客車推拉式玻璃頂窗的結(jié)構設計及安裝

錢汝懷

(江西凱馬百路佳客車有限公司，南昌 330013)

隨著中國客車技術的不斷發(fā)展，越來越多的中國客車出口到世界各地。由于各個國家的文化背景、產(chǎn)品法規(guī)及使用環(huán)境等因素不同，客車在設計、生產(chǎn)上需滿足各種多元化的需求。根據(jù)國外客戶的要求，我司開發(fā)了一款頂蓋上安裝玻璃推拉窗[1]的雙層城市客車。相對于國內(nèi)傳統(tǒng)的封閉式玻璃頂窗，此玻璃頂窗可通過推拉實現(xiàn)開啟和關閉，在開啟時客車頂部實現(xiàn)全景式無遮擋視野。本文詳細介紹此頂窗結(jié)構的設計及安裝方案。

1 推拉式玻璃頂窗的結(jié)構設計

1.1 設計原則

1) 應有足夠的強度[2]。在車輛行駛過程中，不會由于車輛的扭轉(zhuǎn)、彎曲變形等因素導致頂窗變形、斷裂。

2) 應有相應的防水和排水系統(tǒng)[3]。

3) 啟閉應簡易輕便。采用手動推拉，頂窗各個零件之間在聯(lián)動時不會由于自身重量及卡滯等原因?qū)е峦评щy。

4) 各零件及其之間應該有減振，防止車輛使用過程中出現(xiàn)異響[4]。

5) 在打開和關閉狀態(tài)下，應有相應的機構保證頂窗不會由于車輛在行駛過程中的振動、加速和剎車導致頂窗自行滑動，保證車內(nèi)人員的安全。

6) 需考慮車內(nèi)通道及乘員的空間尺寸，并滿足相應的法規(guī)要求[5-7]。

1.2 推拉式玻璃頂窗的組成

推拉式玻璃頂窗主要由玻璃頂窗(含玻璃、頂窗框架)、滑槽、流水槽及限位槽等組成[8]，如圖1所示(為關閉狀態(tài))。其中，頂窗框架由頂窗縱向型材和橫向推拉型材等組成，主要用于頂窗玻璃的固定。

1—最下層推拉頂窗； 2、3、4—聯(lián)動頂窗；5—最上層固定頂窗； 6—滑槽； 7—流水槽；8—限位槽； 9—搭扣； 10—拉手。

1.3 頂窗開啟和關閉原理

頂窗的啟閉采用多個頂窗之間的聯(lián)動實現(xiàn)。一般來說，為保證頂窗在開啟狀態(tài)下能有更大的全景式視野區(qū)域，會采用疊加式頂窗的設計。但為了能夠達到頂窗手動啟閉時的便捷性，就需考慮在手動推拉某一個特定頂窗時，能夠聯(lián)動其他頂窗移動，從而實現(xiàn)只需手動推拉一個頂窗便可啟閉所有可移動頂窗的功能。

1) 頂窗開啟原理如圖2所示：當需要打開頂窗時，按圖中箭頭方向推動1號頂窗,當1號頂窗滑動到一定距離后，1號頂窗開始推動2號頂窗聯(lián)動，同理2號頂窗推動3號頂窗，3號頂窗推動4號頂窗，最終所有頂窗達到圖2中c)項的狀態(tài)，實現(xiàn)整個頂窗的開啟。

圖2 頂窗開啟原理圖

2) 頂窗關閉原理如圖3所示：當需要關閉頂窗時，按圖中箭頭方向拉動1號頂窗,當1號頂窗滑動到一定距離后，1號頂窗開始拉動2號頂窗聯(lián)動，同理2號頂窗拉動3號頂窗，3號頂窗拉動4號頂窗，最終所有頂窗達到圖3中c)項的狀態(tài)，實現(xiàn)整個頂窗的關閉。

圖3 頂窗關閉原理圖

1.4 頂窗移動機構的設計

各頂窗采用滾輪安裝在相應鋁合金槽中滑動方式啟閉，這樣可以有效減少頂窗在滑動過程中的摩擦阻力；而鋁合金滑槽可以有效保證滾輪在滑動過程中直線行駛，避免在滑動時扭曲卡頓。

1.5 頂窗密封及排水設計

1) 頂窗密封設計主要在頂窗與頂窗的聯(lián)動對接處，在頂窗關閉時，頂窗與頂窗的推拉型材會在車身X方向[6]互相受力并壓緊密封膠條[9]，如圖4所示，從而外部的水無法從頂窗對接處進入，起到防水作用[3]。

圖4 頂窗密封結(jié)構圖

2) 頂窗排水設計主要在頂窗的兩側(cè)，在頂窗關閉時，外部的水從頂窗的兩側(cè)流出，并進入到流水槽中，如圖5所示。L表示圖4中頂窗間密封膠條在車身Y方向[6]的寬度，L1表示左右兩側(cè)流水槽的最小間距，在設計時需保證L>L1，如此才可保證水在流動過程中都能進入到流水槽中。

圖5 頂窗排水示意圖

1.6 頂窗減振限位設計

為了能夠滿足車內(nèi)噪聲限值的標準要求[4]，頂窗在開啟和關閉狀態(tài)下，應考慮減少車輛行駛過程的振動噪聲，故需要設計減振限位結(jié)構。

首先，由于頂窗框架采用鋁合金型材[2]制作，各個頂窗在滑動或者靜止時，如果不設置相應的減振結(jié)構，會出現(xiàn)金屬之間的碰撞噪聲，故在一頂窗推動或者拉動另一頂窗時，其接觸面采用圖4中的密封膠條來減少其接觸的碰撞噪聲。

其次，在頂窗打開或關閉狀態(tài)下，頂窗框架推拉型材凹槽與前后限位槽型材凸臺進行配合，從而減少振動產(chǎn)生的噪聲。如圖6所示。

圖6 頂窗限位結(jié)構圖

1.7 頂窗鎖止的設計

鎖止裝置的作用主要是將頂窗進行固定，確保頂窗不會由于車輛的移動、加速或剎車導致自行滑動。同時，將頂窗固定后，也能有效降低頂窗振動，減少車內(nèi)噪聲。

由于各個頂窗之間采用聯(lián)動操作，故鎖止裝置只需安裝在圖1中的最下層推拉頂窗上即可，這樣可以簡化頂窗的啟閉流程。鎖止裝置主要由4個高強度不銹鋼搭扣組成，在推拉頂窗左右兩側(cè)各安裝兩個，如圖7所示，將搭扣的扣體和扣板采用不銹鋼鉚釘[10]分別固定到頂窗框架和流水槽型材上。

圖7 搭扣安裝固定示意圖

2 推拉式玻璃頂窗的安裝流程

1) 將滑槽型材(圖1中的件6)的安裝卡口放置到頂蓋骨架上對應的位置；抬起滑槽型材的一端，將所有頂窗安裝到滑槽型材對應的導槽內(nèi)。

2) 將上述滑槽型材用固定膠與頂蓋骨架粘接；同時，移動最下層推拉頂窗(圖1中的件1)，保證所有頂窗能夠正?；瑒硬⒂新?lián)動功能。如在移動時有卡頓等現(xiàn)象，可在膠固化之前適當調(diào)整滑槽型材，直到頂窗能夠正常移動。待固定滑槽型材的膠固化后，將限位槽型材(圖1中的件8)用固定膠與頂蓋骨架粘接；同時，將頂窗分別移動到開啟與關閉狀態(tài)，確保在啟閉狀態(tài)下各個頂窗推拉型材橫向凹槽均能與限位槽型材凸臺卡住(圖6),如有偏差，可在粘接膠未固化之前適當調(diào)整限位槽型材，保證配合到位。

3) 將最上層固定頂窗(圖1中的件5)用固定膠與滑槽型材6和限位槽型材8粘接固定。

4) 安裝流水槽型材(圖1中的件7)。流水槽型材上表面與滑槽型材6粘接固定，立面與車身骨架粘接固定。特別需要注意的是，流水槽型材7與滑槽型材6的對接縫需要用密封膠進行密封，以避免水通過接縫滲入到風道內(nèi)。

5) 待所有粘接膠固化后，將頂窗移動到開啟狀態(tài)，然后固定搭扣的扣體和扣板；再將頂窗移動到關閉狀態(tài)，配合已在頂窗框架上固定的搭扣扣體位置后在流水槽型材上固定扣板，以確保無論頂窗是開啟或關閉狀態(tài)，均能可靠鎖止。

3 結(jié)束語

本文介紹的推拉式玻璃頂窗是基于市場定制化需求中一種設計上的創(chuàng)新，同時，也成功安裝到我司出口的產(chǎn)品中，并通過了檢測、路試[11]，最終交付給客戶使用。