地板层装饰，地板革设计，降噪与防火

地板层即地板的装饰层，包括木地板、地板革、隔热层、压条等。

1.胶合板和竹胶板

地板材料常见的有木胶合板、竹胶合板、塑料地板等，随着木胶合板和竹胶合板性能的不断提高，塑料地板已越来越少见，因此我们将着重介绍木胶合板和竹胶合板的有关知识。

（1）木胶合板 按其结构特点可分为：普通胶合板、夹心胶合板、塑化胶合板、木材层积塑料板和异型胶合板这几种。客车上使用的是普通胶合板，即按相邻板层的纤维方向相互垂直来组织板材。这样一来，就要求胶合板对称中心面两侧的单板，无论树种、单板厚度、层数、制造方法、纤维方向、含水率等都应相互对应，因此，胶合板的层数都是奇数层。

普通胶合板又有针叶胶合板和阔叶胶合板之分，按国家标准规定，无论哪种胶合板，按胶种的耐水性可分为四类：

①Ⅰ类胶合板（NQF）即耐气候、耐沸水胶合板，能在室外使用。

②Ⅱ类胶合板（NS）即耐水胶合板，能耐冷水浸渍或短时间热水，但不耐煮沸。

③Ⅲ类胶合板（NC）即耐潮胶合板，耐短时冷水浸渍，适于室内使用。

④Ⅳ类胶合板（BNC）即不耐潮胶合板。

因此，设计中我们应根据车身上不同的使用部位来选择不同的胶合板。如行李舱底面的胶合板就应当选用I类胶合板，车内的地板可选项用II类胶合板。若为了减少材料种类而便于采购和生产，可统一到I类胶合板。

胶合板的常见性能如下：

①密度：密度越大，强度越高，握钉力越强，但机械加工困难。

②含水率、吸湿性、膨胀性：影响板材的尺寸稳定性、产品耐久性和使用可靠性。

③隔声性和吸声性：密度大隔声性好，密度小吸声性好。

④导热性：降低密度和含水率能提高保温隔热性。

⑤耐腐性：同胶的种类、板材的树种有关，也可以在生产过程中添加防腐剂。

⑥阻燃性：胶合板属易燃材料，需添加阻燃剂来提高防火等级。

⑦耐候性：酚醛树脂胶合板的耐候性好。

⑧甲醛释放量：国内胶合板生产使用的胶黏剂主要是脲醛树脂，其成品会不断向空气中释放游离甲醛。另外，板材的树种不同其甲醛释放量也不同，如云杉板的甲醛释放量远远低于橡木板。

⑨力学性能：

胶合强度——抗剪强度和木破率。

比强度——强度与密度的比值，胶合板的密度是钢材的1/9，比强度却是钢材的2倍。

抗冲击强度——与材种、板厚、生产工艺有关。

硬度——主要取决于密度，尤其是表层密度。

耐磨性——取决于密度，也取决于表层处理。

机械加工性能——与密度、材种、厚度、胶黏剂和添加剂有关。

（2）竹胶合板 竹子是地球上生长最快的植物之一，一般3～5年即可成林，成林之后必须每年砍伐，10年不伐反而会开花死亡。我国是世界竹子大国，竹林面积和竹材产量均居世界首位，在加大天然林资源保护后，竹材在某些方面能很好地缓解木材供需矛盾。因此，单从环境保护的意义上讲，我们也应在客车上大力推广竹胶合板地板的使用。

竹子材料的胶合板常见的有竹材胶合板、竹篾胶合板和竹编胶合板，现在客车上大量使用的是竹材胶合板和竹篾胶合板。

国家林业局制定了客车车厢底板用竹胶合板的行业标准：LY/T 1055—2002《汽车车厢底板用竹材胶合板》和LY/T 1575—2000《汽车车厢底板用竹篾胶合板》。

上述标准中对竹材胶合板、竹篾胶合板的定义如下：

竹材胶合板：是竹材经展开处理、施胶、组坯和热压而成，专供汽车车厢底板使用的竹胶合板。

竹篾胶合板：以竹篾为构成单元组合压制而成的各种竹质胶合板，包括竹篾积成胶合板、竹帘胶合板、竹编胶合板、竹席-竹帘胶合板以及竹席-竹篾积成胶合板等。

标准还详细规定了板材的幅面规格、厚度系列以及物理性能指标、检验标准等。

竹胶合板的特点：幅面尺寸大、变形小、尺寸稳定性好，强度大、刚性好、用胶量小、耐磨损，有一定的防虫、防腐性。

在汽车领域的应用中，竹胶合板具有胶合性能好、耐老化、耐酸腐蚀、干缩率小、纵横两向强度差小、摩擦系数大、抗冲击、抗扭转、抗弯曲等优点，这些指标均优于木材，是一种理想的车厢地板材料。

为了减轻重量，针对不同的地板区域可以采用不同厚度的竹地板。如乘客座椅所在的区域，其地板厚度可用到10mm，因为这一区域的地板是不承载人体重量的。相反，对于长途客车的过道区域和公交客车的乘客站立区域，其地板厚度至少要用到15mm。

对于客车上使用的竹胶板，我们关注以下三个性能指标：

①静曲强度不能小于70MPa。

②绝对含水率不能大于12%。

③相对密度为0.9～1.0。

（3）地板的安装结构 我们也不能孤立地讨论木地板或竹地板本身，它至少可以与降噪问题来一起讨论。从物体振动的力学角度来看，加大振动物体的质量会降低其振动频率。因此，若想让地板能主动降低振动噪声，可以让其增加自身的重量。如在后置发动机舱的台阶处，木地板或竹地板就应适当地加厚。在国外，又发明了复合胶合板，即采用双层胶合板之间夹阻尼胶层的结构，降噪效果很好。另一方面，从地板的安装措施上也要考虑降噪措施。我们目前最常用的安装方式是带胶安装，即在地板与骨架之间打胶，地板用螺钉固定于地板骨架之上。但问题是胶的用量太少了，要知道粘接用的结构胶也是很好的减振降噪材料。图7-9是MAN公交车的地板胶粘图片，图中的重块是用来压地板的。图7-10是国内所采用的地板安装方式，技术要点如下：

图7-9 客车地板的粘接

图7-10 客车地板的安装方式

①板与板的接口方式有对接式和搭接式两种，分别见图7-10a与图7-10b。对接式操作简单，生产效率高，对骨架的制作精度要求不高，缺点是密封性差；搭接式优点是结构密封性好，缺点是地板块制作复杂，对地板骨架的加工精度要求较高。现在大都采用对接方式，在固定好竹地板之后铺装地板革之前，在接缝处全部刮腻子处理。

②地板的下面贴隔热层材料，在地板与骨架之间打密封胶。我们应推广夹有阻尼胶层的复合胶合板地板。阻尼胶隔热又隔振，比粘贴的隔热材料好很多，而且安装工艺简单得多，唯一的缺点可能是成本偏高。

我们要特别强调发动机舱的地板结构设计，重点是降噪设计，但发动机舱处还应注意防火设计，如图7-11给出了国内典型的发动舱地板结构。

2.客车地板革

客车用的地板革是聚氯乙烯塑料，是未发泡的软质PVC材料。

（1）客车用地板革的定性指标

①耐磨性：取决于耐磨层的厚度。

②防滑性：表面做防滑花纹，最好是采用石英砂或特殊防滑树脂来解决防滑问题。

③耐久性：取决于基材PVC的耐久性。其他如UV处理、防碘酒处理等也能增强地板革的耐久性。

④尺寸稳定性：增加玻璃纤维层、底面复合无纺布层等方法可增强地板革强度并保持尺寸稳定。

⑤防火性：增加阻燃剂。

（2）客车用地板革的定量指标

1）厚度：客车地板革的厚度为2～3mm。

2）外观质量（一级）：

①气泡：气泡大小不得超过1.5mm²，且1m²内不得多于5处。

②疤痕及凹凸点：不得超过0.3mm。

③两侧胶与布的脱层：脱层长度不得超过5mm，且总长度不得超过卷长的1/20。

④接头缺陷：高低不平不大于0.5mm，不得有松软现象和海绵现象。

⑤颜色：同批次颜色一致，批次间的颜色无明显差别。

3）理化指标：

①邵氏硬度（A）：80±5。

②扯断强度（N）：纵向≥450，横向≥350。(www.xing528.com)

③扯断伸长率（%）：纵向≥8，横向≥13。

④燃烧特性（mm/min）：<100且在60s内火焰自行熄灭，燃烧长度不大于50mm。

⑤磨耗量（g/cm²）：小于0.002。

⑥热老化性能（70℃、72h）：不老化。

⑦耐酸（20%H₂SO₄、25℃、24h）增量（%）：小于1.2。

⑧耐碱（20%NaOH、25℃、24h）增量（%）：小于0.5。

图7-11 发动机舱的地板结构

1—最上层的塑胶地板革 2—带阻尼夹层的木地板，可适当加厚 3—设置在骨架厚度内的吸声层，通常是硬质聚氨酯发泡 4—阻尼层，喷涂在件5的钣金上 5—地板骨架下面的一层钣金，其作用是阻碍振动向车内传播，推荐采用1.2～1.5mm厚钢板，因为越重的材料对振动传播的阻碍作用越大，并且钢材也是阻燃材料 6—钣金下面的吸声层，厚度为50～70mm，材料为矿物玻璃丝、泡沫塑料或毛线毡，吸声能力应在500～2000Hz范围内，其主要作用原理都是通过材料内部的摩擦力将噪声转化为热能，以12m后置大巴为例，机舱的吸声材料铺装面积不应小于8m² 7—带网孔的铝板护板，其作用是固定并保护吸声层，网孔型式有消声作用，网孔面积率不应小于25%

⑨耐寒性（-30℃、3h变化）：无皱纹、裂纹现象。

⑩面颜色牢度（级）：≥4。

4）适用标准：GB 8410—2006《汽车内饰材料的燃烧特性》、GB/T 8948—2008《聚氯乙烯人造革》等标准。

3.地板检修盖

地板检修盖通常是为变速器和发动机安排的。对于高地板的客车，由于发动机舱的地板也很高，所以其发动机的检修盖也可不开设。而对于像低地板公交车这类客车，往往还要加开油箱、气囊等检修盖。我们总希望地板上的口盖开得越少越好，因为任何一个口盖都涉及密封问题，这是检修盖设计中的重点。

图7-12是两种检修盖结构图：

结构a是整体式的，边框（检修盖铝型材）和盖体都是模具成型件，都是定尺寸的，口盖的尺寸不能随意改动，适合于标准化推广。

结构b是手工成型的，口盖的尺寸可以任意确定，缺点是加工工作量大，装配效率低。

检修盖的锁紧机构也是重点问题，如果找不到可靠而有效的锁紧装置，则最简单的办法是采用四点螺栓锁紧。因为地板检修盖是不经常使用的，开启时效率低的螺栓锁紧也是能接受的，毕竟它可靠。

我们主张的是地板检修盖的标准化，即结构型式和开口尺寸的统一，一个客车企业的车型至多确定三种规格的口盖尺寸就可以了。

图7-12 地板检修盖结构

4.客车的隔热与降噪措施

客车的隔热和降噪措施是一体化设计的，其目的就是为了提高车辆的乘坐舒适性，GB/T 25982—2010《客车车内噪声限值及测量》标准规定的各类客车车内噪声声压级限值见表7-2。因此，客车上大量地使用了减振、隔热、降噪材料，最常用的有玻璃纤维毡、再生纤维毡、泡沫塑料、沥青板。根据这些材料自身的特点和客车上热源及噪声源的特点，不同的隔热降噪材料的使用部位和方法是不同的。因此，在这里我们将不单纯地讲地板隔热层，而是要把整车的隔热降噪材料的使用统一来介绍。

表7-2 各类客车车内噪声声压级限值

客车车身常用的降噪保温材料有聚氨酯泡沫塑料（PU）、聚乙烯泡沫塑料（PE）、聚苯乙烯泡沫塑料（PS）、玻璃丝棉、毛毡等。表7-3则列举了五种保温材料的基本性能。

表7-3 五种保温材料的基本性能参数

（1）玻璃纤维毡 玻璃纤维毡也称为玻璃丝棉，主要成分是玻璃纤维，除具有特有的保温、隔热的特点外，还具有十分优异的防火、减振、吸声特性。一般以卷材型式提供，厚度20～25mm。按其性能应更适用于发动机舱部位，但由于玻璃纤维的粉尘影响，玻璃纤维毛毡的施工时都要用塑料膜包裹以防粉尘外散。而恰恰是这层塑料膜影响了玻璃纤维毡在发动机部位的使用。图7-13是VOLVO公交顶篷的玻璃纤维毡隔热层。

图7-13 VOLVO公交顶篷的玻璃纤维毡隔热

（2）再生纤维毛毡 由废弃的纤维制成，材料来源有植物纤维、动物毛发、化学纤维等。有的是单一纤维制成的，有的是两种或两种以上纤维混纺而成的。保温、降噪性能极好，但阻燃性极差。若提高阻燃性，需添加阻燃剂。该材料主要用于顶篷和侧墙部位，但目前在大型客车上使用不多。

（3）泡沫塑料 客车常用的保温泡沫塑料材料有PE板、聚氨酯泡沫、橡塑泡沫三种。我们所看重的降噪隔热性能是与泡沫塑料的微观结构有关的，泡沫塑料微观泡孔的结构有开孔结构和闭孔结构两种，它们都具有降噪隔热性能，但开孔结构的泡沫还有更好的吸声能力。

①PE板 即聚乙烯片材。客车上使用的是低密度聚乙烯，即高压聚乙烯。以高压聚乙烯、阻燃剂、发泡剂，交联剂等多种原料共混，经过特殊工艺而使其成为网状高分子结构的均衡气泡产品，泡孔结构是闭孔。其特点为绝热效果好，施工简易，使用寿命长，综合成本低，耐水性好，无毒性，隔声但不吸声。其在客车上的应用主要是空调风道的内衬、空调及水暖管路的保温。PE材料本身易燃，需添加阻燃剂来提高阻燃性。

②聚氨酯泡沫 全称为聚氨基甲酸酯，英文全称为polyurethane，简称PU。PU是由多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇在一定比例下反应的产物。聚酯型PU的力学性能好，耐油性好，但耐水性较差；聚醚型PU的耐低温性及耐水解性优于聚酯型，但耐油性、力学性能稍差一点。图7-14是聚氨酯发泡的工艺流程。

聚醚多元醇主要原料：聚醚多元醇（工业品）、异氰酸酯（工业品）、固化剂、阻燃助剂、抗静电助剂、颜料、增强材料。

聚氨酯发泡在客车上使用极广，如用于仪表台和转向盘的发泡成型、座椅的海绵、侧墙和顶篷的隔热层等。

侧墙的隔热层使用的是开孔结构的聚氨酯海绵，吸声性能好。

顶篷的隔热层则是一种硬质聚氨酯发泡，是闭孔结构，防水性能好，更重要的是可以现场发泡施工。

聚氨酯泡沫材料都需添加阻燃剂来提高阻燃性，所以不适合用于发动机舱。

③橡塑发泡 系以性能优异的丁腈橡胶、聚氯乙烯为主要原料，经密炼、硫化发泡等特殊工艺制成，其主要特点为低密度，密闭式气泡结构，导热系数、水汽透过率低、吸水率低，富柔软性，施工方便。适用温度范围广，自-40℃至105℃，且抗老化性能好，经久耐用。阻燃效果达到国家B1级标准。客车上主要用在空调风道的内衬、空调及水暖管路的保温。

图7-14 聚氨酯发泡的工艺流程

（4）沥青板 沥青板是优良的减振材料，常与其他材料复合使用。如与胶合板复合成减振地板，与再生纤维毛毡、PE板复合成减振隔热板。

客车的隔热隔声设计的重中之重是发动机舱，此处的设计在材料的选择上必须考虑两个特性：一是材料的吸声降噪特性，二是材料的阻燃特性。

这是发动机舱包覆层材料的选择上的两个难点：因为为了达到阻燃目的，一是要求材料本身具有阻燃性，二是要求材料不吸油。但不吸油材料往往都是闭孔结构的，而闭孔结构的材料又多是吸声性能不太好的材料。所以我们现在的困难是找不到这种集各种性能于一身的理想材料。

发动机舱部位的降噪效果会关系到两方面：一是车内噪声水平，二是车外噪声水平。因此，发动机舱的降噪材料必须是吸声的，能把声能衰减掉。隔热性能退居其次。同时它也必须是阻燃的，最好是不燃烧的材料。因为现实中很多客车火灾都发生在发动机舱这个部位。

前面提到的PE板等发泡材料虽然添加了阻燃剂可达到防火要求，但很难做到不燃烧。况且由于成本的原因，供应商也很难保证其产品的阻燃一致性。近来出现的泡沫铝材料能符合吸声与阻燃这两个条件，设计者不妨试一试。泡沫铝可制成不同厚度的板材，其材料特性如下：

①密度：250～500kg/m³。

②孔隙率：75%～95%。

③导热系数：0.25～0.5W/m·K。

④吸能性能：8000～30000kJ/m³。

⑤吸声率（500～2000Hz）30%～60%。

⑥隔声量：（300～500Hz，300mm厚）40～60dB。

⑦载荷能力：>2000kg/m²。

⑧防火性能：不燃烧，1000℃以下不熔化。

事实上，不同材料的吸声特性是不同的，我们要首先掌握具体车型配置下的发动机舱的噪声频率特性，再有针对性地选择吸声材料和设计吸声结构。这是一项细致而艰苦的基础性工作，我国的客车设计水平还远远没有做到。其表现在两方面，一是车辆噪声频率特性的研究，即NVH工作做得都不好。二是吸声材料掌握得都不全面，普遍缺少专业型的设计工程师，对材料的吸声性能和阻燃性能也知之甚少。

5.地板压条

地板压条包括铝合金压条和过渡接头两部分，都是装饰性的零件。但也有的铝压条设计成了结构件，如座椅固定型材。但由于固定强度的原因，铝型材固定座椅的方式现在已越来越少用了。图7-15是三种地板压条常用的铝型材断面型式，此处仅仅是举例，铝型材的设计自由度是无限的，所以设计者可以根据需要来设计型材断面。但我们主张的是，除非是迫不得已，铝型材应尽可能地在已有的断面库中选取。

地板压条的铝合金牌号都是6系列的，一般都氧化成白色。由于标准的要求，踏步压条和通道压条都需嵌有黄色警示条，如图7-15所示。

图7-15 地板压条的铝型材断面型式

过渡接头是用来处理铝压条的对角部位，以避免尖角对人的伤害，如图7-16所示。常用的有圆形和斜角形两种，材料以注塑ABS为主，小批量时可采用ABS吸塑或不锈钢手工件。

图7-16 两种地板压条接头