(1)三段车架结构的地板骨架设计 图7-1是典型的三段式车架结构的地板骨架。它是通道式的,结构上可分为驾驶区地板、乘客区地板和后台阶地板三部分。H-H视图中的底横梁采用的是50mm×50mm×3.0mm的方钢。一般地,像这类地板骨架,其底横梁是作为主要的受力构件,所以用料比较粗壮。相反,S向视图所反映的乘客区地板中的横向短梁则显得太密集了,可以减去很多。它们是可以不参与承载的,因为人体的重量都通过座椅的两端直接传递到车体上去了,这个区域内的骨架横梁只承载了木地板的重量,至多在乘客进入座位的短时间内承载了人体的重量,所以这个区域内是可以减重的。图7-2是其减重的前后对比:共减去了12根850mm长的50mm×30mm×1.75mm的方钢。
图7-1 三段式车架结构的地板骨架
图7-2 乘客区地板骨架减重的前后对比
对于后台阶地板,即发动机舱地板骨架的设计,可以利用标准所允许的通道坡度值来取得合理的台阶高度,如图7-3所展示的后台阶设计。
图7-3 后台阶地板的坡度设计
(2)直大梁公交车地板骨架设计 相比于三段式的客运车型地板骨架,直大梁公交车的地板骨架是复杂的,如图7-4所示的一款中巴公交车的地板骨架。其复杂性在于地板的层面多,地板要尽可能地低,而底盘的结构又低不下来,这就是直大梁公交车地板骨架的结构特点。但针对图7-4所示的结构应当注意的是:从前桥到后桥这段区域内,沿Y=0线的两侧还需再加强,因为这个区域是站立乘客最多的地方,与客运车型不同,是必须要做加强处理的,这一点在公交车型的设计中尤其应引起设计者的重视。
(3)长途客运车型的平地板结构设计 图7-5所示是IVECO的长途大巴的平地板结构,这里要强调的是,它的设计严格遵守了对齐原则和主次原则:该强的地方不管梁的间距有多密,结构上需要几根梁就安排几根梁,如图中的前轴和后轴的位置。
平地板结构的缺点是不利于车内空间的布置:增大内高会影响行李舱的容积,而现在对车身的要求是既要内高宽畅又要行李舱大,所以现在国内已很少见到平地板车型。从结构上
图7-4 一款直大梁公交车的地板骨架
图7-5 IVECO长途大巴的平地板结构
讲其另一个缺点是开中门时的踏步布置比较困难,这就使得平地板无法兼顾内高、行李舱、踏步等诸多方面的尺寸要求。所以尽管平地板在工艺上简单,但车身总布置设计者并不喜欢平地板型式。
(4)整体式的地板骨架的设计 此即人们所说的“全承载”地板骨架。前面已讲过,整体式地板骨架是与底盘的车架融为一体的,其设计要比直大梁或三段式结构车架复杂得多。要使得众多的小方钢在空间上布置出合理的桁架结构,还是要满足以下两条原则:
①保证力流传递的连续性。(www.xing528.com)
②分清承载构件的主要件和次要件。
上述原则就是要使得悬架的作用力能沿着主要受力杆件顺利地传递出去,整体式车架(或地板骨架)的设计要点其实在第三章中就已经有了定论,见承载式车架的各个断面处车身与车架的连接方式的有关内容。
通常将整体式地板骨架分为六个模块:驾驶员地板模块、前桥模块、中间行李舱模块、后桥模块、发动机模块、后台阶地板模块,见图7-6。
图7-6 整体式地板骨架的六个模块
图7-7是NEOPLAN的一款车型的整体式车架及地板骨架。一个明显的事实是:乘客区地板这一层面的用料很少,仅仅用几根40mm×20mm的小方管作为斜撑来连接。而在W-W视图所显示的行李舱底面,管材的用料要密集得多,并且用的是40mm×30mm的方管。
整体式地板骨架的设计重点是左右两片龙骨,见图7-7。龙骨相当于直大梁车架的槽型梁,是主要的承载结构。可以这样说:整体式地板骨架的设计要看两个方向——横向看车架与车身的连接、纵向看龙骨的前后连续性。横向和纵向都要满足力流传递的连续性。对于低地板公交车更是如此。
表7-1是常用的整体式地板骨架方钢规格,材料有16Mn钢和20钢两种。从表中的数据可以看出:16Mn钢管材的壁厚都大于20钢管材,这是因为16Mn管材都用在主要的承载构件上,而20钢的管材主要使用在辅助性结构上,如地板的中间支承梁、板材的搭接梁等。实际上,单纯地从结构力学分析来讲,客车车身的管材规格是可以做得很小的,如侧窗立柱可能只需要40mm×40mm的规格就足够了,但如果考虑侧窗玻璃的安装,40mm的安装面显然太小了。所以从内外饰安装的角度来说,车身管材的规格是无法做得很小的。
图7-8则是一款低入口公交车的地板骨架,它也是整体式的。
图7-7 NEOPLAN全承载式车架
表7-1 常用的整体式地板骨架方钢规格 (单位:mm)
(续)
图7-8 一款低入口公交车的地板骨架
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