客車底盤檢修蓋的一種通用型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

楊曉林， 趙前進(jìn)， 閔 生

(銀隆新能源股份有限公司， 廣東 珠海 519040)

客車底盤檢修蓋對(duì)底盤檢修的方便性、乘客行走的安全性、乘車舒適性及車內(nèi)視覺(jué)效果都有著重要的影響。一款設(shè)計(jì)良好的檢修蓋應(yīng)具備質(zhì)量輕、方便拆裝、承重強(qiáng)度大、密封性好、隔音、隔熱、防塵、美觀實(shí)用、通用性好等特性[1]。但對(duì)大多數(shù)主機(jī)廠來(lái)說(shuō)，一款底盤檢修蓋一般很難實(shí)現(xiàn)上述全部要求，更何況每家主機(jī)廠都有多種不同底盤結(jié)構(gòu)的車型，實(shí)現(xiàn)以上全部要求更是難上加難。可見，設(shè)計(jì)一款通用型檢修蓋對(duì)客車廠具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，行業(yè)內(nèi)目前應(yīng)用于前橋方向機(jī)、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋主減速器上的底盤檢修蓋主要有鋁合金整體成型和鑄鋁整體成型兩種，如圖1所示。

(a) 鋁合金整體成型

以上兩種檢修蓋的結(jié)構(gòu)、裝配與特點(diǎn)如下：

1) 鋁合金整體成型檢修蓋。其結(jié)構(gòu)采用上框+下盤的組裝方式，裝配時(shí)先在下盤內(nèi)鑲與車內(nèi)相同的地板和地板革，然后將下盤與上框用螺釘固定，最后將檢修蓋整體安裝在檢修口處并用沉頭螺栓固定。該種檢修蓋的特點(diǎn):① 采用邊框整體成型結(jié)構(gòu)，上框和下盤均是整體鋁合金型材壓制成型，整體成型件的一大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但要滿足承重強(qiáng)度要求一般設(shè)計(jì)得較厚重[2]；② 采用“地板骨架止口+密封膠條+檢修蓋本體相互擠壓配合”的密封結(jié)構(gòu)，密封性好[3]，但地板骨架設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮檢修需求、檢修蓋尺寸、密封膠條及隔音隔熱棉厚度等多種因素，設(shè)計(jì)思路較復(fù)雜；③ 為滿足不同車內(nèi)地板厚度需求，邊框型材需設(shè)計(jì)多種尺寸結(jié)構(gòu)，模具開發(fā)費(fèi)用高，不同車型間通用性較差；④ 美觀度差，影響整車內(nèi)部視覺(jué)效果。

2) 鑄鋁整體成型檢修蓋。其結(jié)構(gòu)采用“內(nèi)框+外框”的組裝方式，裝配時(shí)先在外框內(nèi)安裝蓋板內(nèi)芯，然后將內(nèi)框覆在蓋板內(nèi)芯上，最后用螺栓將內(nèi)框、外框及蓋板內(nèi)芯整體固定在骨架止口上。該種檢修蓋的特點(diǎn)：① 鑄鋁成型件堅(jiān)實(shí)耐用，但較沉重；② 采用“地板骨架止口+密封膠條+檢修蓋本體相互擠壓配合”的密封結(jié)構(gòu)，密封性好[4]；③ 因蓋板內(nèi)芯需與外框一致采用圓角形式，如使用車內(nèi)地板做蓋板內(nèi)芯，則不易切割成型，因此蓋板內(nèi)芯一般采用整體注塑件，不僅增加整車重量，還增加成本，且不同車型間因檢修口尺寸差異，通用性較差，模具開發(fā)費(fèi)用高；④ 外觀效果好。

2 改善方案

2.1 改善思路

根據(jù)對(duì)以上兩種常用檢修蓋結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)并結(jié)合自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮檢修蓋設(shè)計(jì)的總體要求，提出以下改善思路：

1) 針對(duì)整體成型件沉重的問(wèn)題，提出采用“邊框拼裝”的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一種強(qiáng)化型結(jié)構(gòu)邊框型材[5]，利用型材的自身結(jié)構(gòu)特性及相互配合關(guān)系提升邊框強(qiáng)度并降低蓋體重量。

2) 針對(duì)地板骨架止口設(shè)計(jì)復(fù)雜問(wèn)題，提出采用“假止口”結(jié)構(gòu)[6]，由止口型材代替原來(lái)的焊接止口，使止口與密封膠條及檢修蓋本體間的配合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，降低設(shè)計(jì)難度。

3) 針對(duì)車內(nèi)地板利用率低問(wèn)題，提出采用“上下型材螺接”結(jié)構(gòu)[7]，可根據(jù)地板厚度調(diào)整上下型材配合間隙，從而可充分利用地板開檢修口，提升地板利用率，降低整車成本。

4) 針對(duì)外觀差問(wèn)題，提出蓋板四角由原來(lái)的尖角改為圓護(hù)角結(jié)構(gòu)。圓護(hù)角結(jié)構(gòu)可遮蔽型材配合間隙與翹角問(wèn)題，提升美觀度。

2.2 整體構(gòu)造及裝配結(jié)構(gòu)

根據(jù)以上思路改善設(shè)計(jì)的檢修蓋整體外觀及構(gòu)成如圖2所示。整體采用鋁合金輕質(zhì)型材[8]拼裝而成，實(shí)現(xiàn)輕量化[9]的同時(shí)利用型材結(jié)構(gòu)特性[10]加強(qiáng)檢修蓋整體性能。

圖2 檢修蓋整體外觀示意圖及爆炸圖

裝配結(jié)構(gòu)如圖3所示：檢修蓋地板革7粘接在檢修蓋地板8上；邊框型材采用拼裝的方式，上型材11和下型材9分別由4根端頭裁剪成45°角的型材拼裝而成，將下型材9與檢修蓋地板8貼合，并在下型材下表面用緊固螺釘10固定，再將上型材11與檢修蓋地板革7貼合，將上型材11和下型材9用螺栓12螺接；在型材與檢修蓋地板8及地板革7拼裝后的整個(gè)蓋體底部粘貼隔音隔熱棉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背部打密封膠，并將止口型材4扣在地板2及地板革1檢修口的邊沿，用緊固螺釘5固定在地板骨架3上，將止口膠條6卡接在止口型材4上；將拼裝好的檢修蓋蓋體扣在檢修口上，檢查并調(diào)整，使四周無(wú)間隙、四角無(wú)翹起后蓋上四角圓護(hù)角14，通過(guò)沉頭螺釘15將圓護(hù)角14、蓋體上型材11與止口型材4固定在地板骨架3上。

圖3 通用型檢修蓋局部剖視圖

2.3 原理分析

1) 型材截面結(jié)構(gòu)如圖4所示，上型材11采用G型結(jié)構(gòu)，下型材9采用Z型結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)可增大螺接邊強(qiáng)度，從而降低型材厚度；同時(shí)螺接邊的寬度可增大檢修蓋地板與檢修口間的間隙，降低整個(gè)蓋體的重量，為檢修蓋的安裝與拆卸提供方便。

圖4 型材截面圖

2) 密封止口采用假止口結(jié)構(gòu)，用止口型材4取代原焊接止口，止口型材4與止口膠條6及蓋體相互擠壓配合，達(dá)到密封、防塵、隔音、隔熱的效果[11]。同時(shí)止口型材4設(shè)計(jì)成Z型+R角結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)下邊梁強(qiáng)度，降低型材厚度。

3) 可根據(jù)車內(nèi)地板厚度調(diào)整上、下型材間距，實(shí)現(xiàn)不同厚度車內(nèi)地板的通用，滿足不同車型配置不同厚度車內(nèi)地板的使用要求。同時(shí)，各型材均可根據(jù)檢修口尺寸進(jìn)行剪裁、拼裝。地板骨架檢修口設(shè)計(jì)時(shí)，只需考慮檢修需求，不必再考慮密封性等，從而可大大降低設(shè)計(jì)難度；且型材間的裝配關(guān)系，相對(duì)整體成型件對(duì)檢修口尺寸的要求更低，從而減少模具開發(fā)數(shù)量，降低制造成本。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，該檢修蓋不僅通用性好、開發(fā)費(fèi)用低，而且隔音、隔熱及密封效果良好，外觀美觀、大方。實(shí)現(xiàn)了降成本、減重，并提高了整車舒適性與內(nèi)部美觀效果[12]。