提升客车车身设计与性能

发动机进气系统也被称为侧进气系统，因为在后置发动机的客车中，其进气口通常是布置在侧边的。

通常将从进气口到其与空滤器的接口这一段归口在车身，我们将其安排在侧围设计这一章来讨论，是因为侧进气系统同侧蒙皮密切相关，涉及结构设计、蒙皮工艺、进气系统的效率等多方面的问题。

侧进气系统在设计中主要面临两个问题，一是进气口的位置，二是进气系统的结构设计。

后置发动机进气口的位置常见有顶进气、侧上进气和侧下进气三种，如图5-81所示。

图5-81 后置发动机进气口的三种位置

顶进气是指进气口布置在顶盖上，其优点一是进气质量好，离地高度一般在3.5m左右，比低位置的进气要洁净，二是不影响蒙皮的外观质量。但其缺点诸多：

①进气管道长，加工复杂，增加成本。

②顶部的进气口罩要解决防水问题，防止车内进水。

③进气管道长，压力损失大，易造成进气不足，其结果是发动机油耗增加。

④为解决压力损失问题，最有效的方法是加大管径，但这又会挤占车内空间。

⑤进气的噪声会传入车内，增加车内噪声水平。

图5-82是一种顶进气的结构，其进气口罩为玻璃钢材料，设计上应注意进风口的进风效率和排水结构。上进气管是钣金件或玻璃钢件，波纹管通常是钢丝胶管，转接箱与下进气管是一体件，是钣金结构或玻璃钢件，内部有二次排水结构。

侧上进气是指进气口布置在侧窗这一段高度内，离地高度一般在2.0m以上，其优点一是进气质量好，比低位置的进气要洁净，二是不影响蒙皮的外观质量。但其缺点大致同顶进气，但比顶进气有所改善。图5-83是两款侧上进气口的实车照片，这个高度位置的进气口都可以安排在后围玻璃钢上，这样有利于侧钣金蒙皮的表面质量。因为在玻璃钢上开孔要比在钣金蒙皮上开孔好处理得多，尤其是在焊装和涂装工位。

侧下进气是指进气口布置在侧蒙皮这一段高度内，离地高度一般在1.5m以上。图5-84是三款侧下进气的实车照片，①号车是NEOPLAN的，②号车是BENZ的，③号车是HYUN-DAI的。

侧下进气在结构上有很多好处：

图5-82 一种顶进气的结构

图5-83 侧上进气口的实车照片

①进气管道短，加工简单，成本低。

②进气口罩不需解决防水问题。

③进气管道短，压力损失很小，不会影响发动机功率的正常发挥，更不会增加油耗。

④不会挤占车内空间。

⑤进气的噪声不会传入车内，不增加车内噪声水平。

侧下进气最受争议的是进气质量，因为进气口的位置低，会影响到进气的洁净程度。但随着环境的改善和公路质量的提高，这种担心会越来越没必要。

图5-84 三款侧下进气的实车照片

而对于发动机前置的车型，由于受结构的限制，其发动机进气口最方便的位置也是车身的侧部。(www.xing528.com)

在设计上我们面临的一个问题是侧下进气口具体位置的选择，一般来说有三种：一是开口在侧蒙皮上，如图5-84中的②号车；二是开口在后围玻璃钢上，如图5-84中的①号车；三是不在侧蒙皮也不在玻璃钢上，如图5-84中的③号车单独安装了一块结构板。

之所以要关心这个问题，是因为这关系到侧围蒙皮的开口工艺问题。侧围蒙皮上的开孔目前没有一个很好的解决方法，如图5-85a所示的焊接结构，是国内普遍的处理方式：手工开孔→焊接→打磨→刮腻子→涂装。往往在开孔的部位影响了蒙皮的平整度，这需要刮大量的腻子，严重破坏了侧大板蒙皮的平整度。由此来说，图5-84中的①号车结构最好，③号车的结构次之，而②号车的结构最好不用。②号车是BENZ的，BENZ的车身工艺水平还是很高的，其不但能在侧蒙皮开孔，关键是还做了翻边处理，处理得极好，图5-86是BENZ侧进气口的细节，其格栅网的结构也很合理。

而图5-85b则是侧进气口罩的另一种安装方式，即粘接结构，很好地避免了蒙皮的大面积焊接。

图5-85 白车身状态的侧进气口处理方式

图5-86 BENZ侧进气口的细节

图5-87是一种侧下进气系统的布置型式，国内车型的结构大都如此。

图5-87 一种侧下进气系统的布置

转接箱是外界空气进入空滤器的第一站，其功能主要是挡水。转接箱的材料大都是钣金的。图5-88所示是一款转接箱的结构图，图中符号及结构如下：

图5-88 一款转接箱的结构图

①P——车外大气压，Pa；

②P′——转接箱内排水管上部的气流侧压强，Pa；

③箱体——转接箱本体，钣金1.0～1.2mm，需密封；

④挡水板——挡水作用，钣金1.0～1.2mm，与箱体焊接或粘接，高度为a（mm）；

⑤空滤接管——外接空滤，内部挡水，钣金1.0～1.2mm，口径要与空滤匹配，与箱体焊接并密封，高度为a（mm）；

⑥排水管——排水作用，钣金1.0～1.2mm，与箱体接口需密封，高度为h（mm）；

⑦阻尼胶——降噪作用，高速气流冲击挡水板就如同敲鼓，其噪声不可小视。

设计上要注意两个尺寸：一是空滤接管和挡水板的间隙，二是排水管的高度。

空滤接管和挡水板的间隙建议将错开尺寸和重叠尺寸都取挡板高度的一半，而挡板高度和空滤接管在箱体内部的高度也建议取相同数值。排水管的高度取决于P与P′之差：h不能小于（P-P′）/（ρg），ρ为水的密度（kg/m³），g为重力加速度（m/s²）。进气口罩是进气口的外观装饰罩，其作用是装饰和滤挡粗大的杂物。

进气口罩的一个重要指标是有效的进气面积，对于12m大巴，通常不能小于250cm²。有效的进气面积取决于网孔的进风效率，效率越高则进气口罩的面积可适当缩小，否则就必须加大面积。

图5-84中的三种进气结构的性能对比如下：

①号车仅仅是一个平板网板，进气效率最差。

②号车由于将网板折成波浪状而使其进气量大大提高。看图5-86所展示的细节，虽然网孔的进气效率不高，但折成波浪状的网板增大了进气面积，所以总的进气量还是加大了；

③号车最好，因为其进气面积大且注塑出来的网孔通透性很好。

从细节上讲，发动机的进气系统设计应尽可能地减少进气阻力，如管径的选择、气流路径的设计、弯管的型式、变径管路的结构方式等，最终目的是保证发动机对进气流量的要求。