第五章 - - 客车车身结构及其设计 - 图文(5)

2019-01-19 17:21

座垫和靠背的倾角。座垫距离地板的高度大约为450mm,一般不超过500mm。升高座椅的高度就有可能缩短座椅之间的间距,有时候为了增加车内的座位数,提高车内面积的利用率,就采用此方法,同时还要改变靠背的倾角和其他尺寸。

长途大客车上确定座垫前缘到前排座椅靠背的距离时,也就是乘客搁放膝盖处,必须考虑前排座椅靠背可能调整的倾角大小,该尺寸在靠背处于极限位置(后仰)的情况下,应取其等于城市大客车上所采用的尺寸,约为250mm。有时候为了增加座椅数而不得不减小座椅的间距,在此情况下,为保证搁放膝盖处的空间,可以局部减薄该处座椅靠背的厚度以满足设计要求。

在确定座椅宽度的时候,应采取双人座椅作为原始尺寸。在车身制造过程中,对于城市客大客车来说,此值一般不得小于865mm;长途大客车上双人座椅的标准宽度约为960mm,单人座椅的宽度为480mm。三人座椅的宽度可取1300~1350mm,四人座椅的宽度则可取1750~1800mm。视用途和级别不同,座椅的间距可在650~800mm之间的范围内选取。靠背高度可取为520~680mm。

图5-20 大客车乘客座椅的布置和尺寸 图5-21 驾驶员座椅标准尺寸 2、驾驶员座椅的相关尺寸

驾驶员座椅的尺寸如图5-21所示。由试验研究结果可以获取驾驶员坐姿对其工作的影响,在座垫高度选定的情况下,随着方向盘倾角?的减小,驾驶员作用在方向盘上的力随之增大。因此,为了减轻驾驶员的劳动强度,应该尽量减小方向盘的倾角。此外,还应合理的选择其他参数,以保证驾驶员的乘坐舒适性。由此可见,在载质量很大的汽车上,应布置倾角很小的方向盘。

减小方向盘倾角之所以能够增大作用力,原因主要是当方向盘的倾角很小时,从手臂一直到肩膀的肌肉都参与工作;而当倾角很大时,则只有手臂到胳膊的这一段肌肉在用力。

驾驶员作用在踏板上的力也随着座垫与靠背的倾角和座椅高度的变化而变化。座椅愈高以及座垫与靠背的倾角愈小,则作用力也愈大。当座垫倾角?很小的时候,驾驶员

几乎是将腿伸直来踩脚踏板;当靠背倾角?减小时,即座垫与靠背的夹角接近90°时,驾驶员就有了可靠的支承;当座椅增高时,驾驶员的腿和踏板支杆几乎可形成一条直线,因此,在离合器或制动器传动机构沉重的汽车上,就应该升高座椅而座垫和靠背倾角则宜选取较小值。

图5-21所示的座椅处于中间位置情况,水平方向位移的调整量应为±45mm,垂直方向的位移最好为±30mm。座垫高度A可在400~500mm的范围内进行选取,其他角度推荐值为:?=6°,?=98°,?=5°~30°。在此种座椅尺寸情况下,驾驶员作用在踏板上的力可达820N,驾驶员座椅的宽度为560~650mm。图示给出的方向盘至靠背和座垫的尺寸已考虑到驾驶员穿上冬装的情况,当采用较柔软的座垫和靠背时,该尺寸尚可适当减小,一般可减小20~30mm。

3、脚踏板的布置

图5-22所示为踏板位置相对座椅的高度和相对于座椅对称平面的横向位置对踏板力的影响,可供布局时参考。显然,驾驶员可以施加最大作用力的踏板位置同时也是最舒适的位置。

油门踏板要求操纵轻便,由于在形式过程中需要经常踩踏,驾驶员通常习惯与将脚掌搁置在油门踏板上面,所以脚后跟应支撑在地板上,而只靠改变小腿和脚掌的角度来进行操纵。因此,油门踏板均做成鞋底板形状,其摆动轴在下端,为了适应人的脚掌外张的特点,油门踏板上端也应适当的向外张开。在相当于发动机怠速运转的油门踏板位置,人体样板脚掌踩在踏板上,应使之大致垂直于小腿。图5-23所示为踏板的具体布置。

图5-22 踏板位置对驾驶员施力的影响 图5-23踏板的布置

5.2.5、备胎、油箱和蓄电池的布置

1、备胎

客车备胎的安放布置主要考虑两个方面的因素:轴荷分配和装卸的方便性。备胎的质量一般较大,可达80~140kg,故其安放位置对车辆的轴荷分布有一定的影响,应在总布置开始阶段就应该开始考虑。同时要考虑只有驾驶员一人的时候,能够方便装卸备胎。

一般说来,将备胎安装于垂直位置是最可取的,这样便于驾驶员滚动轮胎固定到夹持架,然后在举升安放于车架下,而如果想要一个人挪动平放的车轮并将其装到夹持架上是相当困难的。对于城市客车来说,一般没有必要携带备胎。

2、油箱

客车的油箱通常布置在轴距范围以内的车身一侧。主要从轴荷分配、加油方便及防火安全等方面来进行设计布置,同时还需考虑客车用途因素,不同用途的客车对油箱容积的要求是不同的。

当发动机纵向布置在轴距范围内时,从轴荷分布均匀的角度出发,油箱应布置在车辆后端的车架下面,这样可以改善客车的轴荷分配。现代客车对防火要求也越来越高,对于客车这样大量载人的车辆,防火安全更甚,所以在布置油箱的时候要进行充分考虑。一般油箱尽量布置在远离排气管的位置,而且不应布置在乘客门附近,同时在布置油箱时候还必须考虑加油的方便性,此外还应考虑加油的速度,它取决于加油管口颈部的尺寸,加油速度一般不应低于100L/min。对于靠右行驶的车辆,油箱加油口应布置在车身左侧。

油箱容量在设计时有一定要求,应满足车辆最大行驶里程(一般为200~600km)的要求。城市客车由于行驶在城市内,加油比较方便,其油箱容积较其他用途客车的油箱小,这样还可以减轻车辆的自重。该容量是根据车辆行驶一昼夜而不需要加油的条件来确定的。一般推荐的是城市大客车的最大行驶里程大约为400km,近郊城市大客车为450km,长途大客车为500km。不同型号的客车,其油箱容积一般在100~250L之间,燃油、油箱及固定装置的总质量大约为95~300kg。

3、蓄电池

蓄电池在布置时候应与启动电机位于同一侧,并且尽量靠近发动机,以缩短线路的距离。当蓄电池到启动电机的距离较远时,电路的电阻就会增大,这样就会降低了到达启动电机的电压。客车蓄电池通常由驾驶室内的远距离电磁开关来进行接通和断开的。大客车上采用的是铅酸蓄电瓶,用支架固定在车身上,和导线一起约重60~120kg。所以在布置时电瓶的位置对车辆轴荷的分布有一定的影响。此外,还要考虑蓄电池拆装的方便性和可接近性。

5.2.6、仪表板的布置

仪表板是客车的中枢神经系统,上面布置有各种仪表、指示灯和控制系统。它是客车运行时的监控中心,通过仪表盘可以及时准确的了解客车运行的工作情况,使客车接受某种特定的操纵指示,因此,其设计布置的好坏直接关系到行车安全性,同时也关系到整车内饰的协调。

仪表板在设计布置时应最大程度的满足人机工程学要求,保证驾驶员集中注意力和操作方便,从而保证行车安全。造型和功能要求高度统一,色彩与客车内饰设计要相协调。仪表板各种控制开关的位置,按人机工程学的要求,应尽可能安排在双手轻易能触摸到的地方。因此,将客车仪表板设计成座舱式结构、环式操纵。将仪表信息、操纵部件都集中在驾驶员的视线与手的活动范围的最佳位置,完全按人机工程学的要求去布置,使得操纵方便。

方向盘是驾驶客车的主要操纵件,设计布置时需要校核仪表板操纵开关或旋钮与方向盘及转向柱之间的位置关系。一般将仪表板控制开关布置在方向盘周围,变光开关、转向开关及雨刮器开关等则以组合开关的形式安装在客车转向柱上,布置控制开关时候还应考虑它们的使用频率。

仪表板外部系统布置示意图如图5-24(a)所示,对于不同的客车,其在布置上也不尽相同。一般各种灯光控制开关、空调开关、其他功能开关等布置在1区、2区和4区,4区有时候也布置电视控制系统或监视显示装置;车速表、转速表及里程计数器等主要仪表布置在3区;水温报警、机油压力报警等报警信号装置布置在5区;6区一般布置收音机、点烟器等。根据客车使用需要,冰箱、饮料柜及医疗箱等可以布置在仪表板的副驾驶位置。图5-24(b)所示是按上述原则布置设计的一款大客车的仪表板。

(a) (b)

图5-24 大客车仪表盘布置

5-3 车架及车身骨架设计

5.3.1、车架设计

车架是整个客车的基体,其功用是支承、连接汽车各个总成的零部件,承受来自车内外的各种载荷,并在很大程度上决定了客车总体的布置型式。现代很多客车都有作为整车支承的车架,车上绝大多数的部件和总成都是通过车架来固定其位置的。对于由车身骨架承担载荷的客车,称为承载式客车,一般采用桁架式车架结构,现代客车正逐步向这种承载车身形式发展。

车架的结构形式首先应满足汽车总布置的需要。汽车在复杂多变的道路上行驶的时候,固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。当汽车在崎岖不平的道路上行驶时,车架在载荷的作用下可产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形,当一边车轮遇到障碍时,还可能使整个车架扭曲成菱形。这些变形将会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置,从而影响其正常工作。因此,车架应具有足够的强度和适当的刚度。为了使整车轻量化,要求车架质量尽可能的小些。此外,降低车架的高度以使得汽车质心位置降低,有利于提高汽车的行驶稳定性,这一点对客车来说尤为重要。

客车行业在发展初期,其底盘车架主要始于货车二类底盘的改装,形成了长头客车。随着时间的推移,有了后来在货车三类底盘上进行改装的过程,并进一步形成专用的客车底盘。后来对车架的结构进行了改变和发展,形成了分段式车架结构的底盘,这样就可以降低城市客车地板的高度,对长途和旅游客车来说则是为了获得较大的行李舱。随着全承载车身技术的出现,又形成了适应承载车身的不同类型的各种客车底盘,其底盘车架一般采用桁架式结构。

1、三类底盘的车架改装

上世纪80年代前后,我国的客车基本上是以中型载货汽车的三类底盘改装而形成的。不管作为城市客车还是作为长途客车,其地板高度较高,踏步级数一般是3~4级。车架型式大部分采用梯形车架(图5-25),也就是纵梁直通式结构,或在此基础上外加牛腿(即支撑梁);极少数也采用横梁直通式车架,这种车架为纵梁分段与直通横梁以加强角撑板铆接或焊接而成。纵梁直通式车架和横梁直通式车架都属于直通大梁式车架。尽管承载式车身是大客车车身发展的趋势,但传统的梯形车架由于其所起到的缓冲、隔振、降低噪声和延长车身使用寿命等特点以及生产上的继承性和工艺性等原因,目前仍广泛应用于客车上。

梯形车架的纵梁均为左右对称的整体直通式大梁,纵梁和横梁的连接为铆接或螺栓连接。一般采用槽型或矩形截面,弯曲强度好,且便于安装底盘部件,有些还有加强的副纵梁。为使应力分布均匀,纵梁可设计为变截面形式。根据不同的要求,纵梁设计可以前后贯通,也可前部、中部和后部搭接成不同高度或不同宽度的结构,有些车型受后桥和地板高度要求的限制而在该处设计成稍复杂的弯曲结构。

为了满足地板适当降低的需要,有的客车在整体直通大梁结构的基础上,采用弯大梁形式的车架,即在前轴和后桥相对应的部位,车架纵梁是弯的。从而使前轴和后桥就


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