第一講
高端大客車(chē)的特征之一:具有無(wú)車(chē)架的全承載車(chē)身
低端大客車(chē)是有車(chē)架的底盤(pán)
從力學(xué)角度分析低端大客車(chē)有卡車(chē)的柔性車(chē)架,從扭轉(zhuǎn)剛性角度看,卡車(chē)上層車(chē)廂和下層車(chē)軸葉片彈簧懸掛都是剛性的,當(dāng)?shù)缆房油莶黄綍r(shí),中層的柔性車(chē)架的作用,除全部承載外還起到關(guān)鍵的緩沖層的作用.所以卡車(chē)是三層式結(jié)構(gòu),即上硬中軟下硬.
高端大客車(chē)的首要特征是沒(méi)有中間的軟層-柔性車(chē)架,剛性底架與剛性車(chē)身構(gòu)成一個(gè)剛性整體,承載車(chē)輛的全部負(fù)荷.是兩層式。
圖2高端大客車(chē)無(wú)車(chē)架的承載式車(chē)身
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應(yīng)用在客車(chē)上的全承載車(chē)身技術(shù)是高檔豪華客車(chē)制造技術(shù)中的重要項(xiàng)目。該技術(shù)是德國(guó)凱斯鮑爾公司于上個(gè)世紀(jì)50年代首創(chuàng)，并通過(guò)嚴(yán)格的碰撞試驗(yàn)，性能優(yōu)越，使客車(chē)具有經(jīng)濟(jì)、安全和舒適等性能，尤其適應(yīng)高速長(zhǎng)距離客運(yùn)。全承載車(chē)身技術(shù)的應(yīng)用，引發(fā)了國(guó)內(nèi)客車(chē)制造業(yè)的一場(chǎng)技術(shù)變革。
車(chē)身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
全承載車(chē)身結(jié)構(gòu)的底架不是傳統(tǒng)的沖壓成型鉚接車(chē)架式結(jié)構(gòu)，而是由矩形管構(gòu)成的格柵式結(jié)構(gòu)。這種底架與前后圍、側(cè)圍、車(chē)頂五大片組成全承載車(chē)身。車(chē)身采用封閉環(huán)結(jié)構(gòu)，由于沒(méi)有車(chē)架，故可降低地板和整車(chē)高度。整個(gè)車(chē)身參與載荷，上下部結(jié)構(gòu)形成一整體，在承受載荷時(shí)，使整個(gè)車(chē)身殼體達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。在具有較大的抗扭剛性格柵式結(jié)構(gòu)的底架上，配置發(fā)動(dòng)機(jī)、前后橋等總成，可以保證各總成相對(duì)位置關(guān)系正常工作。
其優(yōu)點(diǎn)是：車(chē)身重量降低，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度提高；簡(jiǎn)化構(gòu)件的成型過(guò)程，提高材料利用率；整車(chē)重心低，高速穩(wěn)定性好；加工不需要大型沖壓設(shè)備，便于產(chǎn)品改型，容易實(shí)現(xiàn)多品種系列化生產(chǎn)。它最大的優(yōu)勢(shì)是被動(dòng)安全性好，按照歐洲的客車(chē)被動(dòng)安全測(cè)試，這種結(jié)構(gòu)能夠在汽車(chē)翻滾及相撞時(shí)，保證乘客的安全空間。
制造工藝要點(diǎn)
全承載車(chē)身與傳統(tǒng)的車(chē)身結(jié)構(gòu)不同，在制作工藝上有顯著區(qū)別。客車(chē)公司對(duì)車(chē)身設(shè)計(jì)已形成各自的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，但基本要求是一致的：1）根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力，選用不同規(guī)格、材質(zhì)的矩形管進(jìn)行組焊。2）底架基本上是有規(guī)則的截面梁、連接梁組成。3）車(chē)身結(jié)構(gòu)件主要是采用低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼的冷拔或高頻焊接矩形管組成。4）前后圍、側(cè)圍、車(chē)頂五大片除尺寸有所不同，結(jié)構(gòu)基本上是相同的。因此，在制作工藝上可以實(shí)現(xiàn)單一車(chē)型和多種車(chē)型的批量生產(chǎn)。
制作工藝過(guò)程為：矩形管除油，矩形管下料，矩形管彎曲，小總成焊接；格柵式底架和前后圍、左右側(cè)圍、車(chē)頂焊接；車(chē)身總拼；車(chē)身補(bǔ)焊件，打磨、校正。裝焊必須在焊接工裝上進(jìn)行，這樣才能控制各部件的相對(duì)位置尺寸，并能有效控制焊接收縮、變形。需掌握的工藝如下。
下料要求及底架制作
矩形管下料前必須除去表面油脂，這樣能減少焊接氣孔等焊接缺陷，同時(shí)能減少焊接煙塵對(duì)作業(yè)場(chǎng)所的污染。油基清洗劑易燃，安全性較差，現(xiàn)在傾向于水基清洗劑。為提高效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有的單位已采用超聲波振動(dòng)脫脂。除油后需要保持矩形管在一定時(shí)間內(nèi)不生銹。
矩形管下料，重點(diǎn)控制的是下料尺寸、角度。其下料的準(zhǔn)確程度關(guān)系到小總成乃至車(chē)身總成的尺寸準(zhǔn)確程度。下料設(shè)備一般采用帶式鋸床、盤(pán)式鋸床、弓式鋸床。
底架的截面梁、連接梁小總成焊接，必須使用焊接夾具來(lái)保證其控制尺寸，焊接后需對(duì)平面焊縫進(jìn)行打磨，以便部件總成能準(zhǔn)確放入下道工序的焊接工裝內(nèi)。在打磨后，采用火焰校正和錘擊的方法校正相關(guān)的尺寸和平面度。
底架總拼是在底架總拼夾具上進(jìn)行，將各截面梁、連接梁按順序放入工裝，進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整定位并夾緊。在工裝上先進(jìn)行上面和兩側(cè)面的焊接，吊到高架上再進(jìn)行底部焊接。
前后圍、側(cè)圍、車(chē)頂五大片制作
前后圍彎管的圓弧半徑一般屬漸變值不是確定值，彎曲一般采用液壓仿形彎管機(jī)及數(shù)控彎管機(jī)。車(chē)頂、側(cè)圍彎管的圓弧半徑是確定值。彎曲工序一般使用沖壓模具進(jìn)行，有公司使用輥彎?rùn)C(jī)對(duì)矩形管進(jìn)行輥彎。進(jìn)行小批量生產(chǎn)的公司可使用液壓校正機(jī)進(jìn)行手工控制壓形。彎曲成型的矩形管，需用液壓校正機(jī)進(jìn)行校正，并使用卡板進(jìn)行檢驗(yàn)。上述工序完成后，可以在夾具上進(jìn)行各大總成的焊接，焊后進(jìn)行打磨、校正。
車(chē)身總拼裝焊及焊接工藝裝備
全承載車(chē)身焊接必須在工裝上進(jìn)行，才能控制各部件的相對(duì)位置尺寸，有效控制焊接收縮，提高工作效率。工裝一般由夾具體、定位單元、夾緊單元組成。夾具體可以采用鑄件，也可以采用型材焊接。由于全承載車(chē)身大部分是冷拔或高頻焊接矩形管組成，矩形管的截面尺寸公差不大，定位單元大部分可采用U形或L形矩形管定位塊，前后懸架部分可采用孔導(dǎo)向定位。夾緊裝置一般采用手動(dòng)方式、氣動(dòng)方式和液壓方式。手動(dòng)夾緊的夾緊力不大，工作效率低，一般焊接小總成時(shí)采用；氣動(dòng)夾緊的夾緊力大，速度快，但是力度不穩(wěn)定，在進(jìn)行尺寸位置調(diào)整時(shí)容易松動(dòng)；液壓夾緊的夾緊力大且穩(wěn)定，是大型拼焊工裝常采用的，不足之處是易泄漏，造成污染。很多專(zhuān)業(yè)廠家制作了不同類(lèi)型、不同規(guī)格的夾緊元件，供客車(chē)公司或夾具生產(chǎn)廠家選用。底架總拼夾具一般為分塊可置換式結(jié)構(gòu)，作適當(dāng)?shù)闹脫Q和調(diào)整，就可以進(jìn)行不同軸距、不同懸架底架的生產(chǎn)。
車(chē)身總拼焊接工序，批量生產(chǎn)的公司是在工裝夾具上進(jìn)行。大多數(shù)公司使用的是平移式總拼夾具，其五大片在其他夾具上焊接，總拼夾具只進(jìn)行幾大總成的對(duì)接。制造高檔客車(chē)車(chē)身的公司使用液壓翻轉(zhuǎn)舉升式總拼工裝，前后圍、側(cè)圍在翻轉(zhuǎn)臺(tái)上焊接，之后直接進(jìn)行翻轉(zhuǎn)舉升，向前推進(jìn)合攏。其優(yōu)點(diǎn)是定位準(zhǔn)確，減少二次定位誤差，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩道工序在一個(gè)工位生產(chǎn)，工裝占用時(shí)間長(zhǎng)，只適合中小批量生產(chǎn)。焊好的車(chē)身需要進(jìn)行補(bǔ)件、打磨，并校正玻璃框和側(cè)圍。
焊接設(shè)備通常采用CO2氣體保護(hù)焊，有高檔客車(chē)公司采用氬氣和CO2混合氣體保護(hù)焊，其焊接的熔滴過(guò)渡形式是呈氬弧狀的噴射過(guò)渡，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小，焊縫沖擊韌性好，表面平整、美觀。
車(chē)身蒙皮焊接加工
全承載車(chē)身的蒙皮一般采用鍍鋅板材，加工方法基本采用機(jī)械漲拉焊接工藝，部分客車(chē)公司采用預(yù)應(yīng)力漲拉粘接工藝，使外蒙皮更加平整。有公司采用車(chē)身側(cè)蒙皮液壓漲拉和自動(dòng)雙面雙點(diǎn)焊接工藝及設(shè)備。采用大頂蒙皮自動(dòng)滾焊和大頂蒙皮與骨架自動(dòng)點(diǎn)焊設(shè)備。為了有利于加工及產(chǎn)品換型，車(chē)身的前后圍采用玻璃鋼材質(zhì)制作已成一種趨勢(shì)。
車(chē)身骨架及內(nèi)腔的防蝕涂裝
全承載車(chē)身骨架采用矩形管組焊，由于管壁薄，需要對(duì)矩形管進(jìn)行內(nèi)外防蝕涂裝。防蝕涂層優(yōu)劣直接影響到骨架的強(qiáng)度和使用壽命，因此，要以有效的涂裝工藝來(lái)滿足產(chǎn)品性能的要求。全承載車(chē)身可以實(shí)現(xiàn)車(chē)身總成整體脫脂磷化噴淋或浸漬前處理。車(chē)身整體噴涂?jī)?yōu)良的底、面漆涂料作為外部防蝕涂層。車(chē)身骨架上主要部位的矩形管內(nèi)腔用高壓噴涂機(jī)注涂一定量的防護(hù)蠟來(lái)防蝕。車(chē)身底部下表面（除部分機(jī)械外）則噴涂一種常溫固化且耐蝕性優(yōu)良的涂料。車(chē)身內(nèi)外蒙皮焊接后，焊接縫都需壓涂密封膠，保護(hù)焊縫和鋼板端面，使車(chē)身有良好的氣密性、水密性和耐蝕性。
全承載車(chē)身結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀
全承載式車(chē)身制造技術(shù)促使了中國(guó)客車(chē)制造方式的改變，即由以底盤(pán)制造為中心轉(zhuǎn)到以整車(chē)制造為中心，實(shí)現(xiàn)選購(gòu)國(guó)內(nèi)外總成件匹配客車(chē)。國(guó)內(nèi)主要客車(chē)公司已實(shí)施采用全承載式車(chē)身制造技術(shù)的生產(chǎn)方式，如安凱系列客車(chē)SETRA、ANKAI、中通博發(fā)、伊利薩爾IRIZAR、廣州五十鈴ISUZU、宇通MAN等。
三段式骨架結(jié)構(gòu)底架,車(chē)身蒙皮橫段面封閉,鋼板預(yù)應(yīng)力漲拉后與骨架焊接或粘接，并從設(shè)計(jì)工藝上嚴(yán)格保證車(chē)身骨架不會(huì)變形。利用高檔客車(chē)全承載車(chē)身技術(shù)研發(fā)的新一代產(chǎn)品，相繼應(yīng)用于中型營(yíng)運(yùn)客車(chē)和旅游客車(chē)，并進(jìn)入商業(yè)化階段。安凱集團(tuán)也將全承載車(chē)身技術(shù)首次應(yīng)用到國(guó)內(nèi)城市公交客車(chē)上。
