专用车辆——校车

1、专用校车设计 LCK6736DX长度7.3米的专用校车 专用校车现状及需求分析 车身骨架设计 仿真应力分析 安全新技术的应用 市场需求 国家标准 专用校车现状及需求 根据美国交通局的统计资料，在美国目前共有学生4350万学生，乘 用校车比例为54%，现有校车50万台，近几年我国中小学生的总体 数量在1. 8亿左右，若以美国校车为参照，预计将有9000万学生需 要乘坐校车，校车需求量在100万台左右。根据教育部不完全统计， 目前我国用于校车运营车辆为28. 5万辆，实际满足标准的不足2. 9 万，数量仅为10%。 车身骨架设计 车身骨架是整个车身的刚性基础，对于整车安全性至关重要，其作 用是承受

2、客车自身载荷和运动过程中车身所受到的扭曲、颠簸、冲 击力以及震动载荷。在骨架设计中需提高单件以及总成的强度和刚 度，制造过程中解决骨架变形、车身断裂以及型钢钢板焊接不牢等 问题。在车身骨架结构设计过程中，一般采用下图所示的流程。 底盘车架布局设计 地板及车身骨架的设计 地板骨架 地板骨架设计总体要求:a)具有足够的强度;使车内附件安装安全 可靠。b)提高整车骨架的刚度和密封性。c)最大可能的使整车质量 减小，提高燃油经济性，降低整车成本。d)提高整车维修方便性。 本车地板骨架采用格栅式桁架结构，由几种不同截面型钢拼焊接 组成。根据整车骨架封闭环要求，在乘客门前后、后轮前后、车身 中间以及后端布

3、置格栅，第一二格栅根据乘客门宽度要求，要求第 一格栅与乘客门前立柱对齐焊接，第二格栅与乘客门后立柱对齐焊 接，第四五格栅根据后桥前后布置，第三格栅依油箱、骨架封闭环 以及侧窗分块等要求确定，格栅之间采用型钢和槽钢前后连接。 侧围骨架 基于大中型专用校车要求从两侧立柱采用整体通立柱结构(侧 窗上纵梁到底横梁之间立柱，要求中间不得拼焊)，选择承载能力 大强度高的腰梁在封闭环中的整体窗立柱之间连接，窗立柱下端裙 边梁与底架牛腿采用斜支撑连接，形成栅格结构，此种结构整体承 载力更大，立柱之间用斜撑增加强度。左侧骨架由侧窗立柱型钢、 窗下沿型钢以及斜支撑型钢组成。 顶盖骨架 顶盖骨架形式是由纵梁与横梁形

4、成交叉的栅格结构，由两根纵向P型 钢、8根顶弯梁、多根纵向连接型钢以及天窗、顶灯、风道等固定组 件组成。须满足结构强度又保证其与侧围骨架以及前后围骨架立柱 形成封闭环结构。关键设计参数有:顶盖总长、顶弯梁间距、空调组 件(进风口宽度、空调固定方式等)、天窗组件。顶盖骨架总成见图3.7 所示。 前围骨架 前围骨架设计满足整车骨架的强度与刚 度，在倒车镜、仪表台、雨刮电机等附件固 定牢固可靠的前提下，布置尽量简约。为加 大驾驶员视野空间的要求，设计较大的前风 挡玻璃。本车发动机为前置状态，重点考虑 发动机上部的检修空间以及检修的方便性。 GB 24407标准中要求:专用校车应安装前保险 杠。保险杠

5、应连接到车架或车身骨架上。向 前伸出到散热器格栅、前照灯、引擎盖部分 等的前面，向外延伸到轮罩的外缘，以提供 最大的保护。 后围骨架 专用校车应安装后保险杠，保险杠应连 接到车架或车身骨架上，应包住车身后角。 后围骨架由后风挡玻璃支架、后安全门门框 以及后保险杠固定梁三部分组成。 本车采用半承载式车身底架，桁架结构和槽形纵梁相结合的承重方 式，采用矩形管焊接成一个整体骨架，整车骨架形成一个封闭环的受力 结构，当车身受到颠簸、扭曲以及瞬间撞击，车架与车身六大片骨架一 同受力，校车顶盖骨架与两侧骨架、前后围骨架以及底架组成了多个封 闭环结构的截面，将车身受到的冲击力及时迅速的进行分散，封闭环骨 架

6、结构在GB 24407标准中明确要求。在力学上这种受力状态称为“应力应力 流流”。校车车身骨架结构是由抗扭性很高的矩形钢管构件焊接形成的空 间框架。根据总布置设计中的关键参数再进行地板骨架、前后围、左右 侧及顶盖分片总成布置。 仿真应力分析 通过上图可以看出，左侧骨 架的最大应力在80Mpa左右，主 要集中在轮罩弯弧的型钢对接处， 通过下图对左侧骨架的结构进行 调整，同时进行分析 结果如下: 根据上面的结果分析可知:弯曲工 况的最大应力出现在地板骨架第 三格栅处，数值在90MPa左右;车 架的应力较小，数值在50Mpa左 右，分布在前悬和后悬的附近;左 侧的最大应力在80Mpa左右，位 置在轮

7、罩上方座椅角钢处;顶盖的 最大的应力为30Mpa左右，在与 安全门前立柱的连接处。 根据以上分析结果可知:制动工 况的最大应力集中点出现在地板骨 架第三格栅处，除应力集中外，最 大应力值在110Mpa左右;顶盖骨架的 最大应力值为40Mpa左右，出现在 与安全门前立柱的连接处;左侧的最 大应力在70Mpa左右，位置在后轮 罩上方座椅角钢处;右侧的最大应力 为60Mpa，位置在乘客们后与斜撑 连接处;车架的最大应力为60Mpa， 位置在前端牛腿与车架的连接处。 校车车身饭金布置以车身总体 布置要求，重点对车身结构设计进 行分析，采用有限元分析、CAD的应 用对车身骨架强度刚度优化设计， 完成校车

8、饭金部分的总体布置。 制动工况 侧翻仿真分析 根据校车原设计方案建立了侧翻仿真模型，并应用LS-Dyna软 件进行仿真。仿真时间从校车接触地面发生碰撞时刻开始，到第一 次碰撞结束、校车发生回弹结束，仿真时间为200 ms，总的过程为: 开始触地一一持续变形一一达到最大变形一一逆向翻转一一反弹。 校车安全新技术的应用 校车安全是一项庞大、复杂的系统工程，涉及的范围越来越广、越 来越细，并朝着集成化、智能化、系统化的方向发展。 1)车身颜色:根据GB24315校车标识中要求校车底色通体为黄色。 2)装配“SCHOOL BUS电子路牌、停车信号臂，当学生上下车时，停车 示意灯及信号臂打开，提醒过往车辆、行人注意避让; 3)安装轨道偏离预警装置:在校车驾驶员驾驶过程中疲劳或其他原因引 起的无意识车道偏离时进行声光信号报警，使驾驶员及时纠正行驶方 向。 4)安装司机疲劳驾驶预警装置:该系统通过安装在仪表台上的监控摄像 头实时监测司机的眼部动作，司机瞌睡的时候，该系统会发出“请专 心驾驶”的声音以提醒司机。 5)安装校车刷卡机:学生上、下车刷卡时，IC卡信息通过平台给其对应的 手机号码发送短信，让父母了解孩子的实时动态。 6)配置中联智通运营管理系统，可实现以下功能: 车辆定位功能:通过GPS的定位功能实现车辆的实时位置查询、历 史轨迹回放、车辆的运行调度。