12m前置出口客车JS6120GC底盘设计

王 伟，房 坚

（扬州亚星客车股份有限公司，江苏 扬州 225001）

在客车出口产品中，由于受地区道路限制、使用习惯偏好，前置车占据一定的比例。前置车在布置上有轴荷分配合理、发动机冷却条件好、后部车厢乘坐空间宽敞、行驶平稳等特点。亚星公司的10 m级前置客车之前已出口到多个国家，现针对出口订单要求，全新开发JS6120GC压缩天然气12 m前置团体客车。本文就这款车的底盘设计思路、主要结构布置及性能参数作简要介绍。

1 用户要求及底盘参数

1）用户对底盘的基本要求。

发动机：进口康明斯CNG发动机CGe280 Plus EU ROIII（电控加强型），功率 209 kW/2 400 r/min，扭矩1 152 N·m/1 400 r/min；威廉姆斯电子油门踏板，发动机进气口放置在侧围或顶置。

CNG装置及钢瓶：8只120 L缠绕式钢瓶，ISO出口标准要求，钢瓶放置于底盘上，钢瓶下方需安装防石击挡板或网。

变速器：六档箱（国际档位），S6-90，速比：6.98/4.06/2.74/1.89/1.31/1.00/6.43。

离合器：φ430（萨克斯 MF430）。

前桥：东风德纳前桥，额定载荷：6.5 t（前盘式制动器）。

后桥：东风德纳后桥，额定载荷：13.0 t，主减速比：5.63。

悬挂：多片簧。

转向:ZF8098（动力转向）。

制动间隙自动调整臂：有。

辅助制动：储能弹簧制动器，排气制动。

(ⅱ): “(2.2)⟹(2.3)” 假设x*是问题(3.2)的最优解。对于∀x∈Hm，则 且 x*∈D∩C。从而我们可知，δD(x*)=0 ,δC(x*)=0。即而有：

轮胎：295/80 R22.5（带备胎及备胎支架）。

轮罩：不锈钢轮辋罩（半罩）。

踏步：四级踏步，高地板。

2）整车基本情况。该车长12 000 mm，宽2 500 mm，高3 240 mm；轴距6 000 mm，前悬2 550 mm，后悬3 450 mm；整备质量及最大总质量分别为12 400 kg、18 000 kg；最高车速80 km/h[1-2]。最大爬坡度：II档时为26%；燃料容积：8×120 L（192 m3）；续驶里程：480 km；最小转弯直径：23 m；最小离地间隙：230 mm。

①采用亚星自制JS6120GDC三类客车底盘，前、后置乘客门的布置，四级踏步高平地板结构，使车内整车布置简洁宽敞、整体感更强，乘客乘坐更加舒适安全。通过对前进风罩特殊的设计并结合亚星多置客车的经验进行改进，有效地解决了前置城市客车夏季冷却水高温的问题[3]。

②采用半承载式车身结构，车架与车身刚柔并济的连接方式，既加强了整车的强度，又保证了产品质量的稳定性。

③采用整体前大灯设计，加高加大侧窗结构，贯穿方中带圆设计理念，大处方正、细处圆润，给人以清爽明快、挺拔有力、刚中带柔的外观视觉效果。

④模具成型的前后围覆盖件（前围采用整体成型玻璃钢件，后围采用模压铁制件），不仅增加整车的动感，而且提高油漆表面的光洁度。

2 底盘布置及设计难点

2）变速操纵。根据用户要求，六档变速器采用国际档位。结合发动机与变速器的布置在整车车身前部相对情况，原传统前置车的硬杆操纵无法布置，同样因为发动机宽度尺寸较大，硬连接杆需要在纵梁上部穿过，但没有空间。经过考虑，将变速操纵设计为软轴式，水箱固定罩左侧加大，伸出一块空间来放置软轴式操纵器支座，两根软轴从发动机左侧方伸到变速器上通过转换器与选换档轴连接。这种操纵方式多用于后置车，因为采用綦江变速器，只能采用选换档单轴，必须用MK3式操纵及转换器。受操纵结构限制，用于后置客车时，排档杆都比较高，以降低选换档力，而在这款前置车上采用这种操纵方式，排档支座已经布置在固定水箱上，高度较高，排档杆比较短，传动比发生变化导致选换档力增大，选换档的行程变小。通过仔细分析操纵器结构，最终将排档座处下部的旋转摆臂上软轴安装孔分别向旋转中心重新开孔，增大旋转臂运动行程，从而有效减小选换档力，使得操纵轻便[5-6]。操纵器改进见图2。

3）转向系统。转向系统在设计之初时，有两种方案：一种是采用前置车原传统的双直拉杆结构，但经过论证，针对出口用户，双直拉杆的结构可靠性不是太好，中间摆臂轴容易磨损；第二种是角转向器+方向机卧式布置方案，可靠性好，但之前都是在后置车上布置，方向机的卧式布置中对空间需求较大，对驾驶区地板结构提出了一定要求，同时也影响到空滤器等的布置。综合考虑，把常规布置中驾驶员座椅下的空滤器移走，方向机卧式布置，驾驶区地板下留有足够高度。因采用6.5 t盘式前桥，气室位于工字梁前部，同时前部车架开档较大，减振器位置决定了直拉杆布置的难易。经过考虑，将减振器布置在车架外侧工字梁后部，给直拉杆让出运动空间，转向系统布置见图3[7-8]。

4）传动轴。由于整车长度较长，发动机前置，传动轴总长度很长。经过计算与校核，该车如采用传统布置的三根传动轴，每根长度过长，临界转速超出安全转速要求。最终设计为四根传动轴，传动轴轴管直径为φ104 mm×8 mm，长度最长为1 550 mm。

临界转速计算

式中：D为轴管外径，D＝104×10-3m；d为轴管内径，d＝88×10-3m；L 为传动轴长度，L＝1 550×10-3m。

传动轴最高转速 n；n＝nmax/ik，r/min。

式中：nmax为发动机最大功率时转速，nmax＝1 400 r/min；ik为变速器速比，取最高档VI，iVI=1。

根据设计要求，传动轴工作时，安全工作转速不大于0.7 nk。

传动轴最高工作转速n＝2400＜0.7 nk，满足设计要求。传动轴轴管的扭转应力τ

式中： Memax为发动机最大扭矩，Memax＝1 152 N·m；ik为变速器速比，取I档速比，iI＝6.98

可见轴管扭转强度足够。

5）燃气系统与钢瓶排布。该车的天然气供气系统如图4所示。

该车燃气系统的最大特点是在满足正常加气的充气阀（φ11，带单向阀）基础上加装了CL50大容量加气口，同时钢瓶充气管路的直径加大到φ12，可大大缩减充气时间，方便用户加气[9-10]。

3 结束语

目前12 m级前置车，尤其是天然气车在西部地区以及外国仍有一定的市场与需求。我公司以这批外销订单为契机，果断响应，积极创新，充分运用了模块化、平台化、通用化的思想，同时利用现有资源，高效快速地开发出12 m前置车。在满足订单要求同时，也对新产品涉及的相关问题作了深入研究，更为后续订单及产品不断改进完善奠定基础。相信该产品必将为公司和用户创造良好社会和经济效益。

[1]余志生.汽车理论（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]张洪欣.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，2000.

[3]郭竹亭.汽车车身设计[M].北京：机械工业出版社，1992.

[4]付本奇，张祥宇，梁荣朝.客车发动机进气系统车身进气部分设计[J].客车技术与研究，2011，33（1）：31-33.

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[7]邓晓峰，林永嘉，王品泉，等.JS6130SHJ型双层城市观光客车设计[J].客车技术与研究，2010，32（6）：24-26.

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[9]陈浩.XML6857J13N型天然气旅游客车开发[J].客车技术与研究，2010，32（5）：26-28.

[10]蒋黎明.LNG客车供气系统安装技术研究 [J].客车技术与研究，2011，33（5）：26-28.