CN111319679A - 客车及其车身骨架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种客车及其车身骨架，车身骨架包括两个前后方向延伸的顶纵梁，两个顶纵梁后端连接有后横梁，顶纵梁上连接有从后向前间隔布置的末封闭环和末二封闭环，末封闭环包括末顶横梁，末二封闭环包括末二顶横梁，顶纵梁上部且位于末二封闭环与末封闭环之间连接有横垫梁，横垫梁不高于末二顶横梁、高于末顶横梁，横垫梁、末顶横梁以及后横梁高度依次降低而使三者的上端部连线构成从前到后逐渐向下倾斜延伸的帽檐安装轮廓线，将车顶后端设置为类似于楔形下压的结构，从而使客车在行驶的过程中车体的后方形成的负压区范围减小，相应的车体受到来自负压区的吸附力减小，客车所受风阻有效降低。

Description

客车及其车身骨架

技术领域

本发明涉及上部结构分总成领域，特别是涉及一种车身骨架，还涉及一种具有该车身骨架的客车。

背景技术

客车由于车身高大、方正的特点，其在高速行驶时受到的空气阻力消耗着一半以上的燃油。为了降低客车油耗，需要在低风阻设计上下大量功夫。

空气动力学技术利用实验或仿真手段，寻找最佳的客车车身、附件结构，降低车辆行驶时受到的空气阻力。但由于受到客车工艺影响，客车中段结构（第一立柱至末立柱）是一个等截面的形状，同时为了提升同样车长下的车内空间，前后围的厚度做的越来越薄。

而现有技术中的车身骨架有多个立柱和横梁构成，具体结构如图1和图2所示，顶盖总成包括位于车身顶部布置的两根前后方向延伸的顶纵梁1，后围总成包括在车身的最后侧布置的两根竖立设置并与顶纵梁1连接的后围立柱，后围立柱所在车身前后方向位置处设置有末顶横梁32、底部具有底横梁，其中后围立柱为末立柱31，末立柱31、顶横梁和底横梁整体合围形成了末封闭环3，而位于末立柱31前侧的封闭环为末二封闭环2，对应的末二封闭环2具有两侧的末二立柱21、顶部的末二顶横梁22等。而众所周知的是，对于客车来说，末封闭环3的主要作用是在其中部位置承载地板，顶部位置承载蒙皮，同时还需要承载后风窗等附件结构，而末二封闭环2的主要作用除了承载地板和蒙皮之外，还需要对位于末二封闭环2和末封闭环3之间的尾部附件如发动机、控制器起到支撑承载作用，因此，车身骨架上设置的末封闭环3和末二封闭环2需要具备较强的强度。车身骨架上位于末封闭环3的后方还具有连接在两根纵纵梁的后横梁4，在实际的装配过程中，顶蒙皮从前到后仅仅连接到末顶横梁32处。一般为了降低整车的后侧风阻，在整车装配时位于后横梁4的上端与末顶横梁32之间形成有用于降低风阻的结构，该结构从末顶横梁32向后延伸至后横梁4上，且从前向后逐渐向下压而形成近似楔形结构，由于其外形与帽檐的结构一致，因此该结构也称为后帽檐5，但是后帽檐的尺寸仅仅是末封闭环后部的空间，这个尺寸一般在150-270mm之间，这与整车8-12m相比，后帽檐的长度太小，即使做出很好的导流结构，对风阻的降低效果也较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车身骨架，以解决现有技术中的车身骨架后帽檐尺寸较小，风阻降低效果差的问题；本发明的目的还在于提供一种具有该车身骨架的客车。

为实现上述目的，本发明车身骨架的技术方案是：

车身骨架包括两个左右间隔布置并均沿前后方向延伸的顶纵梁，两个顶纵梁后端连接有后横梁，顶纵梁上连接有从后向前间隔布置的末封闭环和末二封闭环，末封闭环包括连接在两个顶纵梁上部的末顶横梁，末二封闭环包括连接在两个顶纵梁上部的末二顶横梁，所述顶纵梁上在其上侧位置且位于末二封闭环与末封闭环之间连接有横垫梁，横垫梁不高于末二顶横梁、且高于末顶横梁，横垫梁、末顶横梁以及后横梁高度依次降低而使三者的上端部连线构成从前到后逐渐向下倾斜延伸的帽檐安装轮廓线。

有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的车身骨架，通过在末二封闭环与末封闭环之间设置垫梁，通过横垫梁的布置能够顶蒙皮的后端位置缩短到横垫梁上，由于横垫梁高于末顶横梁，因此由横垫梁处向后至后横梁处构成从前到后逐渐向下倾斜延伸的帽檐安装轮廓线，这样设置能够实现将车顶后端设置为类似于楔形下压的结构，从而使客车在行驶的过程中车体的后方形成的负压区范围减小，相应的车体受到来自负压区的吸附力减小，客车所受风阻有效降低。进一步的，采用在末二封闭环与末封闭环之间设置横垫梁，从横垫梁处向后设置后帽檐，增加了后帽檐的长度尺寸，能够起到较优的风阻降低效果，而且能够尽量减小对车内空间的影响，同时变相的增加了后围的厚度，为空气动力学优化提供较大了空间，并且垫梁之前的大顶仍然可以采用涨拉蒙皮，对现有工艺无影响。

进一步的，为了降低风阻，保证后帽檐安装轮廓线的长度，车身骨架前后长度为8-12m，末封闭环与横垫梁之间间距为200-400mm。结合车身骨架的长度以及后帽檐的下压角度，该间距尺寸在空气动力学检测试试验过程中具有较优的降风阻效果。

进一步的，为了进一步降低风阻，且避免减少后围内部空间，末顶横梁与横垫梁高度差为40-100mm。

进一步的，为了达到更优化的风阻降低效果，横垫梁与末顶横梁之间间距为横垫梁与后横梁的水平距离的0.75倍，末顶横梁与横垫梁高度差为60mm。

进一步的，为了优化风阻降低效果，帽檐安装轮廓线为背向顶横梁外凸的弧形线。

进一步的，为了方便对流体的引导，横垫梁与末二顶横梁齐平以使顶蒙皮与后帽檐平滑过渡连接。

进一步的，为了风阻减低效果的最优，帽檐安装轮廓线的后端部的切线与前端部的切线之间的夹角为7-20°。

进一步的，为方便加工，节省成本，横垫梁的前后厚度小于末顶横梁的厚度。

本发明客车的技术方案是：

客车包括车身骨架和设置在车身骨架顶部的顶蒙皮，车身骨架包括两个相对左右间隔布置并均沿前后方向延伸的顶纵梁，两个顶纵梁后端连接有后横梁，顶纵梁上连接有从后向前间隔布置的末封闭环和末二封闭环，末封闭环包括连接在两个顶纵梁上部的末顶横梁，末二封闭环包括连接在两个顶纵梁上部的末二顶横梁，所述顶纵梁上在其上侧位置且位于末二封闭环与末封闭环之间连接有横垫梁，横垫梁不高于末二顶横梁、且高于末顶横梁，横垫梁、末顶横梁以及后横梁高度依次降低而使三者的上端部连线构成从前到后逐渐向下倾斜延伸的帽檐安装轮廓线，车身骨架上还设有位于顶蒙皮的后侧、并沿帽檐安装轮廓线延伸的后帽檐。

有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的客车，同时在车身骨架的末二封闭环与末封闭环之间设置垫梁，通过横垫梁的布置能够顶蒙皮的后端位置缩短到横垫梁上，由于横垫梁高于末顶横梁，因此由横垫梁处向后至后横梁处构成从前到后逐渐向下倾斜延伸的帽檐安装轮廓线，这样设置能够实现将车顶后端设置为类似于楔形下压的结构，从而使客车在行驶的过程中车体的后方形成的负压区范围减小，相应的车体受到来自负压区的吸附力减小，客车所受风阻有效降低。进一步的，采用在末二封闭环与末封闭环之间设置横垫梁，从横垫梁处向后设置后帽檐，增加了后帽檐的长度尺寸，能够起到较优的风阻降低效果，而且能够尽量减小对车内空间的影响，同时变相的增加了后围的厚度，为空气动力学优化提供较大了空间，并且垫梁之前的大顶仍然可以采用涨拉蒙皮，对现有工艺无影响。进一步的，为了降低风阻，保证后帽檐安装轮廓线的长度，末封闭环与横垫梁之间间距为200-400mm。

进一步的，为了进一步降低风阻，且避免减少后围内部空间，车身骨架前后长度为8-12m，末顶横梁与横垫梁高度差为40-100mm。结合车身骨架的长度以及后帽檐的下压角度，该间距尺寸在空气动力学检测试试验过程中具有较优的降风阻效果。

进一步的，为了达到更优化的风阻降低效果，横垫梁与末顶横梁之间间距为横垫梁与后横梁的水平距离的0.75倍，末顶横梁与横垫梁高度差为60mm。

进一步的，为了优化风阻降低效果，帽檐安装轮廓线为背向顶横梁外凸的弧形线。

进一步的，为了方便对流体的引导，横垫梁与末二顶横梁齐平以使顶蒙皮与后帽檐平滑过渡连接。

进一步的，为了风阻减低效果的最优，帽檐安装轮廓线的后端部的切线与前端部的切线之间的夹角为7-20°。

进一步的，为方便加工，节省成本，横垫梁的前后厚度小于末顶横梁的厚度。

进一步的，为了使气流在后帽檐尾部顺畅分离，避免相互干扰，最大程度上降低风阻，后帽檐上位于后横梁的位置处具有后凸的棱角结构。

附图说明

图1为现有技术中车身骨架的结构示意图；

图2为图1中的车身骨架后部的放大结构示意图；

图3为本发明的车身骨架具体实施例的结构示意图；

图4为图3中的车身骨架后部的放大结构示意图；

图5为图3中的装配顶蒙皮和后帽檐的结构示意图；

图6为图3中的帽檐安装轮廓线的结构示意图；

附图标记说明：1-顶纵梁；2-末二封闭环；3-末封闭环；4-后横梁；5-后帽檐；21-末二立柱；22-末二顶横梁；31-末立柱；32-末顶横梁；6-末封闭环；7-帽檐安装轮廓线；8-横垫梁；9-顶蒙皮；10-后帽檐；11-棱角；61-末立柱；62-末顶横梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的车身骨架具体实施例，如图3至图5所示，定义车辆前进方向为前，车身骨架包括两根左右间隔布置且均沿前后方向延伸的顶纵梁1，顶纵梁1的后端连接有后横梁4。顶纵梁1上连接有从后向前间隔布置的末封闭环6和末二封闭环2，其中末封闭环6及其后侧部分构成后围骨架，末封闭环6包括两根左右并排间隔布置并上下延伸的末立柱61，两根末立柱61的上端连接有固定在顶纵梁1上部的末顶横梁62，末顶横梁62高于后横梁4的高度；末二立柱包括两根位于末立柱61前侧且左右间隔并排布置并上下延伸的末二立柱21，两根末二立柱21的上端连接有固定在顶纵梁1上部的末二顶横梁22。上述的末封闭环6和末二封闭环2形成车身骨架的一部分，并对车身骨架中的一些重要部件进行承载，因此要求其整体强度较高，单根梁的厚度较厚。

客车在正常行驶过程中，气流沿车身向后流动而在车体后方形成负压区，负压区给车体向后的吸附力，吸附力大小与负压区大小相关，而为了使客车在行驶过程中负压区范围减小，从而减小了负压区对车体的吸附力，使客车所受风阻降低，在本实施例中，将车身骨架的顶后部位置处设置为类似楔形下压的结构，从而减小客车后方的负压区范围。

具体的，顶纵梁1上位于末二封闭环2和末封闭环6之间连接有横垫梁8，横垫梁8的高度要高于末顶横梁62，这样设置能够由横垫梁8处至后横梁4处形成从前到后逐渐向下倾斜延伸的帽檐安装轮廓线7，实现将车顶后端设置为类似于楔形下压的结构，从而使客车在行驶的过程中车体的后方形成的负压区范围减小，相应的车体受到来自负压区的吸附力减小，客车所受风阻有效降低。进一步的，采用在末二封闭环2与末封闭环6之间设置横垫梁8，从横垫梁8处向后设置后帽檐10，增加了后帽檐10的长度尺寸，能够起到较优的风阻降低效果，而且能够尽量减小对车内空间的影响，同时变相的增加了后围的厚度，为空气动力学优化提供较大了空间，并且垫梁之前的大顶仍然可以采用涨拉蒙皮，对现有工艺无影响。

也就是说，在末顶横梁62和末二顶横梁22至今设置横垫梁8，在后期的装配过程中，顶蒙皮9采用拉涨工艺向后延伸至横垫梁8上，而从横垫梁8向后至后横梁4位置处布置楔形下压的后帽檐10，后帽檐10经过从前到后依次与横垫梁8、末顶横梁62以及后横梁4连接，这样能够将客车后方的负压区面积减小，较好的减小风阻。

实际制作时，横垫梁8与末二顶横梁22的高度一致，保证横垫梁8之前的顶蒙皮9仍然可以采用拉涨工艺，而且后围空间区域也不会扩大，车内空间也不会受到影响。同时将末顶横梁62的高度降低，形成从横垫梁8到后横梁4之间的近似楔形下压的帽檐安装轮廓线7，从横垫梁8处开始下压，进一步减小风阻，而且不会过度挤压车内空间，导致车体后部过低，给车内后排乘客造成不便。

一般来说，横垫梁8与末封闭环6距离越大，末顶横梁62降低的高度就可以越多，优选的将末顶横梁62的高度降低40-100mm，也就是末顶横梁62与横垫梁8的高度差为40-100mm，同时在末顶横梁62的前侧200-400mm处的位置连接横垫梁8，在实际使用时发现，帽檐安装轮廓线7相比于现有技术中的后横梁4到末顶横梁62之间的距离增加一倍以上时，整车风阻可以降低2-3％。最优选的方案是在横垫梁8与末顶横梁62之间间距为横垫梁8与后横梁4的水平距离的0.75倍时，末顶横梁62与横垫梁8高度差为60mm，此时风阻降低效果最优。若是再增加或减少横垫梁8与后横梁4之间的距离，则风阻降低效果会减弱。当然在其他实施例中，末顶横梁与横垫梁的高度差也可以为任意值，末封闭环与横垫梁之间间距可以为250mm等值，可以不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际的测试和操作任意选择，只要满足横垫梁高于末顶横梁即可。

在本实施例中，上述的末封闭环6和末二封闭环2由于需要承载其他附件，同时需要承担整车侧翻时的抗变形工作，这就需要保证末封闭环6和末二封闭环2均需要采用较大的截面尺寸来制作，但是，对于横垫梁8来说，由于其不是封闭环的组成部分，而且基本不需要承载重量和侧翻抗变形，因此，在本实施例中，横垫梁8的截面尺寸小于末顶横梁62的截面尺寸，优选为末顶横梁62的截面尺寸的一半，节省材料，方便加工，而且降低成本。当然，在其他实施例中，截面尺寸可以不做限定。

在本实施例中，横垫梁8的高度与末二顶横梁22的高度一致，这样布置是为了在后期的装配过程中，如图5所示，顶蒙皮9的后端能够与后帽檐10的前端平滑过渡，方便对流体的引导，对应的后帽檐10逐渐下压，形成顺流而下的结构。当然在其他实施例中，横垫梁也可以稍低于末二顶横梁。

同时在本实施例中，帽檐安装轮廓线7为背向末顶横梁62外外凸的弧形结构，使对应的后帽檐10结构更加平滑减小。当然，在其他实施例中，帽檐安装轮廓线也可以为斜直线。而且如图6所示，帽檐安装轮廓线7的后端部的切线与前端部的切线之间的夹角θ为7-20°，优选为13°，保证风阻降低效果的最优化。当然在其他实施例中，夹角也可以为靠近20°或7°的其他值。

同时在本实施例中，后横梁4上连接有向下延伸的后立柱，后立柱的布置位置能够满足后帽檐10安装时后帽檐10的位于后横梁4的位置处具有后凸的棱角11。这样能使气流在后帽檐10尾部顺畅分离，避免相互干扰，最大程度上降低风阻。

本发明所涉及的客车的实施例，客车包括车身骨架和设置在车身骨架顶部的顶蒙皮，车身骨架的结构与上述的车身骨架的实施例中的结构一致，不再详细展开。

Claims (10)

1.车身骨架，包括两个左右间隔布置并均沿前后方向延伸的顶纵梁，两个顶纵梁后端连接有后横梁，顶纵梁上连接有从后向前间隔布置的末封闭环和末二封闭环，末封闭环包括连接在两个顶纵梁上部的末顶横梁，末二封闭环包括连接在两个顶纵梁上部的末二顶横梁，其特征在于：所述顶纵梁上在其上侧位置且位于末二封闭环与末封闭环之间连接有横垫梁，横垫梁不高于末二顶横梁、高于末顶横梁，横垫梁、末顶横梁以及后横梁高度依次降低而使三者的上端部连线构成从前到后逐渐向下倾斜延伸的帽檐安装轮廓线。

2.根据权利要求1所述的车身骨架，其特征在于：车身骨架前后长度为8-12m，末封闭环与横垫梁之间间距为200-400mm。

3.根据权利要求2所述的车身骨架，其特征在于：末顶横梁与横垫梁高度差为40-100mm。

4.根据权利要求3所述的车身骨架，其特征在于：横垫梁与末顶横梁之间间距为横垫梁与后横梁的水平距离的0.75倍，末顶横梁与横垫梁高度差为60mm。

5.根据权利要求1~4任一项所述的车身骨架，其特征在于：帽檐安装轮廓线为背向顶横梁外凸的弧形线。

6.根据权利要求5所述的车身骨架，其特征在于：横垫梁与末二顶横梁齐平以使顶蒙皮与后帽檐平滑过渡连接。

7.根据权利要求6所述的车身骨架，其特征在于：帽檐安装轮廓线的后端部的切线与前端部的切线之间的夹角为7-20°。

8.根据权利要求1~4任一项所述的车身骨架，其特征在于：横垫梁的前后厚度小于末顶横梁的前后厚度。

9.客车，包括车身骨架和设置在车身骨架顶部的顶蒙皮，其特征在于：所述车身骨架为上述权利要求1~8任一项所述的车身骨架。

10.根据权利要求9所述的客车，其特征在于：后帽檐上位于后横梁的位置处具有后凸的棱角结构。

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