CN103085898A

CN103085898A - 中轮转向铰接式brt公交车

Info

Publication number: CN103085898A
Application number: CN2013100421858A
Authority: CN
Inventors: 那景新; 李婷婷; 高剑峰; 张苹苹; 袁正; 关丹丹; 王童; 杨志超; 刘玉; 郭新宇
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: CN103085898B

Abstract

本发明涉及客车结构设计领域，发明一种新型铰接式客车结构形式。中轮转向铰接式BRT公交车由前后两段即主车（1）和副车（2）组成，前轮（6）和中轮（7）位于主车（1），后轮（8）位于副车（2），主车（1）和副车（2）之间使用拉式铰接盘（4）和软篷（3）连接，副车（2）长度不小于主车（1）长度，将前轮（6）设置为驱动轮，中轮（7）设置为转向轮，发动机（5）前置。主车（1）前桥后端到副车（2）车尾采用低地板，所述的前桥采用普通驱动桥，转向桥和后桥采用低地板车桥。本发明减小了铰接式客车的转弯通道宽度，从而减少了BRT系统的专用道占地面积，节约了道路资源。此外，由于本发明可以用拉式铰接盘替代推式铰接盘，前桥用普通驱动桥替代低地板车桥，从而显著降低了制造成本。

Description

中轮转向铰接式BRT公交车

技术领域

本发明涉及客车结构设计领域，发明一种新型铰接式客车结构形式。

技术背景

由于机动车发展过快，导致能源紧缺、能源价格昂贵，城市交通日益拥堵，城市环境恶化，快速公交系统被国际公认是应对上述城市交通问题的有效手段。我国城市公共交通事业正在快速发展，在“公交优化”政策的引导下，随着城镇化的加快，公交市场化改革的进行，绿色公交及公交一体化的发展，新的公交方式如BRT（大容量快速地面交通）等，使城市客车快速发展、科技含量迅速提高，从而推动了我国城市公共交通实现基本现代化。具有高效、节能、环保特点的快速公交系统（BRT）是我国城市交通发展的必然产物。

铰接式客车（图1）的结构特点：铰接式客车是由铰接装置相连接且互相连通、乘客可在其间走动的两个刚性车厢体所组成的客车。铰接式客车可以满足大容量快速地面交通的需要。同时，近期国家对大容量快速交通系统（BRT）的规划建设，使铰接式客车正越来越受到各大汽车厂家的青睐。目前开发的铰接式客车多为18m大容量的铰接客车，如图5所示，传统的铰接式客车前轮转向，前后两车厢由一个灵活的铰接盘连接在一起。传统铰接式客车应用于BRT系统所需要的转弯通道宽度较大，占用较多的交通空间。对于发动机后置的客车结构，需要使用高成本的推式铰接盘。对于全承载式低地板的客车结构，前桥需要使用低地板车桥。

发明内容

本发明的目的是减小铰接式BRT公交客车需要的转弯通道宽度，提出了一种中轮转向、发动机前置、前轮驱动的全承载式低地板铰接式客车。

结合附图，说明如下：

中轮转向铰接式BRT公交车由前后两段即主车1和副车2组成，前轮6和中轮7位于主车1，后轮8位于副车2，

将前轮6设置为驱动轮，中轮7设置为转向轮，发动机5前置，所述的主车1和副车2之间使用拉式铰接盘4和软篷3连接，副车2长度不小于主车1长度。

所述的发动机5纵置于前悬部位，发动机5中心位置位于前轴前方1.2-2.5米处。

所述的副车2长度与主车1长度的比值在1.0~1.5范围内。

所述的前桥采用普通驱动桥，转向桥和后桥采用低地板车桥，转向桥在主车1后部，即整车的中部，主车1前桥后端到副车2车尾采用低地板设计。

所述的前桥和后桥的车桥系统分别由四个轮胎、四个空气弹簧组成，并且设置有横向稳定杆；转向桥的车桥系统由两个轮胎、两个空气弹簧组成。

所述的主车1在前桥以后布置一个车门，副车2上布置两个车门。

有益效果：本发明减小了铰接式客车的转弯通道宽度，从而减少了BRT系统的专用道占地面积，节约了道路资源。此外，由于本发明可以用拉式铰接盘替代推式铰接盘，前桥用普通驱动桥替代低地板车桥，从而显著降低了制造成本。另外，前桥两端用双轮胎，增大了与地面的接触面积，提高了客车的制动性能。

附图说明：

图1：传统铰接式客车的侧面示意图

图2：中轮转向铰接式客车侧面示意图

图3：中轮转向铰接式客车底架俯视示意图

图4：本发明涉及的主要尺寸参数示意图

图5：前轮转向铰接式客车转弯示意图

图6：中轮转向铰接式客车转弯示意图

其中：1、主车 2、副车 3、软篷 4、铰接盘 5、发动机 6、前轮即驱动轮 7、中轮即转向轮 8、后轮

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明。

本方案提出的中轮转向铰接式BRT公交客车，如图2、3所示由前后两段组成，前段称为主车1，后段称为副车2，副车2长度不小于主车1长度。前轮6和中轮7位于主车1，后轮8位于副车2。该铰接式客车中轮7转向，前轮6驱动，发动机5纵置于客车的前悬部分，主车1和副车2之间用一个拉式铰接盘4和软篷3连接。中桥（转向桥）的悬架系统由两个轮胎、两个空气弹簧组成。前桥（驱动桥）和后桥的车桥系统分别由四个轮胎、四个空气弹簧组成，并且设置有横向稳定杆。转向桥在主车1后部，即整车的中部。该客车是全承载式低地板铰接式客车，主车1前桥（驱动桥）后端到副车2车尾采用低地板，一级踏步，车门处通道平坦。驱动桥采用普通驱动桥，转向桥和后桥采用低地板车桥。由于驱动桥以后采用低地板结构，因此不在驱动桥以前布置车门，主车1在驱动桥以后布置一个车门，方便驾驶员和乘客上下车，副车2上布置两个车门，根据实际需要，将车门布置在车身左侧或右侧，也可以双侧布置车门。

前桥两端用双轮胎，增大了与地面的接触面积，提高了客车的制动性能。

该铰接式客车发动机前置，它与发动机后置的铰接式客车相比，在采用低地板方案时，发动机后置的客车对铰接盘的要求很高，需要使用推式铰接盘，而发动机前置时，可以用普通拉式铰盘以较低的成本实现铰接式客车的低地板结构。拉式铰盘比推式铰盘可节省大约15万元左右，节省约60%的费用。该铰接式客车发动机纵置于前悬，从主车前桥后端到副车车尾采用低地板，因此，前桥可以采用普通驱动桥，不必使用低地板车桥，可节省5万元左右的成本。据此，一台铰接式客车可以节省20万元左右的费用，若以每年生产该铰接式客车200台计算，一年可以节省4000万左右的费用。

申请人在结构设计过程中，与有限元分析相结合，对车身静态强度和刚度进行了分析，提高了结构方案的可靠性。

中轮转向的铰接式BRT公交客车右侧面如附图2所示，其中：C是前悬长度，L是前轴和中轴之间的轴距，D是中轴到铰盘中心的距离，E是后轴到铰盘中心的距离，F是后悬长度。

本方案中使用的主要尺寸参数如附图4所示，其中：C是前悬长度，L是前轴和中轴之间的轴距，D是中轮轴到铰盘中心的距离，E是后轮轴到铰盘中心的距离，K是整车宽度。

中轮转向铰接式BRT公交客车的转弯情况如附图6所示，其中：1是主车，2是副车,铰接式客车在转弯时转向轮外轮、前轮和副车上的后轮都应该绕同一中心点O转弯。R是车辆最外点在地面上的投影所形成的外圆周轨迹半径，r是车辆最内侧部位在地面上的投影所形成的内圆周轨迹半径，R与r的差值即为所求的转弯通道宽度A，A＝R－ｒ。本发明方案中，由于发动机前置，将前悬适当加大。客车转向时的车辆最外点位于软篷处，车辆最内点的位置取决于轴距等相关尺寸的确定。若前轴到铰盘中心的距离L+D小于后轴到铰盘中心的距离E时，根据几何关系可以证明，ｒ’>ｒ，车辆最内点位于后轴中心线位置的车辆内侧；若前轴到铰盘中心的距离L+D等于后轴到铰盘中心的距离E时，根据几何关系可以证明，ｒ=ｒ’，车辆最内点位于前轴和后轴中心线位置的车辆内侧；若前轴到铰盘中心的距离L+D大于后轴到铰盘中心的距离E时，根据几何关系可以证明，ｒ’<ｒ，车辆最内点位于前轴中心线位置的车辆内侧。

根据GB1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值，汽车列车（不计具有作业功能的专业装置的突出部分）必须能在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径D₁为25.00米，车辆通道圆的内圆直径D₂为10.60米。

以常见的18米铰接式客车为例，用下述实施例对本发明做进一步说明。以车辆通道圆的外圆直径25.00米的一半12.50米作为车辆最外点的转弯半径R，参考现有铰接式客车的尺寸参数，实施例中取客车的主要尺寸参数如下（单位：米）：前悬长度C=3.00，前轴和中轴的轴距L=4.00，中轮轴到铰盘中心距离D=1.50，后轮轴到铰盘中心距离E=5.50，后悬长度F=4.00，整车宽度K=2.52。铰接式客车主车长度7.70米，副车长度8.70米，铰接盘中心到车头的长度8.50米，铰接盘中心到车尾的长度9.50米，客车总长度18.00米。

前轴到铰盘中心的距离L+D等于后轴到铰盘中心的距离E，根据几何关系，ｒ=ｒ’，车辆最内点位于前轴和后轴中心线位置的车辆内侧。

根据图6中的几何关系，计算出车辆最内侧部位在地面上的投影所形成的内圆周轨迹半径r=r’，从而求出转弯通道宽度A。

针对实施例的中轮转向铰接式客车，采用如下公式近似求出r的值：

(R-K/2)²＝(L+D)²+(r+K/2)²

r＝r’≈8.54米。

由A=R-r，得到A值约为3.96米。

对于尺寸参数与该方案取相同值的前轮转向的铰接式客车，根据图形几何关系解得的r约为6.14米，求得A约为6.36米。但实际上，前轮转向的一般铰接式客车的尺寸参数与这个方案有一定差别，据此，参考了SX6180E发动机后置铰接车，其转弯通道宽度A值为6.63米。本次提出的方案所需的转弯通道宽度减小了大约2.50米，达到了减小转弯通道宽度的目的。

当减小转弯通道宽度2.50米时，若以单程15公里、弯道率5%的路程计算，往返可节约道路面积3750平方米。

此外，可计算证明，采用中轮转向方案的铰接式客车的转向轮外轮转角比尺寸参数取相同值的前轮转向的铰接式客车有所减小。

Claims

1.中轮转向铰接式BRT公交车由前后两段即主车（1）和副车（2）组成，前轮（6）和中轮（7）位于主车（1），后轮（8）位于副车（2），其特征在于：

将前轮（6）设置为驱动轮，中轮（7）设置为转向轮，发动机（5）前置，主车（1）和副车（2）之间使用拉式铰接盘（4）和软篷（3）连接，副车（2）长度不小于主车（1）长度。

2.根据权利要求1中所述的中轮转向铰接式BRT公交车，其特征在于：

所述的发动机（5）纵置于前悬部位，发动机（5）中心位置位于前轴前方1.2-2.5米处。

3.根据权利要求1中所述的中轮转向铰接式BRT公交车，其特征在于：

所述的副车（2）长度与主车（1）长度的比值在1.0~1.5范围内。

4.根据权利要求1中所述的中轮转向铰接式BRT公交车，其特征在于：

所述的前桥采用普通驱动桥，转向桥和后桥采用低地板车桥，转向桥在主车（1）后部，即整车的中部，主车（1）前桥后端到副车（2）车尾采用低地板设计。

5.根据权利要求4中所述的中轮转向铰接式BRT公交车，其特征在于：

前桥和后桥的车桥系统分别由四个轮胎、四个空气弹簧组成，并且设置有横向稳定杆；转向桥的车桥系统由两个轮胎、两个空气弹簧组成。

6.根据以上任一权利要求所述的中轮转向铰接式BRT公交车，其特征在于：

所述的主车（1）在前桥以后布置一个车门，副车（2）上布置两个车门。