分吸收和融合塞拉門與內(nèi)擺門的優(yōu)點(diǎn)，從而在得到最合適的車門結(jié)構(gòu)。