CN101531212B - 全承载式公交客车车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车制造类，具体是一种全承载式公交客车车身结构，它包括纵梁、横梁、立柱、斜撑组成的前脸骨架、后墙骨架、左侧墙骨架、右侧墙骨架、车顶骨架和底架骨架，车身为整体式封闭框架结构，利用立柱、或纵梁、或横梁、或斜撑、或立柱、或其他刚性焊接件使整个框架结构前后贯通，上下相连，左右相接，形成有效的封闭力环结构。该结构形式使整车在任何部位时，能通过各部分间的有效连接将力传递分解到整个车身，避免了局部过载导致的车身骨架变形，从而确保车内乘客的人身安全。该车身结构适用于设计低地板和低入口型的公交客车。

Description

全承载式公交客车车身结构

技术领域

本发明属于汽车制造类，具体是一种全承载式公交客车车身结构。

背景技术

目前，城市公交客车车身结构主要为非承载式和半承载式。非承载式和半承载式城市公交客车由于地板高，导致乘客上下车时间长，老人、小孩和残疾人上下车困难，且存在整车重量大、油耗高等问题。随着城市化发展加速，城镇人口迅速增长，对公交客车承载量和性能提出更高的要求。

发明内容

本发明的目的是针对目前传统公交客车整车质量重、乘客空间小等不足，提供一种质量小、刚度大、便于设计低地板和低入口型的全承载式公交客车车身结构。

本发明是通过以下方式实现的：

一种全承载式公交客车车身结构，其特征在于：车身包括由纵梁、横梁、立柱、斜撑构成的前脸骨架、后墙骨架、左右侧墙骨架、车顶骨架和底架骨架，其中

前脸骨架包括有：前脸风挡左上止口、前脸风挡左下止口、前脸风挡右上止口、前脸风挡右下止口、前脸上弧梁、前脸中弧梁、风挡下止口、风挡下弧梁、前脸下弧梁、前脸左立柱和前脸右立柱；前脸上弧梁的左右两端分别与前脸风挡左上止口、前脸风挡右上止口的上端焊接；前脸中弧梁的左端与前脸左上止口的下端、前脸左下止口的上端焊接，前脸中弧梁的右端与前脸右上止口的下端、前脸右下止口的上端焊接；风挡下弧梁、风挡下止口并行布置，左右两端分别与前脸左右风挡下止口的下端焊接；前脸左立柱、前脸右立柱的上端与风挡下弧梁焊接，下端与前脸下弧梁焊接；

后墙骨架包括有：后墙左立柱、后墙右立柱、后墙上弧梁、后墙下弧梁和后墙角弧梁；后墙上弧梁的左右两端分别与后墙角弧梁的上端焊接；后墙下弧梁的左右两端分别与后墙左右立柱的下端焊接；后墙角弧梁的下端分别与后墙左右立柱的上端焊接；

左右侧墙骨架包括有：侧墙上纵梁、侧墙中纵梁、侧窗下纵梁、侧墙下纵梁、侧窗立柱、侧窗小立柱、侧墙立柱和斜撑；侧窗小立柱的上下两端分别与侧墙上纵梁、侧墙中纵梁焊接；侧窗立柱的上下两端分别与侧墙中纵梁、侧窗下纵梁焊接；侧墙立柱的上下两端分别与侧窗下纵梁、侧墙下纵梁焊接；斜撑两端与纵梁或立柱焊接；

车顶骨架包括车顶横梁和车顶纵梁，车顶纵梁的前后两端分别与车顶横梁焊接；

底架骨架由底架上横梁、底架下横梁、底架立柱和底架斜撑构成，底架骨架上的底架立柱上端与底架上横梁焊接，下端与底架下横梁焊接；底架斜撑的内端与底架下横梁的外端焊接；

前脸骨架的左右两端分别与左右侧墙的前端焊接，前脸骨架的上端与车顶骨架的前端焊接，前脸骨架的下端与底架的前端焊接；后墙骨架的左右两端分别与左右侧墙的后端焊接，后墙骨架的上端与车顶骨架的后端焊接；车顶骨架的左右两端分别与左右侧墙骨架的上端焊接；底架上横梁的左右两端分别与左右侧墙骨架的下端焊接。

本发明全承载式公交客车车身结构，从后往前看，车顶骨架、左侧墙骨架、底架骨架、右侧墙骨架两端相连依次焊接，构成封闭的框架结构；从上往下看，前脸骨架、左侧墙骨架、后墙骨架、右侧墙骨架两端依次焊接，构成封闭的框架结构；从左往右看，前脸骨架、底架骨架、后墙骨架、车顶骨架两端依次焊接，构成封闭的框架结构，封闭的框架结构内部通过各焊接点，利用立柱、或纵梁、或横梁、或斜撑、或立柱、或其他刚性焊接件使整个框架结构前后贯通，上下相连，左右相接，整个骨架形成有效的封闭力环结构。本发明特殊的全承载车身结构形式使整车在任何部位受力时能通过各部分间的有效连接将力传递分解到整个车身，避免了局部过载导致的车身骨架变形，从而确保车内乘客的人身安全。本发明车身结构重量小、刚度大、便于设计低地板和低入口，适合于城市公交客车。

附图说明

附图1是本发明侧墙骨架示意图。

附图2是本发明前脸骨架示意图。

附图3是本发明后墙骨架示意图。

附图4是本发明车体横截面结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，本发明的一种全承载式公交客车车身结构，包括由纵梁、横梁、立柱、斜撑构成的前脸骨架1、后墙骨架2、左侧墙骨架3、右侧墙骨架4、车顶骨架5和底架骨架6，其中

如图2所示，前脸骨架1包括有：前脸风挡左上止口7、前脸风挡左下止口8、前脸风挡右上止口9、前脸风挡右下止口10、前脸上弧梁11、前脸中弧梁12、风挡下止口13、风挡下弧梁14、前脸下弧梁15、前脸左立柱16和前脸右立柱17；前脸上弧梁11的左右两端分别与前脸风挡左上止口7、前脸风挡右上止口9的上端焊接；前脸中弧梁12的左端与前脸左上止口7的下端、前脸左下止口8的上端焊接，前脸中弧梁12的右端与前脸右上止口9的下端、前脸右下止口10的上端焊接；风挡下弧梁14、风挡下止口13并行，左右两端分别与前脸左右风挡下止口的下端焊接；前脸左立柱16、前脸右立柱17的上端与风挡下弧梁14焊接，下端与前脸下弧梁15焊接。

如图3所示，后墙骨架2包括有：后墙左立柱18、后墙右立柱19、后墙上弧梁20、后墙下弧梁21和后墙角弧梁22；后墙上弧梁20的左右两端分别与后墙角弧梁22的上端焊接；后墙下弧梁21的左右两端分别与后墙左立柱18、后墙右立柱19的下端焊接；后墙角弧梁22的下端分别与左立柱18、后墙右立柱19的上端焊接。

如图1所示，左侧墙骨架3、右侧墙骨架4包括有：侧墙上纵梁23、侧墙中纵梁24、侧窗下纵梁25、侧墙下纵梁26、侧窗小立柱27、侧窗立柱28、侧墙立柱29和斜撑30；侧窗小立柱27的上下两端分别与侧墙上纵梁23、侧墙中纵梁24焊接；侧窗立柱28的上下两端分别与侧墙中纵梁24、侧窗下纵梁25焊接；侧墙立柱29的上下两端分别与侧窗下纵梁26、侧墙下纵梁26焊接；斜撑30两端与纵梁或立柱焊接。

如图4所示，车顶骨架5包括有：车顶横梁31和车顶纵梁32；车顶纵梁32的前后两端分别与车顶横梁31焊接。

底架骨架6由底架上横梁33、底架下横梁34、底架立柱35和底架斜撑36构成，底架骨架上的底架立柱35上端与底架上横梁焊33接，下端与底架下横梁34焊接；底架斜撑36的内端与底架下横梁34的外端焊接。

本发明的全承载式公交客车车身的前脸骨架1的左右两端分别与左侧墙骨架3、右侧墙骨架4的前端焊接，前脸骨架1的上端与车顶骨架5的前端焊接，前脸骨架1的下端与底架骨架6的前端焊接；后墙骨架2的左右两端分别与左侧墙骨架3、右侧墙骨架4的后端焊接，后墙骨架2的上端与车顶骨架5的后端焊接；车顶骨架5的左右两端分别与左侧墙骨架3、右侧墙骨架4的上端焊接；底架骨架6的左右两端分别与左侧墙骨架3、右侧墙骨架4的下端焊接。

本发明的全承载式公交客车车身的车顶横梁31的左右两端分别与左右侧墙的侧墙上纵梁23焊接，车顶骨架5前端的横梁通过连接件与前脸骨架1中的前脸上弧梁11焊接，车顶后端的横梁通过连接件与后墙骨架2的后墙上弧梁20焊接。

本发明的全承载式公交客车车身的前脸骨架1左端的前脸风挡左上止口7、前脸风挡右上止口9、前脸风挡左下止口8、前脸风挡右下止口10与左右侧墙骨架4前端的侧墙立柱29焊接，前脸上弧梁11、前脸中弧梁12、风挡下弧梁13、风挡下弧梁14、前脸下弧梁15的左右两端分别与左右侧墙骨架4前端的侧墙立柱29焊接，前脸下弧梁15通过连接件与底架骨架6前端的横梁焊接。

本发明的全承载式公交客车车身的左右侧墙4后端的侧墙立柱29通过连接件与后墙骨架2的后墙左立柱18、后墙右立柱19焊接；左右侧墙4的侧墙下纵梁26与底架横梁、底架斜撑的左右两端焊接。

本发明的全承载式公交客车车身的底架上横梁33两端与左右侧墙的侧墙下纵梁26的焊接点、侧墙立柱29下端与左右侧墙的侧墙下纵梁26的焊接点，这两个点为同一焊接点；侧墙立柱29上端与侧窗下纵梁25的焊接点、侧窗立柱28下端与侧窗下纵梁25的焊接点，这两个点为同一个焊接点；侧窗立柱28上端与侧墙中纵梁24的焊接点、侧窗小立柱27下端与侧墙中纵梁24的焊接点，这两个点为同一个焊接点；侧窗小立柱27上端与侧墙上纵梁23的焊接点、车顶横梁31两端与侧墙上纵梁23的焊接点，这两个点为同一个焊接点；侧墙立柱29下端与侧墙下纵梁26的焊接点、侧墙立柱29上端与侧窗下纵梁25的焊接点、侧墙小立柱27下端与侧墙中纵梁24的焊接点、侧墙小立柱27上端与侧墙上纵梁23的焊接点，这四个点在同一平面内。左右侧墙4上各立柱和纵梁的焊接点、斜撑30两端的焊接点为同一个焊接点。左右侧墙上纵梁23、侧窗下纵梁25、侧墙下纵梁26采用异型材制成，其余的横梁、立柱、斜撑等采用矩形钢管制成。

本发明从后往前看，车顶骨架5、左侧墙骨架3、底架骨架6、右侧墙骨架4两端相连依次焊接，构成封闭的框架结构；从上往下看，前脸骨架1、左侧墙骨架3、后墙骨架2、右侧墙骨架4两端依次焊接，构成封闭的框架结构；从左往右看，前脸骨架1、底架骨架6、后墙骨架2、车顶骨架5两端依次焊接，构成封闭的框架结构。封闭的框架结构内部通过各焊接点，利用立柱、或纵梁、或横梁、或斜撑、或立柱、或其它刚性焊接件使整个框架结构前后贯通，上下相连，左右相接，骨架形成有效封闭的力环结构。若骨架中的右侧墙骨架4受撞击力，这样力将通过横梁、立柱、纵梁、斜撑等刚性构件以及各构件间的焊接点迅速地传递到车顶骨架5和底架骨架6部分，车顶骨架5和底架骨架6的力又通过各刚性构件传递到左侧墙骨架3，左侧墙骨架3上的力又通过车顶骨架5或底架骨架6回到右侧墙骨架4，这样左侧墙骨架3、右侧墙骨架4、车顶骨架5、底架骨架6全部参与受力，局部受到的撞击力在连续的传递过程中不断被分解。即该结构使整车在任何部位受力时能通过各部分间的有效连接将力传递分解到整个车身，避免局部过载导致车身骨架的强烈变形甚至侵犯乘客的生存空间。

本发明全承载式公交客车车身结构是按照等强度设计理念，采用有限元分析方法，结合实验数据和先前积累的经验，对原有车身结构进行分析、计算、改进后而形成的一种车身骨架结构，其车身各单片的典型应力分析如下表所示：

表1整车骨架满载弯曲工况应力和变形表

车身骨架钢材采用16Mn，该材料的屈服强度为345MPa，考虑汽车在行驶过程中动载荷的影响，动载系数在满载弯曲工况下的行业参考数据为2.5左右，则钢材的许用应力为138MPa。如上表所示，该车应力在强度极限范围内，强度要求符合GB 11381-89客车顶部静载实验方法中规定的相关标准。该车整车各部分的变形均在刚度要求范围内，满足设计的要求。

综上所述，本发明能在保证车身具有可站立的大乘客空间的前提下充分保证车身骨架强度，且结构便于设计低地板和低入口结构形式。

Claims (5)

1.一种全承载式公交客车车身结构，其特征在于：车身包括由纵梁、横梁、立柱、斜撑构成的前脸骨架、后墙骨架、左右侧墙骨架、车顶骨架和底架骨架，其中

前脸骨架包括有：前脸风挡左上止口、前脸风挡左下止口、前脸风挡右上止口、前脸风挡右下止口、前脸上弧梁、前脸中弧梁、风挡下止口、风挡下弧梁、前脸下弧梁、前脸左立柱和前脸右立柱；前脸上弧梁的左右两端分别与前脸风挡左上止口、前脸风挡右上止口的上端焊接；前脸中弧梁的左端与前脸左上止口的下端、前脸左下止口的上端焊接，前脸中弧梁的右端与前脸右上止口的下端、前脸右下止口的上端焊接；风挡下弧梁、风挡下止口并行布置，左右两端分别与前脸左右风挡下止口的下端焊接；前脸左立柱、前脸右立柱的上端与风挡下弧梁焊接，下端与前脸下弧梁焊接；

后墙骨架包括有：后墙左立柱、后墙右立柱、后墙上弧梁、后墙下弧梁和后墙角弧梁；后墙上弧梁的左右两端分别与后墙角弧梁的上端焊接；后墙下弧梁的左右两端分别与后墙左右立柱的下端焊接；后墙角弧梁的下端分别与后墙左右立柱的上端焊接；

左右侧墙骨架包括有：侧墙上纵梁、侧墙中纵梁、侧窗下纵梁、侧墙下纵梁、侧窗立柱、侧窗小立柱、侧墙立柱和斜撑；侧窗小立柱的上下两端分别与侧墙上纵梁、侧墙中纵梁焊接；侧窗立柱的上下两端分别与侧墙中纵梁、侧窗下纵梁焊接；侧墙立柱的上下两端分别与侧窗下纵梁、侧墙下纵梁焊接；斜撑两端与纵梁或立柱焊接；

车顶骨架包括有：车顶横梁和车顶纵梁；车顶纵梁的前后两端分别与车顶横梁焊接；

底架骨架由底架上横梁、底架下横梁、底架立柱和底架斜撑构成，底架骨架上的底架立柱上端与底架上横梁焊接，下端与底架下横梁焊接；底架斜撑的内端与底架下横梁的外端焊接；

前脸骨架的左右两端分别与左右侧墙的前端焊接，前脸骨架的上端与车顶骨架的前端焊接，前脸骨架的下端与底架的前端焊接；后墙骨架的左右两端分别与左右侧墙的后端焊接，后墙骨架的上端与车顶骨架的后端焊接；车顶骨架的左右两端分别与左右侧墙骨架的上端焊接；底架上横梁的左右两端分别与左右侧墙骨架的下端焊接。

2.根据权利要求1所述的一种全承载式公交客车车身结构，其特征在于车顶横梁的左右两端分别与左右侧墙的侧墙上纵梁焊接，车顶前端的横梁通过连接件与前脸骨架中的前脸上弧梁焊接，车顶后端的横梁通过连接件与后墙骨架的后墙上弧梁焊接。

3.根据权利要求1所述的一种全承载式公交客车车身结构，其特征在于前脸骨架的前脸风挡左上止口、前脸风挡左下止口与左侧墙骨架前端的侧墙立柱焊接，前脸风挡右上止口、前脸风挡右下止口与右侧墙骨架前端的侧墙立柱焊接，前脸上弧梁、前脸中弧梁、风挡下止口、风挡下弧梁、前脸下弧梁的左右两端分别与左右侧墙前端的侧墙立柱焊接，前脸下弧梁通过连接件与底架前端横梁焊接。

4.根据权利要求1所述的一种全承载式公交客车车身结构，其特征在于左右侧墙后端的侧墙立柱通过连接件与后墙骨架的后墙左右立柱焊接；左右侧墙的侧墙下纵梁与底架上横梁的左右两端、底架斜撑的外端焊接。

5.根据权利要求1所述的一种全承载式公交客车车身结构，其特征在于底架上横梁两端与左右侧墙的侧墙下纵梁的焊接点、侧墙立柱下端与左右侧墙的侧墙下纵梁的焊接点，这两个点为同一焊接点；侧墙立柱上端与侧窗下纵梁的焊接点、侧窗立柱下端与侧窗下纵梁的焊接点，这两个点为同一个焊接点；侧窗立柱上端与侧墙中纵梁的焊接点、侧窗小立柱下端与侧墙中纵梁的焊接点，这两个点为同一个焊接点；侧窗小立柱上端与侧墙上纵梁的焊接点、车顶横梁两端与侧墙上纵梁的焊接点，这两个点为同一个焊接点；侧墙立柱下端与侧墙下纵梁的焊接点、侧墙立柱上端与侧窗下纵梁的焊接点、侧墙小立柱下端与侧墙中纵梁的焊接点、侧墙小立柱上端与侧墙上纵梁的焊接点，这四个点在同一平面内，左右侧墙上的立柱和纵梁的焊接点、斜撑两端与立柱或纵梁的焊接点为同一个焊接点。

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