客车车身设计：顶盖骨架设计原则

针对上述的6条因素，我们对顶盖骨架的设计提出下面两条原则：

（1）强度原则

①从结构性能上讲，顶横梁的对齐原则是必须要遵守的，应居于最优先地位。并且任何位置上的顶横梁都是不能也不应该断开的。并且顶横梁的材料规格应适当地加大，将顶横梁做成主要的承载结构件，这也是前面提到的结构强度设计中的主次原则所要求的。顶横梁的材料规格至少应是50mm×40mm×3.0mm的，边纵梁至少应是40mm×40mm×3.0mm的。至于其他纵梁，则可以相应地减弱了。

图6-1 三款车型的顶盖骨架结构对比

②顶横梁不允许采用双梁并接的结构，这主要是为了避免出现像图3-46那样的焊接缺陷。

③顶横梁的曲线设计。从造型的观点来说，曲线应是圆弧越饱满越好。但从力学角度来说，顶骨架的弧度应是越平直越好。图6-2所示是国外国内四款车型的顶骨架曲线对比，注意NEOPLAN的两款顶盖曲线：图6-2a的较平且两头直接与异型材连接，图6-2b的弧度大但其加大了方钢在厚度方向的规格。

图6-2 几款车型的顶骨架曲线对比

而对于公交车型，为了做大侧围骨架的抗弯高度，顶盖骨架是做得越来越平的。拿国外车型来说，如MAN和NEOPLAN的公交车，都是顶骨架做得非常平，这就是为什么公交车非常像方盒子的原因，是结构力学使然。图6-3～图6-6分别是NEOPLAN公交车的顶盖骨架照片、NEOPLAN公交车的外观照片、MAN公交车的外观照片、BENZ公交车的外观照片，它们都是“方盒子”造型。图6-7则是NEOPLAN公交车和MAN公交车的顶盖骨架结构对比：不同之处在顶盖与侧围对接的转角处。

图6-3 NEOPLAN公交车的顶盖骨架照片

图6-4 NEOPLAN公交车的外观照片

而我们的公交车顶骨架曲线仍沿用客运车型的两端小圆弧过渡，这种结构是不利于公交车型的受力状况的，是到了该改变的时候了。图6-8是公交车型尤其是低地板公交顶盖骨架的设计方向，这也与第5.1节中讲述的公交侧围骨架的设计方向是一致的。(www.xing528.com)

图6-5 MAN公交车的外观照片

图6-6 BENZ公交车的外观照片

图6-7 NEOPLAN公交车与MAN公交车的顶盖骨架结构对比

图6-8 公交车型顶盖骨架的设计方向

（2）减重原则 对于除了边纵梁以外的其他纵梁，应本着合并的原则来减重，即减少纵梁的数量来减重。如考虑能否将顶蒙皮的搭接梁、内行李架固定板的焊接梁、中顶板的固定梁这三道纵梁合并为一根？要做到这一点，必须做到蒙皮、内饰、空调的安装一体化设计。以中顶板为例，若采用定制板材，其宽度可根据我们的需要来定制；若采用标准板材，如三合板或宝丽板，其规格都是按国家标准定制的，现在用的都是1220mm×2440mm的板面。此时顶盖骨架的两道纵梁的位置就需按1220mm的板材安装宽度来布置。其他如顶蒙皮搭接宽度、内行李架固定板的焊接梁的位置都应向1220mm的纵梁宽度来看齐。图6-1a是没有这样考虑的，所以显得纵梁特别多、特别密，而图6-1b的结构考虑到了，结果比a的结构减少了两道纵梁。

就减重而言，除了纵梁合并，还可优化空调固定板和内行李架固定板的设计。图6-1c中没任何固定板预埋件，但我们从NEOPLAN的现场图片中看到其内行李架固定板的设计只是小小的L角铁件，MAN的顶盖骨架预埋件结构也是如此。

再者，图6-1a的预埋板安装方式是两梁夹一板，而图6-1b的方式是一根梁吊挂L形预埋板，当然是后者简单。虽然图6-1a的方式强度极好，但作为空调或内行李架而言，图6-1b的悬臂结构强度也足够了。图6-9是两种预埋结构型式，工艺上应着力提高安装的精准度，而不是一味地加大预埋板。

图6-9 顶盖骨架的两种预埋结构型式

另一方面，对于空调机或风道行李架的安装方式，设计上也应有所改变了，不能因旧有的安装方式没有问题就不改变。创新是一切设计工作的灵魂，不但要做好，还要做到最优！