张林博
(湖北汽车工业学院 汽车工程系T743-5,湖北 十堰 442002)
随着现代汽车业迅猛发展,汽车的许多设计都趋向于人性化,汽车除了方便快捷之用外,更加倾向于舒适性、安全性方面考虑。
直开式车门,是当今使用最广泛,最实用的车门开启方式,即以车门前端为圆心转动打开。优点是符合人们实际生活习惯——开门、开柜子等动作。现代轿车追求低矮设计,这样的设计确实能够减少汽车的风阻,还有利于提高汽车稳定性。然而低矮型汽车使得乘客进出车门很不方便,尤其是容易与车门框上部碰头。本设计方案避免乘客进出车门碰头,是汽车设计更趋向于人性化。
我国目前已有类似的研究——“轿车顶盖随车门联动机构”。该机构由活动车顶盖、驱动系统和控制电路组成。活动车顶盖有翻转式和伸缩式2种,分别采用蜗轮蜗杆和齿轮齿条方式驱动,受安装在车门框上的起动开关和安装在车顶框上的止动开关控制。当打开车门时,车顶盖随门自动敞开,以防止乘客进出时碰头;当关上车门时,车顶盖随门自动复位。但是此设计结构比较复杂,而且对车顶的结构改变较大。而本设计运用简单机械式传动机构,设计结构简单,对汽车原有结构改变较少,机构随车门联动,且无需其他动力,方便可靠。
以直开式车门为例。在车身上边梁内设置一块缓冲板,车门开启时,缓冲板从上边梁伸出,即使人不小心,头也只是碰着缓冲板,不会有疼痛感;车门关闭时,缓冲板回到上边梁内,从而实现缓冲板的自动升降。缓冲板可用较软材料制成。
如图1所示,在车身壳体内安装钢绳,a端与车门相连接,b端与执行机构(图2)相连接,要求在开启或关闭车门时,钢绳能够沿绳子方向自由移动,使其起传动作用。
图1 传动机构
图2 开门时机构工作图
如图2所示,当开启车门时,以车门作为原动件,车门拉动钢绳,钢绳上的拉力使物块1克服弹簧弹力向上移动,在杠杆的作用下,带动缓冲板向下移动,这样乘客头部也只会接触缓冲板。
关闭车门时物体移动方向相反。钢绳上的力消失,以弹簧为原动件,物块1在弹簧弹力作用下向下移动,通过杠杆,带动缓冲板向上移动,而此时钢绳也被拉直,从而完成缓冲板的自动收回。
本装置结构简单,成本较低,适用范围广,对轿车尤其适用。通过此方案设计,能够实现把车门的转动,转变为缓冲板的上下移动,从而实现缓冲板随车门转动的自动升降。如此,便可消除乘客进出车门时,经常不小心碰头带来的疼痛感,使司机与乘客真真享受驾驶与乘坐的乐趣,最终达到提高汽车的人性化设计要求的目的。
[1] 陈家瑞.汽车构造[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2] 孙 桓,陈作模.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3] 郭 锐,郭 磊.轿车顶盖随车门联动机构:中国,96248 705.8[P].1998-07-15.