客車車身結(jié)構(gòu)及其設計及客專安伯格小車使用方法

MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\r1\hSEQMTChap\r1\h第5章客車車身結(jié)構(gòu)及其設計5-1車身結(jié)構(gòu)及其分類客車與軌道交通車輛是現(xiàn)代社會中運輸旅客的主要交通工具。在我國，客車是指在設計和技術(shù)特性上用于載運乘客及其隨身行李的商用車。由于其載客量大，占地面積小，在我國應用廣泛?？蛙囉砂l(fā)動機、底盤、車身和電器設備等幾大部分構(gòu)成。作為客車的重要組成部分，車身的設計越來越受到重視，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，車身應該為駕駛員提供便利的工作環(huán)境，為乘員提供舒適的乘坐環(huán)境，保護他們免受車輛行駛時產(chǎn)生的振動噪聲和廢氣等的侵襲，以及外界惡劣天氣的影響；同時在交通事故中，可靠的車身結(jié)構(gòu)和乘員保護系統(tǒng)有助于減輕對乘員和行人造成的傷害；此外，合理的車身外部形狀，以便客車行駛時能有效地引導周圍的氣流，提高車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性和行駛穩(wěn)定性，并改善發(fā)動機的冷卻條件和車內(nèi)通風。因此，客車車身對客車產(chǎn)品的設計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。常見的分類方法有按客車的用途、承載形式和車身結(jié)構(gòu)進行分類。1、按用途分類按客車的用途可分為城市客車、長途客車、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)公共交通運輸而設計和裝備的客車，如圖5-1所示。這種車輛設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乘客上下車走動使用。按運行特點，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）長途客車長途客車又稱公路客車，是為城間旅客運輸而設計和裝備的客車，如圖5-2所示。由于旅客乘坐時間較長，這類客車必須保證每位乘客都有座位，不設供乘客站立的位置。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。長途客車車廂地板高，地板一般設計成凹形，這樣有利于提高車身的抗扭剛性，地板下面設有存放行李物品的行李艙。為了提高整個車身的剛度，這類客車的車門少，且多布置在前軸之前。對于高速公路上的快速客運車輛，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長途客車圖5-3機場擺渡客車（3）旅游客車旅游客車是為旅游而設計和裝備的客車，其與長途客車的設計原則基本相近，但在外觀和舒適性等方面比長途客車好，車內(nèi)設施及附件設備也更豪華和高檔。為使觀光方便，旅游客車的視野一般較開闊。中高檔長途客車和城郊城市客車均可作為旅游線路客運車輛使用。（4）專用客車專用客車在其設計和技術(shù)特性上只適合于需經(jīng)特殊布置設計后才能載運人員的車輛。這類客車與長途客車類似，但可無行李箱。一般有學校客車、機場擺渡客車、采血車和會議客車等款式。它們根據(jù)特定要求，按專門規(guī)定的設計標準和用途來制造。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為XMQ6139B的機場擺渡車。2、按承載形式分按車身承載形式，客車車身結(jié)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。從設計的角度看，這類分法是比較合理的。按承載形式對車身結(jié)構(gòu)進行分類，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。（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的車架，車身骨架是通過多個橡膠襯墊或彈簧沿車身總長安裝在車架上的。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，所以嚴格說來，車身并非完全不承載。車架的振動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和沖擊能被減弱或消除，在壞路行駛時可以對車身起到保護作用。在我國客車發(fā)展的初期，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：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，便于在汽車上安裝各總成和部件；4）安全性能由底盤加強，遇到撞車事故時，車架可以對車身起到一定的保護作用，車廂變形小?；谏鲜鰞?yōu)點，非承載式車身形式在現(xiàn)階段我國輕型客車的設計中應用廣泛。但其在結(jié)構(gòu)上也存在明顯的缺陷：1）在設計時候沒有考慮車身參與承載，而是由底盤單獨承載，所以必須保證車架的強度足夠大以滿足設計要求，這樣就使得整車的質(zhì)量增大，不符合車身輕量化的設計趨勢；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；3)車架縱梁是大型零件，其制造需要大型鍛壓設備、裝焊夾具及檢驗等一系列昂貴復雜的生產(chǎn)設備；4)底盤結(jié)構(gòu)調(diào)整不易，改進成本高，開發(fā)周期長；5）客車質(zhì)心高，高速行駛時穩(wěn)定性較差。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，故車身也可以分擔一部分彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，例如發(fā)動機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)點是結(jié)構(gòu)簡單，對車輛進行改裝容易，可以適當?shù)亟档偷匕宓母叨?；同時車身部分參與了承載作用，可在一定程度上減弱底架的強度和剛度，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備、裝焊夾具及校驗等一系列昂貴復雜的生產(chǎn)設備；此外，底盤的結(jié)構(gòu)調(diào)整也比較繁瑣，改進成本高，開發(fā)周期長。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，使車身骨架也承擔車架的一部分載荷。圖5-5客車半承載式車身1-頂燈地板；2-換氣扇框；3-頂蓋橫梁；4-頂蓋縱梁；5-前風窗框上橫梁；6-前風窗立柱；7-前風窗中立框；8-前風窗框下橫梁；9-前圍擱梁；10-車架前橫梁；11-前圍立柱；12-后風窗框下橫梁；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)中的重要項目。該技術(shù)是德國凱斯鮑爾公司于上個世紀50年代首創(chuàng)，將飛機制造的整體化框架結(jié)構(gòu)技術(shù)應用于客車生產(chǎn)，并通過嚴格的碰撞試驗，性能優(yōu)越，使客車具有經(jīng)濟、安全和舒適等優(yōu)點，尤其適應高速長距離客運。在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，客車產(chǎn)品達到低地板、輕量化、配置人性化、低排放、環(huán)?；?、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)，適應了時代的要求.目前，全承載車身技術(shù)已應用到多家客車生產(chǎn)廠的客車產(chǎn)品上，引發(fā)了國內(nèi)客車制造業(yè)的一場技術(shù)變革。承載式車身就是無獨立車架的整體車身結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)構(gòu)特點是底盤不是傳統(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。載荷由整個車身承受，車身上下部結(jié)構(gòu)形成一整體，在承受載荷時，整個車身殼體可以達到穩(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)動機、前后橋等總成，可以保證各總成正確的相對位置關(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荷。圖5-6奔馳O404大客車的承載式車身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-前風窗框上橫梁；7-前風窗立柱；8-儀表板橫梁；9-前風窗框下橫梁；10-前圍擱梁；11-后風窗框上橫梁；12-后風窗框下橫梁；13-后圍加強橫梁；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用做行李艙，故適用于大型長途客車。整體承載式車身結(jié)構(gòu)的特點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)量最小而強度和剛度最大。承載式車身的優(yōu)點是：1）車身結(jié)構(gòu)在設計時就進行了有限元分析和計算，優(yōu)化了車身結(jié)構(gòu)，使得車身重量降低，結(jié)構(gòu)強度與剛度提高；2)簡化構(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備，便于產(chǎn)品改型和系列化，容易實現(xiàn)多品種系列化生產(chǎn)。5)被動安全性好，承載式客車采用的格柵式結(jié)構(gòu)，能使整車在受力時將力迅速分解到全車各處，按照歐洲的客車被動安全測試，這種結(jié)構(gòu)能夠在汽車翻滾及相撞時，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)實問題需要解決。首先，由于取消了車架，來自道路的負載會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，因此噪音和振動較大，惡化了乘坐舒適性，因此對隔振降噪的設計要求較高，使得成本和質(zhì)量都會有所增加。其次是需要嚴格控制下料精度，承載式車身主要采用小截面方管焊接結(jié)構(gòu)，需要重點控制下料尺寸、角度以及下料后彎折的加工精度，下料的準確度關(guān)系到小總成乃至車身焊接總成的準確度。最后，需要嚴格控制焊接變形和焊接應力。全承載式車身相對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)特點導致整車骨架對接頭處焊接質(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承載式和整體承載式兩種，其受力原則簡圖如圖5-7所示。a)b)圖5-7承載式客車車身受力原則簡圖a)基礎承載式b)整體承載式①基礎承載式這種承載車身形式是將車身側(cè)圍腰線以下部分，包括窗臺以下到地板的側(cè)壁骨架和底部結(jié)構(gòu)，設計成強度和剛度較大的主要承載件，車頂則設計為不參與承載的部分，這樣窗立柱就可以適當縮小尺寸?；A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)形成一個整體，在承受載荷時，以強濟弱，可使整個車身殼體達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。如果可以從理論分析和結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化設計，發(fā)揮材料的最大承受限度，就可以設計出等強度的空間柵格結(jié)構(gòu)，使車身質(zhì)量達到最輕而強度和剛度最大。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)無較強的獨立骨架結(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，是飛機機身薄殼結(jié)構(gòu)的移植和運用。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，因此，把這種結(jié)構(gòu)一般稱之為應力蒙皮結(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。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結(jié)構(gòu)，以保證車身具有良好的承載能力和安裝發(fā)動機及底盤各總成。這種車身結(jié)構(gòu)形式廣泛應用于輕型客車上。（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，外蒙皮主要起裝飾作用。骨架型鋼多采用性價比高的碳素結(jié)構(gòu)鋼，其中Q235應用比較廣泛。如圖5-9所示，在組焊成的獨立骨架上裝配車門、車窗、側(cè)窗頂蓋和地板等，結(jié)構(gòu)應力主要由車頂骨架、底骨架和側(cè)圍骨架承擔，由于不依靠外蒙皮的加強，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，整體強度高，窗立柱較細，側(cè)窗開口大且視野開闊等優(yōu)點，廣泛地應用于大客車車身。但焊接工藝較復雜，改型不容易。圖5-9骨架式客車車身圖5-10復合式車身骨架（3）復合式結(jié)構(gòu)復合式車身結(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)。同時采用內(nèi)蒙皮結(jié)構(gòu)，解決了外蒙皮上鉚釘多的問題。復合式車身結(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)是采用縱向構(gòu)件將若干個由地板橫梁、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個長度為1.5m左右的可以互換的單元體和前后兩個單元體組成，每個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立的單元件之后，再送到流水線上進行組裝。圖5-11GMC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。鋁型材上有縱向整體式加強筋，可以用鉚釘與鋼質(zhì)的豎框鉚接在一起，因此車身強度高、質(zhì)量輕且不易損壞。這種車身采用蜂窩狀夾層結(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)具有強度高、質(zhì)量輕和壽命長等優(yōu)點，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-前操縱部分；9-儲氣罐；10-后懸架和發(fā)動機5-2車身總布置設計5.2.1、發(fā)動機與車門的布置1、發(fā)動機布置客車車身的總布置設計在很大程度上與發(fā)動機的布置相關(guān)聯(lián)，發(fā)動機布置主要有前置、中置和后置三種。如圖5-14所示。（1）發(fā)動機前置后驅(qū)（FR）方案發(fā)動機前置后驅(qū)方案是4×2型汽車的傳統(tǒng)布置方案，主要應用于輕型客車上，如圖5-14（a）所示。這種方案結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，操縱方便，發(fā)動機的冷卻效果好，前后輪的質(zhì)量分配比較理想。但由于發(fā)動機前置，凸起于車廂地板表面之上，使得車廂的面積利用率差；傳動軸從車廂地板下通過，導致地板平面離地距離較高，乘客上下車不方便；此外發(fā)動機的噪聲、氣味和振動難以隔絕，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。針對中開門設計導致車身強度降低的缺點，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，可能出現(xiàn)前軸超載的現(xiàn)象。（2）發(fā)動機中置后驅(qū)（MR）方案發(fā)動機中置后輪驅(qū)動方案如圖5-14（b）所示，傳動系統(tǒng)的這種方案布置有利于實現(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)動機維修困難，所以對發(fā)動機的可靠性要求很高；由于中置車廂地板下，發(fā)動機冷卻效果差，地板高度也難以降低；此外，發(fā)動機的噪聲、氣味和振動還是可以傳入車廂內(nèi)。所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)動機前置后輪驅(qū)動（b）發(fā)動機中置后輪驅(qū)動（c）發(fā)動機后縱置后輪驅(qū)動（d）發(fā)動機后橫置后輪驅(qū)動圖5-14客車發(fā)動機布置方案（3）發(fā)動機后置后驅(qū)（RR）方案發(fā)動機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)動機、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，其相對位置經(jīng)常變化，所以應設置萬向傳動裝置和角傳動裝置。將發(fā)動機布置在車廂后部，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)動機噪聲、氣味和振動，車門可開在前懸之前，發(fā)動機的維修也比較方便。同時，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)動機后置的的布置方案在大中型客車上廣泛盛行。由于發(fā)動機在車輛后部，其冷卻條件差，必須采用冷卻效果強的散熱器；發(fā)動機、離合器和變速器是遠距離操縱，操縱機構(gòu)復雜，但是隨著發(fā)動機結(jié)構(gòu)的改進以及機電液一體化技術(shù)的發(fā)展，上述問題已經(jīng)得到了妥善的解決。在發(fā)動機橫置的情況下，發(fā)動機的動力系通過成斜角布置的傳動軸由變速器傳至車軸，此布置較為緊湊，但結(jié)構(gòu)比較復雜而且傳動效率也會有所降低。2、客車車門布置客車車門有乘客門、駕駛門和應急門三種。對于不同尺寸不同類型的車型，其布置形式各不相同?？蛙嚦丝烷T是乘客上下車的出口，是客車設計的重要組成部分，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途客車、旅游客車和團體客車上，輕型客車應用也比較廣泛；雙引道則主要用于乘客上下車頻繁的城市客車上。乘客門在設計布置時候需滿足國家標準的規(guī)定，一般布置在客車右側(cè)，其中至少應有一個乘客門在車輛的前半部。但對在道路中央設置的公共汽車專用道上運營使用的公共汽車，由于公交站臺位置的原因需在車身左側(cè)上下乘客時，允許在車身左側(cè)開設乘客門，而車身右側(cè)則不允許再設乘客門。一般乘客門的數(shù)量設置如表5-1所示：表5-1客車乘客門的最少數(shù)量-客車類型Ⅰ級Ⅱ級、Ⅲ級車長L/mL≤1010＜L≤13.7L≥13.7L≤12L＞12乘客門最少數(shù)量12312駕駛門是駕駛員上下車專用門，設置在方向盤同側(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。應急門又稱安全門，當客車內(nèi)發(fā)生危險時，乘客可通過應急門進行緊急撤離，一般應用在特大型的長途或旅游客車上。國家標準并未對應急門的布置做出明確限制，但是合理布置應急門的位置是相當重要的，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)總布置尺寸國家標準對客車的相關(guān)尺寸做了詳細的規(guī)定。客車的外廊尺寸見GB1589-2004《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總長二軸客車12三軸客車13.7m單鉸接客車18mGB/T13094-1991《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)定項目限值按近角≥12°離去角≥9°轉(zhuǎn)彎半徑≤12m轉(zhuǎn)彎時的通道寬度≤6.7m最小離地間隙長途或旅游客車≥270mm城市客車≥240mm此外，《客車通用技術(shù)條件》還對前、后懸長，軸距等許多總布置尺寸作了相應規(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，主要應保證乘客上下車方便和便于在車內(nèi)走動。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的方案惡化了一般使用情況下乘坐的舒適性，此外，由于進行汽車承載系統(tǒng)（包括車身骨架、底架和行駛系）的強度設計中必須考慮高峰載荷值，所以將會使汽車的自重相應，在占大部分使用時間的非客流高峰時刻，汽車設計的強度是過剩的，這樣顯然是不經(jīng)濟的。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)動機裝在地板下面，有效載客面積22.52,乘客座椅面積10.82，總?cè)萘繛?10人，客流高峰時刻可容納120人以上。為了充分利用車廂面積，前輪罩上設了一排朝前布置的座椅，而后輪罩上則設了兩排座椅，分別朝前和朝后布置。城市客車車廂的平面布置在相當大的程度上受城市居民收入水平的影響。在西歐一些國家，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)朝著增加趨勢發(fā)展。于此相反，在我國及一些發(fā)展中國家，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5-15VOLVO7700-02城市大客車平面布置圖5-16豪華長途大客車平面布置圖長途客車由于乘客乘坐時間長，車站距離也較遠，客流量一般比較穩(wěn)定，座椅布置主要應保證乘坐的舒適性，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活動座椅。圖5-16所示的是國內(nèi)某客車企業(yè)投產(chǎn)的一款豪華長途大客車平面布置圖，該車的發(fā)動機后置，與城市客車相比，其特點是只開了一扇乘客門，座椅舒適性好且間距較大、過道較窄，同時在車廂的中間還設有衛(wèi)生間，車廂內(nèi)的前部和中部各裝有一臺壁掛電視機。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》對其各尺寸做了詳細說明。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，為一級踏步高，為一級踏步深，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客車橫截面3、內(nèi)行李架、通風道及各種附件的設計布置內(nèi)行李架、通風道及相關(guān)附件都是客車內(nèi)飾的重要組成部分?？蛙嚿系母郊饕熊囕d電視、燈具、通風道及出風口、音響及揚聲器等。在長途和旅游客車上，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，對于車體較長的客車，可在客車中部位置增加一個顯示器，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車頂?shù)奈恢?。揚聲器根據(jù)不同車型的需求，選擇相應的數(shù)量和型號，安裝位置一般在車內(nèi)頂棚?？蛙噧?nèi)置行李架的設計布置需滿足國家標準的規(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150mm；行李架對車壁的傾斜不小于5°，若行李架為水平，入口處需加擋護裝置；行李艙容積應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。一般是和通風道進行組合后布置在內(nèi)頂蓋的兩側(cè)。航空式行李架主要應用在長途和旅游客車上，是將行李架與通風道融為一體，由可掀起的帶有弧線輪廓線的活動門組成的封閉式結(jié)構(gòu)。通常將出風口，閱讀燈面板、音響、揚聲器和照明燈面板整齊排列于通風道下平面，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化，取消活動門。城市客車一般不設置行李架。長途、旅游客車的通風道通常在前后頂相通，在客車內(nèi)室側(cè)頂形成一個循環(huán)的風流通道。風道出風口結(jié)構(gòu)布置要求較高，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。布置出風口時，一般和座椅的分布同時考慮，以乘員調(diào)節(jié)方便為標準，按座椅間距調(diào)節(jié)出風口，保證每個乘客座位上方都有一個出風口為佳，因出風口可調(diào)，乘客可根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)風向及風量。城市客車的通風道前后封閉布置在內(nèi)室的兩側(cè)頂上，前頂?shù)拈L度尺寸通常設計的小些，這樣可以保證風道能夠到達前乘客門和駕駛員上方。風道上的出風口一般設置成敞開出風口，在個別地方可以布置一些可調(diào)出風口，布置時要考慮敞開出風口的風向及風速對乘客的影響，這樣的布置就會復雜一些。4、通道寬度、高度和扶手設計通道寬度、高度以及扶手的布置將會直接影響乘客在車內(nèi)走動的方便性，也在很大程度上關(guān)系著站立乘客的安全性，所以設計布置時要充分考慮多方面的因素。客車的通道和扶手等設計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，設計時候應盡可能提高此值。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，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，當座椅成三行布置時寬度可達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；對于長途客車而言，由于車型大小的不同，對于容量較小的長途客車，其通道處的高度允許取得小些，一般可取到1750mm。因為在容量較小的長途客車上，行車時所有乘客及售票員都有座位，只有在上下車時刻乘客才通過通道而且距離不長。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，以減小其導熱性。扶手通常設置在車門及通道處，便于乘客上下車。長途客車的座椅旁都設有扶手，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，一般座椅旁不設扶手，而是設置吊環(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)動機和傳動系安裝布置方式的限制。對于利用與貨車通用的標準后橋，并且采取前置發(fā)動機布置方案的情況，地板平面的高度H主要取決于以下參數(shù)：車輪半徑、后橋殼高度以及包括懸架壓縮動撓度、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)動橋形式對城市客車地板高度的影響（a）標準貨車驅(qū)動橋（b）主減速器偏向一邊并與輪邊減速器一體的U型驅(qū)動橋（c）帶有輪邊減速器的U型驅(qū)動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、級數(shù)、表面狀態(tài)和能見度以及扶手位置和車門寬度等。對于城市客車而言，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，應盡量降低車廂地板的高度，減少踏步的離地高度及級數(shù)等。歐洲經(jīng)濟共同體EEC的安全標準中規(guī)定了城市大客車的一級踏步離地的最大高度應小于等于400mm。德國、英國和法國等國對地板高度做了不能超過700mm的規(guī)定，一級踏步離地高度在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，近年來國外的一些新車型上開發(fā)設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置了可收回和伸出的活動踏板。當車輛停站時，踏板由專門機構(gòu)伸出搭在站臺上，在車廂與站臺間形成一個坡度不大的斜坡通道供乘客上下車，待開車時候再收回隱藏。為了使城市客車的地板盡量降低，目前廣泛采取的措施是采用發(fā)動機后置的超低地板城市客車底盤?，F(xiàn)代超低地板城市客車的地板高度約為320~340mm，對于這樣的地板高度，乘客門附近不再需要設置踏步，乘客可以直接從地面踏入車內(nèi)。另一種降低地板的措施是減小輪胎尺寸，采用小尺寸高強度的輪胎，這樣不僅可以降低地板高度，還可以減少車內(nèi)輪胎罩殼的尺寸。根據(jù)現(xiàn)有的輪胎尺寸規(guī)格計算，選用小直徑高承載能力的扁平輪胎，可使輪胎半徑減小約50mm，從而可降低地板高度50mm。但是這樣客車的承載力會受到一定的影響，最小離地間隙會減小，通過性會降低，而且地板降低的高度也有限。對于長途及旅游客車來說，由于乘客上下車不頻繁，情況和城市客車就相反，需要適當提高車廂地板的高度。這樣可以提高碰撞時的安全性，改善乘客的視野，便于布置行李艙和其他生活設施如空調(diào)、暖風設備和衛(wèi)生間等。因此，近年來長途大客車日益趨向于高地板布置，地板高度一般可以到達1000mm以上，有的達到了1300mm甚至1700mm，整車的總高度則達到了3500mm甚至更高。高地板所帶來的問題是客車重心隨著行李艙內(nèi)行李的多少而轉(zhuǎn)移，會直接影響行車的穩(wěn)定性。不過隨著客車技術(shù)的快速發(fā)展，這個問題得到了比較好的解決。試驗表明，地板高度為1200mm的大客車，行李的質(zhì)量達到整車質(zhì)量的三分之一時車輛行駛穩(wěn)定性效果最好。6、窗上、下邊梁的高度客車車窗上下邊梁高度的設計布置應保證乘客足夠的視野。對于長途和旅游客車，上邊梁應保證站立乘客有一定的視野角度，一般在10°左右；下邊梁與胸部同高，高度不小于600mm。7、踏步高及踏步深踏步的最大高度、最小高度及最小深度的布置應滿足GB13094-2007《客車結(jié)構(gòu)安全要求》中的規(guī)定，如表5-4及圖5-19所示。所有踏步外邊緣的設計應最大程度降低乘客絆倒的風險且有明顯的顏色標記。表5-4踏步的最大高度、最小高度及最小深度單位為毫米客車類型Ⅰ級Ⅱ級、Ⅲ級第一級踏步距地面最大高度最小深度300其他踏步最大高度350最小高度120最小深度200a、如果采用機械懸架：為380；b、至少一個乘客門的為380，其他乘客們的為400；c、如采用機械懸架，為430；d、對最后軸之后的乘客門，其為300。圖5-19乘客用踏步5.2.4、座椅尺寸及操縱機構(gòu)的布置客車上座椅是最多的附件總成，其結(jié)構(gòu)的安全性、乘坐舒適性和材料的環(huán)保性等與乘客密切相關(guān)，越來越受到人們的重視?？蛙囎我话惴譃槌丝妥魏婉{駛員座椅，兩者在尺寸和結(jié)構(gòu)設計上有著一定的區(qū)別。1、乘客座椅的相關(guān)尺寸乘客座椅的尺寸如5-20所示，不同型號的大客車，其座椅座墊的前緣到擱腳支板的距離以及座墊和靠背的傾角都可以取為常數(shù)，但是布置在輪拱或后置發(fā)動機艙蓋上的座椅，其高度一般需要相應的提高，這是就有必要為乘客設計以擱腳的臺階或是稍微改變座墊和靠背的傾角。座墊距離地板的高度大約為450mm，一般不超過500mm。升高座椅的高度就有可能縮短座椅之間的間距，有時候為了增加車內(nèi)的座位數(shù)，提高車內(nèi)面積的利用率，就采用此方法，同時還要改變靠背的傾角和其他尺寸。長途大客車上確定座墊前緣到前排座椅靠背的距離時，也就是乘客擱放膝蓋處，必須考慮前排座椅靠背可能調(diào)整的傾角大小，該尺寸在靠背處于極限位置（后仰）的情況下，應取其等于城市大客車上所采用的尺寸，約為250mm。有時候為了增加座椅數(shù)而不得不減小座椅的間距，在此情況下，為保證擱放膝蓋處的空間，可以局部減薄該處座椅靠背的厚度以滿足設計要求。在確定座椅寬度的時候，應采取雙人座椅作為原始尺寸。在車身制造過程中，對于城市客大客車來說，此值一般不得小于865mm；長途大客車上雙人座椅的標準寬度約為960mm，單人座椅的寬度為480mm。三人座椅的寬度可取1300~1350mm，四人座椅的寬度則可取1750~1800mm。視用途和級別不同，座椅的間距可在650~800mm之間的范圍內(nèi)選取?？勘掣叨瓤扇?20~680mm。圖5-20大客車乘客座椅的布置和尺寸圖5-21駕駛員座椅標準尺寸2、駕駛員座椅的相關(guān)尺寸駕駛員座椅的尺寸如圖5-21所示。由試驗研究結(jié)果可以獲取駕駛員坐姿對其工作的影響，在座墊高度選定的情況下，隨著方向盤傾角的減小，駕駛員作用在方向盤上的力隨之增大。因此，為了減輕駕駛員的勞動強度，應該盡量減小方向盤的傾角。此外，還應合理的選擇其他參數(shù)，以保證駕駛員的乘坐舒適性。由此可見，在載質(zhì)量很大的汽車上，應布置傾角很小的方向盤。減小方向盤傾角之所以能夠增大作用力，原因主要是當方向盤的傾角很小時，從手臂一直到肩膀的肌肉都參與工作；而當傾角很大時，則只有手臂到胳膊的這一段肌肉在用力。駕駛員作用在踏板上的力也隨著座墊與靠背的傾角和座椅高度的變化而變化。座椅愈高以及座墊與靠背的傾角愈小，則作用力也愈大。當座墊傾角很小的時候，駕駛員幾乎是將腿伸直來踩腳踏板；當靠背傾角減小時，即座墊與靠背的夾角接近90°時，駕駛員就有了可靠的支承；當座椅增高時，駕駛員的腿和踏板支桿幾乎可形成一條直線，因此，在離合器或制動器傳動機構(gòu)沉重的汽車上，就應該升高座椅而座墊和靠背傾角則宜選取較小值。圖5-21所示的座椅處于中間位置情況，水平方向位移的調(diào)整量應為±45mm，垂直方向的位移最好為±30mm。座墊高度A可在400~500mm的范圍內(nèi)進行選取，其他角度推薦值為：=6°，=98°，=5°~30°。在此種座椅尺寸情況下，駕駛員作用在踏板上的力可達820N，駕駛員座椅的寬度為560~650mm。圖示給出的方向盤至靠背和座墊的尺寸已考慮到駕駛員穿上冬裝的情況，當采用較柔軟的座墊和靠背時，該尺寸尚可適當減小，一般可減小20~30mm。3、腳踏板的布置圖5-22所示為踏板位置相對座椅的高度和相對于座椅對稱平面的橫向位置對踏板力的影響，可供布局時參考。顯然，駕駛員可以施加最大作用力的踏板位置同時也是最舒適的位置。油門踏板要求操縱輕便，由于在形式過程中需要經(jīng)常踩踏，駕駛員通常習慣與將腳掌擱置在油門踏板上面，所以腳后跟應支撐在地板上，而只靠改變小腿和腳掌的角度來進行操縱。因此，油門踏板均做成鞋底板形狀，其擺動軸在下端，為了適應人的腳掌外張的特點，油門踏板上端也應適當?shù)南蛲鈴堥_。在相當于發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的油門踏板位置，人體樣板腳掌踩在踏板上，應使之大致垂直于小腿。圖5-23所示為踏板的具體布置。圖5-22踏板位置對駕駛員施力的影響圖5-23踏板的布置5.2.5、備胎、油箱和蓄電池的布置1、備胎客車備胎的安放布置主要考慮兩個方面的因素：軸荷分配和裝卸的方便性。備胎的質(zhì)量一般較大，可達80~140kg，故其安放位置對車輛的軸荷分布有一定的影響，應在總布置開始階段就應該開始考慮。同時要考慮只有駕駛員一人的時候，能夠方便裝卸備胎。一般說來，將備胎安裝于垂直位置是最可取的，這樣便于駕駛員滾動輪胎固定到夾持架，然后在舉升安放于車架下，而如果想要一個人挪動平放的車輪并將其裝到夾持架上是相當困難的。對于城市客車來說，一般沒有必要攜帶備胎。2、油箱客車的油箱通常布置在軸距范圍以內(nèi)的車身一側(cè)。主要從軸荷分配、加油方便及防火安全等方面來進行設計布置，同時還需考慮客車用途因素，不同用途的客車對油箱容積的要求是不同的。當發(fā)動機縱向布置在軸距范圍內(nèi)時，從軸荷分布均勻的角度出發(fā)，油箱應布置在車輛后端的車架下面，這樣可以改善客車的軸荷分配。現(xiàn)代客車對防火要求也越來越高，對于客車這樣大量載人的車輛，防火安全更甚，所以在布置油箱的時候要進行充分考慮。一般油箱盡量布置在遠離排氣管的位置，而且不應布置在乘客門附近，同時在布置油箱時候還必須考慮加油的方便性，此外還應考慮加油的速度，它取決于加油管口頸部的尺寸，加油速度一般不應低于100L/min。對于靠右行駛的車輛，油箱加油口應布置在車身左側(cè)。油箱容量在設計時有一定要求，應滿足車輛最大行駛里程（一般為200~600km）的要求。城市客車由于行駛在城市內(nèi)，加油比較方便，其油箱容積較其他用途客車的油箱小，這樣還可以減輕車輛的自重。該容量是根據(jù)車輛行駛一晝夜而不需要加油的條件來確定的。一般推薦的是城市大客車的最大行駛里程大約為400km，近郊城市大客車為450km，長途大客車為500km。不同型號的客車，其油箱容積一般在100~250L之間，燃油、油箱及固定裝置的總質(zhì)量大約為95~300kg。3、蓄電池蓄電池在布置時候應與啟動電機位于同一側(cè)，并且盡量靠近發(fā)動機，以縮短線路的距離。當蓄電池到啟動電機的距離較遠時，電路的電阻就會增大，這樣就會降低了到達啟動電機的電壓?？蛙囆铍姵赝ǔＳ神{駛室內(nèi)的遠距離電磁開關(guān)來進行接通和斷開的。大客車上采用的是鉛酸蓄電瓶，用支架固定在車身上，和導線一起約重60~120kg。所以在布置時電瓶的位置對車輛軸荷的分布有一定的影響。此外，還要考慮蓄電池拆裝的方便性和可接近性。5.2.6、儀表板的布置儀表板是客車的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，上面布置有各種儀表、指示燈和控制系統(tǒng)。它是客車運行時的監(jiān)控中心，通過儀表盤可以及時準確的了解客車運行的工作情況，使客車接受某種特定的操縱指示，因此，其設計布置的好壞直接關(guān)系到行車安全性，同時也關(guān)系到整車內(nèi)飾的協(xié)調(diào)。儀表板在設計布置時應最大程度的滿足人機工程學要求，保證駕駛員集中注意力和操作方便，從而保證行車安全。造型和功能要求高度統(tǒng)一，色彩與客車內(nèi)飾設計要相協(xié)調(diào)。儀表板各種控制開關(guān)的位置，按人機工程學的要求，應盡可能安排在雙手輕易能觸摸到的地方。因此，將客車儀表板設計成座艙式結(jié)構(gòu)、環(huán)式操縱。將儀表信息、操縱部件都集中在駕駛員的視線與手的活動范圍的最佳位置，完全按人機工程學的要求去布置，使得操縱方便。方向盤是駕駛客車的主要操縱件，設計布置時需要校核儀表板操縱開關(guān)或旋鈕與方向盤及轉(zhuǎn)向柱之間的位置關(guān)系。一般將儀表板控制開關(guān)布置在方向盤周圍，變光開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)及雨刮器開關(guān)等則以組合開關(guān)的形式安裝在客車轉(zhuǎn)向柱上，布置控制開關(guān)時候還應考慮它們的使用頻率。儀表板外部系統(tǒng)布置示意圖如圖5-24（a）所示，對于不同的客車，其在布置上也不盡相同。一般各種燈光控制開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、其他功能開關(guān)等布置在1區(qū)、2區(qū)和4區(qū)，4區(qū)有時候也布置電視控制系統(tǒng)或監(jiān)視顯示裝置；車速表、轉(zhuǎn)速表及里程計數(shù)器等主要儀表布置在3區(qū)；水溫報警、機油壓力報警等報警信號裝置布置在5區(qū)；6區(qū)一般布置收音機、點煙器等。根據(jù)客車使用需要，冰箱、飲料柜及醫(yī)療箱等可以布置在儀表板的副駕駛位置。圖5-24（b）所示是按上述原則布置設計的一款大客車的儀表板。（a）（b）圖5-24大客車儀表盤布置5-3車架及車身骨架設計5.3.1、車架設計車架是整個客車的基體，其功用是支承、連接汽車各個總成的零部件，承受來自車內(nèi)外的各種載荷，并在很大程度上決定了客車總體的布置型式?，F(xiàn)代很多客車都有作為整車支承的車架，車上絕大多數(shù)的部件和總成都是通過車架來固定其位置的。對于由車身骨架承擔載荷的客車，稱為承載式客車，一般采用桁架式車架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代客車正逐步向這種承載車身形式發(fā)展。車架的結(jié)構(gòu)形式首先應滿足汽車總布置的需要。汽車在復雜多變的道路上行駛的時候，固定在車架上的各總成和部件之間不應發(fā)生干涉。當汽車在崎嶇不平的道路上行駛時，車架在載荷的作用下可產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形以及在縱向平面內(nèi)的彎曲變形，當一邊車輪遇到障礙時，還可能使整個車架扭曲成菱形。這些變形將會改變安裝在車架上的各部件之間的相對位置，從而影響其正常工作。因此，車架應具有足夠的強度和適當?shù)膭偠?。為了使整車輕量化，要求車架質(zhì)量盡可能的小些。此外，降低車架的高度以使得汽車質(zhì)心位置降低，有利于提高汽車的行駛穩(wěn)定性，這一點對客車來說尤為重要?？蛙囆袠I(yè)在發(fā)展初期，其底盤車架主要始于貨車二類底盤的改裝，形成了長頭客車。隨著時間的推移，有了后來在貨車三類底盤上進行改裝的過程，并進一步形成專用的客車底盤。后來對車架的結(jié)構(gòu)進行了改變和發(fā)展，形成了分段式車架結(jié)構(gòu)的底盤，這樣就可以降低城市客車地板的高度，對長途和旅游客車來說則是為了獲得較大的行李艙。隨著全承載車身技術(shù)的出現(xiàn)，又形成了適應承載車身的不同類型的各種客車底盤，其底盤車架一般采用桁架式結(jié)構(gòu)。1、三類底盤的車架改裝上世紀80年代前后，我國的客車基本上是以中型載貨汽車的三類底盤改裝而形成的。不管作為城市客車還是作為長途客車，其地板高度較高，踏步級數(shù)一般是3~4級。車架型式大部分采用梯形車架（圖5-25），也就是縱梁直通式結(jié)構(gòu)，或在此基礎上外加牛腿（即支撐梁）；極少數(shù)也采用橫梁直通式車架，這種車架為縱梁分段與直通橫梁以加強角撐板鉚接或焊接而成。縱梁直通式車架和橫梁直通式車架都屬于直通大梁式車架。盡管承載式車身是大客車車身發(fā)展的趨勢，但傳統(tǒng)的梯形車架由于其所起到的緩沖、隔振、降低噪聲和延長車身使用壽命等特點以及生產(chǎn)上的繼承性和工藝性等原因，目前仍廣泛應用于客車上。梯形車架的縱梁均為左右對稱的整體直通式大梁，縱梁和橫梁的連接為鉚接或螺栓連接。一般采用槽型或矩形截面，彎曲強度好，且便于安裝底盤部件，有些還有加強的副縱梁。為使應力分布均勻，縱梁可設計為變截面形式。根據(jù)不同的要求，縱梁設計可以前后貫通，也可前部、中部和后部搭接成不同高度或不同寬度的結(jié)構(gòu)，有些車型受后橋和地板高度要求的限制而在該處設計成稍復雜的彎曲結(jié)構(gòu)。為了滿足地板適當降低的需要，有的客車在整體直通大梁結(jié)構(gòu)的基礎上，采用彎大梁形式的車架，即在前軸和后橋相對應的部位，車架縱梁是彎的。從而使前軸和后橋就有了較多的跳動空間，但整個車身地板的高度可以不與上彎車架的最高處相關(guān)，只與較低的縱梁平直段相關(guān)。這樣在保證懸架運動空間的同時，通道地板可以適當?shù)慕档?，只在前軸和后橋部分做出拱起的輪罩即可；這樣還降低了整車的重心高度，更有利于行駛的穩(wěn)定性及安全性，但需投入彎大梁的模具費用。圖5-25三類底盤車架改裝的客車車架對于城市公交客車，為適當降低前部地板的高度，需要把懸架系統(tǒng)布置在車架的外側(cè)，從而降低車架離地的高度。于是，車架的縱梁在垂直方向彎曲的基礎上，在水平方向也彎曲，從而使車架總成變成前窄后寬的型式。橫梁用來保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度，同時支承某些部件，如可支承發(fā)動機、變速箱、傳動軸、水箱、備胎等。在前后懸架支架處則需設置抗彎能力較強的橫梁。橫梁結(jié)構(gòu)一般采用工字型截面或雙槽背對形成的工字型，有時也采用圓形、帽型和箱型等截面的橫梁。一般說來，槽形梁抗彎強度大，對于增加車架扭轉(zhuǎn)剛度很有好處，通常在懸架前后支架處采用帶大加強板的槽形橫梁來承受大的受力。帽形橫梁可制成彎度較大的橫梁，適用于一些空間位置受限的情況。如在發(fā)動機、水箱、變速箱、傳動軸處布置或用來支承。由帽形橫梁制成的元寶梁、鱷魚梁等受縱梁斷面高度的影響較小，通用性高。三類底盤車架改裝形成的客車車架，一般在車門立柱、前后橋吊耳前后，側(cè)圍與前后圍的分形面等部位加牛腿。軸距中間根據(jù)總布置方案加牛腿。牛腿截面可為槽形、方形等，長度方向上可以等截面或變截面或等強度梁，中間可有減重孔。連接方式可有焊接鉚接或螺釘連接，中小廠以焊接方式為多。根據(jù)布置和總成的安裝要求，同一車架可同時采用多種型式的組合和不同的橫梁翼面，車架總成可設計成前后等寬或不等寬結(jié)構(gòu)。這類客車車架的結(jié)構(gòu)形式一般變化不大，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，但是本身存在質(zhì)量大，總成布置困難，受力不均勻和損壞后難以修復等缺點，主要用于城市公交和普通短途客運車輛。2、分段式分段式車架主要以三段式為主，分為前段車架、中段車架、后段車架三部分。前段和后段車架采用傳統(tǒng)意