出口伦敦双层旅游观光客车研发

张海洋，汪中传

（安徽安凯汽车股份有限公司，合肥230051）

出口伦敦双层旅游观光客车研发

张海洋，汪中传

（安徽安凯汽车股份有限公司，合肥230051）

通过研发出口伦敦的双层观光旅游客车，分析英国对双层客车的标准要求，对英国的单车认证有明确的认知，并成功开发出适合英国市场的双层旅游观光客车。

旅游观光；双层巴士；研发

欧洲是世界客车发展的起源，也是现代客车技术的领跑者。双层客车在英国发展已有50多年的历史。曾经有一段时间，英国伦敦的标志是红色的Routemaster双层客车。2008年的北京奥运会开幕式中，伦敦8min的表演是以一辆红色的双层客车作为舞台进行的。2012年夏季奥运会在英国伦敦举行，作为中国客车生产企业，把标志中国客车技术的产品推向了伦敦，从而将中国造的客车展示在了世界面前。

1 认证要求

如果双层客车出口到英国，需要了解英国对汽车进口的要求。英国汽车进口首先需要进行认证，英国汽车认证有三种方式[1]：

1）单车认证（IVA）。即车辆进行符合要求项目的单项认证，获得单项认证证书，然后由VOSA（Vehicle and Operator Services Agency）进行检查及注册。一批车中的每辆车都需要有VOSA进行按照单车认证的规范逐一检查。这种方式的优点是可以快速出口、时间短；缺点是每辆车都需要进行检查。如果车辆装配中存在差异，将会导致车辆整改；车辆进入英国后的检查时间长。

2）小批量认证。即车辆需要进行比单车认证更多的项目认证，获得认证证书，然后由VOSA进行检查及注册。这种认证方式的项目比单车认证项目多，单一批次车辆出口将会只检查一辆车；到达英国的检查比较简单。

3）WVTA认证，即整车认证[2]。也就是按照欧盟的标准进行多达52项的认证，获得认证证书，然后获得整车的证书。这种认证的项目多、时间长，但这种认证的优点是以后可以直接按照样车的状态出口到欧盟，车型相同就不需要再认证；等于是认证一个状态以后，在欧盟的标准没有变化时，都可以销售这种车。这个证书可以在欧盟国家通用，可以对欧盟国家出口[1]。

按照出口认证的类型，同时结合市场的需要，我们选择了单车认证的方式，开发符合英国的双层观光车。主要原因：通过市场调查，英国双层观光车的上层人数比欧盟的标准规定得多。在英国运行的双层车辆，上层座位都在55座及以上；而欧盟标准ECER107中对双层车上层规定：如果上层座位数大于50人，需要2个楼梯或1.5个楼梯，但在英国没有此项强制规定。另外，单车认证的时间短，对于小批量的车进入英国有时间的优势。

2 车辆布置及设计

2.1 车辆总布置

1）车辆尺寸。通过了解在英国市场上的车辆，结合已有的经验，进行座椅布置后，选择12m的三轴车辆。车辆的主要参数如下：长×宽×高12000mm×2500mm× 4 200mm；驱动形式6×2；轴距5 170/1 520mm；前悬/后悬/2 370/2 920mm；一级踏步高：中门340mm；乘员数（含驾驶员和导游）78（下层21，上层57）个；车内净高：下层1 900mm，上层1 700mm；轮胎275/80R22.5；乘客门：前、中门双内摆式。

2）座位布置。双层车辆整备质量比较重，一般都有14 t左右。为了车辆的经济实用，同时座椅数量要符合市场的需求，在上层布置57个座椅，下层布置21个座椅，并且要有留一个残疾人轮椅的位置[5]。其布置见图1。

3）动力匹配。三轴的双层车最大总质量在20 t以上，因此，要选择220 kW以上的发动机；在欧洲市场上这种车型需要匹配自动变速器，我们选择欧洲知名的福伊特D864.5自动变速器，结合动力匹配计算，发动机选择ISL8.9E5 340B型发动机。根据计算匹配，最高车速能够达到80 km/h。

4）排放。欧盟在2009年8月开始，新认证车型要执行欧V排放，因此，发动机的排放必须满足欧V要求。所选择的进口康明斯ISLE8.9E5 340B发动机符合欧盟的排放要求。

5）桥。按照座椅布置的需要，下层后部座椅及台阶的需要，只能选择低地板的偏置桥。因只有这种桥才能够保证下层后部通道高度需要。

2.2 车身设计

1）车身设计。采用全承载车身骨架[4-5]。全承载车身骨架只能用低碳钢焊接，无法采用铝合金车身，但需要在车身骨架上降低质量；通过三维设计[6]，并用NXNASTRAN进行有限元分析[7]。在底盘部分及上层地板上可以进行一体化设计，考虑下层内装饰、地板、座椅安装的要求，进行减重设计，这主要是为今后的侧倾稳定性做轻量化准备。另外，欧洲的客车使用年限长，需要进行良好的防腐保护，要进行底架骨架的内腔喷防腐蜡处理[3]。

2）观光设计。双层观光车主要是乘客用来在车上进行城市及景点的观光。考虑到乘客的需求，将车辆的上层2/3敞开式设计，如图1所示。敞开式设计一定要考虑标准的要求。英国对上层要求是车身部分离地板距离要大于900mm，护栏的高度要求大于1 100mm，因此，侧围的高度是设计的重点[8]。

3）门台阶设计。出口英国的车辆需要关注门台阶的高度。由于标准中规定车辆在停止或停止打开残疾人轮椅上下用的翻板时，台阶最小高度是250mm。由于车辆前桥处宽度的限制，因此，一般将残疾人翻板设计在中门处，保证中门的台阶高度不大于340mm，才能满足标准的要求。

4）车内台阶设计。英国对车内台阶的要求是按照欧盟的ECER107中的要求进行测量。对于CALSS I（允许乘客站立和来回走动）的车辆楼梯踏步高度要小于250mm。但是对于车辆来说，下层的高度一般比较高，因此，按照楼梯踏步高度为245mm来设计，在万一有制作误差时，这样也能满足标准[9-10]。

5）车内高度。双层车有上下两层，按照下层高度1 900mm、上层高度1 700mm布置；英国的标准要求通道下层大于1 800mm、上层大于1 680mm。当然欧盟标准对细节很注意，规定前桥处的高度可以为1 770mm，而后桥处高度要求比较难满足；规定了后桥向前1 500 mm开始，向后的车内通道只需要1 680mm就可以，这样可以增加车辆的乘客布置。但是还需要注意下层座椅面到车顶的距离，欧盟要求必须大于900mm。

2.3 发动机冷却系统

由于英国伦敦属于海洋性气候，而且温度比较低，一般最高温度都不超过30℃，这样发动机冷却系统的冷却能力要求不高。因此，为了提高产品的档次，也提高发动机的效能，选择电子风扇冷却系统。按照整车配置选择的发动机功率，冷却风扇消耗的功率一般在20 kW左右，这在车辆运行时将会降低车辆的加速度。

电子风扇冷却系统（图2）类似轿车发动机冷却原理；水箱冷却风扇通过电驱动，而不是传统地利用发动机后端的皮带轮带动。这样发动机在加速时，发动机就没有水箱风扇的功率消耗，从而提高加速性能；并且电子风扇在冷却时不受发动机转速的影响，能够自动通过传感器判断水温，从而采用CPU控制风扇运行和发动机水温。

2.4 侧倾稳定性

欧盟和英国的标准都有要求整车侧倾稳定角，对双层车要求是28°。双层车进行侧倾稳定角试验时要求，上层的座椅全部加载，加载的质量是按照CLASSI类车每个座位是68 kg。如果按照通常的设计，根本无法通过侧倾稳定性测试。通过研究，需要进行以下方面设计。

1）减轻双层车上层的重量。侧倾的稳定性测量时需要上层加载，在28°角时，需要确定车身哪些部分在支点内（侧倾一侧轮子与质心点之间），哪些部分在支点外，通过对支点外的部分减轻重量；而侧倾时在支点外的部分主要集中在上层。因此，减重的主要点：一是减轻上层重量和下层与上层之间的骨架质量，这种减重需要将内饰、座椅、地板等的安装通过一体化设计实现；二是通过减轻座椅脚的质量，这是通过将座椅脚上增加工艺孔，通过不减少座椅脚的强度来减轻质量。

2）减轻下层顶部重量。首先通过将下层顶部内饰进行轻量化设计，用铝合金材料替代钢材；同时将灯带的预埋件与风道的安装件进行合并，从而减轻部分重量。

3）减轻顶部重量。将顶部的蒙皮改为玻璃钢材料。玻璃钢在目前的车辆设计中是重要的替代材料，它的密度约为2 000 kg/m3，是钢材的1/4。除减轻重量外，它的耐腐蚀及高强度也是设计中的良好选择。

4）降低高度。降低高度主要有两处：一是上层座椅的高度，通过将上层座椅脚的高度降低，只保证座椅面的最低高度满足标准的400mm（一般设计座椅面的高度都会是450mm，降低50mm将会有利于侧倾稳定性）；二是将车辆装置ECAS（客车电子控制的空气悬架系统）。这种ECAS必须具有一种侧倾保护功能，是在车辆向一侧侧倾时，通过充气、放气来保持车辆左右气囊高度的一致。我们常用的ECAS具有整车升降功能，但不具有侧倾保护功能，因此，对于侧倾稳定性要求高的车辆一定要有此装置。

5）增加轮距。选择车桥要满足车辆宽度的要求，但是双层车车桥要求轮距不仅要满足车辆宽度要求，同时在可能的情况下越大越好。因为轮距越宽，侧倾时车辆的支点越靠车辆的外侧，从而车辆的质心离支点越远，有利于车辆侧倾时的稳定性。其中在车桥确定的情况下，可以通过采用铝圈来增加轮距。铝圈一般能够使轮距增加20mm。

2.5 EMC电磁兼容性

出口英国的车辆一定要有电磁兼容的概念。电磁兼容包括EMI和EMS，也就是电磁干扰和电磁抗干扰。在客车中要注意到宽带和窄带两部分的电磁干扰，宽度主要是由车辆上的强电运行或切换时引起的，如除霜风扇、雨刮电机、空调风扇等；窄带干扰一般是电子设备，如各发动机的ECU、自动变速器ECU、电子钟。在EMS电磁抗干扰中，要注意车辆的仪表和闪光继电器，这两个设备是实验室重点监控的设备。当然有比较成熟的方式：在车辆设备选择时，一定要选择零部件已经通过EMC认证的产品。一般来说，我们会要求相关的零部件生产厂提供EMC的检测报告，这样就能确定该产品有能力通过EMC试验。

3 结束语

出口伦敦的车辆从设计到制造再到认证通过，我们用了近9个月的时间。这次双层车的开发使公司的车辆具有了进入欧盟的基本条件，对双层车的设计开发有了全新的认识，同时对英国单车认证的标准有了非常清晰的了解，也对欧盟ECER107有更明确的认知。我们双层车参与伦敦奥运旅游观光运输，受到乘客与客户的好评。它的开发与投入使用，使我国在旅游观光客车的项目上，可以与世界品牌同台竞争。

[1]姚波.客车结构出口认证检测[J].客车技术与研究，2010，32（2）：34-37.

[2]杨超.中国客车主要出口认证体系分析[C].2009年中国客车学术年会论文集，2009.

[3]羊拯民.汽车车身设计[M].北京：机械工业出版社，2008.

[4]黄天泽.大客车车身[M].长沙：湖南大学出版社，1988.

[5]刘习军，曹树谦，陈予恕.中型承载式客车的有限元建模分析[J].天津大学学报，1996，（5）

[6]耿鲁怡.UG结构分析培训教程[M].北京：清华大学出版社，2005.

[7]曹文钢，李辉，陈维，等.客车车身强度与刚度的有限元分析[J].农业机械学报，2007，（3）：40-43.

[8]王宏雁，刘忠铁.汽车车身造型与结构设计[M].上海：同济大学出版社，1996.

[9]金明新，高素芳.双层客车结构安全新要求[J].交通标准化，2003，（4）

[10]陈家瑞.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2000.

修改稿日期：2013-12-12

Developmentof Tour and Sightseeing BusExported to London

Zhang Haiyang,Wang Zhongchuan
（AnhuiAnkaiAutomobile Co.,Ltd,Hefei230051,China）

Through the development of tour and sightseeing bus exported to London,the authors analyse the requirementsof the British double-decker bus standards,and have a clear cognition about the individual vehicle approval（IVA）in UK,and successfully develop outthedouble-decker sightseeingbus for theUKmarket.

tour&sightseeing;double-deckerbus;development

U 469.13+1

B

1006-3331（2014）02-0020-03

张海洋（1975-），男，工程师；安徽安凯汽车股份有限公司国际公司副总经理。