張海洋，汪中傳

（安徽安凱汽車股份有限公司，合肥230051）

出口倫敦雙層旅游觀光客車研發(fā)

張海洋，汪中傳

（安徽安凱汽車股份有限公司，合肥230051）

通過(guò)研發(fā)出口倫敦的雙層觀光旅游客車，分析英國(guó)對(duì)雙層客車的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)英國(guó)的單車認(rèn)證有明確的認(rèn)知，并成功開(kāi)發(fā)出適合英國(guó)市場(chǎng)的雙層旅游觀光客車。

旅游觀光；雙層巴士；研發(fā)

歐洲是世界客車發(fā)展的起源，也是現(xiàn)代客車技術(shù)的領(lǐng)跑者。雙層客車在英國(guó)發(fā)展已有50多年的歷史。曾經(jīng)有一段時(shí)間，英國(guó)倫敦的標(biāo)志是紅色的Routemaster雙層客車。2008年的北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式中，倫敦8min的表演是以一輛紅色的雙層客車作為舞臺(tái)進(jìn)行的。2012年夏季奧運(yùn)會(huì)在英國(guó)倫敦舉行，作為中國(guó)客車生產(chǎn)企業(yè)，把標(biāo)志中國(guó)客車技術(shù)的產(chǎn)品推向了倫敦，從而將中國(guó)造的客車展示在了世界面前。

1 認(rèn)證要求

如果雙層客車出口到英國(guó)，需要了解英國(guó)對(duì)汽車進(jìn)口的要求。英國(guó)汽車進(jìn)口首先需要進(jìn)行認(rèn)證，英國(guó)汽車認(rèn)證有三種方式[1]：

1）單車認(rèn)證（IVA）。即車輛進(jìn)行符合要求項(xiàng)目的單項(xiàng)認(rèn)證，獲得單項(xiàng)認(rèn)證證書，然后由VOSA（Vehicle and Operator Services Agency）進(jìn)行檢查及注冊(cè)。一批車中的每輛車都需要有VOSA進(jìn)行按照單車認(rèn)證的規(guī)范逐一檢查。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以快速出口、時(shí)間短；缺點(diǎn)是每輛車都需要進(jìn)行檢查。如果車輛裝配中存在差異，將會(huì)導(dǎo)致車輛整改；車輛進(jìn)入英國(guó)后的檢查時(shí)間長(zhǎng)。

2）小批量認(rèn)證。即車輛需要進(jìn)行比單車認(rèn)證更多的項(xiàng)目認(rèn)證，獲得認(rèn)證證書，然后由VOSA進(jìn)行檢查及注冊(cè)。這種認(rèn)證方式的項(xiàng)目比單車認(rèn)證項(xiàng)目多，單一批次車輛出口將會(huì)只檢查一輛車；到達(dá)英國(guó)的檢查比較簡(jiǎn)單。

3）WVTA認(rèn)證，即整車認(rèn)證[2]。也就是按照歐盟的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多達(dá)52項(xiàng)的認(rèn)證，獲得認(rèn)證證書，然后獲得整車的證書。這種認(rèn)證的項(xiàng)目多、時(shí)間長(zhǎng)，但這種認(rèn)證的優(yōu)點(diǎn)是以后可以直接按照樣車的狀態(tài)出口到歐盟，車型相同就不需要再認(rèn)證；等于是認(rèn)證一個(gè)狀態(tài)以后，在歐盟的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有變化時(shí)，都可以銷售這種車。這個(gè)證書可以在歐盟國(guó)家通用，可以對(duì)歐盟國(guó)家出口[1]。

按照出口認(rèn)證的類型，同時(shí)結(jié)合市場(chǎng)的需要，我們選擇了單車認(rèn)證的方式，開(kāi)發(fā)符合英國(guó)的雙層觀光車。主要原因：通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，英國(guó)雙層觀光車的上層人數(shù)比歐盟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定得多。在英國(guó)運(yùn)行的雙層車輛，上層座位都在55座及以上；而歐盟標(biāo)準(zhǔn)ECER107中對(duì)雙層車上層規(guī)定：如果上層座位數(shù)大于50人，需要2個(gè)樓梯或1.5個(gè)樓梯，但在英國(guó)沒(méi)有此項(xiàng)強(qiáng)制規(guī)定。另外，單車認(rèn)證的時(shí)間短，對(duì)于小批量的車進(jìn)入英國(guó)有時(shí)間的優(yōu)勢(shì)。

2 車輛布置及設(shè)計(jì)

2.1 車輛總布置

1）車輛尺寸。通過(guò)了解在英國(guó)市場(chǎng)上的車輛，結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行座椅布置后，選擇12m的三軸車輛。車輛的主要參數(shù)如下：長(zhǎng)×寬×高12000mm×2500mm× 4 200mm；驅(qū)動(dòng)形式6×2；軸距5 170/1 520mm；前懸/后懸/2 370/2 920mm；一級(jí)踏步高：中門340mm；乘員數(shù)（含駕駛員和導(dǎo)游）78（下層21，上層57）個(gè)；車內(nèi)凈高：下層1 900mm，上層1 700mm；輪胎275/80R22.5；乘客門：前、中門雙內(nèi)擺式。

2）座位布置。雙層車輛整備質(zhì)量比較重，一般都有14 t左右。為了車輛的經(jīng)濟(jì)實(shí)用，同時(shí)座椅數(shù)量要符合市場(chǎng)的需求，在上層布置57個(gè)座椅，下層布置21個(gè)座椅，并且要有留一個(gè)殘疾人輪椅的位置[5]。其布置見(jiàn)圖1。

3）動(dòng)力匹配。三軸的雙層車最大總質(zhì)量在20 t以上，因此，要選擇220 kW以上的發(fā)動(dòng)機(jī)；在歐洲市場(chǎng)上這種車型需要匹配自動(dòng)變速器，我們選擇歐洲知名的福伊特D864.5自動(dòng)變速器，結(jié)合動(dòng)力匹配計(jì)算，發(fā)動(dòng)機(jī)選擇ISL8.9E5 340B型發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)計(jì)算匹配，最高車速能夠達(dá)到80 km/h。

4）排放。歐盟在2009年8月開(kāi)始，新認(rèn)證車型要執(zhí)行歐V排放，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放必須滿足歐V要求。所選擇的進(jìn)口康明斯ISLE8.9E5 340B發(fā)動(dòng)機(jī)符合歐盟的排放要求。

5）橋。按照座椅布置的需要，下層后部座椅及臺(tái)階的需要，只能選擇低地板的偏置橋。因只有這種橋才能夠保證下層后部通道高度需要。

2.2 車身設(shè)計(jì)

1）車身設(shè)計(jì)。采用全承載車身骨架[4-5]。全承載車身骨架只能用低碳鋼焊接，無(wú)法采用鋁合金車身，但需要在車身骨架上降低質(zhì)量；通過(guò)三維設(shè)計(jì)[6]，并用NXNASTRAN進(jìn)行有限元分析[7]。在底盤部分及上層地板上可以進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，考慮下層內(nèi)裝飾、地板、座椅安裝的要求，進(jìn)行減重設(shè)計(jì)，這主要是為今后的側(cè)傾穩(wěn)定性做輕量化準(zhǔn)備。另外，歐洲的客車使用年限長(zhǎng)，需要進(jìn)行良好的防腐保護(hù)，要進(jìn)行底架骨架的內(nèi)腔噴防腐蠟處理[3]。

2）觀光設(shè)計(jì)。雙層觀光車主要是乘客用來(lái)在車上進(jìn)行城市及景點(diǎn)的觀光?？紤]到乘客的需求，將車輛的上層2/3敞開(kāi)式設(shè)計(jì)，如圖1所示。敞開(kāi)式設(shè)計(jì)一定要考慮標(biāo)準(zhǔn)的要求。英國(guó)對(duì)上層要求是車身部分離地板距離要大于900mm，護(hù)欄的高度要求大于1 100mm，因此，側(cè)圍的高度是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)[8]。

3）門臺(tái)階設(shè)計(jì)。出口英國(guó)的車輛需要關(guān)注門臺(tái)階的高度。由于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定車輛在停止或停止打開(kāi)殘疾人輪椅上下用的翻板時(shí)，臺(tái)階最小高度是250mm。由于車輛前橋處寬度的限制，因此，一般將殘疾人翻板設(shè)計(jì)在中門處，保證中門的臺(tái)階高度不大于340mm，才能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4）車內(nèi)臺(tái)階設(shè)計(jì)。英國(guó)對(duì)車內(nèi)臺(tái)階的要求是按照歐盟的ECER107中的要求進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于CALSS I（允許乘客站立和來(lái)回走動(dòng)）的車輛樓梯踏步高度要小于250mm。但是對(duì)于車輛來(lái)說(shuō)，下層的高度一般比較高，因此，按照樓梯踏步高度為245mm來(lái)設(shè)計(jì)，在萬(wàn)一有制作誤差時(shí)，這樣也能滿足標(biāo)準(zhǔn)[9-10]。

5）車內(nèi)高度。雙層車有上下兩層，按照下層高度1 900mm、上層高度1 700mm布置；英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)要求通道下層大于1 800mm、上層大于1 680mm。當(dāng)然歐盟標(biāo)準(zhǔn)對(duì)細(xì)節(jié)很注意，規(guī)定前橋處的高度可以為1 770mm，而后橋處高度要求比較難滿足；規(guī)定了后橋向前1 500 mm開(kāi)始，向后的車內(nèi)通道只需要1 680mm就可以，這樣可以增加車輛的乘客布置。但是還需要注意下層座椅面到車頂?shù)木嚯x，歐盟要求必須大于900mm。

2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

由于英國(guó)倫敦屬于海洋性氣候，而且溫度比較低，一般最高溫度都不超過(guò)30℃，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力要求不高。因此，為了提高產(chǎn)品的檔次，也提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效能，選擇電子風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)。按照整車配置選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，冷卻風(fēng)扇消耗的功率一般在20 kW左右，這在車輛運(yùn)行時(shí)將會(huì)降低車輛的加速度。

電子風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)（圖2）類似轎車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻原理；水箱冷卻風(fēng)扇通過(guò)電驅(qū)動(dòng)，而不是傳統(tǒng)地利用發(fā)動(dòng)機(jī)后端的皮帶輪帶動(dòng)。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)在加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)就沒(méi)有水箱風(fēng)扇的功率消耗，從而提高加速性能；并且電子風(fēng)扇在冷卻時(shí)不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，能夠自動(dòng)通過(guò)傳感器判斷水溫，從而采用CPU控制風(fēng)扇運(yùn)行和發(fā)動(dòng)機(jī)水溫。

2.4 側(cè)傾穩(wěn)定性

歐盟和英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)都有要求整車側(cè)傾穩(wěn)定角，對(duì)雙層車要求是28°。雙層車進(jìn)行側(cè)傾穩(wěn)定角試驗(yàn)時(shí)要求，上層的座椅全部加載，加載的質(zhì)量是按照CLASSI類車每個(gè)座位是68 kg。如果按照通常的設(shè)計(jì)，根本無(wú)法通過(guò)側(cè)傾穩(wěn)定性測(cè)試。通過(guò)研究，需要進(jìn)行以下方面設(shè)計(jì)。

1）減輕雙層車上層的重量。側(cè)傾的穩(wěn)定性測(cè)量時(shí)需要上層加載，在28°角時(shí)，需要確定車身哪些部分在支點(diǎn)內(nèi)（側(cè)傾一側(cè)輪子與質(zhì)心點(diǎn)之間），哪些部分在支點(diǎn)外，通過(guò)對(duì)支點(diǎn)外的部分減輕重量；而側(cè)傾時(shí)在支點(diǎn)外的部分主要集中在上層。因此，減重的主要點(diǎn)：一是減輕上層重量和下層與上層之間的骨架質(zhì)量，這種減重需要將內(nèi)飾、座椅、地板等的安裝通過(guò)一體化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；二是通過(guò)減輕座椅腳的質(zhì)量，這是通過(guò)將座椅腳上增加工藝孔，通過(guò)不減少座椅腳的強(qiáng)度來(lái)減輕質(zhì)量。

2）減輕下層頂部重量。首先通過(guò)將下層頂部?jī)?nèi)飾進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，用鋁合金材料替代鋼材；同時(shí)將燈帶的預(yù)埋件與風(fēng)道的安裝件進(jìn)行合并，從而減輕部分重量。

3）減輕頂部重量。將頂部的蒙皮改為玻璃鋼材料。玻璃鋼在目前的車輛設(shè)計(jì)中是重要的替代材料，它的密度約為2 000 kg/m3，是鋼材的1/4。除減輕重量外，它的耐腐蝕及高強(qiáng)度也是設(shè)計(jì)中的良好選擇。

4）降低高度。降低高度主要有兩處：一是上層座椅的高度，通過(guò)將上層座椅腳的高度降低，只保證座椅面的最低高度滿足標(biāo)準(zhǔn)的400mm（一般設(shè)計(jì)座椅面的高度都會(huì)是450mm，降低50mm將會(huì)有利于側(cè)傾穩(wěn)定性）；二是將車輛裝置ECAS（客車電子控制的空氣懸架系統(tǒng)）。這種ECAS必須具有一種側(cè)傾保護(hù)功能，是在車輛向一側(cè)側(cè)傾時(shí)，通過(guò)充氣、放氣來(lái)保持車輛左右氣囊高度的一致。我們常用的ECAS具有整車升降功能，但不具有側(cè)傾保護(hù)功能，因此，對(duì)于側(cè)傾穩(wěn)定性要求高的車輛一定要有此裝置。

5）增加輪距。選擇車橋要滿足車輛寬度的要求，但是雙層車車橋要求輪距不僅要滿足車輛寬度要求，同時(shí)在可能的情況下越大越好。因?yàn)檩喚嘣綄?，?cè)傾時(shí)車輛的支點(diǎn)越靠車輛的外側(cè)，從而車輛的質(zhì)心離支點(diǎn)越遠(yuǎn)，有利于車輛側(cè)傾時(shí)的穩(wěn)定性。其中在車橋確定的情況下，可以通過(guò)采用鋁圈來(lái)增加輪距。鋁圈一般能夠使輪距增加20mm。

2.5 EMC電磁兼容性

出口英國(guó)的車輛一定要有電磁兼容的概念。電磁兼容包括EMI和EMS，也就是電磁干擾和電磁抗干擾。在客車中要注意到寬帶和窄帶兩部分的電磁干擾，寬度主要是由車輛上的強(qiáng)電運(yùn)行或切換時(shí)引起的，如除霜風(fēng)扇、雨刮電機(jī)、空調(diào)風(fēng)扇等；窄帶干擾一般是電子設(shè)備，如各發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU、自動(dòng)變速器ECU、電子鐘。在EMS電磁抗干擾中，要注意車輛的儀表和閃光繼電器，這兩個(gè)設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)監(jiān)控的設(shè)備。當(dāng)然有比較成熟的方式：在車輛設(shè)備選擇時(shí)，一定要選擇零部件已經(jīng)通過(guò)EMC認(rèn)證的產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō)，我們會(huì)要求相關(guān)的零部件生產(chǎn)廠提供EMC的檢測(cè)報(bào)告，這樣就能確定該產(chǎn)品有能力通過(guò)EMC試驗(yàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

出口倫敦的車輛從設(shè)計(jì)到制造再到認(rèn)證通過(guò)，我們用了近9個(gè)月的時(shí)間。這次雙層車的開(kāi)發(fā)使公司的車輛具有了進(jìn)入歐盟的基本條件，對(duì)雙層車的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)有了全新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)英國(guó)單車認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)有了非常清晰的了解，也對(duì)歐盟ECER107有更明確的認(rèn)知。我們雙層車參與倫敦奧運(yùn)旅游觀光運(yùn)輸，受到乘客與客戶的好評(píng)。它的開(kāi)發(fā)與投入使用，使我國(guó)在旅游觀光客車的項(xiàng)目上，可以與世界品牌同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)。

[1]姚波.客車結(jié)構(gòu)出口認(rèn)證檢測(cè)[J].客車技術(shù)與研究，2010，32（2）：34-37.

[2]楊超.中國(guó)客車主要出口認(rèn)證體系分析[C].2009年中國(guó)客車學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2009.

[3]羊拯民.汽車車身設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[4]黃天澤.大客車車身[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，1988.

[5]劉習(xí)軍，曹樹(shù)謙，陳予恕.中型承載式客車的有限元建模分析[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，（5）

[6]耿魯怡.UG結(jié)構(gòu)分析培訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[7]曹文鋼，李輝，陳維，等.客車車身強(qiáng)度與剛度的有限元分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，（3）：40-43.

[8]王宏雁，劉忠鐵.汽車車身造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996.

[9]金明新，高素芳.雙層客車結(jié)構(gòu)安全新要求[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2003，（4）

[10]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)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

張海洋（1975-），男，工程師；安徽安凱汽車股份有限公司國(guó)際公司副總經(jīng)理。