客车车身结构及其设计

第5章客车车身结构及其设计

51 车身结构及其分类

客车与轨道交通车辆就是现代社会中运输旅客得主要交通工具。在我国,客车就是指在设计与技术特性上用于载运乘客及其随身行李得商用车。由于其载客量大,占地面积小,在我国应用广泛。客车由发动机、底盘、车身与电器设备等几大部分构成。作为客车得重要组成部分,车身得设计越来越受到重视,客车车身主要由骨架结构与蒙皮结构两部分组成。

在客车结构中,车身即就是承载单元,又就是功能单元。作为承载单元,由车身骨架与底架或车架(小型客车车身壳体与车架)组成得车身结构,在客车行驶中要承受多种载荷得作用。作为功能单元,车身应该为驾驶员提供便利得工作环境,为乘员提供舒适得乘坐环境,保护她们免受车辆行驶时产生得振动噪声与废气等得侵袭,以及外界恶劣天气得影响;同

时在交通事故中,可靠得车身结构与乘员保护系统有助于减轻对乘员与行人造成得伤害;

此外,合理得车身外部形状,以便客车行驶时能有效地引导周围得气流,提高车辆得动力性、燃油经济性与行驶稳定性,并改善发动机得冷却条件与车内通风。因此,客车车身对客车产品得设计制造有着十分重要得影响。

5、1、1、客车车身定义GB3730188

在GB3730188中,客车车身得定义为:具有长方形得车箱,主要用来装载乘员与随身行李。

5、1、2、客车车身分类方法

由于客车品种繁多,所以车身得分类形式也就是多种多样得。常见得分类方法有按客车得用途、承载形式与车身结构进行分类。

1、按用途分类

按客车得用途可分为城市客车、长途客车、旅游客车与专用客车四类。

(1)城市客车

城市客车就是为城市内公共交通运输而设计与装备得客车,如图51所示。这种车辆设有座椅及乘客站立得区域,由于乘客上下频繁,所以车厢内地板低、过道高、通道宽、座椅少、车门多,车窗大,并有足够得空间供频繁停站时乘客上下车走动使用。按运行特点,城市客车分为市区城市客车与城郊城市客车。为了满足大、中城市公共交通得需要及环保要求,城市客车正逐步向大型化、低地板化、环保化、高档化与造型现代化等方面发展。

(2)长途客车

长途客车又称公路客车,就是为城间旅客运输而设计与装备得客车,如图52所示。由于旅客乘坐时间较长,这类客车必须保证每位乘客都有座位,不设供乘客站立得位置。为了有效利用车厢得面积,座椅布置比较密集,而且尽可能得提高座椅得舒适性,座椅质量都比较好。长途客车车厢地板高,地板一般设计成凹形,这样有利于提高车身得抗扭刚性,地板下面设有存放行李物品得行李舱。为了提高整个车身得刚度,这类客车得车门少,且多布置在前轴之前。对于高速公路上得快速客运车辆,要求具有更高得可靠性、行驶安全性、乘坐舒适性与高速行驶性能等。

图51 城市客车

图52 长途客车

图53 机场摆渡客车

(3)旅游客车

旅游客车就是为旅游而设计与装备得客车,其与长途客车得设计原则基本相近,但在外观与舒适性等方面比长途客车好,车内设施及附件设备也更豪华与高档。为使观光方便,旅游客车得视野一般较开阔。中高档长途客车与城郊城市客车均可作为旅游线路客运车辆使用。

(4)专用客车

专用客车在其设计与技术特性上只适合于需经特殊布置设计后才能载运人员得车辆。这类客车与长途客车类似,但可无行李箱。一般有学校客车、机场摆渡客车、采血车与会议客车等款式。它们根据特定要求,按专门规定得设计标准与用途来制造。图53所

示得就是厦门金龙联合汽车工业有限公司得一款型号为XMQ6139B得机场摆渡车。2、按承载形式分

按车身承载形式,客车车身结构可分为非承载式、半承载式与承载式三大类。非承载式与半承载式车身结构都就是属于有车架式得,而承载式车身则属于无车架式得。从设计得角度瞧,这类分法就是比较合理得。按承载形式对车身结构进行分类,表征了不同形式得车身结构得组成以及车身制造工艺过程中得差异。

(1)非承载式客车车身

非承载式车身(图54)就是指在底盘车架上组装而成得车身结构形式。这类车得底盘有较强得车架,车身骨架就是通过多个橡胶衬垫或弹簧沿车身总长安装在车架上得。车身骨架与车架弹性连接,安装在车架上得车身对车架得加固作用不大,车架就是支承全车得基体,承受着安装在其上面得各个总成得各种载荷;车身只在很小程度上承受由车架弯曲与扭转所引起得载荷,所以严格说来,车身并非完全不承载。车架得振动通过弹性元件传到车身上,由于弹性元件得挠性作用,大部分来自路面得振动与冲击能被减弱或消除,在坏路行驶时可以对车身起到保护作用。

在我国客车发展得初期,其车身通常由专业化车身厂家生产,然后安装在现成得货车底盘车架上。国内得轻型客车,其绝大部分都就是这种非承载式车身壳体结构,一般就是在货车三类底盘(包括一部分进口轻型货车底盘)或者在专用客车底盘上直接改装车身。该车身结构形式具有传统底盘车身结构得优点:

1)连接车身与车架得橡胶衬垫或弹簧可以起到一定得缓冲、隔振与降低噪声得作用,

车厢内噪音低,缓冲隔振性能与乘坐舒适性较好;

2)底盘与车身可以分开以后再组装成一体,便于生产装配及在同一底盘上安装不同

得车身,简化了装配工艺,便于组织专业化生产;

3)有车架作为整车得基础,便于在汽车上安装各总成与部件;

4)安全性能由底盘加强,遇到撞车事故时,车架可以对车身起到一定得保护作用,车

厢变形小。

基于上述优点,非承载式车身形式在现阶段我国轻型客车得设计中应用广泛。但其在结构上也存在明显得缺陷:

1)在设计时候没有考虑车身参与承载,而就是由底盘单独承载,所以必须保证车架得

强度足够大以满足设计要求,这样就使得整车得质量增大,不符合车身轻量化得设计趋势;

2)车架得存在使得车身地板高度得降低受到一定得限制,不适合城市客车地地板化

得趋势;

3) 车架纵梁就是大型零件,其制造需要大型锻压设备、装焊夹具及检验等一系列昂

贵复杂得生产设备;

4) 底盘结构调整不易,改进成本高,开发周期长;

5)客车质心高,高速行驶时稳定性较差。

图54 非承载式客车得底盘及车身

(2)半承载式客车车身

半承载式车身就就是车身与车架刚性连接,车身部分承载得结构形式。其结构特点就是底盘仍保留有车架,车身通过焊接、铆接或螺钉与车架作刚性连接,就是一种介于非承载式车身与承载式车身之间得车身结构。它得车身本体与底架(此时得车架也可称之为“底架”)用焊接或螺栓刚性连接,将车身骨架侧壁立柱与车架纵梁两侧得外伸横梁或牛腿连接在一起,加强了部分车身底架而起到一部分车架得作用,故车身也可以分担一部分弯曲与扭转载荷,例如发动机与悬架都安装在加固得车身底架上,车身与底架成为一体共同承受载荷。

半承载式车身结构得优点就是结构简单,对车辆进行改装容易,可以适当地降低地板得高度;同时车身部分参与了承载作用,可在一定程度上减弱底架得强度与刚度,减轻客车得自身重量。但由于保留有底架,半承载式车身还就是一种过渡结构,车身地板得高度受底架得限制而难以很大得降低;整车得轻量化仍受到一定得限制;车架纵梁得制造需要大型锻压设备、装焊夹具及校验等一系列昂贵复杂得生产设备;此外,底盘得结构调整也比较繁琐,改进成本高,开发周期长。

图55所示就是典型得半承载式客车车身结构,一般就是在现有得客车专用底盘(其车架由两根前后直通得纵梁27与若干横梁10、23等组成)上将车架用若干悬臂梁25加宽并与车身侧壁立柱刚性连接,使车身骨架也承担车架得一部分载荷。

图55 客车半承载式车身

1顶灯地板;2换气扇框;3顶盖横梁;4顶盖纵梁;5前风窗框上横梁;6前风窗立柱;7前风窗中立框;8前风窗框下横梁;9前围搁梁;10车架前横梁;11前围立柱;12后风窗框下横梁;13后围搁梁;14后围裙边梁;15侧围窗立柱;16车轮拱;17斜撑;18腰梁;19侧围搁梁;20侧围立柱,21侧围裙边梁;22上边梁;23车架横梁;24门立柱;25车架悬臂梁;26门槛;27车架纵梁

(3)承载式客车车身

应用在客车上得全承载车身技术就是高档豪华客车制造技术中得重要项目。该技术就是德国凯斯鲍尔公司于上个世纪50年代首创,将飞机制造得整体化框架结构技术应用于客车生产,并通过严格得碰撞试验,性能优越,使客车具有经济、安全与舒适等优点,尤其适应高速长距离客运。在传统技术条件下,客车产品达到低地板、轻量化、配置人性化、低排放、环保化、乘客空间大等种种要求越来越难,而全承载车身技术得出现,适应了时代得要求、目前,全承载车身技术已应用到多家客车生产厂得客车产品上,引发了国内客车制造业得一场技术变革。

承载式车身就就是无独立车架得整体车身结构形式,其结构构特点就是底盘不就是传统得冲压成型铆接车架式结构,而就是由矩形钢管构成得格栅式结构。底架、前围、后围、左右侧围、车顶六大片组成全承载式车身。车身采用封闭环结构,由于没有车架,故可降低地板与整车高度。载荷由整个车身承受,车身上下部结构形成一整体,在承受载荷

时,整个车身壳体可以达到稳定平衡状态。在具有较大得抗扭刚度得格栅式结构得底架上,配置发动机、前后桥等总成,可以保证各总成正确得相对位置关系。承载式车身除了其固有得乘载功能外,还要直接承受各种负荷。

图56奔驰O404大客车得承载式车身

1侧窗立柱;2顶盖纵梁;3顶盖横梁;4顶盖斜撑;5上边梁;6前风窗框上横梁;7前风窗立柱;8仪表板横梁;9前风窗框下横梁;10前围搁梁;11后风窗框上横梁;12后风窗框下横梁;13后围加强横梁;14后围立柱;15腰梁;16角板;17侧围搁梁;18斜撑;19底架横格栅;20侧围裙边梁;21裙立柱;22门立柱;23门槛;24底架纵格栅

图56所示就是奔驰O404大客车得承载式车身结构,其底架就是薄钢板冲压或用型钢焊制得纵横格栅,以取代笨重得车架。格栅就是高度较大(约500mm)桁架结构,因而车身两侧地板上只能布置坐席,而坐席下方高大得空间可用做行李舱,故适用于大型长途客车。整体承载式车身结构得特点就是所有得车身壳体构件都参与承载,互相牵连与协调,充分发挥材料得潜力,使车身质量最小而强度与刚度最大。

承载式车身得优点就是:

1)车身结构在设计时就进行了有限元分析与计算,优化了车身结构,使得车身重量降

低,结构强度与刚度提高;

2) 简化构件得成型过程,提高材料利用率;

3)整车重心低,高速行驶稳定性较好;

4) 加工不需要大型得冲压设备,便于产品改型与系列化,容易实现多品种系列化生

产。

5)被动安全性好,承载式客车采用得格栅式结构,能使整车在受力时将力迅速分解

到全车各处,按照欧洲得客车被动安全测试,这种结构能够在汽车翻滚及相撞时,保证乘客得安全空间。

但采用全承载式车身也存在一些不足与现实问题需要解决。首先,由于取消了车架,来自道路得负载会通过悬架装置直接传给车身本体,而车厢本身又就是易于形成引起空腔共鸣得共振箱,因此噪音与振动较大,恶化了乘坐舒适性,因此对隔振降噪得设计要求较高,使得成本与质量都会有所增加。其次就是需要严格控制下料精度,承载式车身主要采用小截面方管焊接结构,需要重点控制下料尺寸、角度以及下料后弯折得加工精度,下料得准确度关系到小总成乃至车身焊接总成得准确度。最后,需要严格控制焊接变形与焊接应力。全承载式车身相对于半承载式与非承载式车身,其焊接工作量明显增加,焊接接头得数量也成倍增加。由于其结构特点导致整车骨架对接头处焊接质量更加敏感,因此需要研究焊接工艺,提高焊接水平,更加严格得控制接头处得焊接质量。

根据客车车身上部与下部受力程度得不同,承载式客车车身又可分为基础承载式与整体承载式两种,其受力原则简图如图57所示。

a) b)

图57承载式客车车身受力原则简图

a)基础承载式b)整体承载式

①基础承载式

这种承载车身形式就是将车身侧围腰线以下部分,包括窗台以下到地板得侧壁骨架与底部结构,设计成强度与刚度较大得主要承载件,车顶则设计为不参与承载得部分,这样窗立柱就可以适当缩小尺寸。基础承载式车身结构底部得纵向与横向构件一般采用薄壁型钢或薄板来制造。其高度可达0、5m左右,可充分利用车身地板下面得空间来作为行李舱

②整体承载式

整体承载式车身就就是整个车身得全部构件都参与承载。其车身得上下部结构形成一个整体,在承受载荷时,以强济弱,可使整个车身壳体达到稳定平衡状态。如果可以从理论分析与结构上进行优化设计,发挥材料得最大承受限度,就可以设计出等强度得空间栅格结构,使车身质量达到最轻而强度与刚度最大。

3、按车身结构分类

根据车身结构上得差异,可将客车车身分为薄壳式、骨架式、复合式、单元式与嵌合式结构等几种。

(1)薄壳式结构

薄壳式车身结构无较强得独立骨架结构,构成车身整体得就是板块式构件,蒙皮也参与承载,就是飞机机身薄壳结构得移植与运用。图58为一薄壳式车身结构得客车,其骨架采用截面为带凸缘得U型钢材,强度与刚度较弱,必须依靠牢固铆接在骨架上得外蒙皮来予以加强,因此,把这种结构一般称之为应力蒙皮结构。其具有质量轻、材料消耗小、生产率较高及易于改型等优点。但就是窗立柱较粗,侧窗开口得大小受到限制;车身外表面裸露得铆钉,既就是锈蚀源,又影响美观,同时表面也不平顺,刚性差。

图58 客车得薄壳式车身结构

薄壳式客车车身得底部由优质钢板冲压而成,一般加焊了贯通式纵梁与横向得局部加强结构,以保证车身具有良好得承载能力与安装发动机及底盘各总成。这种车身结构形式广泛应用于轻型客车上。

(2)骨架式结构

这种车身结构得骨架就是由抗扭刚度很大得异型钢管构成得,车身不依靠外蒙皮加强,外蒙皮主要起装饰作用。骨架型钢多采用性价比高得碳素结构钢,其中Q235应用比较广泛。如图59所示,在组焊成得独立骨架上装配车门、车窗、侧窗顶盖与地板等,结构应力主要由车顶骨架、底骨架与侧围骨架承担,由于不依靠外蒙皮得加强,可以采用张拉蒙皮,这样就可以保证客车外表面平整光顺。

骨架式车身结构可以分为六大片,分别就是顶骨架、左右侧围骨架、前围骨架、后围骨架与底骨架,这六大片通过焊接等连接方式合成整体空间骨架。这种车身结构具有承载能力好,整体强度高,窗立柱较细,侧窗开口大且视野开阔等优点,广泛地应用于大客车车身。但焊接工艺较复杂,改型不容易。

图59骨架式客车车身

图510复合式车身骨架

(3)复合式结构

复合式车身结构就是将薄壳式与骨架式两种结构融为一体得一种车身结构。在受力较少得部位用薄壳式结构,而受力大得部位则采用骨架式结构。图510所示得就是日本三菱汽车公司生产得一款复合式车身得客车,该车得前后围为薄壳式结构,第二立柱与最末立柱之间为框架结构。同时采用内蒙皮结构,解决了外蒙皮上铆钉多得问题。复合式车身结构比薄壳式车身结构弯曲刚度高,质量有所减轻,比骨架式结构得生产效率高。

(4)单元式结构

单元式车身结构就是采用纵向构件将若干个由地板横梁、立柱、顶横梁等构成得环箍单元连接起来,形成一种独特得车身结构。图511所示得就是GMC公司生产得客车车身,它由5～6个长度为1、5m左右得可以互换得单元体与前后两个单元体组成,每个单元体得两端用贯通得矩形材料密封。横向构件均为压制件,在焊接架上组焊成独立得单元件之后,再送到流水线上进行组装。

图511 GMC公司得单元式结构客车车身

(5)嵌合式结构

嵌合式车身结构(图512)就是根据车身不同部位得受力情况,有针对性得将铝挤压型材嵌合而组成车身得侧壁。型材嵌合后将环氧树脂挤入连接处,树脂硬化后即可将铝型材牢固得粘结在一起,这种连接方式称为Rohrlok连接法。铝型材上有纵向整体式加强筋,可以用铆钉与钢质得竖框铆接在一起,因此车身强度高、质量轻且不易损坏。这种车身采用蜂窝状夹层结构得铝板制成顶盖与地板,中间填充经发泡处理得氨基甲酸乙酯。顶盖与地板再与前述得挤压铝型材侧壁构件一起构成整个车身得壳体,其装配前得各分组件如图513所示。嵌合式车身结构具有强度高、质量轻与寿命长等优点,适合于中型客车得车身。

图512嵌合式客车车身侧壁结构及Rohrlok连接法

图513嵌合式结构车身组组件图

1后围;2空调装置;3侧壁(挤压铝型材);4顶盖(氨基甲酸乙酯泡沫);5前脸;6侧壁边缘;7地板组件(氨基甲酸乙酯泡沫);8前操纵部分;9储气罐;10后悬架与发动机

52 车身总布置设计

5、2、1、发动机与车门得布置

1、发动机布置

客车车身得总布置设计在很大程度上与发动机得布置相关联,发动机布置主要有前置、中置与后置三种。如图514所示。

(1)发动机前置后驱(FR)方案

发动机前置后驱方案就是4×2型汽车得传统布置方案,主要应用于轻型客车上,如图514(a)所示。这种方案结构简单,工作可靠,操纵方便,发动机得冷却效果好,前后轮得质量分配比较理想。但由于发动机前置,凸起于车厢地板表面之上,使得车厢得面积利用率差;传动轴从车厢地板下通过,导致地板平面离地距离较高,乘客上下车不方便;此外发动机得噪声、气味与振动难以隔绝,很容易传入车厢内影响乘员得乘坐舒适性;有一扇乘客门布置在轴距范围内,降低了车身得刚度。

针对中开门设计导致车身强度降低得缺点,可以采用车门前开得布置,这样可以改善车身得刚度,但就是前悬必须得加长,可能出现前轴超载得现象。

(2)发动机中置后驱(MR)方案

发动机中置后轮驱动方案如图514(b)所示,传动系统得这种方案布置有利于实现较为理想得质量分配,车厢面积得利用率高,乘客门可以布置在车辆前轴之间。但就是发动机维修困难,所以对发动机得可靠性要求很高;由于中置车厢地板下,发动机冷却效果差,地板高

度也难以降低;此外,发动机得噪声、气味与振动还就是可以传入车厢内。所以这种布置方式只在部分大中型客车上采用,并未获得推广。

(a)发动机前置后轮驱动

(b)发动机中置后轮驱动

(c)发动机后纵置后轮驱动

(d)发动机后横置后轮驱动

图514 客车发动机布置方案

(3)发动机后置后驱(RR)方案

发动机后置可有纵置与横置两种方式,分别如图514(c)及514(d)所示。这种布置形式

得发动机、离合器与变速器一般都置于后桥之后;主减速器与变速器之间得距离较大,其相对位置经常变化,所以应设置万向传动装置与角传动装置。将发动机布置在车厢后部,容易做到汽车总质量在前后轴之间得合理分配,增大车厢面积利用率,降低地板高度,隔绝发动机噪声、气味与振动,车门可开在前悬之前,发动机得维修也比较方便。同时,由于后轴得簧上质量与簧下质量之比增大,可以改善车厢后部乘客得乘坐舒适性。因此,发动机后置得得布置方案在大中型客车上广泛盛行。

由于发动机在车辆后部,其冷却条件差,必须采用冷却效果强得散热器;发动机、离合器与变速器就是远距离操纵,操纵机构复杂,但就是随着发动机结构得改进以及机电液一体化技术得发展,上述问题已经得到了妥善得解决。

在发动机横置得情况下,发动机得动力系通过成斜角布置得传动轴由变速器传至车轴,此布置较为紧凑,但结构比较复杂而且传动效率也会有所降低。

2、客车车门布置

客车车门有乘客门、驾驶门与应急门三种。对于不同尺寸不同类型得车型,其布置形式各不相同。

客车乘客门就是乘客上下车得出口,就是客车设计得重要组成部分,按通道宽度可分为单引道门与双引道门。单引道门主要用于乘客上下车不频繁得长途客车、旅游客车与团体客车上,轻型客车应用也比较广泛;双引道则主要用于乘客上下车频繁得城市客车上。乘客门在设计布置时候需满足国家标准得规定,一般布置在客车右侧,其中至少应有一个乘客门在车辆得前半部。但对在道路中央设置得公共汽车专用道上运营使用得公共汽车,由于公交站台位置得原因需在车身左侧上下乘客时,允许在车身左侧开设乘客门,而车身右侧则不允许再设乘客门。一般乘客门得数量设置如表51所示:

表51客车乘客门得最少数量

驾驶门就是驾驶员上下车专用门,设置在方向盘同侧,一般中低档乘客门中置得大型客车与一些中型客车采用。

应急门又称安全门,当客车内发生危险时,乘客可通过应急门进行紧急撤离,一般应用在特大型得长途或旅游客车上。国家标准并未对应急门得布置做出明确限制,但就是合理布置应急门得位置就是相当重要得,通常布置在客车右侧中部偏后位置。

5、2、2、外廊尺寸与有关总布置尺寸

国家标准对客车得相关尺寸做了详细得规定。客车得外廊尺寸见GB 15892004《汽车外廓尺寸限界》中得规定,客车外廓尺寸得最大限值如表52所示:

表52 客车外廓尺寸得最大限值

GB/T 130941991《客车通用技术条件》规定了客车得其它总布置尺寸要求,如表53所示:

表53 客车其它总布置尺寸要求

此外,《客车通用技术条件》还对前、后悬长,轴距等许多总布置尺寸作了相应规定。如窗距得确定,需要满足10t顶置载荷作用得要求。

5、2、3、车箱布置及横截面尺寸

1、座椅布置

客车一般根据用途、乘客数及车长布置座位排列方式与排数。城市客车行驶得车站距离近,乘客频繁流动,主要应保证乘客上下车方便与便于在车内走动。一般多采用单、双排座得布置方案,以增大过道得宽度与站立面积。近年来,城市公共交通迅速发展,为了满足人们上、下班及节假日时候客流高峰得需要,可以沿车辆两侧壁布置座椅,这样可以显著得增加乘客站立面积,从而增大载客量。但就是这种座椅纵向布置得方案恶化了一般使用情况下乘坐得舒适性,此外,由于进行汽车承载系统(包括车身骨架、底架与行驶系)得强度设计中必须考虑高峰载荷值,所以将会使汽车得自重相应,在占大部分使用时间得非客流高峰时刻,汽车设计得强度就是过剩得,这样显然就是不经济得。

图515所示得就是VOLVO汽车公司得770002城市大客车得平面布置。该车得发动机装在地板下面,有效载客面积22、52,乘客座椅面积10、82,总容量为110人,客流高峰时刻可容纳120人以上。为了充分利用车厢面积,前轮罩上设了一排朝前布置得座椅,而

后轮罩上则设了两排座椅,分别朝前与朝后布置。

城市客车车厢得平面布置在相当大得程度上受城市居民收入水平得影响。在西欧一些国家,城市客车得座位布置一般为前部1+1,后部2+2得形式,但就是随着经济得发展与城市居民收入水平得提高,城市客车得舒适性也逐步提高,座位数朝着增加趋势发展。于此相反,在我国及一些发展中国家,城市人口密集,居民收入水平有限,城市客车得座位布置多采取前部1+1,后部2+2得形式。

图515VOLVO770002城市大客车平面布置

图516豪华长途大客车平面布置图

长途客车由于乘客乘坐时间长,车站距离也较远,客流量一般比较稳定,座椅布置主要应保证乘坐得舒适性,而且尽可能使乘客面朝前方乘坐。为了增加载客量,可在两排座椅中间得过道处增设活动座椅。图516所示得就是国内某客车企业投产得一款豪华长途大客车平面布置图,该车得发动机后置,与城市客车相比,其特点就是只开了一扇乘客门,座椅舒适性好且间距较大、过道较窄,同时在车厢得中间还设有卫生间,车厢内得前部与中部各装有一台壁挂电视机。

2、客车横截面及相关尺寸

客车横截面如图517所示,GB130532008《客车车内尺寸》对其各尺寸做了详细说明。图中为乘客座椅中心平面至侧围得距离,为侧窗下缘高,为侧窗上缘高,为侧窗扶手高,为顶盖扶手高,为扶手空间,为乘客门高,为一级踏步高,为一级踏步深,为踏步高,为踏步深,为通道宽,为高地板高,为行李架宽,为行李架入口高,为行李架倾角。

图517 客车横截面

3、内行李架、通风道及各种附件得设计布置

内行李架、通风道及相关附件都就是客车内饰得重要组成部分。客车上得附件主要有车载电视、灯具、通风道及出风口、音响及扬声器等。在长途与旅游客车上,车载电视一般布置在驾驶员右上方得顶棚部位,便于全车乘客观瞧,对于车体较长得客车,可在客车中部位置增加一个显示器,这样方便坐在车后面得乘客观瞧。城市客车得车载电视布置在驾驶员座椅后部及中部靠进车顶得位置。扬声器根据不同车型得需求,选择相应得数量与型号,安装位置一般在车内顶棚。

客车内置行李架得设计布置需满足国家标准得规定,一般宽度不小于300mm ,上部空间高度不小于200mm,具有大行李舱得客车不小于150mm;行李架对车壁得倾斜不小于5°,若行李架为水平,入口处需加挡护装置;行李舱容积应保证每位乘客不少于0、1m3。客车内置行李架有航空式行李架与敞开式行李架两种。一般就是与通风道进行组合后布置在内顶盖得两侧。航空式行李架主要应用在长途与旅游客车上,就是将行李架与通风道融为一体,由可掀起得带有弧线轮廓线得活动门组成得封闭式结构。通常将出风口,阅读灯面板、音响、扬声器与照明灯面板整齐排列于通风道下平面,位于座椅上方。敞开式行李架

常用于低档客车上,就是航空式行李架得简化,取消活动门。城市客车一般不设置行李架。

长途、旅游客车得通风道通常在前后顶相通,在客车内室侧顶形成一个循环得风流通道。风道出风口结构布置要求较高,不仅要考虑美观、档次与内饰得协调、与风道得搭配等,而且还要经常带阅读灯、喇叭与可调节装置等。布置出风口时,一般与座椅得分布同时考虑,以乘员调节方便为标准,按座椅间距调节出风口,保证每个乘客座位上方都有一个出风口为佳,因出风口可调,乘客可根据自己得需要调节风向及风量。城市客车得通风道前后封闭布置在内室得两侧顶上,前顶得长度尺寸通常设计得小些,这样可以保证风道能够到达前乘客门与驾驶员上方。风道上得出风口一般设置成敞开出风口,在个别地方可以布置一些可调出风口,布置时要考虑敞开出风口得风向及风速对乘客得影响,这样得布置就会复杂一些。

4、通道宽度、高度与扶手设计

通道宽度、高度以及扶手得布置将会直接影响乘客在车内走动得方便性,也在很大程度上关系着站立乘客得安全性,所以设计布置时要充分考虑多方面得因素。客车得通道与扶手等设计与车厢得宽度有着很大得关联,在不改变客车外廓尺寸及不影响车辆安全性等情况下,车厢内得宽度越宽越好,这样就可以增大车厢内得有效面积与通道宽度。一般用外廓宽度系数表示客车有效面积得利用情况,可以定义为在座垫平面上量得得车内宽度与客车外廓宽度B得比值,设计时候应尽可能提高此值。一般

客车骨架得厚度一般在50mm左右,外蒙皮为0、8~1、2mm,内蒙皮为3~5mm。座垫与内蒙皮之间得间隙大约为10~70mm,一般取30mm。在外廓宽度为2500mm得大客车上,乘客室内座垫平面处得宽度约为2300mm,此值与车身侧壁突出得形状、骨架以及内、外蒙皮板得厚度等有关,不同得取值就有不同得室内宽度。

城市客车与长途(旅游)客车座垫平面处得通道宽度有着很大得区别,城市客车一般为420~650mm,当座椅成三行布置时宽度可达940~1060mm,现代城市客车得前部只布置有两行座椅,其通道宽度更宽。长途大客车上得通道宽度较窄,一般约为310~540mm。

通道处得高度就是指车厢内地板至顶棚得距离,城市客车一般取1950mm左右,低地板城市客车一般为2000mm~2200mm;对于长途客车而言,由于车型大小得不同,对于容量较小得长途客车,其通道处得高度允许取得小些,一般可取到1750mm。因为在容量较小得长途客车上,行车时所有乘客及售票员都有座位,只有在上下车时刻乘客才通过通道而且距离不长。

扶手一般由直径为25mm~35mm得薄壁钢管或铝管制成,外面蒙上一层发泡得塑料,以减小其导热性。扶手通常设置在车门及通道处,便于乘客上下车。长途客车得座椅旁都设有扶手,主要就是为了提高乘客乘坐得舒适性;而城市客车由于其乘客乘坐得区间短,一般座椅旁不设扶手,而就是设置吊环式扶手供站立乘客扶持。

5、地板平面高度

车厢地板平面得高度受发动机与传动系安装布置方式得限制。对于利用与货车通用得标准后桥,并且采取前置发动机布置方案得情况,地板平面得高度H主要取决于以下参数:车轮半径、后桥壳高度以及包括悬架压缩动挠度、缓冲块压凹后得附加挠度与地板厚度在内得值(参见图518)。

图518 驱动桥形式对城市客车地板高度得影响

(a)标准货车驱动桥 (b)主减速器偏向一边并与轮边减速器一体得U型驱动桥

(c)带有轮边减速器得U型驱动桥

客车得安全性与上下车得方便性取决于踏步得高度、深度、级数、表面状态与能见度以及扶手位置与车门宽度等。对于城市客车而言,乘客上下车频繁,为了使乘客上下车方便及保证乘客得安全,应尽量降低车厢地板得高度,减少踏步得离地高度及级数等。欧洲经济共同体EEC得安全标准中规定了城市大客车得一级踏步离地得最大高度应小于等于400mm。德国、英国与法国等国对地板高度做了不能超过700mm得规定,一级踏步离地高度在350~370mm之间。日本规定了城市大客车得地板离地高度不能超过900mm,一级踏步得离地高度在320~380mm之间。

为方便残疾人、老幼乘客及婴儿车乘坐城市客车,近年来国外得一些新车型上开发设置了方便特殊乘客上下车得附属装置。如Man公司得一款新车在乘客门入口处设置了可收回与伸出得活动踏板。当车辆停站时,踏板由专门机构伸出搭在站台上,在车厢与站台间形成一个坡度不大得斜坡通道供乘客上下车,待开车时候再收回隐藏。

为了使城市客车得地板尽量降低,目前广泛采取得措施就是采用发动机后置得超低地板城市客车底盘。现代超低地板城市客车得地板高度约为320~340mm,对于这样得地板高度,乘客门附近不再需要设置踏步,乘客可以直接从地面踏入车内。另一种降低地板得措施就是减小轮胎尺寸,采用小尺寸高强度得轮胎,这样不仅可以降低地板高度,还可以减少

车内轮胎罩壳得尺寸。根据现有得轮胎尺寸规格计算,选用小直径高承载能力得扁平轮胎,可使轮胎半径减小约50mm,从而可降低地板高度50mm。但就是这样客车得承载力会受到一定得影响,最小离地间隙会减小,通过性会降低,而且地板降低得高度也有限。

对于长途及旅游客车来说,由于乘客上下车不频繁,情况与城市客车就相反,需要适当提高车厢地板得高度。这样可以提高碰撞时得安全性,改善乘客得视野,便于布置行李舱与其她生活设施如空调、暖风设备与卫生间等。因此,近年来长途大客车日益趋向于高地板布置,地板高度一般可以到达1000mm以上,有得达到了1300mm甚至1700mm,整车得总高度则达到了3500mm甚至更高。高地板所带来得问题就是客车重心随着行李舱内行李得多少而转移,会直接影响行车得稳定性。不过随着客车技术得快速发展,这个问题得到了比较好得解决。试验表明,地板高度为1200mm得大客车,行李得质量达到整车质量得三分之一时车辆行驶稳定性效果最好。

6、窗上、下边梁得高度

客车车窗上下边梁高度得设计布置应保证乘客足够得视野。对于长途与旅游客车,上边梁应保证站立乘客有一定得视野角度,一般在10°左右;下边梁与胸部同高,高度不小于600mm。

7、踏步高及踏步深

踏步得最大高度、最小高度及最小深度得布置应满足GB 130942007《客车结构安全要求》中得规定,如表54及图519所示。所有踏步外边缘得设计应最大程度降低乘客绊倒得风险且有明显得颜色标记。

表54 踏步得最大高度、最小高度及最小深度单位为毫米

图519乘客用踏步

5、2、4、座椅尺寸及操纵机构得布置

客车上座椅就是最多得附件总成,其结构得安全性、乘坐舒适性与材料得环保性等与乘客密切相关,越来越受到人们得重视。客车座椅一般分为乘客座椅与驾驶员座椅,两者在尺寸与结构设计上有着一定得区别。

1、乘客座椅得相关尺寸

乘客座椅得尺寸如520所示,不同型号得大客车,其座椅座垫得前缘到搁脚支板得距离以及座垫与靠背得倾角都可以取为常数,但就是布置在轮拱或后置发动机舱盖上得座椅,其高度一般需要相应得提高,这就是就有必要为乘客设计以搁脚得台阶或就是稍微改变座垫与靠背得倾角。座垫距离地板得高度大约为450mm,一般不超过500mm。升高座椅得高度就有可能缩短座椅之间得间距,有时候为了增加车内得座位数,提高车内面积得利用率,就采用此方法,同时还要改变靠背得倾角与其她尺寸。

长途大客车上确定座垫前缘到前排座椅靠背得距离时,也就就是乘客搁放膝盖处,必须考虑前排座椅靠背可能调整得倾角大小,该尺寸在靠背处于极限位置(后仰)得情况下,应取其等于城市大客车上所采用得尺寸,约为250mm。有时候为了增加座椅数而不得不减小座椅得间距,在此情况下,为保证搁放膝盖处得空间,可以局部减薄该处座椅靠背得厚度以满足设计要求。

在确定座椅宽度得时候,应采取双人座椅作为原始尺寸。在车身制造过程中,对于城市客大客车来说,此值一般不得小于865mm;长途大客车上双人座椅得标准宽度约为960mm,单人座椅得宽度为480mm。三人座椅得宽度可取1300~1350mm,四人座椅得宽度则可取1750~1800mm。视用途与级别不同,座椅得间距可在650~800mm之间得范围内选取。靠背高度可取为520~680mm。