客１０ 第２期 车技术与研究 ＢＵＳ＆Ｃ０ＡＣＨ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡＲＣＨ 承载式城市客车车身骨架结构模块化设计 代国玉，李志 ２１５０２６） （金龙联合汽车工业（苏州）有限公司，江苏苏州摘要：简要介绍承载式车身骨架结构特点及车身骨架设计的模块化，为城市客车全承载车身设计提供一 种设计思路。 关键词：城市客车；车身骨架；承载式车身；模块化设计 中图分类号：Ｕ４６３。８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６—３３３１（２０１３）０２—００１０—０３ Ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｅｌｆ－ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｂｏｄｙ Ｆｒａｍｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄａｉ Ｇｕｏｙｕ，Ｌｉ Ｚｈｉ （Ｋｉｎｇｌｏｎｇ Ｕｎｉｔｅｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（Ｓｕｚｈｏｕ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｕｚｈｏｕ ２１５０２６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｓｅｌｆ－ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｂｏｄｙ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｂｏｄｙ ｆｌａｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｏｄｕ—— ｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｕｐｐｌｙ ａ ｔｈｏｕｇｈｔ ｆｏｒ ｂｕｓ ｓｅｌｆ－ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｂｏｄｙ ｆｌａｍｅ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｉｔｙ ｂｕｓ；ｂｏｄｙ ｆｒａｍｅ；ｓｅｌｆ－ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｂｏｄｙ；ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ 随着国家对客车安全标准要求逐步提高，全承载式 车身制造技术以其安全、节能、稳定，适应多品种、小批量 生产的特点越来越受到重视。本文简要介绍全承载式车 身特点，阐述城市客车全承载车身结构模块化设计思路。 车身地板离地距离过高，因此，这类型式的车身只宜用 于长途客车或旅游客车。该型式的车身具有较大的抗弯 曲和抗扭转的刚度，质量轻，汽车质心低，高速行驶稳定 性较好，但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身 本体，因此，噪声和振动衰减要求很高 。基础承载式 １ 全承载式车身特点 全承载车身结构是底架和车身的前后围、左右侧围 及顶盖构成的一个整体框架，通过各个结点使整车框架 前后上下左右相接，形成封闭的力环结构（常在悬架或 动力悬置区域局部强化）。由于车轮开口处不能形成封 闭，需用轮罩骨架和侧围骨架特别加强，因此，轮罩骨架 也是重要的承载部件。由于全承载车身底架是无车架的 承载式车身结构，根据大客车车身上部与下部受力程度 之不同，又可以将承载式大客车车身结构分为基础承载 式和整体承载式两种车身结构。国内通称的全承载车身 结构即指这两种车身结构【 】。 １．１基础承载式结构 车身结构如图１所示。 图１基础承载式车身结构 １．２整体承载式结构 此种结构型式是整个车身都参与承载，在承受载荷 时“牵一发而动全身”，其本身就可以根据自然法则，自动 调节，以强济弱，使整个车身壳体达到稳定平衡状态。此 类结构多用于城市客车，如低入口、低地板城市客车 。 整体承载式车身结构如图２所示。 此种结构型式是将车身侧围腰线以下部分（包括窗 台梁以下到地板的侧壁骨架和底部结构）设计成车身的 主要承载件，车顶则考虑为部分承载件。这种结构的底 架不是传统的冲压成型铆接车架式结构，而是由矩形钢 管构成的格栅式结构，故可充分利用车身地板下面的空 间来作为行李舱。但因底部结构的截面高度较大，导致 作者简介：代国玉（１９７３一），男，工程师；从事车身总布置及车身结构设计工作。 图２整体承载式车身结构 第２期 代国玉，李志：承载式城市客车车身骨架结构模块化设计 １．３典型产品结构 国外较为典型的承载式产品有：奔驰公司的ＣＩＴＡＲＯ、 ＭＡＮ ＬＩＯＮ’Ｓ ＣＩＴＹ，ＶＯＬＶＯ公司的ＶＯＬＶＯ ７７００产品、 ＳＣＡＮＩＡ ＯＭＮＩＣＩＴＹ等。其承载式车身结构依据其 拥有的底盘部件（前、后桥）资源、车身模块尺寸有所不 同，如表１所示。 表１ 国外较为典型的承载式产品情况 典型产品 产品结构特点 产品系列结构特征 ＣＩＴＡＲ０ ＭＡＮ 底架与车身骨架一 体，ＮＥＯＰＬＡＮ 或小槽梁结构 底架采用矩管 主体以车身横断面为结构 ，底盘零部件后装 奔驰商用车集团 ＶＯＬＶＯ、ＳＣＡＮＩＡ都有独 立的客车底盘及零部件 业务，其本土化生产都采 Ｖ０ＬＶ０ 用全承载式车身结构，而 外销时多采用ＣＫＤ或自 底盘分模块供应 行式底盘总成。此类底盘 多采用三段式结构、短轴 距型式运输，仅提供前部 及后部悬架、动力总成、转 ＳＣＡＮＩＡ 向系统、底盘电控集成模 块，而中部改装结构多由 客户白行改装 从对比来看，ＢＥＮＺ、ＭＡＮ、ＮＥＯＰＬＡＮ承载式车身结 构基本相同，其车身参与承载的能量比可达到７０％以上； 但ＶＯＬＶＯ、ＳＣＡＮＩＡ车身结构因其底盘结构的特殊性，相 对而言，车身参与承载的能量较低，一般为３５％～５０％。 １．４竞争力分析 １）材料利用率对比见表２。 表２材料利用率对比 ＼ 构 项 ＼ 半承载 全承载 底架／ 车架纵梁部分采用１６ＭｎＬ， 底架部分均采用Ｑ３４５ｃ高 车架 桁架部分采用Ｑ３４５ｃ高强 强钢，材质规格相同，可提 钢，材料规格较多 高材料利用率ｌＯ％以上 车身 局部结构需要采用Ｑ３４５ｃ 车身整体承载，材料均采用 骨架 高强钢；一般均 Ｑ３４５ｃ同一材质，可提高材 采用Ｑ２３５Ａ材料 料利用率５％以上 材料 纵向贯通承载梁稍厚多为 横向断面用梁一般为小截面 ２～３ｍｍ；横向用梁一般较 加厚型材，一般为２～３ｍｍ； 规格 薄为纵向用梁一般较薄为 １．５～１．７５ｍｍ １．５～２ｍｍ ２）全承载客车与半承载客车相ＬＥ｛８￣：节能５％～８％。 由于某应力设计，达到既降低材耗、减轻自重，又实现节 能目的。被动安全性提高，全承载车身结构整体抗扭曲 强度可提高３－６倍，能有效提高整车抗侧翻能力，同时 能提高整车的碰撞安全性。整车舒适性提高，整车强度 提高，改善和提升了整车舒适性。空间利用率提高，相对 城市客车在相同地板高度条件下，可提高整车的通过 性，更适应于低地板结构设计，提高车辆设计人性化。模 块化设计应用提高，相对固定的结构与功能模块设计应 用可满足不同客户的个性化需求，更适应市场需要。制 造精度要求高，半承载车身与车架连接扣合时，采用工 艺连接件，其连接外横梁尺寸可控偏差可达１０ ｍｍ左 右；全承载车身与底架连接合装时，采用无隙焊合工艺， 其连接处梁尺寸可控偏差需达Ｂ 。 ２承载式城市客车车身结构模块化设计 ２．１模块化设计思路 通过分析对比ＢＥＮＺ、ＮＥＯＰＬＡＮ及ＳＣＡＮＩＡ承载式 车身结构特点，结合车身及底盘模块化设计的需要，承 载式城市客车车身结构模块化设计思路有两种： １）采用底盘模块＋承载式车身的技术路线，采用 全桁架空间构架结构，以横断面为承载主要区域，结合 闭环设计，将整车分为４～５个基础模块。 ２）采用底盘模块＋桁架方案，底盘车架模块可以 作为底架的一部分与车身焊接为一体后装底盘零部件， 也可以采用车身通过连接件和底盘模块焊接，具体结合 全承载工艺特点确定方案。 两种方案的对比见表３。 表３两种方案的对比 、＼ 结构 项目＼＼全桁架结构 底盘模块＋桁架 ＼ 底盘装配 底盘件全部后装 可以采用底盘模块 预装＋管线后装 整车重量 轻 偏重 模块继承性 全承载模块继承性好 模块继承性可延续到 半承载结构 生产周期 长 短 全铝车身适应性 难 易 典型结构 ＮＥ０ＰＬＡＮ ＳＣＡＮＩＡ ２．２产品模块化设计 全承载型式车身结构，基本以横断面为基础承载结 构，纵向多为连接结构构件，故在设计时可以此为基础 形成产品的基础模块，通过纵向连接构件尺寸的变化而
