客車底盤檢修蓋的一種通用型結構設計

楊曉林， 趙前進， 閔 生

(銀隆新能源股份有限公司， 廣東 珠海 519040)

客車底盤檢修蓋對底盤檢修的方便性、乘客行走的安全性、乘車舒適性及車內視覺效果都有著重要的影響。一款設計良好的檢修蓋應具備質量輕、方便拆裝、承重強度大、密封性好、隔音、隔熱、防塵、美觀實用、通用性好等特性[1]。但對大多數主機廠來說，一款底盤檢修蓋一般很難實現上述全部要求，更何況每家主機廠都有多種不同底盤結構的車型，實現以上全部要求更是難上加難。可見，設計一款通用型檢修蓋對客車廠具有現實意義。

1 現狀調查

據調查發現，行業內目前應用于前橋方向機、電機、驅動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構、裝配與特點如下：

1) 鋁合金整體成型檢修蓋。其結構采用上框+下盤的組裝方式，裝配時先在下盤內鑲與車內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:① 采用邊框整體成型結構，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點是結構簡單，但要滿足承重強度要求一般設計得較厚重[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”的密封結構，密封性好[3]，但地板骨架設計時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，設計思路較復雜；③ 為滿足不同車內地板厚度需求，邊框型材需設計多種尺寸結構，模具開發費用高，不同車型間通用性較差；④ 美觀度差，影響整車內部視覺效果。

2) 鑄鋁整體成型檢修蓋。其結構采用“內框+外框”的組裝方式，裝配時先在外框內安裝蓋板內芯，然后將內框覆在蓋板內芯上，最后用螺栓將內框、外框及蓋板內芯整體固定在骨架止口上。該種檢修蓋的特點：① 鑄鋁成型件堅實耐用，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”的密封結構，密封性好[4]；③ 因蓋板內芯需與外框一致采用圓角形式，如使用車內地板做蓋板內芯，則不易切割成型，因此蓋板內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，模具開發費用高；④ 外觀效果好。

2 改善方案

2.1 改善思路

根據對以上兩種常用檢修蓋結構與特點并結合自己的設計經驗，綜合考慮檢修蓋設計的總體要求，提出以下改善思路：

1) 針對整體成型件沉重的問題，提出采用“邊框拼裝”的結構，設計一種強化型結構邊框型材[5]，利用型材的自身結構特性及相互配合關系提升邊框強度并降低蓋體重量。

2) 針對地板骨架止口設計復雜問題，提出采用“假止口”結構[6]，由止口型材代替原來的焊接止口，使止口與密封膠條及檢修蓋本體間的配合結構簡單化，降低設計難度。

3) 針對車內地板利用率低問題，提出采用“上下型材螺接”結構[7]，可根據地板厚度調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) 針對外觀差問題，提出蓋板四角由原來的尖角改為圓護角結構。圓護角結構可遮蔽型材配合間隙與翹角問題，提升美觀度。

2.2 整體構造及裝配結構

根據以上思路改善設計的檢修蓋整體外觀及構成如圖2所示。整體采用鋁合金輕質型材[8]拼裝而成，實現輕量化[9]的同時利用型材結構特性[10]加強檢修蓋整體性能。

圖2 檢修蓋整體外觀示意圖及爆炸圖

裝配結構如圖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，檢查并調整，使四周無間隙、四角無翹起后蓋上四角圓護角14，通過沉頭螺釘15將圓護角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) 型材截面結構如圖4所示，上型材11采用G型結構，下型材9采用Z型結構。此種結構可增大螺接邊強度，從而降低型材厚度；同時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構，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，達到密封、防塵、隔音、隔熱的效果[11]。同時止口型材4設計成Z型+R角結構，可增強下邊梁強度，降低型材厚度。

3) 可根據車內地板厚度調整上、下型材間距，實現不同厚度車內地板的通用，滿足不同車型配置不同厚度車內地板的使用要求。同時，各型材均可根據檢修口尺寸進行剪裁、拼裝。地板骨架檢修口設計時，只需考慮檢修需求，不必再考慮密封性等，從而可大大降低設計難度；且型材間的裝配關系，相對整體成型件對檢修口尺寸的要求更低，從而減少模具開發數量，降低制造成本。

3 結束語

經過實踐證明，該檢修蓋不僅通用性好、開發費用低，而且隔音、隔熱及密封效果良好，外觀美觀、大方。實現了降成本、減重，并提高了整車舒適性與內部美觀效果[12]。