国外高档大客车的结构特点与安全技术

为车狂

高档大客车一般是指：车内高地板化、风窗玻璃全景化、外摆式乘客门、高靠背可调式座椅、带有冷热空调装置、有较大行李舱等豪华大型客车。



    国外高档大客车在近20年的发展中，装饰越来越豪华，行驶安全性越来越有保障，乘坐舒适性提高越来越明显，附加配置越来越现代化。



    1、国外高档大客车的结构特点



    （1）动力系统——柴油机垄断市场，替代产品方兴未艾，从车辆的动力方面来看，目前国外大客车的动力装置全部采用柴油机。实践证明，柴油机有以下优点：首先，柴油机热效率高，燃油经济性好，这有利于降低大客车的使用成本。其次，柴油机工作可靠，寿命长，一般而言，国外现代柴油机的大修间隔里程定额可以达到50万km，其中行驶最长的可达80万km，相比之下，汽油机却只有20万~30万km。最后，柴油机可以方便地采用增压等技术，以进一步提高发动机的功率，减少废气排放。



    当然，其它一些替代动力装置如太阳能动力客车、天然气动力客车、氢燃料动力客车、电动客车以及丰田公司刚推出的混合动力系统客车等，仍然都处于实验或试用阶段，在市场占有率方面看根本无法与柴油机动力客车相抗衡。另外，据专家们预计，下世纪的头10年里，柴油机在高档大客车上的垄断地位仍然不会改变。



    从发动机的布置形式看，目前国外高档大客车基本上都采用后置发动机的布置方式。市场发展表明，在今后一个相当长的时间内发动机后置仍将是高档豪华大客车布置发动机的主要形式。对大客车而言，后置发动机有很多优点：发动机后置时，大客车的发动机与车厢之间的隔绝最好，车身的振动和运行噪声也最小，因此舒适性也最好；发动机后置为高档大客车布置空调提供了极大的方便，并且可以设计较大容量的行李舱，有利于内部装饰；车辆轴荷分布合理，解决了车辆前桥超载问题，从而使转向操纵方便。



    （2）底盘系统——技术不断创新，突出稳定安全，高档大客车的技术性能主要取决于汽车底盘结构，所以大客车专用底盘的设计和制造水平的不断提高是大客车技术赖以发展的基础。



    高档大客车由于内部设施增多，乘员增加，从而客观上接增加了载荷量；但是其运输环境要求其加速性能、动力性能（包括爬坡性能）、安全性能等不允许因此而降低。这样，在技术上要求增加发动机的比功率，并且随着车辆轮胎承载能力的提高，车轮直径反而要减小，有利于降低大客车底盘车架的高度，增加稳定性。



    总的来讲，国外高档大客车底盘的布置有“柔性化”的趋势，以适应各种要求的车身匹配。例如，欧洲生产的大客车，其底盘生产基本上可以归纳为三种类型，即车架底盘（非承载式大客车底盘）、三段式底盘（半承载式底盘）、无车架式底盘（承载式底盘）。其中后两种是欧洲目前大客车的主要形式。今后欧洲大客车的主要发展趋势将是无车架底盘，桁架式车身。



    在转向和制动方面，近年来日本汽车生产企业在高档大客车上屡屡有所创新，如五十铃公司在其生产的旅游大客车上使用齿轮条式动力转向器，从基本构造上提高了车辆在高速行驶时的稳定性和操纵灵敏性；日产公司在其生产的大型三轴旅游车上安装了电涡流式减速制动器，此外还安装了变速比转向器、电控式后视镜及镜臂等。



    高档大客车的悬架是影响客车乘坐舒适性的关键总成。目前，国外豪华大客车均采用空气弹簧悬架，并出现了以钢板弹簧为导向元件与空气弹簧组合的混合悬架，减振效果很好。

   另外，为了提高大客车行驶的安全性，国外高档大客车一般采用双管回路制动系统，布置形式多采用前、后轴各自独立的双管回路系统；在结构设计上，采用薄壁结构，以减轻制动系统的总质量。



    （3）车身与内饰——设计制造精尖，外观内饰豪华。国外高档大客车的车身一般分为预应力蒙皮结构和骨架承载结构。欧洲一般采用无车架式底盘与骨架结构车身相结合的结构方式，其骨架由扭转刚性很强的矩形材料构成，以承受更大的载荷；外蒙皮只起装饰作用。这种结构的侧开窗可以很大，立柱很细，质量很轻，车身外观华丽；其不足是改型困难，设备投资大，焊接工艺复杂，生产要求高。



    欧洲高档大客车不仅外观造型美观大方，而且在车身设计方面特别重视刚度与强度；设计制造过程都广泛采用CAD、CAM 等技术手段；多车身框架进行有限元计算和分析以达到最佳的刚度与强度；生产过程中采用激光或等离子自动切割机下料，保证各类车身零部件的几何尺寸和精度；桁架车身大量采用型材，为了减轻质量，并保证强度和刚度要求，有的还采用异型钢材；特别注重车身零部件的防锈抗蚀能力，在涂装工艺上做足文章。



    在国外汽车生产商看来，高档大客车的内饰是直接与乘客有关的部分，这就决定了车身内饰设计与结构必须以人为第一出发点。例如，在大型旅游客车处于世界领先地位的欧洲，有许多象艺术品一样的大型旅游客车，其共同的特点就是：车内布置体现完美、舒适、安全和统一协调原则；乘客座椅设计完全符合人机工程学的各项要求，其造型、材质、色泽与车内布置统一和谐；驾驶区域的设计有其完整的理论与实践规范依据，可最大限度地减少驾驶员的疲劳；车内各种设施齐备，一般都设有酒吧、卫生间、音像系统和完整的空调系统，有的车型还设有会议室、甚至厨房等工作和生活设施；车内装饰设计专业化、艺术风格突出，无论是座椅、仪表板，还是侧壁、地板、侧窗等，都有专业设计进行统一规范。



    至于车身造型，国外在各自发展中逐步形成了欧洲风格和日本风格。欧洲风格在造型、内饰、色彩设计、车辆舒适等方面都有精湛的加工技艺来突出尽善尽美的追求。例如在世界高档大客车生产方面领衔的奔驰公司，始终以其高超的造型风格独战鳌头，其主要风格为三维大曲面设计，所有车身外露线条，除侧围的侧窗下部窗框外，整车造型均以曲面连接、大圆弧过渡，其侧窗具有独特的上部弯曲主顶盖，既突出了整车大曲面的造型，又给乘客带来了良好的视野；由于使用深色玻璃，增加了内饰的舒适感和透明度，加之高超的制造加工工艺，完整地体现了客车的豪华、协调、优美和柔中带刚的造型精髓，其内饰、色彩、工艺等配合恰到好处，它代表着欧洲的典型豪华型大客车风格。



    日本的大客车造型则更具有东方神韵：只有较平缓的前围大曲面与侧围相连，小半径曲率转角形成“方型”基调，同样体现了整体造型的美感。



    2、国外高档大客车的安全技术



    汽车安全是汽车发展的永恒课题、汽车诞生和发展的百余年来，汽车安全就一直是汽车制造企业、汽车消费者以及各国政府共同关注的问题。从市场营销角度看，提高汽车安全性，就是提高企业产品的市场占有率；从消费者角度看，提高汽车安全性就是挽救人的生命和财产；从政府角度看，提高汽车安全性就是稳定社会、保持经济繁荣的重要力量。



    汽车的安全性分为主动安全性和被动安全性两类。主动安全性（Active Safety ）是指汽车防止交通事故的性能；被动安全性（Passive Safety）是指汽车在交通事故发生时汽车本身具有保护乘员、行人不受伤亡或减少伤亡的性能。大客车的行车安全关系到更多乘客的生命和财产安全，所以国外高档大客车的安全技术涉及的面十分广泛，在此只就最新的一些安全技术做简单介绍。



   （1）主动安全技术——防患未然



    对大客车而言，由于采用平头结构，前方视野比长头车好得多，按理说安全性能应该增强了。然而，根据调查，正是因为大客车的平头视野好，给公路上其它使用者特别是行人增加了依赖心理，他们往往认为大客车的驾驶会清楚地看到前方的一切情况，并会及时作出相应的反应，所以反而容易发生交通事故。



    从世界汽车交通事故的基本规律来看，导致汽车交通事故的原因十分复杂，既有车辆自身的不安全性因素，也有人行为的因素，还有公路等环境因素。人一车一环境是影响汽车行驶安全性的三大要素，这三者之间是个相互制约的系统工程，必须进行全面的综合分析和研究，进行综合治理，使三者平衡，从而实现汽车安全运行的目的。



    驾驶员驾驶汽车时要完成一个对环境和车辆的感知一判断一操作的闭路循环系统，经过周而复始的循环完成汽车操纵和控制。所以，对大客车的驾驶员而言，必须具备相关的技能才能顺利完成工作；对车辆而言，就必须为驾驶者提供一个能适应人的生理特性的外部条件，以保证驾驶者能很好地完成上述循环，这就是汽车主动安全性的内涵。



    概括而言，高档大客车的主动安全性大体包含以下几个方面的内容：



    ①视野性 日本三菱汽车公司与美国国家警察科学研究所合作的研究成果表明，驾驶在驾驶车辆过程中，通过直接视野获得的外界信息占安全驾驶所需要信息的95%以上；从静态视野过渡到动态视野、从视野与车辆之间的关系和车辆外界环境之间的关系研究认为，大客车防止事故，最重要的是促使司机觉察到行人。根据人机工程学和各种地形道路情况下的研究还表明，大客车的驾驶员最佳视野随着道路状况和车速的变化而变化。因此，良好的视野性能是客车主动安全性的重要组成部分。具体包括前方视野（或称直接视野）、后方视野（或称间接视野）以及特殊环境的视野（包括寒冷季节，雨、雾天气以及夜晚等条件下的视野）。



    ②操纵性能 驾驶者经过感知和判断后，通过手脚对汽车进行操纵控制，汽车能否按指令实现运动，也是汽车主动安全性的主要内容之一。未来大客车的操纵性能将包括智能转向、智能制动、智能加速系统等性能。



    ③信息系统 未来客车的仪表、信号等信息系统将不仅为驾驶者和乘员提供汽车本身的状态信息，而且还能提供有关驾驶者注意力状态、车外环境基本状态等信息。



    目前，世界大型高档客车的主动安全性的研究主要围绕着以下几个方面进行：



    首先，对人的感知、判断和操纵特性的研究。这种研究包括：通过对驾驶者的普通条件下驾驶动作进行分析，通过对在紧急状态下回避行驶中障碍的驾驶动作进行分析，对不同年龄段的驾驶者受外界刺激时响应特性进行研究，对人在不同技术性能下的驾驶适应性的研究等，找出汽车行驶中发生“追尾”事故的原因。



    其次，交通心理学和人的生理特性的研究。目的是未来客车的操纵性能与人的生理特性相适应，从而减少交通事故的发生，奠定客车操纵性能设计的理论基础。汽车智能化的前期工作是用汽车的驾驶辅助系统弥补人的感知、判断甚至操纵方面的不足。

    再次，开展客车视野性能提高方面的基础研究。内容包括风窗玻璃的印象偏离分析与计测；后视镜振动特性模拟分析；智能前照灯系统；指示信号的易见度研究等。



    最后的研究属于人在特殊条件下的生理特性与驾驶行为倾向。目前广泛进行的有人的血液中酒精含量对人生理和驾驶行为的影响研究；外界景物照度急剧变化时人的视力变化规律和生理特性研究；行车速度与人的视觉变化研究等。



    （2）客车的被动安全技术——平凡之中不平凡 虽然客车的主动安全性目标是要实现在交通事故发生之前就采取措施，防止交通事故的发生。但是，有关汽车交通事故原因的调查结果表明，由于驾驶者原因而造成的交通事故比例在全国都很高；如果加上环境等其他因素所造成的交通事故，则非车辆原因造成的交通事故比例高达95%左右。



    这就是说，即使未来汽车的主动安全性再好，也不能预防大部分交通事故的发生。因此，提高汽车本身在发生交通事故时保护乘员、行人免受或减轻伤亡的汽车被动安全性也是未来汽车安全的主要课题。



    除了我们现在所使用的汽车安全带和安全气囊等传统被动安全设备外，对客车而言，被动安全技术发展将集中在以下几个领域：



    ①吸能式车体结构 客车发生碰撞时，车体结构的安全作用是在吸收汽车动能的同时减缓乘员移动的过程，并保证乘员有生存的空间。未来客车的车体结构设计中，要预先设计一个具有高吸能性的所谓“压扁区”，当车体受到撞击时，该区能以一种可以预见的形式发生断裂或破坏，在一定的行程内被压扁，从而最大限度地吸收车辆所受到的商击能量，使乘员不受直接撞击力，并大大减少间接作用力。另外，汽车的前后保险杠不仅要有吸能功能，还要考虑对行人的保护；车门结构要能提供侧碰撞保护；车门的受撞击后一方面要保证乘员不被甩出车外，另一方面又要能开启，为救助工作提供方便；车顶在翻车后不被压扁。为此，美、欧、日等的汽车生产企业正在利用计算机模拟碰撞试验等先进手段，进行汽车结构安全性设计。



    ②乘员保护系统 未来客车的乘员保护系统是被动安全技术的核心系统。理论和实际经验都说明，仅仅有了吸能的车体结构缓冲“一次碰撞”还不够，还要依靠汽车乘员保护系统来吸收乘员动能、防止或减缓车内乘员与车内物体之间的“二次碰撞”。传统上，汽车的乘员保护系统由座椅、安全带、安全气囊等子系统组成。未来客车一方面将广泛利用和发展这些子系统的安全性能，另一方面还将开发新的功能或系统，以进一步提高乘员侧方碰撞保护、头部保护以及儿童乘员等的保护。



    ③人体耐冲击性和伤害标准研究



    这是一个基础研究，它涉及工程学、人体解剖学、生理学和医学等领域。这项研究的主要内容是：根据人体生理学的医学把人体能耐受冲击定量化，用工程学观点来研究人对冲击的响应，以把握乘员保护装置的性能要求和需进一步完善的程度。



    由于各国目前都十分注意汽车的燃油经济性、汽车行驶安全性和汽车运行的洁净性，所以都积极鼓励公共交通的发展，这对大客车的发展无疑提供了重要的机遇。随着道路质量的提高，高档豪华大客车的市场前景将更好。

常青春

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