客车车身结构设计-汽车车身结构与设计

客车车身结构一般由顶盖、侧围、前围、后围、底架或车架等部分组成。上述几部分由各自的骨架拼装在一起，外敷蒙皮形成一个六面体形的外形轮廓，整体看像一个箱子。由于客车的行驶速度一般比轿车小，空气动力性能的影响就降为次要地位，主要考虑车身内部空间的利用和视野性。因此，车窗玻璃较大，驾驶人座椅也较大，且非常靠近风窗玻璃。

1.客车车身结构总成

（1）前围总成

前围总成一般由左右门立柱总成、前风窗下横梁总成、左右两立柱总成、刮水器支撑立柱总成、转向管柱总成、前保险杠上横梁总成、前照灯支撑梁和支架、刮水器电动机支架、前风窗上横梁、前围与顶盖连接件等组成。

（2）后围总成

后围总成一般由后围左右立柱总成、后风窗上下横梁、左右舱门立柱总成、后舱门上横梁总成、后车灯支撑梁和支架、后保险杠上横梁、尾横梁总成、后围与顶盖连接件等组成。

（3）侧围总成

侧围总成分左、右两片，若不带中门，左、右两片可基本对称，否则部分件不对称。一般由驾驶入门后立柱总成、乘客门后立柱总成、侧窗立柱、舱门立柱、侧窗上下纵梁、舱门上下纵梁和侧窗下纵梁与舱门上纵梁之间的加强车身支撑蒙皮的斜撑、左右原视镜支架、门框梁等组成。

（4）顶盖总成

顶盖是车身上重要的基础部件，其功用是封闭车身上表面，起到防雨、防晒及防止上方掉落物砸到车内的作用，同时以其光顺的表面减少行车阻力，美化外形。

顶盖一般有单层和双层两种结构。若要求内饰整体性强，外观豪华，顶灯与内饰过渡无明显界限，则用双层，常用于高档城市公交客车。单层顶盖常用于普通造型的城市公交和旅游类客车。单层顶盖一般有大顶贯穿横梁、边纵梁、前后拱顶支撑梁、天窗支撑梁、内饰支架、灯支架、风道固定板、电视机支架等构件，空调客车还要有固定空调部分的构件等。

承载式车身的车顶与车身其他构件一起共同承受车身整体的变形应力。为了提高车顶的承载能力进而增加车身的整体刚度，也为了便于防雨、排水，车顶大都采用具有一定深度的拱形顶盖，并用箱形断面的杆件做成沿顶盖的周边布置的圈梁兼做顶盖的基础，圈梁再与窗柱刚性连接。

为了车内通风换气，城市客车顶盖上部常开设天窗。由于天窗会削弱车顶强度，同时影响密封，其四周一般都设有横向借助于顶盖拱形梁、纵向借助于顶盖纵粱的窗框，并在天窗结构上和天窗周边采取相应的防锈与密封措施。

（5）车身底部结构

承载形式不同，车身底部结构也有不同形式。较常见的是基础承载式车身的底架结构；其次是格栅式车体底架结构。

非承载式客车车身虽然没有独立的车架，但取而代之的是车身底架，发动机和底盘的主要总成直接装配在底架上，所以底架需要有足够的强度和刚度。底架或车架大多由高强度钢板冲压成形的杆件组焊而成，其截面形状有封闭式和非封闭式。采用封闭式截面梁时，端口大都封死，表面锐边修磨平整，与其他构件铆接或用螺栓连接时，其间常夹垫约1 mm以上厚度的减磨垫片。

对发动机前置的客车，车身底架在驾驶区和乘客区的结合部往往形成明显台阶。底架上面（即车内侧）用木板、多层板、塑料插接件等铺装形成车内地板。为实现车底密封和装饰，地板上通常还要覆盖橡胶、塑料等。

2.客车车身骨架(www.xing528.com)

客车车身骨架由各种截面不同的杆件组焊而成，其功能是构成车身壳体的基本外形轮廓；承受车身的各种载荷以及外力；装配车门、风窗、车窗、蒙皮，以及底盘、发动机、空调和行李架等附属设备。

（1）车身骨架结构形式

车身骨架一般有两种形式：一是单元式结构，二是拼焊式结构。

单元式结构是利用纵向构件将若干个环箍单元（由地板横梁、立柱、顶横梁等构成）连接起来的一种骨架结构，它由5～6个长度为1.5m左右、可以互换的单元体和前、后两个单元体构成，每个单元体的两端用贯通的矩形材料封闭，横向构件均为压制件。单元体先在焊接架上进行组焊，然后再送到流水线上进行组装，其外蒙皮采用贯通的经滚压成形的不锈钢板与车身骨架铆接，具有良好的结构强度和刚度。

拼焊式结构的客车车身骨架通常由前围骨架总成、后围骨架总成、左侧围骨架总成、右侧围骨架总成和顶盖骨架总成五大部分构成。目前，拼焊式骨架结构是客车最常见的形式。

（2）拼焊式车身骨架的组成

客车车身骨架将这五大骨架总成合装在底架或车架的横梁上，即构成一个整体空间框架结构，从而形成整个车身的外形轮廓。这种车身各部分骨架形成特有的名称。现代客车造型由前围、后围、侧围、顶盖、底架或车架这五个总成各自的构成特点来体现。

由于骨架的寿命在一定程度上决定着车身的耐久性，所以为提高骨架寿命，有些车型骨架采用抗扭刚性很高的异形钢管构成。也有的车型为提高骨架的耐蚀性，除了在结构上解决内腔的通风，还留有便于涂装作业的喷漆工艺孔。

3.车身外蒙皮

车身外蒙皮用来覆盖车身骨架及内外蒙皮之间的构件，并随骨架形状的变化而变化，以构成客车外形的不同表面，保证车身外表面平整光顺、美观大方。

骨架式车身外蒙皮通常采用厚0.8～1 mm的冷轧薄钢板或1.5 mm厚的铝板，贴附于车身骨架外侧，从而形成与车身骨架一致的名称，如前围外蒙皮、车顶外蒙皮等。在车身腰线以下的部分则往往称为外裙板。外蒙皮与骨架之间的连接方式有多种，主要有可拆连接的紧固方式、铆接方式和焊接方式。

铆接一般采用直径5 mm的铝质铆钉进行冷铆。若截面是门形的冲压骨架，则采用实心铝铆钉；矩形钢管骨架往往采用空心铝铆钉进行拉铆。空心铆钉的强度较实芯铆钉低，容易松动，故有时采用双排铆钉进行加固。常见的蒙皮冷状态铆接的方案示例。外蒙皮与骨架的焊接一般采用电阻焊和二氧化碳气体保护焊。如采用单面电阻点焊，点焊部位不能涂普通防锈底漆（不导电），常常涂导电底漆。

蒙皮属于平面板件或圆弧面板件，容易发生强迫振动，是车身上刚性最差的构件，也是车身噪声的主要根源。其寿命取决于所选用材料及其固定方式，这些因素对蒙皮的防腐、振动、承载等影响很大。例如，上述铆钉连接方式，使用抽芯铆钉不仅效率高，且质量好。焊接方式中，点焊效果比二氧化碳气体保护焊要好。为了提高蒙皮的寿命，蒙皮都应具有足够的刚度。无论选择哪种连接形式，最基本的要求是蒙皮必须与骨架构件紧密连接。

非承载式车身的蒙皮可认为是不承载的。但在无骨架或半骨架车身中，外蒙皮则必定是承受载荷的构件。半承载式和承载式车身，蒙皮与骨架的连接形式还会明显影响蒙皮的承载和受力状态，这种影响在承载式车身上更为突出。

承载式大客车车身的外蒙皮通常有两种：一种是应力外蒙皮，它是将薄板先点焊定位于骨架上，再进行铆接，这种安装方式使蒙皮总是与骨架一起承受车身整体变形时产生的剪切应力，因而这种蒙皮是承载的；另一种是预应力蒙皮，蒙皮始终处于张拉应力状态，故又称张拉蒙皮。目前，预应力蒙皮的张拉工艺方法主要有两种：一种是热张拉法，即采用电加热或氧乙炔焰加热的方法；另一种是机械冷张拉法，即在车身侧窗下横梁至地板边梁之间，将一张长度为自车身前端第二立柱到车身最后第二立柱之间相应长度的薄板放在平台上，由专用胎夹具压平并拉伸0.1%左右，然后将胎夹具贴实紧固的薄板，整个吊装至骨架侧围的相应部位外边进行贴合并将四周点焊，而蒙皮与中间各立柱则不焊接，其间只加装衬垫物。撤去胎夹具后的蒙皮仍处于张拉力状态，故又称张拉蒙皮。

张拉蒙皮不参与承载，只在客车车身上起改善装饰的作用。由于蒙皮受张拉应力，垂直于板面的刚度得以提高。