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大客车底盘系统设计概念及方案技术要求上

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2020年4月19日
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城市客车底盘
系统设计概念及方案技术要求
（上半部分）

目录
一． 概述
二． 系统设计概念及技术要求
1. 车架
2. 前后桥
3. 前后桥悬架系统
4. 轮胎
5. 转向系统
6. 制动系统
7. 底盘自动集中润滑系统

一．概述
本稿所涉及的车型是传统城市客车。车辆主要实施动力系统及其附件系统更改、增加动力电池系统和动力系统电控系统等；所牵涉的其它相关系统，以最大限度的保持对基本型的继承性为原则，进行设计更改或重新设计。整车造型根据实际情况作适应性改进。
以下内容只涉及除动力系统（包括动力装置、电池、电控）以外的以底盘为主的系统设计概念及主要技术要求。
所有相关的设计人员应经过了解设计概念最终达成一致意见，而且将特殊要求的信息给予及时反馈。系统概念给出的是依据法规、国标要求以及相应整车技术规范而形成的框架类描述和基本要求。这些要求必须在后续开发工作中得到响应，而且可能应个别特殊要求做必要的调整和补充。

二．系统设计概念及技术要求
1. 车架
车架采用传统成熟的三段式整体结构，适应不同的系统安装要求，做相应的结构变动和设计调整，同时力求结构可靠和轻量化相结合，以满足底盘配置和可靠性要求。
结构型式参加下图：

主要尺寸参数——
总长度 （m）：TBD
最大宽度（m）：TBD
前悬 （m）：TBD
轴距 （m）：TBD
后悬 （m）：TBD

2. 前后桥
2.1 前桥
前桥总成采用两级落差前桥总成，其基本参数如下：
(1) 额定负荷：7500Kg；
(2) 轮距：2101mm，空气弹簧支座中心距：1180mm；
(3) 主销孔基准与空气弹簧支座安装平面参考距离：75mm；空气弹簧支座安装平面与前轴中部工字梁上平面参考距离：130mm；
(4) 前轴定位系数：前轮外倾角0°、主销内倾角8°、主销后倾角3.5°、前轮前束0～1.5mm；
(5) 最大转角：内轮为55°，外轮为相应值；
(6) 转向节臂回转半径：R263.3mm；
(7) 适用轮辋：8.25×22.5
(8) 适用轮胎：11R22.5-16PR、295/80R22.5
(9) 制动器规格：盘式制动器22.5″

结构型式参见下图

2.2 后桥
后桥总成采用13吨级后桥总成，其基本参数如下：
(1) 额定负荷：13000kg
(2) 轮距：1860mm
(3) 空气弹簧托梁中心距：980mm
(4) 适用轮辋：8.25×22.5；
(5) 适用轮胎：11R22.5-16PR（10米级）、295/80R22.5（12米级）
(6) 制动器规格：Φ410×220。制动蹄衬片为无石棉型，使用寿命为三万公里。
(7) 最大输出扭矩：43000Nm
(8) 最大制动力矩：16214×2 N·m
(9) 后桥型式：后置式，制动气室安装在主减侧，支架装在后桥壳上
结构型式参见下图

3. 前后桥悬架系统
3.1 前桥悬架
前桥悬架系统构成，采用空气悬架，2空气弹簧、导向推力杆、横向稳定杆、双向作用筒式减振器、机械控制式高度阀（选装侧跪装置）。

结构型式参见下图：

3.2 后桥悬架
后桥悬架系统构成，采用空气悬架，4空气弹簧、导向推力杆、横向稳定杆、双向作用筒式减振器、机械控制式高度阀（与前悬架系统统一选装侧跪装置）。
结构型式参见下图：

4. 轮胎
车辆配置11R22.5-16PR轮胎， 295/80R22.5轮胎。配置轮胎均为环保型ECOPIA轮胎。

5.转向系统
转向系统采用液压助力转向型式，由方向盘、转向管柱组件、转向器、液压泵、转向油罐、转向拉杆及油管路等组成。
对转向系的要求——
1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑；不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。
2）转向系统传动机构必须有足够的刚度且坚固耐用，以确保行驶安全。
3）汽车转向行驶时，在驾驶员松开转向盘的情况下，转向轮应有自动回正能力，即能自动返回到直线行驶位置，并保持稳定行驶。
4）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动。
5）能保证驾驶员在正常驾驶操作位置上方便、准确地操作，而且无任何与其它零部件干涉的情况。
6) 转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。
7) 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
8) 进行运动校核，保证车辆前行转弯时，转向盘向左、向右的回转角和转向力无显著差异，转向轮与转向盘转动方向一致且保持一定比例关系。
转向系统设计需符合以下标准相关要求——
GB 17675 汽车转向系 基本要求；
GB 7258 机动车运行安全技术条件；
GB 1589 道路车辆外廓尺寸、轴荷和质量限值
GB/T 12540 汽车最小转弯直径、最小转弯通道圆直径和外摆值测量方法
GB/T 20461 汽车动力转向系统用橡胶软管和软管组合件规范；
QC/T 299 汽车动力转向油泵技术条件
QC/T 303 汽车动力转向油罐 技术条件
QC T 480 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法
QC/T 522 汽车转向拉杆总成 技术条件
QC/T 530 汽车动力转向器总成技术条件
QC/T 563 汽车转向盘 试验方法
QC/T 29097 汽车转向器总成 技术条件
QC/T 647 汽车转向 万向节总成性能要求及试验方法
QC/T 648 汽车转向 拉杆总成性能要求及试验方法
QC/T 649 汽车转向 传动轴总成性能要求及试验方法
QC/T 650 汽车转向拉杆球头销性能要求及试验方法
GB/T 6323 汽车操纵稳定性试验方法

本案涉及的客车采用的转向液压泵为发动机机载油泵，动力转向器为循环球式,。主要技术参数如下：
转向器传动比
22.2～26.2
转向器输出扭矩
6726 N.m
转向器总圈数
6.2
转向器臂轴摆角
94°
油泵流量
16-25 L/min
最高油压
16MPa
保证安全油压
120+10bar
转向传动设计需要做性能匹配，以满足相应的技术指标；相关转向系性能要求见整车VTS中主要性能参数表。
基于重新定义的整车尺寸，转向传动结构、管路布置及系统安装，均需根据总布置情况，在基型车基础上做相应的调整和重新设计。主要工作包括零部件选型及性能校核、油管（硬管、软管）及其管路安装设计、执行机构运动校核及必要的强度校核和实验验证等。
结构型式参见下图：

6. 制动系统
本案涉及的客车制动系统，在保持零部件最大继承性的基础上，适应整车结构及制动性能要求的变化，对车辆的行车制动、驻车制动、应急制动、辅助制动的性能做性能匹配和零部件校核，以使其具备减速、停车和驻车的制动功能，并符合相关标准要求。
制动系应满足以下要求——
1） 符合有关标准要求和法规规定；
2） 有足够的制动效能，包括行车制动、驻坡制动等效能；
3） 工作可靠，行车制动与驻车制动的控制装置应各自独立，行车制动装置的制动驱动机构至少应有两套独立管路，驻车制动装置应采用工作可靠的机械式制动驱动机构；
4） 制动效能的热稳定性良好；
5） 制动效能的水稳定性良好；
6） 制动时的操纵稳定性良好；
7） 作用滞后性应尽可能短；
8） 制动时制动系噪声应尽可能小，无异常声响；
9） 与悬架、转向装置及周边结构件不得产生运动干涉；
10） 能全天候工作，气温低时气制动管路不应出现结冰现象；
11） 具有报警装置；
12) 制动系的机件应具备整车要求的使用寿命，对摩擦材料的选择应符合环保要求。
本案涉及的客车制动系统，应用双回路气制动行车制动系统及弹簧储能式驻车制动系统，应急制动与驻车制动相结合。同时，制动系统配置了ABS功能，以满足要求。
制动系统设计需符合以下标准要求——
GB 7258 机动车运行安全技术条件
GB 12676 汽车制动系统结构、性能和试验方法
GB/T 13594 机动车和挂车防抱制动性能和试验方法
GB 16897 制动软管
GB 5763 汽车用制动器衬片
QC/T 80 汽车气制动系尼龙管
QC/T 200 汽车气制动装置用储气筒技术条件
QC/T 239 货车 客车制动器性能要求
QC/T 790 制动气室性能要求及台架试验方法

制动系统性能需达到整车性能要求——
制
动
性
空载初速30km/h制动距离，m
≤9
满载初速30km/h制动距离，m
≤9.5
制动稳定性
不超出3.7m车道

制动系统冷态制动性能要求——
发动机脱开的O型试验性能
检 测 项 目
技术
要求
60(km/h) 冷态制动效能

MFDD（m/s2）
≥5
距离（m）
≤36.7
制动稳定性通道（m）
≤3.7
发动机接合的O型试验性能
检 测 项 目
技术
要求
56(km/h) 冷态制动效能

MFDD（m/s2）
≥4
距离（m）
≤38.7
制动稳定性通道（m）
≤3.7

制动系统热态制动性能要求——
行车制动的衰退和恢复特性，其热制动性能不得低于该车辆规定值的80%，也不得低于发动机/电机脱开的冷态制动试验中所测性能的60%。
发动机脱开的II型试验性能
检 测 项 目
技术
要求
备注
30(km/h) 热态制动效能

MFDD（m/s2）
≥4
--
距离（m）
≤13.7
--
制动稳定性通道（m）
≤3.7
--
时间间隔(S)
≤60

控制力(N)
≤700

应急制动性能要求——
应急制动应保证在行车制动只有一处管路失效的情况下，在规定距离内将车辆停住，分为前制动回路失效/后制动回路失效。其性能要求如下：

检 测 项 目
技术
要求
应急制动系统和行车制动部分失效60(km/h)

前制动回路失效
MFDD（m/s2）
≥2.5
距离（m）
≤64.4
制动稳定性通道（m）
≤3.7
控制力(N)
≤700
后制动回路失效
MFDD（m/s2）
≥2.5
距离（m）
≤64.4
制动稳定性通道（m）
≤3.7
控制力(N)
≤700

驻车制动系的性能要求——
驻车制动应使驾驶员在座位上就能够操作实验，并能使机动车即使在没有驾驶员的情况下，也能停在上、下坡道上。手操纵力不大于600N，脚操纵力不大于700N。其性能要求如下：
驻车制动坡度（满载状态）
坡度%
1
2
施加作用力(N)
手动操纵
脚动操纵
18%
≤600N
≤700N
20%
≤600N
≤700N
MFDD
MFDD≥2.5m/s
对储能装置的要求——
储能装置必须在行车制动经8次全行程制动后，在第九次制动时，剩余压力仍能保证达到应急制动效能；
储能装置的升压时间需达到GB 12676中5.5.5.1中要求的时间。
储能装置容量视功能开发需要做相应的调整。
装备制动防抱系统（ABS）制动性能——
车辆制动防抱系统（ABS）为标配装备,性能要求如下。
1）车辆应设有专门的防抱失效光报警信号，并符合GB4094对黄色报警信号装置的要求。防抱失效时的剩余制动效能应达到GB12676中规定的相应车辆在行车制动传能装置部件失效时的性能。
2）第5次制动必须能够达到规定的应急制动效能。
检 测 项 目
技术
要求
第5次制动时制动性能60(km/h)

空载
MFDD（m/s2）
≥2.5
距离（m）
≤64.4
满载
MFDD（m/s2）
≥2.5
距离（m）
≤64.4

3）附着系数利用率应达到ε≥0.75。

序
号
测 量 项 目
技术要求
载荷条件
路面
1
空载
高附着系数路面
ε≥0.75
2
低附着系数路面
3
满载
高附着系数路面
4
低附着系数路面

4）车辆在GB12676中5.2.2.2规定路面上，依据5.2.3测试出的防抱性能与行使稳定性均应达到要求。
制动系统原理参考如下

制动系统各组件布置，需在基础车型上，依据总布置对不同车型的要求，做部件调整和新的管路设计。而且，在可靠性与合理性方面做相应的提高和优化。

7. 底盘自动集中润滑系统
底盘自动集中润滑系统中选用的自动控制器、润滑泵、油箱、分配器、管路及辅件，均需满足QC/T 696- 《汽车底盘集中润滑系统技术要求》中6.1～6.4的要求。
系统安装需满足QC/T 696- 中7.1～7.8的要求。
具体润滑点参考集中润滑系统安装示意图。
参数要求：
驱动方式
电动
使用电压
DC 24V
使用介质
TBD
润滑点数
16（TBD）

电气性能要求符合汽车低压电气设备一般要求标准
QC/T 730《汽车用薄壁绝缘低压电线》