客車車身結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)-

《客車車身結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)-》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《客車車身結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)-（38頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第5章 客車車身結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 5-1 車身結(jié)構(gòu)及其分類 客車與軌道交通車輛是現(xiàn)代社會(huì)中運(yùn)輸旅客的主要交通工具。在我國(guó)，客車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于載運(yùn)乘客及其隨身行李的商用車。由于其載客量大，占地面積小，在我國(guó)應(yīng)用廣泛?？蛙囉砂l(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身和電器設(shè)備等幾大部分構(gòu)成。作為客車的重要組成部分，車身的設(shè)計(jì)越來越受到重視，客車車身主要由骨架結(jié)構(gòu)和蒙皮結(jié)構(gòu)兩部分組成。 在客車結(jié)構(gòu)中，車身即是承載單元，又是功能單元。作為承載單元，由車身骨架與底架或車架（小型客車車身殼體與車架）組成的車身結(jié)構(gòu)，在客車行駛中要承受多種載荷的作用。作為功能單元，車身應(yīng)該為駕駛員提供便利的工作環(huán)境，為乘員提供舒適

2、的乘坐環(huán)境，保護(hù)他們免受車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲和廢氣等的侵襲，以及外界惡劣天氣的影響；同時(shí)在交通事故中，可靠的車身結(jié)構(gòu)和乘員保護(hù)系統(tǒng)有助于減輕對(duì)乘員和行人造成的傷害；此外，合理的車身外部形狀，以便客車行駛時(shí)能有效地引導(dǎo)周圍的氣流，提高車輛的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛穩(wěn)定性，并改善發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻條件和車內(nèi)通風(fēng)。因此，客車車身對(duì)客車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造有著十分重要的影響。 5.1.1、客車車身定義GB37301-88 在GB37301-88中，客車車身的定義為：具有長(zhǎng)方形的車箱，主要用來裝載乘員和隨身行李。 5.1.2、客車車身分類方法 由于客車品種繁多，所以車身的分類形式也是多種多樣的。常見的分

3、類方法有按客車的用途、承載形式和車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。 1、按用途分類 按客車的用途可分為城市客車、長(zhǎng)途客車、旅游客車和專用客車四類。 （1）城市客車 城市客車是為城市內(nèi)公共交通運(yùn)輸而設(shè)計(jì)和裝備的客車，如圖5-1所示。這種車輛設(shè)有座椅及乘客站立的區(qū)域，由于乘客上下頻繁，所以車廂內(nèi)地板低、過道高、通道寬、座椅少、車門多，車窗大，并有足夠的空間供頻繁停站時(shí)乘客上下車走動(dòng)使用。按運(yùn)行特點(diǎn)，城市客車分為市區(qū)城市客車和城郊城市客車。為了滿足大、中城市公共交通的需要及環(huán)保要求，城市客車正逐步向大型化、低地板化、環(huán)?；?、高檔化和造型現(xiàn)代化等方面發(fā)展。 （2）長(zhǎng)途客車 長(zhǎng)途客車又稱公路客車，是

4、為城間旅客運(yùn)輸而設(shè)計(jì)和裝備的客車，如圖5-2所示。由于旅客乘坐時(shí)間較長(zhǎng)，這類客車必須保證每位乘客都有座位，不設(shè)供乘客站立的位置。為了有效利用車廂的面積，座椅布置比較密集，而且盡可能的提高座椅的舒適性，座椅質(zhì)量都比較好。長(zhǎng)途客車車廂地板高，地板一般設(shè)計(jì)成凹形，這樣有利于提高車身的抗扭剛性，地板下面設(shè)有存放行李物品的行李艙。為了提高整個(gè)車身的剛度，這類客車的車門少，且多布置在前軸之前。對(duì)于高速公路上的快速客運(yùn)車輛，要求具有更高的可靠性、行駛安全性、乘坐舒適性和高速行駛性能等。 圖5-1 城市客車 圖5-2 長(zhǎng)途客車 圖5-3 機(jī)場(chǎng)擺渡客車 （3）旅游客車 旅游客車是為

5、旅游而設(shè)計(jì)和裝備的客車，其與長(zhǎng)途客車的設(shè)計(jì)原則基本相近，但在外觀和舒適性等方面比長(zhǎng)途客車好，車內(nèi)設(shè)施及附件設(shè)備也更豪華和高檔。為使觀光方便，旅游客車的視野一般較開闊。中高檔長(zhǎng)途客車和城郊城市客車均可作為旅游線路客運(yùn)車輛使用。 （4）專用客車 專用客車在其設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上只適合于需經(jīng)特殊布置設(shè)計(jì)后才能載運(yùn)人員的車輛。這類客車與長(zhǎng)途客車類似，但可無行李箱。一般有學(xué)?？蛙嚒C(jī)場(chǎng)擺渡客車、采血車和會(huì)議客車等款式。它們根據(jù)特定要求，按專門規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和用途來制造。圖5-3所示的是廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司的一款型號(hào)為XMQ6139B的機(jī)場(chǎng)擺渡車。 2、按承載形式分 按車身承載形式，客車車身結(jié)

6、構(gòu)可分為非承載式、半承載式和承載式三大類。非承載式和半承載式車身結(jié)構(gòu)都是屬于有車架式的，而承載式車身則屬于無車架式的。從設(shè)計(jì)的角度看，這類分法是比較合理的。按承載形式對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，表征了不同形式的車身結(jié)構(gòu)的組成以及車身制造工藝過程中的差異。

7、

8、

9、

10、

11、

12、

13、

14、

15、

16、 （1）非承載式客車車身 非承載式車身（圖5-4）是指在底盤車架上組裝而成的車身結(jié)構(gòu)形式。這類車的底盤有較強(qiáng)的車架，車身骨架是通過多個(gè)橡膠襯墊或彈簧沿車身總長(zhǎng)安裝在車架上的。車身骨架與車架彈性連接，安裝在車架上的車身對(duì)車架的加固作用不大，車架是支承全車的基體，承受著安裝在其上面的各個(gè)總成的各種載荷；車身只在很小程度上承受由車架彎曲和扭轉(zhuǎn)所引起的載荷，所以嚴(yán)格說來，車身并非完全不承載。車架的振動(dòng)通過彈性元件傳到車身上，由于彈性元件的撓性作用，大部分來自路面的振動(dòng)和沖擊能被減弱或消除，在壞路行駛時(shí)可以對(duì)車身起到保護(hù)作用。 在我國(guó)客車發(fā)展

17、的初期，其車身通常由專業(yè)化車身廠家生產(chǎn)，然后安裝在現(xiàn)成的貨車底盤車架上。國(guó)內(nèi)的輕型客車，其絕大部分都是這種非承載式車身殼體結(jié)構(gòu)，一般是在貨車三類底盤（包括一部分進(jìn)口輕型貨車底盤）或者在專用客車底盤上直接改裝車身。該車身結(jié)構(gòu)形式具有傳統(tǒng)底盤-車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： 1）連接車身和車架的橡膠襯墊或彈簧可以起到一定的緩沖、隔振和降低噪聲的作用，車廂內(nèi)噪音低，緩沖隔振性能和乘坐舒適性較好； 2）底盤與車身可以分開以后再組裝成一體，便于生產(chǎn)裝配及在同一底盤上安裝不同的車身，簡(jiǎn)化了裝配工藝，便于組織專業(yè)化生產(chǎn)； 3）有車架作為整車的基礎(chǔ)，便于在汽車上安裝各總成和部件； 4）安全性能由底盤加強(qiáng)，遇到撞車事

18、故時(shí)，車架可以對(duì)車身起到一定的保護(hù)作用，車廂變形小。 基于上述優(yōu)點(diǎn)，非承載式車身形式在現(xiàn)階段我國(guó)輕型客車的設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。但其在結(jié)構(gòu)上也存在明顯的缺陷： 1）在設(shè)計(jì)時(shí)候沒有考慮車身參與承載，而是由底盤單獨(dú)承載，所以必須保證車架的強(qiáng)度足夠大以滿足設(shè)計(jì)要求，這樣就使得整車的質(zhì)量增大，不符合車身輕量化的設(shè)計(jì)趨勢(shì)； 2）車架的存在使得車身地板高度的降低受到一定的限制，不適合城市客車地地板化的趨勢(shì)； 3) 車架縱梁是大型零件，其制造需要大型鍛壓設(shè)備、裝焊夾具及檢驗(yàn)等一系列昂貴復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備； 4) 底盤結(jié)構(gòu)調(diào)整不易，改進(jìn)成本高，開發(fā)周期長(zhǎng)； 5）客車質(zhì)心高，高速行駛時(shí)穩(wěn)定性較差。

19、圖5-4 非承載式客車的底盤及車身 （2）半承載式客車車身 半承載式車身就是車身與車架剛性連接，車身部分承載的結(jié)構(gòu)形式。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是底盤仍保留有車架，車身通過焊接、鉚接或螺釘與車架作剛性連接，是一種介于非承載式車身和承載式車身之間的車身結(jié)構(gòu)。它的車身本體與底架（此時(shí)的車架也可稱之為“底架”）用焊接或螺栓剛性連接，將車身骨架側(cè)壁立柱與車架縱梁兩側(cè)的外伸橫梁或牛腿連接在一起，加強(qiáng)了部分車身底架而起到一部分車架的作用，故車身也可以分擔(dān)一部分彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，例如發(fā)動(dòng)機(jī)和懸架都安裝在加固的車身底架上，車身與底架成為一體共同承受載荷。 半承載式車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)車輛進(jìn)行改裝容易，可以適當(dāng)?shù)?/p>

20、降低地板 的高度；同時(shí)車身部分參與了承載作用，可在一定程度上減弱底架的強(qiáng)度和剛度，減輕客車的自身重量。但由于保留有底架，半承載式車身還是一種過渡結(jié)構(gòu)，車身地板的高度受底架的限制而難以很大的降低；整車的輕量化仍受到一定的限制；車架縱梁的制造需要大型鍛壓設(shè)備、裝焊夾具及校驗(yàn)等一系列昂貴復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備；此外，底盤的結(jié)構(gòu)調(diào)整也比較繁瑣，改進(jìn)成本高，開發(fā)周期長(zhǎng)。 圖5-5所示是典型的半承載式客車車身結(jié)構(gòu)，一般是在現(xiàn)有的客車專用底盤（其車架由兩根前后直通的縱梁27與若干橫梁10、23等組成）上將車架用若干懸臂梁25加寬并與車身側(cè)壁立柱剛性連接，使車身骨架也承擔(dān)車架的一部分載荷。 圖5-5 客車半

21、承載式車身 1-頂燈地板；2-換氣扇框；3-頂蓋橫梁；4-頂蓋縱梁；5-前風(fēng)窗框上橫梁；6-前風(fēng)窗立柱；7-前風(fēng)窗中立框；8-前風(fēng)窗框下橫梁；9-前圍擱梁；10-車架前橫梁；11-前圍立柱；12-后風(fēng)窗框下橫梁；13-后圍擱梁；14-后圍裙邊梁；15-側(cè)圍窗立柱；16-車輪拱；17-斜撐；18-腰梁；19-側(cè)圍擱梁；20-側(cè)圍立柱，21-側(cè)圍裙邊梁；22-上邊梁；23-車架橫梁；24-門立柱；25-車架懸臂梁；26-門檻；27-車架縱梁 （3）承載式客車車身 應(yīng)用在客車上的全承載車身技術(shù)是高檔豪華客車制造技術(shù)中的重要項(xiàng)目。該技術(shù)是德國(guó)凱斯鮑爾公司于上個(gè)世紀(jì)50年代首創(chuàng)，將飛機(jī)制造的整體化

22、框架結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于客車生產(chǎn)，并通過嚴(yán)格的碰撞試驗(yàn)，性能優(yōu)越，使客車具有經(jīng)濟(jì)、安全和舒適等優(yōu)點(diǎn)，尤其適應(yīng)高速長(zhǎng)距離客運(yùn)。在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，客車產(chǎn)品達(dá)到低地板、輕量化、配置人性化、低排放、環(huán)保化、乘客空間大等種種要求越來越難，而全承載車身技術(shù)的出現(xiàn)，適應(yīng)了時(shí)代的要求.目前，全承載車身技術(shù)已應(yīng)用到多家客車生產(chǎn)廠的客車產(chǎn)品上，引發(fā)了國(guó)內(nèi)客車制造業(yè)的一場(chǎng)技術(shù)變革。 承載式車身就是無獨(dú)立車架的整體車身結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)是底盤不是傳統(tǒng)的沖壓成型鉚接車架式結(jié)構(gòu)，而是由矩形鋼管構(gòu)成的格柵式結(jié)構(gòu)。底架、前圍、后圍、左右側(cè)圍、車頂六大片組成全承載式車身。車身采用封閉環(huán)結(jié)構(gòu)，由于沒有車架，故可降低地板和整車高度

23、。載荷由整個(gè)車身承受，車身上下部結(jié)構(gòu)形成一整體，在承受載荷時(shí)，整個(gè)車身殼體可以達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。在具有較大的抗扭剛度的格柵式結(jié)構(gòu)的底架上，配置發(fā)動(dòng)機(jī)、前后橋等總成，可以保證各總成正確的相對(duì)位置關(guān)系。承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負(fù)荷。

24、

25、

26、

27、

28、

29、

30、

31、

32、

33、

34、

35、

36、

37、

38、 圖5-6 奔馳O404大客車的承

39、載式車身 1-側(cè)窗立柱；2-頂蓋縱梁；3-頂蓋橫梁；4-頂蓋斜撐；5-上邊梁；6-前風(fēng)窗框上橫梁；7-前風(fēng)窗立柱；8-儀表板橫梁；9-前風(fēng)窗框下橫梁；10-前圍擱梁；11-后風(fēng)窗框上橫梁；12-后風(fēng)窗框下橫梁；13-后圍加強(qiáng)橫梁；14-后圍立柱；15-腰梁；16-角板；17-側(cè)圍擱梁；18-斜撐；19-底架橫格柵；20-側(cè)圍裙邊梁；21-裙立柱；22-門立柱；23-門檻；24-底架縱格柵 圖5-6所示是奔馳O404大客車的承載式車身結(jié)構(gòu)，其底架是薄鋼板沖壓或用型鋼焊制的縱橫格柵，以取代笨重的車架。格柵是高度較大（約500mm）桁架結(jié)構(gòu)，因而車身兩側(cè)地板上只能布置坐席，而坐席下方高大的空間可

40、用做行李艙，故適用于大型長(zhǎng)途客車。整體承載式車身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是所有的車身殼體構(gòu)件都參與承載，互相牽連和協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮材料的潛力，使車身質(zhì)量最小而強(qiáng)度和剛度最大。 承載式車身的優(yōu)點(diǎn)是： 1）車身結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)就進(jìn)行了有限元分析和計(jì)算，優(yōu)化了車身結(jié)構(gòu)，使得車身重量降低，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度提高； 2) 簡(jiǎn)化構(gòu)件的成型過程，提高材料利用率； 3) 整車重心低，高速行駛穩(wěn)定性較好； 4) 加工不需要大型的沖壓設(shè)備，便于產(chǎn)品改型和系列化，容易實(shí)現(xiàn)多品種系列化生產(chǎn)。 5) 被動(dòng)安全性好，承載式客車采用的格柵式結(jié)構(gòu)，能使整車在受力時(shí)將力迅速分解到全車各處，按照歐洲的客車被動(dòng)安全測(cè)試，這種結(jié)構(gòu)能夠在汽車翻滾

41、及相撞時(shí)，保證乘客的安全空間。 但采用全承載式車身也存在一些不足和現(xiàn)實(shí)問題需要解決。首先，由于取消了車架，來自道路的負(fù)載會(huì)通過懸架裝置直接傳給車身本體，而車廂本身又是易于形成引起空腔共鳴的共振箱，因此噪音和振動(dòng)較大，惡化了乘坐舒適性，因此對(duì)隔振降噪的設(shè)計(jì)要求較高，使得成本和質(zhì)量都會(huì)有所增加。其次是需要嚴(yán)格控制下料精度，承載式車身主要采用小截面方管焊接結(jié)構(gòu)，需要重點(diǎn)控制下料尺寸、角度以及下料后彎折的加工精度，下料的準(zhǔn)確度關(guān)系到小總成乃至車身焊接總成的準(zhǔn)確度。最后，需要嚴(yán)格控制焊接變形和焊接應(yīng)力。全承載式車身相對(duì)于半承載式和非承載式車身，其焊接工作量明顯增加，焊接接頭的數(shù)量也成倍增加。由于其結(jié)構(gòu)

42、特點(diǎn)導(dǎo)致整車骨架對(duì)接頭處焊接質(zhì)量更加敏感，因此需要研究焊接工藝，提高焊接水平，更加嚴(yán)格的控制接頭處的焊接質(zhì)量。 根據(jù)客車車身上部和下部受力程度的不同，承載式客車車身又可分為基礎(chǔ)承載式和整體承載式兩種，其受力原則簡(jiǎn)圖如圖5-7所示。 a) b) 圖5-7承載式客車車身受力原則簡(jiǎn)圖 a)基礎(chǔ)承載式 b)整體承載式 ①基礎(chǔ)承載式 這種承載車身形式是將車身側(cè)圍腰線以下部分，包括窗臺(tái)以下到地板的側(cè)壁骨架和底部結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)成強(qiáng)度和剛度較大的主要承載件，車頂則設(shè)計(jì)為不參與承載的部分，這樣窗立柱就可

43、以適當(dāng)縮小尺寸?；A(chǔ)承載式車身結(jié)構(gòu)底部的縱向和橫向構(gòu)件一般采用薄壁型鋼或薄板來制造。其高度可達(dá)0.5m左右，可充分利用車身地板下面的空間來作為行李艙 ②整體承載式 整體承載式車身就是整個(gè)車身的全部構(gòu)件都參與承載。其車身的上下部結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，在承受載荷時(shí)，以強(qiáng)濟(jì)弱，可使整個(gè)車身殼體達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。如果可以從理論分析和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)揮材料的最大承受限度，就可以設(shè)計(jì)出等強(qiáng)度的空間柵格結(jié)構(gòu)，使車身質(zhì)量達(dá)到最輕而強(qiáng)度和剛度最大。 3、按車身結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)車身結(jié)構(gòu)上的差異，可將客車車身分為薄殼式、骨架式、復(fù)合式、單元式和嵌合式結(jié)構(gòu)等幾種。 （1）薄殼式結(jié)構(gòu) 薄殼式車身結(jié)構(gòu)無較強(qiáng)

44、的獨(dú)立骨架結(jié)構(gòu)，構(gòu)成車身整體的是板塊式構(gòu)件，蒙皮也參與承載，是飛機(jī)機(jī)身薄殼結(jié)構(gòu)的移植和運(yùn)用。圖5-8為一薄殼式車身結(jié)構(gòu)的客車，其骨架采用截面為帶凸緣的U型鋼材，強(qiáng)度和剛度較弱，必須依靠牢固鉚接在骨架上的外蒙皮來予以加強(qiáng)，因此，把這種結(jié)構(gòu)一般稱之為應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)。其具有質(zhì)量輕、材料消耗小、生產(chǎn)率較高及易于改型等優(yōu)點(diǎn)。但是窗立柱較粗，側(cè)窗開口的大小受到限制；車身外表面裸露的鉚釘，既是銹蝕源，又影響美觀，同時(shí)表面也不平順，剛性差。 圖5-8 客車的薄殼式車身結(jié)構(gòu) 薄殼式客車車身的底部由優(yōu)質(zhì)鋼板沖壓而成，一般加焊了貫通式縱梁和橫向的局部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，以保證車身具有良好的承載能力和安裝發(fā)動(dòng)機(jī)及底盤各總

45、成。這種車身結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于輕型客車上。 （2）骨架式結(jié)構(gòu) 這種車身結(jié)構(gòu)的骨架是由抗扭剛度很大的異型鋼管構(gòu)成的，車身不依靠外蒙皮加強(qiáng)，外蒙皮主要起裝飾作用。骨架型鋼多采用性價(jià)比高的碳素結(jié)構(gòu)鋼，其中Q235應(yīng)用比較廣泛。如圖5-9所示，在組焊成的獨(dú)立骨架上裝配車門、車窗、側(cè)窗頂蓋和地板等，結(jié)構(gòu)應(yīng)力主要由車頂骨架、底骨架和側(cè)圍骨架承擔(dān)，由于不依靠外蒙皮的加強(qiáng)，可以采用張拉蒙皮，這樣就可以保證客車外表面平整光順。 骨架式車身結(jié)構(gòu)可以分為六大片，分別是頂骨架、 左右側(cè)圍骨架、前圍骨架、后圍骨架和底骨架，這六大片通過焊接等連接方式合成整體空間骨架。這種車身結(jié)構(gòu)具有承載能力好，整體強(qiáng)度高，窗立柱較

46、細(xì)，側(cè)窗開口大且視野開闊等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于大客車車身。但焊接工藝較復(fù)雜，改型不容易。 圖5-9骨架式客車車身 圖5-10 復(fù)合式車身骨架 （3）復(fù)合式結(jié)構(gòu) 復(fù)合式車身結(jié)構(gòu)是將薄殼式和骨架式兩種結(jié)構(gòu)融為一體的一種車身結(jié)構(gòu)。在受力較少的部位用薄殼式結(jié)構(gòu)，而受力大的部位則采用骨架式結(jié)構(gòu)。圖5-10所示的是日本三菱汽車公司生產(chǎn)的一款復(fù)合式車身的客車，該車的前后圍為薄殼式結(jié)構(gòu)，第二立柱與最末立柱之間為框架結(jié)構(gòu)。同時(shí)采用內(nèi)蒙皮結(jié)構(gòu)，解決了外蒙皮上鉚釘多的問題。復(fù)合式車身結(jié)構(gòu)比薄殼式車身結(jié)構(gòu)彎曲剛度高，質(zhì)量有所減輕，比骨架式結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)效率高。 （4）單元式結(jié)構(gòu) 單元式車身結(jié)構(gòu)是采用縱向

47、構(gòu)件將若干個(gè)由地板橫梁、立柱、頂橫梁等構(gòu)成的環(huán)箍單元連接起來，形成一種獨(dú)特的車身結(jié)構(gòu)。圖5-11所示的是GMC公司生產(chǎn)的客車車身，它由5～6個(gè)長(zhǎng)度為1.5m左右的可以互換的單元體和前后兩個(gè)單元體組成，每個(gè)單元體的兩端用貫通的矩形材料密封。橫向構(gòu)件均為壓制件，在焊接架上組焊成獨(dú)立的單元件之后，再送到流水線上進(jìn)行組裝。 圖5-11 GMC公司的單元式結(jié)構(gòu)客車車身 （5）嵌合式結(jié)構(gòu) 嵌合式車身結(jié)構(gòu)（圖5-12）是根據(jù)車身不同部位的受力情況，有針對(duì)性的將鋁擠壓型材嵌合而組成車身的側(cè)壁。型材嵌合后將環(huán)氧樹脂擠入連接處，樹脂硬化后即可將鋁型材牢固的粘結(jié)在一起，這種連接方式稱為Rohrlok連接法

48、。鋁型材上有縱向整體式加強(qiáng)筋，可以用鉚釘與鋼質(zhì)的豎框鉚接在一起，因此車身強(qiáng)度高、質(zhì)量輕且不易損壞。這種車身采用蜂窩狀?yuàn)A層結(jié)構(gòu)的鋁板制成頂蓋和地板，中間填充經(jīng)發(fā)泡處理的氨基甲酸乙酯。頂蓋和地板再與前述的擠壓鋁型材側(cè)壁構(gòu)件一起構(gòu)成整個(gè)車身的殼體，其裝配前的各分組件如圖5-13所示。嵌合式車身結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，適合于中型客車的車身。 圖5-12 嵌合式客車車身側(cè)壁結(jié)構(gòu)及Rohrlok連接法 圖5-13 嵌合式結(jié)構(gòu)車身組組件圖 1-后圍；2-空調(diào)裝置；3-側(cè)壁（擠壓鋁型材）；4-頂蓋（氨基甲酸乙酯泡沫）；5-前臉；6-側(cè)壁邊緣；7-地板組件（氨基甲酸乙酯泡沫）；8-前

49、操縱部分；9-儲(chǔ)氣罐；10-后懸架和發(fā)動(dòng)機(jī) 5-2 車身總布置設(shè)計(jì) 5.2.1、發(fā)動(dòng)機(jī)與車門的布置 1、發(fā)動(dòng)機(jī)布置 客車車身的總布置設(shè)計(jì)在很大程度上與發(fā)動(dòng)機(jī)的布置相關(guān)聯(lián)，發(fā)動(dòng)機(jī)布置主要有前置、中置和后置三種。如圖5-14所示。 （1）發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)（FR）方案 發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)方案是42型汽車的傳統(tǒng)布置方案，主要應(yīng)用于輕型客車上，如圖5-14（a）所示。這種方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，操縱方便，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效果好，前后輪的質(zhì)量分配比較理想。但由于發(fā)動(dòng)機(jī)前置，凸起于車廂地板表面之上，使得車廂的面積利用率差；傳動(dòng)軸從車廂地板下通過，導(dǎo)致地板平面離地距離較高，乘客上下車不方便；此外發(fā)動(dòng)機(jī)的噪

50、聲、氣味和振動(dòng)難以隔絕，很容易傳入車廂內(nèi)影響乘員的乘坐舒適性；有一扇乘客門布置在軸距范圍內(nèi)，降低了車身的剛度。 針對(duì)中開門設(shè)計(jì)導(dǎo)致車身強(qiáng)度降低的缺點(diǎn)，可以采用車門前開的布置，這樣可以改善車身的剛度，但是前懸必須得加長(zhǎng)，可能出現(xiàn)前軸超載的現(xiàn)象。 （2）發(fā)動(dòng)機(jī)中置后驅(qū)（MR）方案 發(fā)動(dòng)機(jī)中置后輪驅(qū)動(dòng)方案如圖5-14（b）所示，傳動(dòng)系統(tǒng)的這種方案布置有利于實(shí)現(xiàn)較為理想的質(zhì)量分配，車廂面積的利用率高，乘客門可以布置在車輛前軸之間。但是發(fā)動(dòng)機(jī)維修困難，所以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性要求很高；由于中置車廂地板下，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻效果差，地板高度也難以降低；此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲、氣味和振動(dòng)還是可以傳入車廂內(nèi)。所

51、以這種布置方式只在部分大中型客車上采用，并未獲得推廣。 （a）發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng) （b）發(fā)動(dòng)機(jī)中置后輪驅(qū)動(dòng) （c）發(fā)動(dòng)機(jī)后縱置后輪驅(qū)動(dòng) （d）發(fā)動(dòng)機(jī)后橫置后輪驅(qū)動(dòng) 圖5-14 客車發(fā)動(dòng)機(jī)布置方案 （3）發(fā)動(dòng)機(jī)后置后驅(qū)（RR）方案 發(fā)動(dòng)機(jī)后置可有縱置和橫置兩種方式，分別如圖5-14（c）及5-14（d）所示。這種布置形式的發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器一般都置于后橋之后；主減速器與變速器之間的距離較大，其相對(duì)位置經(jīng)常變化，所以應(yīng)設(shè)置萬向傳動(dòng)裝置和角傳動(dòng)裝置。將發(fā)動(dòng)機(jī)布置在車廂后部，容易做到汽車總質(zhì)量在前后軸之間的合理分配，增大車廂面積利用率，降低地板高度，隔絕發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲

52、、氣味和振動(dòng)，車門可開在前懸之前，發(fā)動(dòng)機(jī)的維修也比較方便。同時(shí)，由于后軸的簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量之比增大，可以改善車廂后部乘客的乘坐舒適性。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)后置的的布置方案在大中型客車上廣泛盛行。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛后部，其冷卻條件差，必須采用冷卻效果強(qiáng)的散熱器；發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器是遠(yuǎn)距離操縱，操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，但是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以及機(jī)電液一體化技術(shù)的發(fā)展，上述問題已經(jīng)得到了妥善的解決。 在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系通過成斜角布置的傳動(dòng)軸由變速器傳至車軸，此布置較為緊湊，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜而且傳動(dòng)效率也會(huì)有所降低。 2、客車車門布置 客車車門有乘客門、駕駛門和應(yīng)急門三種。對(duì)于不同尺寸不

53、同類型的車型，其布置形式各不相同。 客車乘客門是乘客上下車的出口，是客車設(shè)計(jì)的重要組成部分，按通道寬度可分為單引道門和雙引道門。單引道門主要用于乘客上下車不頻繁的長(zhǎng)途客車、旅游客車和團(tuán)體客車上，輕型客車應(yīng)用也比較廣泛；雙引道則主要用于乘客上下車頻繁的城市客車上。乘客門在設(shè)計(jì)布置時(shí)候需滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，一般布置在客車右側(cè)，其中至少應(yīng)有一個(gè)乘客門在車輛的前半部。但對(duì)在道路中央設(shè)置的公共汽車專用道上運(yùn)營(yíng)使用的公共汽車，由于公交站臺(tái)位置的原因需在車身左側(cè)上下乘客時(shí)，允許在車身左側(cè)開設(shè)乘客門，而車身右側(cè)則不允許再設(shè)乘客門。一般乘客門的數(shù)量設(shè)置如表5-1所示： 表5-1 客車乘客門的最少數(shù)量- 客

54、車類型 Ⅰ級(jí) Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí) 車長(zhǎng)L/m L≤10 10＜L≤13.7 L≥13.7 L≤12 L＞12 乘客門最少數(shù)量 1 2 3 1 2 駕駛門是駕駛員上下車專用門，設(shè)置在方向盤同側(cè)，一般中低檔乘客門中置的大型客車和一些中型客車采用。 應(yīng)急門又稱安全門，當(dāng)客車內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，乘客可通過應(yīng)急門進(jìn)行緊急撤離，一般應(yīng)用在特大型的長(zhǎng)途或旅游客車上。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)應(yīng)急門的布置做出明確限制，但是合理布置應(yīng)急門的位置是相當(dāng)重要的，通常布置在客車右側(cè)中部偏后位置。 5.2.2、外廊尺寸和有關(guān)總布置尺寸 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)客車的相關(guān)尺寸做了詳細(xì)的規(guī)定。客車的外廊尺寸見GB 15

55、89-2004《汽車外廓尺寸限界》中的規(guī)定，客車外廓尺寸的最大限值如表5-2所示： 表5-2 客車外廓尺寸的最大限值 外廓限值類型 限值 總高 4m（對(duì)于定線行駛的雙層客車為4.2m） 總寬（不包括后視鏡） 2.5m 總長(zhǎng) 二軸客車 12m 三軸客車 13.7m 單鉸接客車 18m GB/T 13094-1991《客車通用技術(shù)條件》規(guī)定了客車的其它總布置尺寸要求，如表5-3所示： 表5-3 客車其它總布置尺寸要求 規(guī)定項(xiàng)目 限值 按近角 ≥12 離去角 ≥9 轉(zhuǎn)彎半徑 ≤12m 轉(zhuǎn)彎時(shí)的通道寬度 ≤6.7m 最小離地間隙 長(zhǎng)途或旅游

56、客車 ≥270mm 城市客車 ≥240mm 此外，《客車通用技術(shù)條件》還對(duì)前、后懸長(zhǎng)，軸距等許多總布置尺寸作了相應(yīng)規(guī)定。如窗距的確定，需要滿足10t頂置載荷作用的要求。 5.2.3、車箱布置及橫截面尺寸 1、座椅布置 客車一般根據(jù)用途、乘客數(shù)及車長(zhǎng)布置座位排列方式和排數(shù)。城市客車行駛的車站距離近，乘客頻繁流動(dòng)，主要應(yīng)保證乘客上下車方便和便于在車內(nèi)走動(dòng)。一般多采用單、雙排座的布置方案，以增大過道的寬度和站立面積。近年來，城市公共交通迅速發(fā)展，為了滿足人們上、下班及節(jié)假日時(shí)候客流高峰的需要，可以沿車輛兩側(cè)壁布置座椅，這樣可以顯著的增加乘客站立面積，從而增大載客量。但是這種座椅縱向布置

57、的方案惡化了一般使用情況下乘坐的舒適性，此外，由于進(jìn)行汽車承載系統(tǒng)（包括車身骨架、底架和行駛系）的強(qiáng)度設(shè)計(jì)中必須考慮高峰載荷值，所以將會(huì)使汽車的自重相應(yīng)，在占大部分使用時(shí)間的非客流高峰時(shí)刻，汽車設(shè)計(jì)的強(qiáng)度是過剩的，這樣顯然是不經(jīng)濟(jì)的。 圖5-15所示的是VOLVO汽車公司的7700-02城市大客車的平面布置。該車的發(fā)動(dòng)機(jī)裝在地板下面，有效載客面積22.52,乘客座椅面積10.82，總?cè)萘繛?10人，客流高峰時(shí)刻可容納120人以上。為了充分利用車廂面積，前輪罩上設(shè)了一排朝前布置的座椅，而后輪罩上則設(shè)了兩排座椅，分別朝前和朝后布置。 城市客車車廂的平面布置在相當(dāng)大的程度上受城市居民收入

58、水平的影響。在西歐一些國(guó)家，城市客車的座位布置一般為前部1+1，后部2+2的形式，但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市居民收入水平的提高，城市客車的舒適性也逐步提高，座位數(shù)朝著增加趨勢(shì)發(fā)展。于此相反，在我國(guó)及一些發(fā)展中國(guó)家，城市人口密集，居民收入水平有限，城市客車的座位布置多采取前部1+1，后部2+2的形式。 圖5-15 VOLVO7700-02城市大客車平面布置 圖5-16 豪華長(zhǎng)途大客車平面布置圖 長(zhǎng)途客車由于乘客乘坐時(shí)間長(zhǎng)，車站距離也較遠(yuǎn)，客流量一般比較穩(wěn)定，座椅布置主要應(yīng)保證乘坐的舒適性，而且盡可能使乘客面朝前方乘坐。為了增加載客量，可在兩排座椅中間的過道處增設(shè)活動(dòng)座椅。圖5-16所

59、示的是國(guó)內(nèi)某客車企業(yè)投產(chǎn)的一款豪華長(zhǎng)途大客車平面布置圖，該車的發(fā)動(dòng)機(jī)后置，與城市客車相比，其特點(diǎn)是只開了一扇乘客門，座椅舒適性好且間距較大、過道較窄，同時(shí)在車廂的中間還設(shè)有衛(wèi)生間，車廂內(nèi)的前部和中部各裝有一臺(tái)壁掛電視機(jī)。 2、客車橫截面及相關(guān)尺寸 客車橫截面如圖5-17所示，GB13053-2008《客車車內(nèi)尺寸》對(duì)其各尺寸做了詳細(xì)說明。圖中為乘客座椅中心平面至側(cè)圍的距離，為側(cè)窗下緣高，為側(cè)窗上緣高，為側(cè)窗扶手高，為頂蓋扶手高，為扶手空間，為乘客門高，為一級(jí)踏步高，為一級(jí)踏步深，為踏步高，為踏步深，為通道寬，為高地板高，為行李架寬，為行李架入口高，為行李架傾角。 圖5-17 客車橫截

60、面 3、內(nèi)行李架、通風(fēng)道及各種附件的設(shè)計(jì)布置 內(nèi)行李架、通風(fēng)道及相關(guān)附件都是客車內(nèi)飾的重要組成部分。客車上的附件主要有車載電視、燈具、通風(fēng)道及出風(fēng)口、音響及揚(yáng)聲器等。在長(zhǎng)途和旅游客車上，車載電視一般布置在駕駛員右上方的頂棚部位，便于全車乘客觀看，對(duì)于車體較長(zhǎng)的客車，可在客車中部位置增加一個(gè)顯示器，這樣方便坐在車后面的乘客觀看。城市客車的車載電視布置在駕駛員座椅后部及中部靠進(jìn)車頂?shù)奈恢?。揚(yáng)聲器根據(jù)不同車型的需求，選擇相應(yīng)的數(shù)量和型號(hào)，安裝位置一般在車內(nèi)頂棚。 客車內(nèi)置行李架的設(shè)計(jì)布置需滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，一般寬度不小于300mm ，上部空間高度不小于200mm，具有大行李艙的客車不小于15

61、0mm；行李架對(duì)車壁的傾斜不小于5，若行李架為水平，入口處需加擋護(hù)裝置；行李艙容積應(yīng)保證每位乘客不少于0.1m3?？蛙噧?nèi)置行李架有航空式行李架和敞開式行李架兩種。一般是和通風(fēng)道進(jìn)行組合后布置在內(nèi)頂蓋的兩側(cè)。航空式行李架主要應(yīng)用在長(zhǎng)途和旅游客車上，是將行李架與通風(fēng)道融為一體，由可掀起的帶有弧線輪廓線的活動(dòng)門組成的封閉式結(jié)構(gòu)。通常將出風(fēng)口，閱讀燈面板、音響、揚(yáng)聲器和照明燈面板整齊排列于通風(fēng)道下平面，位于座椅上方。敞開式行李架常用于低檔客車上，是航空式行李架的簡(jiǎn)化，取消活動(dòng)門。城市客車一般不設(shè)置行李架。 長(zhǎng)途、旅游客車的通風(fēng)道通常在前后頂相通，在客車內(nèi)室側(cè)頂形成一個(gè)循環(huán)的風(fēng)流通道。風(fēng)道出風(fēng)口結(jié)構(gòu)布

62、置要求較高，不僅要考慮美觀、檔次與內(nèi)飾的協(xié)調(diào)、與風(fēng)道的搭配等，而且還要經(jīng)常帶閱讀燈、喇叭和可調(diào)節(jié)裝置等。布置出風(fēng)口時(shí)，一般和座椅的分布同時(shí)考慮，以乘員調(diào)節(jié)方便為標(biāo)準(zhǔn)，按座椅間距調(diào)節(jié)出風(fēng)口，保證每個(gè)乘客座位上方都有一個(gè)出風(fēng)口為佳，因出風(fēng)口可調(diào)，乘客可根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)風(fēng)向及風(fēng)量。城市客車的通風(fēng)道前后封閉布置在內(nèi)室的兩側(cè)頂上，前頂?shù)拈L(zhǎng)度尺寸通常設(shè)計(jì)的小些，這樣可以保證風(fēng)道能夠到達(dá)前乘客門和駕駛員上方。風(fēng)道上的出風(fēng)口一般設(shè)置成敞開出風(fēng)口，在個(gè)別地方可以布置一些可調(diào)出風(fēng)口，布置時(shí)要考慮敞開出風(fēng)口的風(fēng)向及風(fēng)速對(duì)乘客的影響，這樣的布置就會(huì)復(fù)雜一些。 4、通道寬度、高度和扶手設(shè)計(jì) 通道寬度、高度以及扶手

63、的布置將會(huì)直接影響乘客在車內(nèi)走動(dòng)的方便性，也在很大程度上關(guān)系著站立乘客的安全性，所以設(shè)計(jì)布置時(shí)要充分考慮多方面的因素。客車的通道和扶手等設(shè)計(jì)與車廂的寬度有著很大的關(guān)聯(lián)，在不改變客車外廓尺寸及不影響車輛安全性等情況下，車廂內(nèi)的寬度越寬越好，這樣就可以增大車廂內(nèi)的有效面積和通道寬度。一般用外廓寬度系數(shù)表示客車有效面積的利用情況，可以定義為在座墊平面上量得的車內(nèi)寬度與客車外廓寬度B的比值，設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)盡可能提高此值。一般 客車骨架的厚度一般在50mm左右，外蒙皮為0.8~1.2mm，內(nèi)蒙皮為3~5mm。座墊與內(nèi)蒙皮之間的間隙大約為10~70mm，一般取30mm。在外廓寬度為2500mm的大客車上

64、，乘客室內(nèi)座墊平面處的寬度約為2300mm，此值與車身側(cè)壁突出的形狀、骨架以及內(nèi)、外蒙皮板的厚度等有關(guān)，不同的取值就有不同的室內(nèi)寬度。 城市客車和長(zhǎng)途（旅游）客車座墊平面處的通道寬度有著很大的區(qū)別，城市客車一般為420~650mm，當(dāng)座椅成三行布置時(shí)寬度可達(dá)940~1060mm，現(xiàn)代城市客車的前部只布置有兩行座椅，其通道寬度更寬。長(zhǎng)途大客車上的通道寬度較窄，一般約為310~540mm。 通道處的高度是指車廂內(nèi)地板至頂棚的距離，城市客車一般取1950mm左右，低地板城市客車一般為2000mm~2200mm；對(duì)于長(zhǎng)途客車而言，由于車型大小的不同，對(duì)于容量較小的長(zhǎng)途客車，其通道處的高度允許取得小

65、些，一般可取到1750mm。因?yàn)樵谌萘枯^小的長(zhǎng)途客車上，行車時(shí)所有乘客及售票員都有座位，只有在上下車時(shí)刻乘客才通過通道而且距離不長(zhǎng)。 扶手一般由直徑為25mm~35mm的薄壁鋼管或鋁管制成，外面蒙上一層發(fā)泡的塑料，以減小其導(dǎo)熱性。扶手通常設(shè)置在車門及通道處，便于乘客上下車。長(zhǎng)途客車的座椅旁都設(shè)有扶手，主要是為了提高乘客乘坐的舒適性；而城市客車由于其乘客乘坐的區(qū)間短，一般座椅旁不設(shè)扶手，而是設(shè)置吊環(huán)式扶手供站立乘客扶持。 5、地板平面高度 車廂地板平面的高度受發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系安裝布置方式的限制。對(duì)于利用與貨車通用的標(biāo)準(zhǔn)后橋，并且采取前置發(fā)動(dòng)機(jī)布置方案的情況，地板平面的高度H主要取決于以下參數(shù)

66、：車輪半徑、后橋殼高度以及包括懸架壓縮動(dòng)撓度、緩沖塊壓凹后的附加撓度與地板厚度在內(nèi)的值（參見圖5-18）。 圖5-18 驅(qū)動(dòng)橋形式對(duì)城市客車地板高度的影響 （a）標(biāo)準(zhǔn)貨車驅(qū)動(dòng)橋 （b）主減速器偏向一邊并與輪邊減速器一體的U型驅(qū)動(dòng)橋 （c）帶有輪邊減速器的U型驅(qū)動(dòng)橋 客車的安全性和上下車的方便性取決于踏步的高度、深度、級(jí)數(shù)、表面狀態(tài)和能見度以及扶手位置和車門寬度等。對(duì)于城市客車而言，乘客上下車頻繁，為了使乘客上下車方便及保證乘客的安全，應(yīng)盡量降低車廂地板的高度，減少踏步的離地高度及級(jí)數(shù)等。歐洲經(jīng)濟(jì)共同體EEC的安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了城市大客車的一級(jí)踏步離地的最大高度應(yīng)小于等于400mm。德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)等國(guó)對(duì)地板高度做了不能超過700mm的規(guī)定，一級(jí)踏步離地高度在350~370mm之間。日本規(guī)定了城市大客車的地板離地高度不能超過900mm，一級(jí)踏步的離地高度在320~380mm之間。 為方便殘疾人、老幼乘客及嬰兒車乘坐城市客車，近年來國(guó)外的一些新車型上開發(fā)設(shè)置了方便特殊乘客上下車的附屬裝置。如Man公司的一款新車在乘客門入口處設(shè)置了可收回和伸出的活動(dòng)踏板。當(dāng)車輛停站時(shí)，踏