說到國外的大型客車,我們就會(huì)想到客車生產(chǎn)比較集中的國家和地區(qū),如歐洲、日本、加拿大等,其中歐洲的大型客車技術(shù)水平和科研能力居世界首位,近年來中國客車企業(yè)引進(jìn)客車技術(shù)也集中在歐日2大系列。如德國的奔馳、曼、凱斯鮑爾、尼奧普蘭,法國的雷諾,意大利的依維柯(菲亞特集團(tuán)),瑞典的沃爾沃和斯堪尼亞,匈牙利的伊卡露斯和日本的五十鈴、日產(chǎn)柴和日野等。從一定程度上說,在世界客車制造業(yè)中這些客車企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、技術(shù)測(cè)試手段及其車型,一直保持著世界領(lǐng)先的地位,數(shù)量眾多的客車制造企業(yè)以及強(qiáng)大的研發(fā)能力,使得歐洲在客車誕生一百多年之后,依然引領(lǐng)著世界客車工業(yè)的方向。無論是從發(fā)動(dòng)機(jī)到變速箱,還是從底盤到車身,歐洲無一不走在世界客車業(yè)的前列。如奔馳、曼、斯堪尼亞、沃爾沃等公司。他們?cè)谑袌龈偁幁h(huán)境的推動(dòng)下,不斷推出新一代的先進(jìn)車型。歐洲客車的主要技術(shù)特點(diǎn)是:發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、轉(zhuǎn)矩大,且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有下降的趨勢(shì)(目前,歐洲大型客車用柴油機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速平均為1190r/min),這使得車輛行駛速度更快,加速性、爬坡性和可靠性更強(qiáng),經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性及安全性更好。
1.動(dòng)力裝置
幾乎全部采用柴油機(jī),主要優(yōu)點(diǎn)是:(1)熱效率高,燃油經(jīng)濟(jì)性好,有利于降低大型客車的使用成本;(2)工作可靠,壽命長,一般而言,現(xiàn)代柴油機(jī)的大修間隔里程可達(dá)50萬km,最長可達(dá):100萬km,而汽油機(jī)只有20萬-30萬:km;(3)可以采用增壓中冷技術(shù),以進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,減少廢氣排放。
此外,近年采用混合動(dòng)力、代用燃料(天然氣)發(fā)動(dòng)機(jī)的車型曰益增多,采用太陽能、氫燃料等為動(dòng)力的車型也正處在實(shí)驗(yàn)或試用階段,這2方面車型的市場占有率還無法與柴油機(jī)動(dòng)力客車相抗衡。
2.發(fā)動(dòng)機(jī)布置型式
均采用后置方式。實(shí)踐表明,在今后一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),后置式將是高檔豪華大型客車發(fā)動(dòng)機(jī)布置的主要型式。其主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)與車廂之間的隔離密封性好,車身的振動(dòng)和運(yùn)行噪聲小,舒適性好;(2)為大型客車布置空調(diào)提供了極大的方便,可設(shè)計(jì)容量較大的行李艙,并有利于內(nèi)部裝飾;(3)使車輛軸荷分布合理,解決了車輛前橋超載問題,從而使轉(zhuǎn)向操縱方便。
3.底盤型式
底盤的布置型式呈"柔性化"特點(diǎn),以適應(yīng)各種車身匹配要求。一般可歸納為3種類型:車架式底盤(非承載式);三段式底盤(半承載式)、無車架式底盤(承載式)。其中后2種是歐洲目前大型客車底盤的主要型式。今后歐洲大型客車底盤型式的主要發(fā)展趨勢(shì)是無車架底盤和桁架式車身。
4.懸架、制動(dòng)
豪華大型客車均采用空氣彈簧懸架,并出現(xiàn)了以鋼板彈簧為導(dǎo)向元件,與空氣彈簧組合的混合懸架,減振效果很好。制動(dòng)系統(tǒng)采用雙管回路式,布置型式為前后軸各自獨(dú)立的雙管回路系統(tǒng);在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用薄壁結(jié)構(gòu),以減輕制動(dòng)系統(tǒng)的總質(zhì)量。
5.車身結(jié)構(gòu)
大型客車的車身一般分為應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)和骨架承載結(jié)構(gòu),歐洲大型客車一般采用無車架式底盤與骨架結(jié)構(gòu)車身相結(jié)合的結(jié)構(gòu)型式。骨架部分承受載荷,外蒙皮只起裝飾作用。
現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)廣泛采用CAD、CAM等技術(shù)手段,多車身框架均要進(jìn)行有限元計(jì)算和分析,以達(dá)到最佳的剛度和強(qiáng)度。
6.造型
歐洲大型客車的造型特點(diǎn)是內(nèi)飾、色彩設(shè)計(jì)及車輛舒適性等的高度協(xié)調(diào)與統(tǒng)一,并通過精湛的加工工藝來實(shí)現(xiàn)。例如,在世界高檔大型客車生產(chǎn)方面領(lǐng)銜的奔馳公司,其主要造型特點(diǎn)為:三維大曲面設(shè)計(jì),所有車身外露線條,除側(cè)圍的側(cè)窗下部窗框外,均以曲面連接,大圓弧過渡,其側(cè)窗具有獨(dú)特的上部彎曲主頂蓋,既突出了整車大曲面的造型,又給乘客以良好的視野;普遍采用深色玻璃,增加了內(nèi)飾的舒適感和居住性。這些完整地體現(xiàn)了客車的豪華、協(xié)調(diào)、優(yōu)美和柔中帶剛的造型精髓,代表了歐洲典型豪華大型客車的造型特點(diǎn)和風(fēng)格。
7.內(nèi)飾
充分體現(xiàn)以人為本的出發(fā)點(diǎn)。例如大型旅游客車的內(nèi)飾特點(diǎn)是:以舒適、美觀和統(tǒng)一協(xié)調(diào)為原則。乘客座椅設(shè)計(jì)完全符合人體工程學(xué)的各項(xiàng)要求,其造型、材質(zhì)、色澤與車內(nèi)統(tǒng)一和諧;車內(nèi)各種設(shè)施齊備,一般都沒有酒吧、衛(wèi)生間、音像系統(tǒng)和完整的空調(diào)系統(tǒng),有的車型還有會(huì)議室,甚至廚房等工作和生活設(shè)施;車內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)專業(yè)化,藝術(shù)風(fēng)格突出,無論是座椅、儀表板,還是側(cè)壁、地板、側(cè)窗等都要進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。
綜觀近十多年世界客車技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn),可以用高檔化、高速化、大型化、大視野、大平面、大園弧來概括。
歐洲的客車大致分為市內(nèi)公共汽車和長途客車兩大類。這兩類有明顯的區(qū)別。市內(nèi)公共汽車是低地板,兩道或更多的寬開口乘客門,座椅數(shù)較少,便于殘疾人乘降,最高車速較低而起步加速性能好,這些性能特征完全來自于市內(nèi)公共交通線路運(yùn)行需求。
長途客車是高地板,布置大容積行李艙,一邊乘客門,2加2座位布置,最高車速較高,衛(wèi)生間、餐飲設(shè)備、視聽設(shè)備、座椅調(diào)節(jié)裝置等配套齊全,適應(yīng)遠(yuǎn)程旅行的需求。
遠(yuǎn)郊客車由于是從低地板公交客車延伸過來的,所以不少遠(yuǎn)郊客車仍然是保持著低地板的布置,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),歐洲生產(chǎn)的40種車型遠(yuǎn)郊客車還有1/3是低地板的,高度不超過380毫米。
但是這種典型的市內(nèi)公交車輛格局不可避免地因?yàn)檩喺滞蛊鸲绊懽蔚牟贾茫恍┳尾坏貌怀?,而且售價(jià)較高,保修困難。另外,內(nèi)高和大側(cè)窗的優(yōu)勢(shì)在長途出行方面也發(fā)揮不了作用。所以近年來,高地板的布置在遠(yuǎn)郊客車上越來越多。遠(yuǎn)郊客車的布局越來越向長途客車貼近。有半數(shù)的遠(yuǎn)郊客車車型,地板高度都是860毫米,還有些達(dá)到950毫米,甚至1050毫米。其中860毫米高的地板得到了廣泛應(yīng)用。它協(xié)調(diào)容易上車和足夠的行李艙兩方面的要求。高地板在遠(yuǎn)郊客車中已占大多數(shù)。由于高地板遠(yuǎn)郊客車適應(yīng)面寬,利潤高,所以發(fā)展相當(dāng)快。
歐洲客車除了上述在特點(diǎn)上的獨(dú)特新穎之處外,在新技術(shù)的運(yùn)用方面也有其獨(dú)到之處值得我們學(xué)習(xí),尤其是他們的安全性、環(huán)保、舒適度方面:
客車的安全性繼續(xù)得到加強(qiáng)
ABS制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)已成為國外大客車通用的必備裝備。ASR防驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)(進(jìn)而可能形成車輪側(cè)滑)系統(tǒng)以及兼具ABS、ASR兩者功能的EBS電子控制制動(dòng)系統(tǒng)在西歐客車上已非常普及,在我國的高檔客車上也開始裝用,或根據(jù)用戶要求安裝。兼有上述功能,又能及時(shí)檢測(cè)客車可能發(fā)生側(cè)翻,并立即向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出減小輸出轉(zhuǎn)矩、立即向車輪發(fā)出調(diào)整驅(qū)動(dòng)力控制及制動(dòng)力分配的ESP電子行駛穩(wěn)定系統(tǒng),在西歐高檔客車上也已開始裝用。
分散的各總成電子控制系統(tǒng),造成整車線路的安裝、檢查與維護(hù)的復(fù)雜與難度,從而,綜合各子系統(tǒng)的CAN整車總線控制系統(tǒng)由高級(jí)轎車也延伸應(yīng)用到高級(jí)大型客車。它通過已設(shè)定的電腦程序運(yùn)算快速反應(yīng),發(fā)出相關(guān)指令,以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況、各車輪的動(dòng)力及制動(dòng)力的增減,保證整車的安全行駛,避免發(fā)生碰撞、翻車事故。
隨著主動(dòng)安全性能要求的不斷提升,車身前后及兩側(cè)裝設(shè)的雷達(dá)、超聲、紅外等探測(cè)、攝像、駕駛員瞌睡探測(cè)與報(bào)警設(shè)備不斷增多,形成又一套輔助駕駛系統(tǒng)。整車行駛狀況的各種信息在儀表板中部的顯示屏上,分組滾動(dòng)顯示,并出現(xiàn)更準(zhǔn)確的數(shù)字顯示,如燃油存量、制動(dòng)氣壓。當(dāng)這些信息數(shù)字超過預(yù)設(shè)正常允許值時(shí),將出現(xiàn)紅燈閃亮,再進(jìn)一步則是聲響報(bào)警,甚至是語音報(bào)告,進(jìn)而主動(dòng)強(qiáng)制發(fā)出相關(guān)指令和執(zhí)行動(dòng)作,來保證行駛安全。
在被動(dòng)安全性能方面,采用封閉環(huán)骨架結(jié)構(gòu)的全承載式車身,已成為大型客車的主流形式。它在大大提升車身與底架的整體剛度與強(qiáng)度的同時(shí),還相應(yīng)降低了車體重量,達(dá)到甚至超過了世界最強(qiáng)車身強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的客車翻滾強(qiáng)度要求,保證了整車發(fā)生翻滾后,仍然保有足夠的乘員生存空間。用于事故發(fā)生后的便于乘員離開車體的安全門、安全天窗,也都已有足夠的安排。而車身前圍采用拱形結(jié)構(gòu),也是抵抗正面碰撞、分散撞擊受力、減少撞擊變形的有效辦法。
客車的環(huán)保技術(shù)進(jìn)一步提高
歐洲在環(huán)保方面取得的成就是有目共睹的,他們規(guī)定所有在2006年的10月1日之后,所有在用的車型也必須達(dá)到歐Ⅳ。緊隨而來的是更加嚴(yán)格的歐Ⅴ,根據(jù)歐洲不同的地區(qū),歐Ⅴ的期限是2008年的10月1日或2009年的10月1日。眾所周知,歐洲各客車公司為達(dá)到歐Ⅲ尾氣排放指標(biāo),對(duì)客車的發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用高壓共軌電控噴油等新技術(shù),噴油壓力高達(dá)1600巴,并且不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的影響,保證霧化始終處于最佳狀態(tài)。噴油嘴油孔更細(xì),數(shù)量增加到8孔,又是兩層排列,保證了噴霧更細(xì),在缸內(nèi)分布更均勻。應(yīng)用多次噴油、分層燃燒等技術(shù),既使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒充分,又使廢氣等有害氣體大為減少。并再采用廢氣再循環(huán)技術(shù)、尾氣催化轉(zhuǎn)化及顆粒過濾裝置,使最終排出的廢氣即可達(dá)到歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn),甚至更高。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的消聲器已成為歷史,并演變成外形甚大,具有催化轉(zhuǎn)化微粒過濾及消聲三重功能的尾氣處理器。今天一輛歐Ⅳ排放的客車產(chǎn)生的污染相當(dāng)于1990年35輛使用低硫柴油排放為歐0客車的污染。
如瑞典斯堪尼亞和德國曼公司選擇了廢氣循環(huán)技術(shù)(EGR),大約10%的廢氣被冷卻然后和新進(jìn)空氣混合再次燃燒,減少氮氧化物污染,這使得發(fā)動(dòng)機(jī)不再需要額外增加裝置,當(dāng)然也有人認(rèn)為這樣的方法將加速發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損,從而減少壽命。目前歐洲大約80%的卡車和客車制造商選擇的是另外一種途徑:選擇性觸媒(SCR)。在燃燒過程中加入適量的尿素,但這種方式將提高大約5%的成本。另一個(gè)重要趨勢(shì)是歐洲客車的使用開始重新回到兩軸客車上,客車不再是越長越好,這點(diǎn)尤其在長途豪華旅游客車上非常明顯。
在燃料方面,他們選擇采用代用燃料,如液化石油氣壓縮天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī),也可大幅度降低尾氣中的CO、CH、NOX含量。采用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī),更準(zhǔn)確地說應(yīng)是發(fā)電機(jī),排放的廢氣是水霧,不含有害氣體成分,它是零排污,但不是零排放。國外已有大型客車裝燃?xì)浒l(fā)電機(jī)作為動(dòng)力,9支細(xì)長的高強(qiáng)度碳纖氫維罐,裝有43kg氫氣,發(fā)出電力250kW,乘坐60~70乘客,總質(zhì)量19000kg,可行駛300km。由于目前造價(jià)太高,氫氣的貯運(yùn)、銷售、加注系統(tǒng)很難建成,估計(jì)近五年內(nèi)還不可能投入商業(yè)生產(chǎn)與銷售使用。
除此之外,他們還在降低噪聲方面下了重力,通過采用高壓共軌電控噴油技術(shù),改進(jìn)缸體結(jié)構(gòu),提高整體剛性,降低最高轉(zhuǎn)速,采用廢氣輪增壓進(jìn)氣技術(shù)等降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲;通過改進(jìn)風(fēng)扇葉形及其表面光滑度,采用電控自調(diào)節(jié)的液壓或電力驅(qū)動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)附件的噪聲;通過改善發(fā)動(dòng)機(jī)倉結(jié)構(gòu),貼附多孔,毛面纖維貼面,達(dá)到隔聲、吸聲、隔熱的功能;通過改進(jìn)輪胎胎面花紋與切槽結(jié)構(gòu),改進(jìn)橡膠配方與硫化成型工藝,降低輪胎滾動(dòng)變形噪聲;通過本身造型的流線型,車體表面的接縫間隙力求減小,加大圓弧平滑過渡;通過車身隔聲技術(shù),車身側(cè)圍骨架鋼管型腔噴蠟,內(nèi)外板間夾層注塑,既有防腐作用,更有隔聲功能。
客車的舒適性達(dá)到新的高度
--由于定速巡航電控系統(tǒng)的使用,駕駛員在連續(xù)長距離行車中,只需注意前方路況,稍作轉(zhuǎn)向或輕踩剎車,而不用再去換擋與踩油門踏板。
--由于全球定位系統(tǒng)的使用及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的使用,駕駛員可以隨時(shí)知道現(xiàn)在正在何處和走哪一條線路可以更方便快捷到達(dá)目的地。一旦發(fā)生事故,總調(diào)度臺(tái)也會(huì)知道你在何處和就近救護(hù)。
--由于行車記錄儀的使用,駕駛員和調(diào)度人可以很方便地查閱行車的準(zhǔn)確狀況。
--儀表板弧形布置,使儀表讀數(shù)觀察方便,各按鈕伸手可及、轉(zhuǎn)向、離合器及換擋動(dòng)作采用液壓或氣壓助力,保證了駕駛操作的輕松自如。
--車窗極度加大,視野極度開闊,前擋風(fēng)玻璃有電阻絲加熱,避免了低溫時(shí)出現(xiàn)霧霜;兩側(cè)窗為中空夾層玻璃,地板采用多層阻燃膠合板,再鋪墊阻燃軟地毯,保證了最好的隔聲、隔熱效果。
--車內(nèi)附件一應(yīng)俱全,音響、電視、電話、冷熱飲、衛(wèi)生間、頭枕、腳踏板、閱讀燈、送風(fēng)口、密閉式車內(nèi)行李小件倉等不一而足。一排三座已出現(xiàn),個(gè)別線路甚至一排兩座。對(duì)于雙層大客車,下層都設(shè)有酒吧間、會(huì)議間、臨時(shí)休息倉,保證了長途旅程輕松而多彩。
--車身造型新潮、氣派,前風(fēng)窗及兩側(cè)窗特別加大,更采用膠粘貼合,與下部側(cè)圍板金件形成渾然一體,平整光潔處處圓滑過渡。
反過來,站在全球的角度看中國,我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)今全球客車產(chǎn)銷量中的33%被打上"madeinChina"的烙印時(shí),誰也不能否認(rèn)中國是一個(gè)客車制造大國。但看到中國客車貿(mào)易額在全球客車貿(mào)易額中2%的微小分量時(shí),我們又難言自己是客車強(qiáng)國。以目前中國客車制造業(yè)的技術(shù)水平和制造能力,我們確實(shí)在從世界客車大國向客車強(qiáng)國轉(zhuǎn)換,尤其是2006年宇通客車的1000輛古巴大單、蘇州金龍的500輛卡塔爾大單、無錫安源的200輛美國大單。仿佛都在預(yù)示著我們離客車強(qiáng)國越來越近了。縱觀歐洲等客車強(qiáng)國的發(fā)展,中國能否從世界客車大國發(fā)展成為客車強(qiáng)國,關(guān)鍵是要看這三五年能不能做好。如果能,國際競爭力就會(huì)增強(qiáng)。反之,就會(huì)失去最好的機(jī)遇。
從國外客車發(fā)展的趨勢(shì)看,只有增強(qiáng)我國客車行業(yè)的自主研發(fā)能力乃重中之重,否則整個(gè)行業(yè)將受制于人。因?yàn)閲鴥?nèi)現(xiàn)在還沒有擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合國際市場需求的大客車用關(guān)鍵總成,像變速器、車橋、發(fā)動(dòng)機(jī)等都依靠進(jìn)口,這就是我們的差距。盡管近幾年一些中國客車賣到了海外,實(shí)施國際化戰(zhàn)略是中國客車企業(yè)的必然選擇。但客車能否走出去,關(guān)鍵看總成件的發(fā)展,如果國內(nèi)沒有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、品質(zhì)過硬的關(guān)鍵總成,中國客車的成本優(yōu)勢(shì)將會(huì)大打折扣,在歐美等發(fā)達(dá)國家客車市場上將難以站住腳。即使我們的客車出口量再大,但是如果不掌握關(guān)鍵技術(shù),最后還是給外國人打工。
客觀地說,中國客車在車身上已經(jīng)有了一定的競爭力,但在底盤上仍沒有競爭力,因?yàn)殛P(guān)鍵總成依靠進(jìn)口。因此中國企業(yè)必須加大在關(guān)鍵總成上的自主創(chuàng)新能力,否則整個(gè)行業(yè)就要受制于人,更談不上從客車大國變?yōu)榭蛙噺?qiáng)國了。除此之外,中國還應(yīng)該規(guī)范出口秩序,創(chuàng)造民族的集體財(cái)富。坦白地說,中國客車行業(yè)能否掌握總成件和關(guān)鍵零部件的核心技術(shù),是關(guān)系到中國客車能否最終成為世界翹楚的大計(jì),但解決這個(gè)問題,僅僅依靠一家企業(yè)的力量是不夠的,客車行業(yè)只有聯(lián)合起來,走規(guī)?;牡缆?,才能真正與國外客車相抗衡。
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