客 车 技 术 与 研 究
第1期 BUS &COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH No.1 2021
作者简介：凌 君(1988 )，男，工程师；主要从事车辆高低压系统设计和研究工作㊂
电动客车气动内摆门乘客安全保护设计
凌 君，侯友龙
(江苏常隆客车有限公司，江苏江阴 214400)
摘 要：介绍某纯电动客车气动内摆门的乘客安全保护设计，包括车门防夹功能设计㊁车内外应急阀关闭安全保护设计及行车过程中车内应急阀安全保护设计㊂关键词：电动客车；气动内摆门；乘客安全保护中图分类号:U469.72;U463.83+4
文献标志码:B
文章编号:1006-3331(2021)01-0040-03
Design of Passenger Safety Protection of Pneumatic Inner Swing Doors on
Electric Buses
LING Jun,HOU Youlong
(Jiangsu Alfa Bus Co.,Ltd.,Jiangyin 214400,China)
Abstract :The authors introduce the design of passenger safety protection of pneumatic inner swing doors on a pure electric bus,including the design of vehicle door anti-pinch,the design of safety protection of the inner and external emergency valve closing,and the design of safety protection of inner emergency valve during vehilcle running.
Key words :electric bus;pneumatic inner swing door;passenger safety protection 近年来，随着越来越多的客车企业拓展海外高端市场，城市客车乘客门安全设计显得极为重要㊂国内㊁欧洲标准均要求有关门防夹功能，且开门运动不能伤害乘客，必要时要有开门保护装置㊂从国内客车乘客门现状来看，关门防夹功能基本已经实现，但开门防夹功能大多还未实现，且应急阀安全保护功能欠缺㊂针对某城市客车内摆门[1]，本文介绍其车门防夹及应急阀乘客安全保护的设计及其优点㊂
1 气动内摆门安全隐患
1)内摆门在关门及开门过程中，如果乘客正好站在门关或开的轨迹上，可能会被夹到或撞伤㊂
2)旋转车内㊁车外应急阀断开进气源，手动推开
车门后，当再次旋转应急阀恢复进气时，门泵气缸前腔会进气，车门将迅速关闭，如有乘客站在车门处会有被夹危险㊂
3)车内应急阀大都只有一个保护盖子，盖子被
打开后仪表仅仅是报警提示驾驶员㊂车辆在行驶过
程中，如有乘客打开盖子旋转应急阀，此时车门气源断气，开门电磁阀动作，乘客可手动推开车门㊂这在行驶途中是非常危险的㊂
2 安全保护措施设计及优缺点
2.1 开/关门防夹设计
1)正常开/关门过程㊂正常关门：门控制器ECU
收到翘板开关关门信号后，关门电磁阀动作，关门两位三通电磁阀换向排气，门泵气缸后腔也开始排气，而气缸前腔正常进气，开始关门动作㊂当门关到位时，装在车门两侧门轴上的霍尔式角度传感器[2-
3]的电压值为1.1V㊂正常开门：门控制器ECU 收到翘板开关开门信号后，开门电磁阀动作，开门两位三通电磁阀[4]换向排气，门泵气缸前腔也开始排气，而气缸后腔正常进气，开始开门动作㊂当门开到位时，上述角度传感器的电压值为2.5V㊂其气电原理如图1所示㊂
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图1 车门开/关气电原理图
2)关门防夹功能设计㊂采用双防夹设计:
一种是利用两扇门轴上安装的霍尔式角度传感器，通过ECU接收关门时角度传感器的电压值来判断关门时是否遇到障碍物㊂当关门过程中遇到障碍物时，门运动受阻，此时角度传感器的电压值大于正常关门的1.1V，且在单位时间内不发生变化,ECU 判断关门时遇到障碍物㊂
另一种是在两扇门边上安装密封气囊胶条[5]，通过气管连接到气囊胶条压力传感器㊂当关门过程中遇到障碍物时，门边上的气囊胶条受到挤压产生气压变化并传递给其压力传感器,ECU收到相应信号后，判断关门时遇到障碍物㊂
ECU接收到以上角度传感的电压信号或气囊压力传感器的压力变化信号，经分析处理后，给开门电磁阀发送开门信号，实现关门防夹功能㊂两套防夹系统同时使用可以提高关门防夹功能的灵敏度和可靠性㊂3)开门防夹功能设计㊂对于乘客较多㊁拥挤的城市客车，有必要增加开门防夹功能，提高安全性㊂其原理与关门防夹功能设计第一种方式相似：通过ECU接收开门时角度传感器的电压值，来判断开门时是否遇到障碍物㊂当开门过程中遇到障碍物时，门运动受阻，此时角度传感器的电压值小于正常开门的2.5V，
且在单位时间内未发生变化,ECU判断开门时遇到障碍物㊂此时ECU控制应急电磁阀动作，使两个两位三通阀开始排气，门泵气缸两侧都处于无压力状态，车门停止开门动作，停在防夹位置，这时候就可以手动移动车门㊂
2.2 车内/外应急阀关闭安全保护
1)目前国内主流气动内摆门应急阀气路连接为串联式，总气源经过车内㊁车外应急阀串联后接到电磁阀，电磁阀在常态下同时给门泵气缸前㊁后腔供气，气缸两边压力平衡，车门处于关闭状态㊂当使用应急阀释放门泵气缸气压后，车门能手动推开，再旋转应急阀恢复气缸前腔进气，管道内气体流速过快[6]，会导致关门速度过快㊂其气路图如图2所示
㊂
图2 国内应急阀气路图
2)改进应急阀气路㊂将车内㊁车外应急阀气路由串联改为并联，并在气回路中增加了一个应急电磁阀，此电磁阀可通过车内㊁车外应急按钮的进气而动作，从而控制门泵的两个电磁阀也同时动作，实现门泵气缸左右放气㊂应急电磁阀也可通过翘板开关电控动作，实现门泵气缸左右充气㊂改进后的气路区别在于：应急阀是按钮形式而不是旋转形式；应急阀气路通过电磁阀控制门泵气缸均匀进气㊁放气，而不是通过应急阀旋转直接进气㊁放气㊂其气电原理如图3所示(不包括3km/h安全阀相关的虚框部分)㊂其中开㊁关门控制阀原理与图1相同
㊂
图3 并联应急阀气电路
操作过程：当按下车内应急阀按钮，车内应急阀气路接通，单向阀[7]换向，应急电磁阀通过气控接通，气源同时给两个两位三通阀充气，阀内部换向，开始排气，此时气缸前㊁后腔都在排气，气缸两侧气压平
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第1期 凌 君，侯友龙：电动客车气动内摆门乘客安全保护设计
衡，处于无压力状态㊂这时候就可以手动移动车门㊂
应急阀复位：与车门复位原理相同，操作过程也是按一下翘板开关，气缸恢复到初始状态；再按一下翘板开关，实现正常开门或关门㊂
2.3 行车过程中车内应急阀安全保护设计
其气电原理在2.2中2)的基础上，即在并联应急阀气路的进气端串联一个3km /h 安全阀，由ECU 控制㊂如图3中的虚线框及相关部分所示㊂
1)车辆在静止或车速小于等于3km /h 状态下㊂
门控制器ECU 接收到整车发送的3km /h 电源为0
V,ECU 判断不发送信号给3km /h 安全阀，安全阀不动作，供给两个应急阀的气路畅通，此时可手动操作车内外应急阀㊂
2)车辆车速大于3km /h㊂门控制器ECU 接收
到整车发送的3km /h 电源为+24V,ECU 控制3km /h 安全阀动作，此时共给车内㊁车外应急阀的气源断开㊂当乘客按下应急阀按钮不会给门泵气缸放气，车门一直处于关闭锁止状态，起到行车安全保护作用㊂2.4 优缺点
此气电系统的优点在于：将正常开关门气路与应急阀气路分开控制，这样应急阀回路可以根据设计要求来接通或切断，且不影响开关门回路的正常工作；左右缸体都有单独的电磁阀控制进气㊁排气，且进排气速度可通过电磁阀调节；门轴角度传感器开门防夹灵敏度高㊂
不足之处在于：气管路设计比较复杂，使用两位三通电磁阀可以电控也可气控，但是结构复杂，多为进口件；门控制器ECU 采用WABCO MTS [8]产品，程序固化，可定制化程度低，更改软件程序周期长，成本较高㊂
3 结束语
本文主要从三个方面介绍了气动内摆门安全设计，目的在于保护乘客安全，满足客户更高的要求㊂参考文献:
[1]贾志伟，董社森，王庆国.城市客车内摆式乘客门控制方式[J].客车技术与研究,2005,27(3):30-31.
[2]李大勇.两位三通气动电磁阀[J].中国科技产业,2015(1):56.
[3]刘文宇，闫晓鹏，董维杰.基于径向磁铁的非接触角度传感
器[J].电子世界,2016(24):43-44.
[4]赵浩，冯浩，丁立军，等.一种新型霍尔式角度传感器的研
究[J].计量学报,2018,39(6):797-800.
[5]扬州华通橡胶有限公司.气囊防夹中缝胶条:201420532082.[P].2014-09-17.[6]赵勇纲，孙保民，刘志强，等.短管道中平均气体流速测量
系统的原理与应用[J].锅炉技术,2014,45(2):6-9,66.[7]王正祥.一种系列气动单向阀的设计[J].液压气动与
密封,2010,30(12):62-66.
[8]罗鹏.客车车门模块控制系统(MTS)[J].汽车与配件,
2007(30):50-53.
收稿日期:
2020-04-14
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