客车车身结构及其设计

第五章客车车身结构及其设计5-1车身结构及其分类客车和轨道交通车辆是现代社会运输旅客的主要交通工具。 在我国，客车是指以设计和技术特性运送乘客及其行李的商用车。 由于其载客量大，占地面积小，在我国广泛应用。 客车由发动机、底盘、车身、电气设备等大部分组成。 作为公共汽车的重要组成部分，车身的设计越来越受到重视，公共汽车车身主要由骨架结构和表皮结构两部分组成。在轿车结构中，车身是搭载单元，也是功能单元。 作为搭载单元，由车身骨架和地板框架或车身框架(小型轿车车身壳体和车身框架)构成的车身结构在轿车的行驶中受到各种负荷的作用。 作为一种功能单元，车身必须为驾驶员提供方便的工作环境，为乘客提供舒适的乘车环境，保护他们免受车辆行驶时产生的振动噪音和废气等的伤害，同时在交通事故中，可靠的车身结构和乘客保护系统有助于减轻对乘客和行人的伤害合理的车身外形，在公共汽车行驶时有效地引导周围气流，提高车辆的动力性、油耗性和行驶稳定性，改善发动机的冷却条件和车内通风。 因此，轿车车身对轿车产品的设计制造产生了非常重要的影响。5.1.1、轿车车身定义GB37301-88在GB37301-88中，轿车车身的定义是矩形车辆，主要用于装载乘客和行李。5.1.2、客车车身分类方法因为巴士的种类很多，所以车身的分类形式也多种多样。 常见的分类方法根据公共汽车的用途、装载形式和车身结构来分类。1 .按用途分类根据公共汽车的用途分为城市公共汽车、长途公共汽车、观光公共汽车和专用公共汽车4种。(一)城市巴士如图5-1所示，城市巴士是为城市内的公共交通运输而设计装备的巴士。 该车设有座位和乘客站立的区域，由于乘客频繁上下，车内地板低，通道高，通道宽，座位少，门多，窗大，有足够的空间供乘客在频繁的停车站上下车走动。 根据运行特征，城市公共汽车分为城市公共汽车和城市近郊公共汽车。 为了满足大、中城市公共交通的需求和环境保护的要求，城市公共汽车逐渐向大型化、低地板化、环保化、高级化和造型现代化等方面发展。(2)长途汽车长途巴士也称为道路巴士，是为城市间旅客运输而设计装备的巴士，如图5-2所示。 由于旅客乘车时间很长，这种公共汽车必须保证所有乘客都有座位，不能设置乘客站的地方。 为了有效利用车厢的面积，座位配置密集，尽可能提高座位的舒适性，座位质量好。 长途汽车的车厢地板很高，地板一般设计成凹陷形状。 这有助于提高车身的扭转刚性。 地板下有放行李的行李箱。 为了提高车身整体的刚性，这种公共汽车的门很少，经常配置在前轴前面。 高速公路上的高速巴士车辆要求更高的可靠性、行驶安全性、乘坐舒适性、高速行驶性能等。图5-1城市巴士图5-2长途巴士图5-3机场交货巴士(3)观光巴士观光巴士是为旅行而设计装备的巴士，虽然与长途巴士的设计原则几乎接近，但在外观和舒适性等方面比长途巴士好，车内设施和附件设备也豪华高级。 为了方便观光，观光巴士的视野一般很宽。 中高级长途汽车和城郊城市公共汽车可以作为旅行路线的旅客车辆。(4)专用巴士专用公共汽车在其设计和技术特性上，只适用于不通过特殊配置设计就无法搬运人的车辆。 这种类型的公共汽车和长途公共汽车相似，但是没有行李箱。 一般有学校巴士、机场接送巴士、采血车、会议巴士等模型。 这些是根据特定的要求，以特别规定的设计标准和用途制造的。 图5-3表示厦门金龙联合汽车工业有限公司形式XMQ6139B的机场渡轮。2 .按装载形式根据车体的装载形式，乘用车的车体结构可以分为非承载力式、半承载力式和承载力式三种。 非承载式和半承载式的车身构造都属于车身框架式，而承载式的车身属于无车身框架式。 从设计的角度来看，这种分类法比较合理。 根据装载形式对车身结构进行分类，表现了不同形式的车身结构的组成和车身制造过程的差异。(1)非承载式客车的车身非承载式车身(图5-4 )是指组装在底架上的车身构造。 这种类型的车的底盘有很强的车架，车架通过多个橡胶垫和弹簧沿车身全长安装在车架上。 车架弹性地连结在车架上，安装在车架上车体对车架的加强作用小，车架是支撑所有车的基座，安装在其上的各组件的各种载荷的车体仅受到车架的弯曲和扭曲引起的载荷车架的振动通过弹性元件传递到车身上，通过弹性元件的挠性作用，来自路面的振动和冲击的大部分被减弱或消除，在恶劣道路行驶时能够保护车身。在我国公共汽车发展初期，其车体通常由专业车体厂家生产，然后安装在现成卡车的底架上。 国内的轻型汽车，大部分是这样的非承载式车身外壳结构，一般将车身直接改造成卡车三种底盘(包括进口轻卡车底盘的一部分)和专用巴士底盘。 该车身结构形式具有现有底盘-车身结构的优点1 )连接车身和车架的橡胶垫和弹簧，能发挥一定的缓冲、防振和降噪作用，车内噪声低，缓冲防振性能和乘坐舒适2 )底盘和车身可以分离后组装成一体，与生产组装相同的底盘上安装不同的车身很容易，组装技术简化，组织的专业化生产变得容易3 )车架作为整车的基础，便于在汽车上安装各组件和零件4 )安全性能由底盘加强，发生碰撞事故时，车架对车身发挥一定的保护作用，车厢变形小。基于上述优点，非承载式车身形式在目前中国小型轿车的设计中得到了广泛应用。 但是，在结构上也有明显的缺陷1 )设计时不考虑车身的参与，底盘单独搭载，所以为了满足设计要求，必须确保车架的强度足够大。 由此提高了整车的质量，不符合车身轻量化的设计倾向2 )车架的存在受到车身地板高度降低的一定限制，有不适合城市巴士地板化的倾向3 )车架纵梁为大型零件，其制造需要大型锻压设备、焊接夹具及检查等昂贵复杂的生产设备4 )底盘结构的调整困难，改善成本高，开发周期长5 )客车重心高，高速行驶时的稳定性差。图5-4非承载式客车的底盘和车身(2)半载客车的车身半承载式车体是指车体刚性地连结在车体框架上，并搭载车体部分的构造形式。 其结构特征是，底盘上残留有车架，车身通过焊接、铆接或螺钉与车架刚性连接，介于非承载式车身和承载式车身之间。 通过焊接或螺栓刚性地连接该车身主体和地板框架(此时的车身框架也称为地板框架 )，将车身框架侧壁的立柱和侧框架两侧的悬臂或牛脚连接，加强一部分车身地板框架而发挥一部分车身框架的作用， 车身也可以分担一部分弯曲和扭转载荷，例如发动机和悬架被安装在加强的车身地板框架上，车身和地板框架成为一体来承受载荷。半承载式车身结构的优点是结构简单，车辆改造容易，能够适当地降低地板的高度同时，车身部分参与了装载作用，可以在一定程度上减弱地板框架的强度和刚性，减轻巴士的自重。 但是，由于残留有有底框架，半承载式车身是过渡构造，车身地板的高度被限于有底框架，难以大幅降低的整车的轻量化还受到一定的限