塞拉门在公交车上应用的探讨

边少卿，张吉康

（1.郑州宇通重工有限公司，河南 郑州 450000；2.驭势（上海）汽车科技有限公司，上海 200000）

引言

车门是车身上相对独立的总成，与车身组成一个有机的整体[1]。车门无论是对于城轨列车来说，还是对于公路公交车来说，都是非常重要的部件。

早期，列车的乘客门多为钢制折页门（作者注：折页门又称折叠门），虽然各厂都在努力改进其密封性能，但还是不能满足提速客车的使用要求[2]。随着国外技术的引进以及国内列车制造技术的发展，折页门已被逐渐淘汰。取而代之的是塞拉门、内藏门、外挂门，其中塞拉门的密封性、隔音效果优于内藏门和外挂门[3]，是城轨列车上最先进的车门。

公路客车乘客门可分为折叠门、内摆门、外摆门等。内摆门在客车尤其是城市客车中应用最为广泛[4]。如今，城市公交车几乎全部都采用内摆门。

塞拉门、内摆门都是经过长期发展沉淀下来的经典车门结构，能发掘的优点早已被深刻挖掘，仍然存在的缺点也基本是无法避免的结构局限。城轨列车与公路公交车均扮演着城市公共交通工具的角色，具有相似的结构，列车与公路客车相互借鉴、共同进步是值得探索之路。是否可以将塞拉门结构应用于公交车，或者将内摆门结构应用于城轨列车，以提升城轨列车和公交客车车门性能就是一个典型的案例，是值得研究和探讨的问题。

1 塞拉门结构用于公交车的意义

内摆门是公路客车车门的一种，因其运动方式而得名。内摆门采用气缸或者电机驱动，通过一套曲柄机构来实现车门的开关，具有开关速度可调节、缓冲、防夹功能[5]。目前，绝大多数的城市公交车均采用双内摆门，但内摆门在使用中也逐渐暴露出一些问题[6]，主要体现在以下几个方面：①车门上下结合处密封欠佳，车内防尘保温性不行[6]，这个问题至今仍未得到很好的解决；②内摆门开启时会沿着车门前后的扶手向车内剪切，这个过程容易伤害到乘客的手，或者当车门处拥挤时，车门容易受阻而无法顺利开启；③内摆门的上下转臂一般在车内是外漏的，需要涂抹润滑油，对整车的美观度造成极大的不利影响。

塞拉门是轨道车辆车门的一种。塞拉门在开启和关闭的过程中，门扇沿着导轨运行；门关闭后与门框塞紧，并与车体外侧面平齐；开门后与车体相平行[7]。塞拉门关闭时不会侵入成员空间，开启时基本贴着车体外表面平行移动，具有很好的安全性。双开塞拉门系统在关闭位置处门板胶条与安装在车体上的密封框压接形成密封，门板外表面与车体外表面平齐，具有美观、密封性能好等突出优点，被国内外诸多项目所采用[8]。塞拉门系统是密封性能最好的一种城轨列车车门，可以有效阻止外侧雨水以及洗车用水进入车辆内部[9]。城轨列车车门密封性试验一般按EN 14752-2015附录B[10]进行，根据实际的反馈，效果十分明显[9]。

综上所述，塞拉门不仅具有内摆门所具有的优点，还能弥补内摆门一些无法克服的缺点。因此，将塞拉门结构应用于公交车替代内摆门，对于提高公交出行品质具有划时代的意义。

2 塞拉门结构用于公交车的可行性分析

2.1 法规符合性论证

GB 13094《客车结构安全要求》是国内关于公路客车车门结构规定比较全面的法规。

GB 13094-2007中对客车车门的分类及定义、乘客门的数量要求、车门的尺寸及开度要求、乘客门技术要求、乘客门附加技术要求、乘客门防夹要求及测试方法等方面做了明确规定。GB 13094-2007并未对车门的结构形式作明确要求。

目前暂未发现有法规或标准规定公路公交车不得使用塞拉门结构。

综上所述，法规及标准并未禁止公交车使用塞拉门结构，塞拉门结构应用于公路公交车，只要满足相关的功能及性能要求即可符合法规。

2.2 成本合理性论证

成本可以从三个方面考虑：一是原材料成本，二是工装成本，三是研发成本。

塞拉门与内摆门具有相似的结构，均由门骨架、内外门板、玻璃、胶条、防夹系统、驱动机构等部分组成。因此塞拉门与内摆门在原材料成本方面不相上下。

工装的种类和数量主要取决于结构和精度要求，是一个相对复杂的系统问题，很难一言以蔽之。在精度要求相同的前提下，由于塞拉门与内摆门结构相似度高，工装的种类和数量也相近，那么采用塞拉门和采用内摆门的工装成本差别不大。如果采用标准化、通用化、模块化的设计管理方法，单车车门工装均摊成本会变得更低。

由于目前国内塞拉门在公路客车上实际应用的案例很少，属于塞拉门应用于公交车的初期，可能会涉及到研发费用。不过品质就是市场竞争力，如果塞拉门确实能够极大地提高客车产品质量，付出一定量的研发费用也是值得的。

综上所述，将塞拉门应用于城市公交车带来的成本增长在合理范围之内，是值得投入的。

2.3 结构可行性论证

常见城轨列车的塞拉门结构示意图如图1所示，主要由车门、驱动机构等组成。车门一般由2扇独立的门板构成。驱动机构是一个复杂的总成，包含电机、传动系统、滑轨、限位装置等。为了研究的方便，此处将塞拉门简化为一个黑匣子件对待。

图1 常见塞拉门结构示意图

与内摆门不同，塞拉门顶部的驱动机构需要向两侧延伸较长的长度，延伸长度大于单块门板宽度。

驱动机构对于塞拉门能否在公交车上应用具有决定性意义，因此塞拉门驱动机构在公交车上的布置空间校核至关重要。

由于不同车辆系统所采用的坐标系可能存在差异，为了描述与理解方便，特做如下约定：

X方向：车辆前后方向，亦即车长方向。

Y方向：车辆左右方向，亦即车宽方向。

Z方向：车辆上下方向，亦即车高方向。

2.3.1 X方向的校核

图2所示为一节典型的城轨列车车门布局图。图中仅体现了与研究目标相关的元素。

图3为典型的公交车车门布局图。图中仅体现了与研究目标相关的元素。

对比图2与图3可以发现：

公交车的前门布置在车辆最前端与前轮之间的位置，这个位置对应的车辆顶端可以往车后方向扩展足够空间以布置塞拉门驱动机构，而往车前方向可以扩展的空间很少或几乎没有，无法布置驱动机构。公交车的后门可以同时向车前、车后方向扩展足够空间，亦即公交车后门处在X方向上有足够空间布置塞拉门驱动机构。

图2 城轨列车车门布局图

图3 公交车车门布局图

2.3.2 Y方向的校核

图4所示为典型城轨列车车门处断面示意图。图中仅体现了与研究目标相关的元素。

图5所示为典型公交车车门处断面示意图。图中仅体现了与研究目标相关的元素。一般的公交车只有车辆右侧有车门，图5中所示车辆左侧的车门可以表示BRT公交车、机场摆渡车等两侧都有车门的特殊车辆。

图4 城轨列车车门处断面示意图

图5 公交车车门处断面示意图

对比图4与图5可以发现：公交车在Y方向上有足够空间布置塞拉门驱动机构，而且可以与城轨列车驱动机构安装空间类似布置。

2.3.3 Z方向的校核

分别对比图2与图3、图4与图5可以发现：城轨列车与公交车的车身结构非常接近，塞拉门驱动机构在公交车 Z方向可以布置，但还有另一个问题需要注意：将车门顶端A定为起点，则城轨列车车门的高度为起点A到列车地板上平面B的距离，即。公交车车门高度为起点A’到地板面B’的距离与地板面 B’到车门下沿 C’的距离之和，即。很明显

综上所述，可以得到如下结论和优化建议：

①公交车后门一般位于车辆中间部位，满足塞拉门及其驱动机构安装所

需的空间要求，可以直接将双开塞拉门结构应用于公交车后门。

②公交车前门因前端空间较小，无法将双开塞拉门直接应用于公交车前门，但可以将后开单扇塞拉门应用于公交车以替代公交车前门。或者从如下两个方面优化后应用双开塞拉门替代公交车前门：加大公交车前悬并减小单扇门宽度之后再用双开塞拉门替代；又或者将公交车前门调整到前轮后布置并用双开塞拉门替换。

③低地板公交车车门可以直接应用塞拉门结构，高地板公交车车门直接替换为塞拉门结构对外观影响较大，需要进行一些优化设计之后才能替代。对于高地板公交车可以考虑降低车门驱动机构的安装高度以降低车门整体高度。

3 总结

塞拉门具有美观、密封性好、安全性高等优点，将塞拉门应用于公交车可以较大程度地提高公交车产品质量，从而给公交出行体验带来质的飞跃。

通过法规、成本、结构等多方面的对比分析发现，塞拉门结构应用于城市公交车是可行的，只是有些情况下可以直接应用，有些情况下需要优化设计之后才能应用。

塞拉门有其优点，内摆门也并非一无是处，在设计过程中可以根据实际情况充分吸收和融合塞拉门与内摆门的优点，从而在得到最合适的车门结构。