客車車身結(jié)構(gòu)

5章客車車身構(gòu)造及其設(shè)計5-1車身構(gòu)造及其分類、客車車身分類方式二、按承載形式分按車身承載形式，客車車身構(gòu)造可分為非承載式、半承載式和承載式三大類。非承載式和半承載式車身構(gòu)造都是屬于有車架式的，而承載式車身那么屬于無車架式的。從設(shè)計的角度看，這種分法是比較合理的。按承載形式對車身構(gòu)造進(jìn)展分類，表征了不同形式的車身構(gòu)造的組成和車身制造工藝進(jìn)程中的不同。5-4非承載式客車的底盤及車身半承載式客車車身5-5客車半承載式車身1-頂燈地板；2-換氣扇框；3-頂蓋橫梁；4-頂蓋縱梁；5-前風(fēng)窗框上橫梁；6-前風(fēng)窗立柱；7-前風(fēng)窗中立14-后圍裙邊梁；15-側(cè)圍窗立柱；16-車輪拱；17-斜撐；18-腰梁；19-側(cè)圍擱梁；20-側(cè)圍立柱，21-側(cè)圍裙邊梁；22-上邊梁；23-車架橫梁；24-門立柱；25-車架懸臂梁；26-門坎；27-車架縱梁承載式客車車身5-6奔馳O404大客車的承載式車身側(cè)窗立柱；2-頂蓋縱梁；3-頂蓋橫梁；4-頂蓋斜撐；5-上邊梁；6-前風(fēng)窗框上橫梁；7-前風(fēng)窗立柱；8-儀表板橫梁；9-前風(fēng)窗框下橫梁；10-前圍擱梁；11-后風(fēng)窗框上橫梁；12-后風(fēng)窗框下橫梁；13-后圍增強橫梁；14-后圍立柱；15-腰梁；16-角板；17-側(cè)圍擱梁；18-斜撐；19-底架橫格柵；20-側(cè)圍裙邊梁；21-裙立柱；22-門立柱；23-門坎；24-底架縱格柵5-6所示是奔馳O404制的縱橫格柵，以取代笨重的車架。格柵是高度較大〔約500mm〕桁架構(gòu)造，因此車身雙側(cè)地板上只能布置坐席，而坐席下方高大的空間可用做行李艙，故適用于大型遠(yuǎn)程客車。整體承載式車身構(gòu)造的特點是全部的車身殼體構(gòu)件都參與承載，相互連累和和諧，充分發(fā)揮材料的潛力，使車身質(zhì)量最小而強度和剛度最大。3、按車身構(gòu)造分類依照車身構(gòu)造上的不同，可將客車車身分為薄殼式、骨架勢、復(fù)合式、單元式和嵌合式構(gòu)造等幾種。薄殼式構(gòu)造5-8客車的薄殼式車身構(gòu)造骨架勢構(gòu)造5-9骨架式客車車身5-10復(fù)合式車身骨架復(fù)合式構(gòu)造單元式構(gòu)造5-11GMC嵌合式構(gòu)造5-12嵌合式客車車身側(cè)壁構(gòu)造及Rohrlok連接法5-13嵌合式構(gòu)造車身組組件圖后圍；2-空調(diào)裝置；3-側(cè)壁〔擠壓鋁型材〕；4-頂蓋〔氨基甲酸乙酯泡沫〕；5-前臉；6-側(cè)壁邊緣；7-地板組件〔氨基甲酸乙酯泡沫〕；8-前操縱部份；9-儲氣罐；10-后懸架和發(fā)動機5-3車架及車身骨架設(shè)計、車身骨架設(shè)計6m以下的客車由于車長較短，車身構(gòu)造形式大體上與轎車相像，一樣承受承載式車身，車身構(gòu)件多為薄板沖壓件焊接而成，較少承受骨架構(gòu)造。而7m以上的大中型客車的車身構(gòu)造多由骨架和蒙皮組成，由骨架形成車體并承載。車身骨架一樣可分為六大片，別離為前圍骨架，后圍骨架，左側(cè)、右邊骨架、車頂5-28所示為一城市客車車身骨架。5-28城市客車車身骨架1、側(cè)圍骨架設(shè)計側(cè)圍總成份左右兩大片，假設(shè)不帶中門，左右兩片小件可大體對稱。組成一樣有駕駛員門后立柱總成、乘客門后立柱總成、側(cè)窗立柱、艙門立柱、側(cè)窗上下縱梁、艙門上下縱梁和側(cè)窗下縱梁與艙門上縱梁之間的增加車身支撐蒙皮的斜撐、門框梁等。通常腰梁以下立柱貫穿，與牛腿對應(yīng)的各主柱之間還可依照構(gòu)造需要加設(shè)小立柱。腰梁以下的縱梁有座椅擱梁、地板擱梁〔側(cè)圍擱梁〕裙邊增加梁和裙邊梁等，座椅擱梁和裙邊增加梁不必定有，現(xiàn)在，腰梁與地板擱梁之間可設(shè)計成桁梁構(gòu)造。窗主柱依照總布置需要，且盡可能與腰主柱為同一主梯形。輪罩處適當(dāng)增加，門立柱較粗。窗角、門角留意增加，5-29所示為一遠(yuǎn)程大客車側(cè)圍骨架設(shè)計。全承載式車身側(cè)圍是整車重要的承載部件，考慮其高度方面的構(gòu)造特性以提高整車的彎曲特性，同時由于連接底骨架和頂骨架，也可利用側(cè)圍構(gòu)造斷面高的特點發(fā)揮其在整車扭轉(zhuǎn)工況下的抗扭特性。另外，側(cè)圍是整車要緊外露部件，能夠通過增加側(cè)圍構(gòu)造〔底架部份一樣占整車骨架質(zhì)量的65%以上了整車構(gòu)造強度，也有利于整車輕量化。具體應(yīng)考慮以下幾個方面：增加側(cè)圍骨架在厚度方向的材料尺寸規(guī)格，以提高側(cè)圍抗側(cè)向沖擊力量。艙門立柱、門立柱應(yīng)與底骨架斷面上，以增加其橫向抗沖擊力量。合理設(shè)計側(cè)圍腰部蒙皮區(qū)構(gòu)造，提高其承載力量。側(cè)圍上部是風(fēng)窗洞口，下部是行李艙洞口，因此只能通過合理設(shè)計腰圍部蒙皮區(qū)構(gòu)造以提高側(cè)圍承載力量。合理選取側(cè)圍上下腰梁間距值，同時在側(cè)圍兩腰梁間合理設(shè)計斜撐，能成倍提高其承載力量。需要留意的是，斜撐的斜度不能過小，即高寬比不該小于。假設(shè)是過小，斜撐的彎曲受力將增大，斷裂的危急也隨之增加。5-29遠(yuǎn)程大客車側(cè)圍骨架設(shè)計中門門洞斷開了側(cè)圍下腰梁，要對斷開處進(jìn)展增加處置。為使整車那么面受力持續(xù)，在構(gòu)造設(shè)計時能夠考慮設(shè)計一些力流引導(dǎo)構(gòu)造，中門上部可加并一根梁，以排解門上側(cè)兩拐角的應(yīng)力集中。為提高整車上部構(gòu)造承載力量，窗立柱應(yīng)設(shè)計強一些，即承受尺寸規(guī)格大一些的材料，必要時能夠選用性能好的材料?？蛙囌囋诎l(fā)生交通事故時，特地是顯現(xiàn)車頂著地情形，窗立柱將經(jīng)受特地大載荷，為保證車內(nèi)必需的平安空間，窗立柱要有足夠的強度和剛度。二、頂骨架設(shè)計頂骨架一樣由頂部貫穿橫梁、邊縱梁、前后拱頂支撐梁等組成，圖5-30所示為衡山客車廠HSZ6120頂骨架設(shè)計。其在整車構(gòu)造中一樣起到下面幾個方面的作用：經(jīng)受車頂負(fù)荷〔如空調(diào)、內(nèi)行李架、風(fēng)道等；連接側(cè)圍、前后圍，使整車成為一個封鎖艙體；經(jīng)受車輛在運行中產(chǎn)生的部份彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷等。在頂骨架設(shè)計時能夠從以下幾個方面考慮：多承受橫縱梁布置，左右雙矩管梁布置?？v梁宜布置成邊上密、中間疏的形式。橫梁布置應(yīng)與側(cè)窗立柱對應(yīng)，盡可能與側(cè)圍立柱形成多處閉環(huán)，如此才能特地好的傳遞整車運行中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)載荷，而且將左右邊產(chǎn)生的力進(jìn)展直接傳遞，而在車頂內(nèi)不產(chǎn)生附加的扭轉(zhuǎn)載荷。5-30HSZ6120頂骨架設(shè)計。應(yīng)適當(dāng)增加車頂橫梁的尺寸規(guī)格，提高其抗彎、抗扭曲力量。在貫穿車頂?shù)臋M梁有足夠的強度和剛度后，其它多余的橫梁就能夠夠略去。合理散布車頂縱橫梁，削減沒必要要的梁構(gòu)造有利于車頂骨架設(shè)計的輕量化，同時能夠大大削減焊接工作量?？v橫梁設(shè)計布置還要符合國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于客車頂部靜態(tài)承載的規(guī)定。，如此有利于提高車頂?shù)膭偠群涂古ちα俊?cè)曲線與頂曲線結(jié)合的曲率選擇要符合工廠的具體加工條件，便于成型；考慮與側(cè)圍骨架及前后圍骨架的結(jié)合方式，還有與內(nèi)蒙皮、外蒙皮的連接?？照{(diào)頂置部份及平安天窗、前后內(nèi)頂裝飾件、頂中內(nèi)飾裝飾板、內(nèi)風(fēng)道、揚聲器、電視機、內(nèi)頂燈等部件，遠(yuǎn)程和旅行客車還有內(nèi)行李架，頂骨架都必需為其供給矩管、薄板、厚板等根基和部件安裝利用空間。還要留意平安出口的數(shù)量及位置。3、前后圍設(shè)計前后圍骨架構(gòu)造由于要知足客車的一些造型要求，尤其是前圍，其造型曲面比較豐碩，使得前圍空間梁的設(shè)計較制造為簡單。在設(shè)計時要緊考慮以下幾方面：對風(fēng)窗處的尺寸要求嚴(yán)格，前后圍骨架應(yīng)與玻璃有特地好的貼合，特地是與前后風(fēng)窗安裝止口特地好的貼合，保證前后風(fēng)窗能安裝到位。設(shè)計合理的構(gòu)造，連接側(cè)圍骨架、車頂骨架及底盤車架，保證整車車體成為剛性很強的框架。用簡潔的方式表達(dá)造型曲線：在前后圍骨架左右立柱、上下橫梁，擋風(fēng)窗周框橫梁都是造型模型曲線圓整后得出，空間曲線既是要表達(dá)清楚又要能夠保證加工。留意前后圍蒙皮、前后保險杠、前后擋風(fēng)玻璃、前后各類燈具、雨刮器、前后內(nèi)頂裝飾件、前后地板安裝密封等部件的安裝。前圍風(fēng)窗下部應(yīng)設(shè)計得足夠強，必要時能夠考慮與底架構(gòu)造設(shè)計成一體，以提高其抗撞擊力量，幸免與較低物體〔特地是小轎車等〕發(fā)生碰撞時進(jìn)入客車車體內(nèi)部引發(fā)二次損害。關(guān)于發(fā)動機前置的客車還需留出進(jìn)風(fēng)道。一樣前圍骨架設(shè)計立柱兩根，后圍骨架設(shè)置四根，前圍可依照具體情形增加支立柱，橫梁設(shè)置3~4根即可。在保證強度和剛度的條件下，前后圍骨架盡可能設(shè)計的簡約些。因其受載荷小，支立柱也應(yīng)設(shè)計的簡潔便于布置。5-31所示為衡山客車廠HSZ6120前后圍骨架設(shè)計。5-31HSZ6120前后圍骨架設(shè)計五、客車用冷彎型鋼車身骨架承受冷彎型鋼制作，不但能夠提高客車車身的強度和扭轉(zhuǎn)剛度，而且能夠依照我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6727-198別離是槽型型鋼、方形空心型鋼和矩形空心型鋼，其對應(yīng)的代號別離為KQC、KQF和KQJ。冷彎型鋼的截面外形及標(biāo)準(zhǔn)符號如圖5-32所示：H-高度A-腿長t-壁厚 A-邊長t-壁厚 B-寬度A-高度t-壁厚r-內(nèi)圓弧半徑 r-內(nèi)圓弧半徑 r-內(nèi)圓弧半徑〔a〕槽型型鋼 〔b〕方形空心型鋼 〔c〕矩形空心型鋼5-32冷彎型鋼的截面外形及標(biāo)準(zhǔn)符號冷彎型鋼彎曲度每米不得大于3mm，縱彎曲度不得大于總長度的%，且不得有明顯的使用的槽型型鋼是KQC20×70×，常常使用的方形型鋼有KQF30×30×2、KQF40×40×2、KQF50×50×2，常常使用的矩形型鋼有KQJ30×50×、KQJ30×50×、KQJ30×50×2、KQJ40×50×2、KQJ60×50×25-3所示。5-3冷彎型鋼彎曲角的內(nèi)圓弧半徑選用鋼種內(nèi)圓弧半徑(mm)t≤44<t≤8一般碳素構(gòu)造鋼≤≤低合金構(gòu)造鋼≤≤冷彎型鋼的材料要緊有兩種，別離是一般碳素構(gòu)造鋼和低合金構(gòu)造鋼。一般碳素構(gòu)造鋼用的最多的是A3鋼〔即Q23；低合金構(gòu)造鋼主假設(shè)是16M矩形管。5-4蒙皮及客車內(nèi)部掩蓋件設(shè)計、外蒙皮設(shè)計車身蒙皮是掩蓋在客車車身骨架外外表的板件，通常分為前后圍蒙皮、后圍蒙皮、頂蓋蒙皮和側(cè)圍蒙皮五部份。蒙皮除具有防護(hù)和增加強度的作用外，還起到裝飾客車，表現(xiàn)整車外部外形特點的作用。因此，車身蒙皮設(shè)計質(zhì)量的好壞直接阻礙整車的外觀和性能。外蒙皮材料要緊有鋼板鋁板兩種，一樣為鋼板焊接，鋁板鉚接；還可承受玻璃鋼構(gòu)造，但外表較差，損壞后不易修復(fù)，易老化。有時候為了提高蒙皮的剛度，可承受沖筋的方法。一、前后圍蒙皮設(shè)計前后圍蒙皮是掩蓋在客車前、后圍骨架外外表的板件。依照空氣動力學(xué)原理及造型要求，其應(yīng)與頂蓋蒙皮、側(cè)圍蒙皮滑膩過渡，一樣前后圍蒙皮的側(cè)視及俯視均為一組或多組滑膩樣條曲線連接而成?？蛙嚽昂蟛吭煨痛碇囃庑蔚奶攸c，其上還布置著各類零部件、燈具及商標(biāo)等，曲面的外形轉(zhuǎn)變也比較簡單。因此在設(shè)計中需要穩(wěn)妥的處置車身外表外形、前后風(fēng)窗玻璃外形尺寸及客車前后部各類附件、燈具和牌照等之間的和諧關(guān)系。前后蒙皮的外形應(yīng)當(dāng)完全符合造型要求，設(shè)計時候可依照造型成效圖或縮小比例的模型，實測一些相關(guān)的點和線，然后進(jìn)展相關(guān)的構(gòu)造設(shè)計，并確信前后圍蒙皮與頂蓋、5-33所示為常見的前后圍蒙皮構(gòu)造形式，它由多組簡單的空間曲面組成。5-33前后圍蒙皮示用意在材料方面，前后圍蒙皮多承受壁厚為1mm2~3mm的玻璃鋼，與骨架的鏈接方式一樣有焊接、粘接和鉚接。當(dāng)承受壁厚為1mm的冷軋鋼板時，常常使用焊接、鉚接的連接方式進(jìn)展固定，可是鉚接由于鉚釘凸出而阻礙外觀，而且為銹蝕源，在2~3mm的玻璃鋼時，通常承受粘接和鉚接相結(jié)合的連接方式。二、頂蓋蒙皮設(shè)計頂蓋蒙皮是掩蓋在客車頂部的板件。依照整車的造型設(shè)計要求，頂蓋蒙皮的線條要知足客車造型流暢、車箱內(nèi)部寬闊、風(fēng)阻小等要求；與側(cè)圍蒙皮過渡的光線要筆直劃一，圓潤流暢。因此頂蓋橫向線條一樣為大圓弧，小圓角過渡與雙側(cè)圍連接。在縱向線條設(shè)計方面，一樣低檔車是之前到后設(shè)計成一根直線，小圓角過渡與前后圍連接；中高級客車是前部改成一曲線或以斜線與前圍連接，以降低風(fēng)阻，造型也更動感。另外頂蓋蒙皮的密封也是格外重要的。頂蓋蒙皮一樣承受壁厚為1mm或的冷軋鋼板制作。放置與車頂后與骨架貼實自然成型后進(jìn)展焊裝。有時為了提高其外表質(zhì)量及降低噪聲，對中蒙皮進(jìn)展張拉，然后再與頂骨架進(jìn)展焊接。目前市場上最寬的卷板規(guī)格為，而大客車的頂蓋蒙皮寬度一樣大于，5-345-35所示，如此易于密封，且削減了加工時刻。光線是客車頂蓋側(cè)蒙皮上的一條頂蓋與側(cè)面的抱負(fù)交線。5-34頂蓋蒙皮構(gòu)造示用意5-35頂蓋蒙皮斷面構(gòu)造3、側(cè)圍蒙皮的設(shè)計側(cè)圍蒙皮是掩蓋與側(cè)圍骨架外外表的板件，要緊對客車的側(cè)圍起裝飾作用。故在設(shè)計側(cè)圍蒙皮時應(yīng)合理分塊，連接靠得住，保證外表弧線和側(cè)圍曲線的嚴(yán)密吻合，同時還要求線條流暢，滑膩平順，無煽動和異響現(xiàn)象且具有良好的耐蝕性，以保證客車的利用壽命。側(cè)圍蒙皮常常使用的材料有冷軋鋼板，鍍鋅鋼板、不銹鋼板、鋁板及玻璃鋼等。從經(jīng)濟(jì)性、焊接性和耐蝕性等綜合性能上考慮，利用最多的是鍍鋅鋼板，這種鋼板是生產(chǎn)本錢低，焊接性、耐蝕性優(yōu)良，側(cè)圍蒙皮利用最多的材料。蒙皮與側(cè)圍骨架的連接方式一樣是鉚接、焊接和粘接?？蛙噦?cè)圍蒙皮一樣分為側(cè)圍中蒙皮、艙門蒙皮、立柱外側(cè)蒙皮及其他依照造型需要的蒙皮構(gòu)造。通常腰梁以下至側(cè)圍擱梁之間為張拉蒙皮，其它部位按構(gòu)造要求設(shè)計。、內(nèi)部護(hù)板設(shè)計客車內(nèi)部護(hù)板是客車內(nèi)飾的重要組成部份，不僅是將車身的骨架，猛撲、金屬連接件等部件遮蓋起來，而且還具有隔熱、隔聲吸聲、提高車內(nèi)造型和內(nèi)飾的藝術(shù)成效，提高平安性等作用，使車內(nèi)形成舒適奢華的環(huán)境。故其品質(zhì)在特地大程度上表