CN103395446A - 一种平行三桁架式全承载客车车身结构 - Google Patents

Abstract

一种平行三桁架式全承载客车车身结构，与车身坐标系xoz坐标面平行的格栅底架中部承载区（1），简称中桁架，由车身最前端贯通到最后端的带斜撑的桁架结构构成，与车身左侧围的承载区（6），简称左桁架和右侧围的承载区（7），简称右桁架，形成三桁架式整体抗弯承载结构；普通立式发动机（2）中偏置于车身中部与乘客门同侧。该车身结构整体受力更加协调，整体刚度、强度性能得到了较大提高；车身各部分结构材料承载利用率提高、轻量化效果明显；车内空间的利用连续性好，载客容量、行李舱容量等相比传统客车明显增加。

Description

一种平行三桁架式全承载客车车身结构

技术领域

本发明涉及一种平行三桁架式全承载客车车身结构的创新结构型式。

背景技术

全承载客车车身结构是一种由格栅底架和车身骨架组成的可承受全部载荷的客车车身空间结构形式，亦称“客车承载式车身”。采用全承载车身结构比采用非承载车身和半承载车身结构理论上应具有低重量、高刚度、高安全性、高燃油经济性、良好舒适性等优点，是客车车身结构发展的主流方向。为提高大型公路旅游客车的安全性,GB7258-2012《机动车安全技术条件》规定车长大于11m的公路客车和旅游客车及所有卧铺客车，车身应为全承载整体框架结构。

客车行驶过程中，车身主要承受沿汽车坐标系Z轴方向的弯曲载荷及绕X轴的扭转载荷，根据理论计算分析，现有的全承载车身结构，弯曲载荷主要由侧围承担，格栅底架抗弯能力有限。按照该载荷分布规律，可以看出，因受行李舱容积的限制，不能像侧围中部蒙皮区那样在车身坐标系xoz坐标面平行的两个面的矩形框架对角线方向设置斜撑杆件，这样格栅底架在受到垂直向下的弯曲载荷作用时，主要靠矩形钢管的弯曲变形来抵抗弯曲载荷，由于小截面杆件承受弯曲载荷的能力很差，因而大大降低格栅底架的弯曲载荷承载能力，降低了骨架结构材料的承载利用率，限制了结构轻量化潜力。

发明内容

本发明提出一种新型全承载客车车身结构，致力于减轻车身重量、提高承载容量的同时，提高整车结构的各项主要性能。

结合附图，说明如下：

一种平行三桁架式全承载客车车身结构，与车身坐标系xoz坐标面平行的格栅底架中部承载区1，简称中桁架，由车身最前端贯通到最后端的带斜撑的桁架结构构成，与车身左侧围的承载区6，简称左桁架和右侧围的承载区7，简称右桁架，形成三桁架式整体抗弯承载结构；普通立式发动机2中偏置于车身中部与乘客门同侧。

所述的中桁架1结构，位于乘客区地板以下，与左、右桁架共同承担车辆行驶时车身承担的主要弯曲载荷。

所述的普通立式发动机2，布置于前、后轴之间与乘客门同侧，整体安装高度低于乘客区地板平面。

所述的备胎3布置于整车最后端，后围内侧。

前乘客门8和后乘客门9分别设置于侧围最前端和最后端，确保车身右侧围两乘客门之间为一整体连续的承载结构。

本发明的有益效果主要体现在以下方面：

1、格栅底架在车身对称面上从前到后设计成一整体桁架结构（中桁架结构），明显提高了格栅底架的弯曲承载能力，降低侧围的承载负担，在轻量化格栅底架同时，为轻量化车身外围结构设计提供了可能，从而为实现整车结构轻量化设计提供了新的思路。

2、设置中桁架结构，提高了整车的弯曲刚度特性，改善整车模态频率，对提高整车乘坐舒适性具有重要意义。

3、乘客门分别设置于车身的最前端和最后端，确保车身右（或左）侧围两乘客门之间为一整体连续的承载结构，同时该种布置不受车内乘客座椅布置的影响，整车结构设计均不须变更，全车结构封闭环始终可以形成，对提高整车结构的侧翻安全性和简化工程设计工作量都具有重要意义，同时有利于提高车辆发生交通事故时乘客撤离的速度。

4、可采用普通立式发动机，与卧式发动机相比，整车成本及后续维护成本降低，且选择范围更加广泛，可提高车型开发的成功性。

6、发动机布置于前后轴之间，可提高整车在行驶时前后轴轴荷的分配稳定性，确保前轴转向轮轴荷的稳定，提高了车型高速行驶时的操控稳定性。

7、发动机布置于中间与乘客门同侧，根据车内空间的附件及乘客座椅的分布，发动机与乘客门同侧有利于实现整车左右侧轴荷的平衡，提高整车侧倾稳定性。

8、动力总成及附件安装于车身中部区域，该区域空间规则，便于NVH研究理论模型的建立，易于隔声减振处理，为改善整车乘坐舒适性提高提供了可能。

9、后门踏步分垂直车身纵向（后踏步一）和平行车身纵向（后踏步二）两个部分，共设置六级踏步，其中后踏步一设置四级踏步，后踏步二设置两级踏步。这种踏步设置在不影响车内使用空间的同时，增加了踏步深度和降低每一级踏步高度，提高了乘客上下车的效率和安全性。

10、备胎布置于整车最后端，后围内侧，在增加行李舱同时，对提高车辆后部抗撞性能也具有重要意义。

附图说明：

图1为本发明车身整体骨架三维示意图；

图2为本发明所提三桁架结构示意图；

图3为本发明车身结构格栅底架侧视图----中桁架；

图4为本发明车身结构左侧围侧视图----左桁架；

图5为本发明车身结构右侧围侧视图----右桁架；

图6为本发明车身结构乘客地板示意图；

图7为本发明车身结构行李舱地板示意图；

图8为本发明车身结构格栅底架横断面示意图。

图中：1、格栅底架承载区----中桁架；2、普通立式发动机；3、备胎；4、乘客区中部

地板纵梁；5、行李舱中部地板纵梁；6、左侧围承载区----左桁架；7、右侧围承载区----

右桁架；8、前乘客门；9、后乘客门；10、后踏步一；11、后踏步二；12、卫生间。

具体实施方式：

结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

本方案所提出的一种平行三桁架式全承载客车车身结构，整车结构全采用小截面杆件拼焊而成。整车骨架如图1所示，三桁架结构概念如图2、图3、图4及图5所示结构构成。与车身坐标系xoz坐标面平行的中桁架为贯通车身前后的带斜撑的桁架结构，与左桁架6和右桁架7构成三桁架式整体抗弯承载结构，使整车具有极强的抗弯承载能力。

本方案所提出的一种平行三桁架式全承载客车车身结构，平行三桁架之间通过乘客区地板、行李舱地板及格栅底架横断面形成的结构连接，形成抗弯和抗扭结构，使车身具有极强的抗扭能力，如图4、5、6所示。

前乘客门8和后乘客门9分别设置于侧围最前端和最后端，确保车身右侧围两乘客门之间为一整体连续的承载结构，如图5所示。（说明：对右置方向客车，乘客门设置于左侧围，其它描述同该条）。

后门踏步分垂直车身纵向和平行车身纵向两个部分，共设置六级踏步，其中垂直车身纵向部分设置四级踏步（后踏步一）10，平行车身纵向设置两级踏步（后踏步二）11。这种踏步设置在不影响车内使用空间的同时，增加了踏步深度和降低每一级踏步高度，提高了乘客上下车的效率和安全性，如图7所示。

卫生间12布置于整车的最后端，与后踏步分别置于车身左右两侧，低于乘客地板高度，独立于乘客区之外，保证了乘客区地板的连贯性，提高了乘客区的舒适度，同时基于本发明的设计结构布置方式，进出卫生间通道更加方便，且卫生间本身的内部空间布置也将更舒适，如图4所示。

动力总成选择普通立式发动机，布置后轴前方与乘客门同侧的两个行李舱的位置，整体安装高度低于乘客区地板平面，利用该两行李舱的前、后断面结构及格栅底架中部承载区结构形成动力总成的安装结构，如图6所示。

备胎布置于整车尾部，充分利用整车的结构空间，如图7所示。

中部行李舱区格栅底架横断面结构，如图8所示。

申请人根据本发明设计了一款车长度12米的带两个乘客门和卫生间的公路旅游客车，整车结构图如图1所示。该车车身骨架结构质量仅为2.2吨，而同等载客量的传统公路客车车身骨架质量大多为3吨左右。若采用超高强材料，车身轻量化程度可以进一步增加。

Claims (5)

1.一种平行三桁架式全承载客车车身结构，其特征在于：与车身坐标系xoz坐标面平行的格栅底架中部承载区（1），简称中桁架，由车身最前端贯通到最后端的带斜撑的桁架结构构成，与车身左侧围的承载区（6），简称左桁架和右侧围的承载区（7），简称右桁架，形成三桁架式整体抗弯承载结构；普通立式发动机（2）中偏置于车身中部与乘客门同侧。

2.根据权利要求1所述的一种平行三桁架式全承载客车车身结构，其特征在于：所述的中桁架（1），位于乘客区地板以下，与左、右桁架共同承担车辆行驶时车身承担的主要弯曲载荷。

3.根据权利要求1所述的一种平行三桁架式全承载客车车身结构，其特征在于：所述的普通立式发动机（2），布置于前、后轴之间与乘客门同侧，整体安装高度低于乘客区地板平面。

4.根据权利要求1所述的一种平行三桁架式全承载客车车身结构，其特征在于：所述的备胎（3）布置于整车最后端，后围内侧。

5.根据权利要求1所述的一种平行三桁架式全承载客车车身结构，其特征在于：前乘客门（8）和后乘客门（9）分别设置于侧围最前端和最后端，确保车身右侧围两乘客门之间为一整体连续的承载结构。

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