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客车车架及车身骨架设计 车架设计 车架是整个客车的基体，其功用是支承、连接汽车各个总成的零部件，承受来 自车内外的各种载荷，并在很大程度上决定了客车总体的布置型式。现代很多 客车都有作为整车支承的车架，车上绝大多数的部件和总成都是通过车架来固 定其位置的。对于由车身骨架承担载荷的客车，称为承载式客车，一般采用桁 架式车架结构，现代客车正逐步向这种承载车身形式发展。 车架的结构形式首先应满足汽车总布置的需要。汽车在复杂多变的道路上行驶 的时候，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。当汽车在崎岖不平 的道路上行驶时，车架在载荷的作用下可产生扭转变形以及在纵向平面内的弯 曲变形，当一边车轮遇到障碍时，还可能使整个车架扭曲成菱形。这些变形将 会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置，从而影响其正常工作。因此， 车架应具有足够的强度和适当的刚度。为了使整车轻量化，要求车架质量尽可 能的小些。此外，降低车架的高度以使得汽车质心位置降低，有利于提高汽车 的行驶稳定性，这一点对客车来说尤为重要。 客车行业在发展初期，其底盘车架主要始于货车二类底盘的改装，形成了长头 客车。随着时间的推移，有了后来在货车三类底盘上进行改装的过程，并进一 步形成专用的客车底盘。后来对车架的结构进行了改变和发展，形成了分段式 车架结构的底盘，这样就可以降低城市客车地板的高度，对长途和旅游客车来 说则是为了获得较大的行李舱。随着全承载车身技术的出现，又形成了适应承 载车身的不同类型的各种客车底盘，其底盘车架一般采用桁架式结构。 1、三类底盘的车架改装 上世纪80 年代前后，我国的客车基本上是以中型载货汽车的三类底盘改装而形 成的。不管作为城市客车还是作为长途客车，其地板高度较高，踏步级数一般 是3-4 级。车架型式大部分采用梯形车架（图5-25），也就是纵梁直通式结 构，或在此基础上外加牛腿（即支撑梁）；极少数也采用横梁直通式车架，这 种车架为纵梁分段与直通横梁以加强角撑板铆接或焊接而成。纵梁直通式车架 和横梁直通式车架都属于直通大梁式车架。尽管承载式车身是大客车车身发展 的趋势，但传统的梯形车架由于其所起到的缓冲、隔振、降低噪声和延长车身 使用寿命等特点以及生产上的继承性和工艺性等原因，目前仍广泛应用于客车 上。 梯形车架的纵梁均为左右对称的整体直通式大梁，纵梁和横梁的连接为铆接或 螺栓连接。一般采用槽型或矩形截面，弯曲强度好，且便于安装底盘部件，有 些还有加强的副纵梁。为使应力分布均匀，纵梁可设计为变截面形式。根据不 同的要求，纵梁设计可以前后贯通，也可前部、中部和后部搭接成不同高度或 不同宽度的结构，有些车型受后桥和地板高度要求的限制而在该处设计成稍复 杂的弯曲结构。 为了满足地板适当降低的需要，有的客车在整体直通大梁结构的基础上，采用 弯大梁形式的车架，即在前轴和后桥相对应的部位，车架纵梁是弯的。从而使 前轴和后桥就有了较多的跳动空间，但整个车身地板的高度可以不与上弯车架 的最高处相关，只与较低的纵梁平直段相关。这样在保证悬架运动空间的同 时，通道地板可以适当的降低，只在前轴和后桥部分做出拱起的轮罩即可；这 样还降低了整车的重心高度，更有利于行驶的稳定性及安全性，但需投入弯大 梁的模具费用。 图5-25 三类底盘车架改装的客车车架 对于城市公交客车，为适当降低前部地板的高度，需要把悬架系统布置在车架 的外侧，从而降低车架离地的高度。于是，车架的纵梁在垂直方向弯曲的基础 上，在水平方向也弯曲，从而使车架总成变成前窄后宽的型式。 横梁用来保证车架的扭转刚度，同时支承某些部件，如可支承发动机、变速 箱、传动轴、水箱、备胎等。在前后悬架支架处则需设置抗弯能力较强的横 梁。横梁结构一般采用工字型截面或双槽背对形成的工字型，有时也采用圆 形、帽型和箱型等截面的横梁。 一般说来，槽形梁抗弯强度大，对于增加车架扭转刚度很有好处，通常在悬架 前后支架处采用带大加强板的槽形横梁来承受大的受力。帽形横梁可制成弯度 较大的横梁，适用于一些空间位置受限的情况。如在发动机、水箱、变速箱、 传动轴处布置或用来支承。由帽形横梁制成的元宝梁、鳄鱼梁等受纵梁断面高 度的影响较小，通用性高。 三类底盘车架改装形成的客车车架，一般在车门立柱、前后桥吊耳前后，侧围 与前后围的分形面等部位加牛腿。轴距中间根据总布置方案加牛腿。牛腿截面 可为槽形、方形等，长度方向上可以等截面或变截面或等强度梁，中间可有减 重孔。连接方式可有焊接铆接或螺钉连接，中小厂以焊接方式为多。 根据布置和总成的安装要求，同一车架可同时采用多种型式的组合和不同的横 梁