车架总成（半承载）设计规范

Q/WCYG Q/WCYG —**—20** 代替Q/WCYG —**—20** 扬州亚星客车有限公司企业标准 车架总成（全承载）设计规范

××××-××-××发布 ××××-××-××实施 扬州亚星客车股份有限公司 发布 1

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前 言

本标准是根据国家有关客车方面的法规、标准等要求，结合我公司产品开发流程，并参考高等院校汽车专业教材相关章节制定而成，作为扬州亚星客车股份有限公司车架总成（半承载）设计的主要依据。

本标准由扬州亚星客车股份有限公司提出并归口。 本标准由扬州亚星客车股份有限公司汽车研究院起草。 本标准主要起草人：

本标准由扬州亚星客车股份有限公司汽车研究院负责解释。

前言的内容可包括：(宋体，五号，段落1.5倍行距） a) 任务来源；

b) 制定过程及征求意见情况；

c) 指明该标准采用国际标准、国外先进标准的程度；

d) 该标准导致废止或代替其他标准文件的全部或一部分的说明； e) 实施该标准过渡期的要求；

f) 哪些附录是标准的附录，哪些附录是提示的附录的说明； g) 附加说明：

——本标准由汽车研究院提出。 ——本标准由汽车研究院归口。 ——本标准起草部门。 ——本标准主要起草人。

——本标准首次发布、历次修改和复审确认年、月

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车架（半承载）总成设计规范

1 范围

本标准规定了半承载式车架总成的术语和定义、设计规范、车架的制造工艺及材料、车架防腐蚀要求、车辆VIN码和产品标牌在车架上的固定（位置）、车架总成的变动、设计评审要求、设计输出图样和文件的明细等基本设计准则。

本标准适用于半承载车架总成设计过程控制，外购底盘车架改制可参照执行。 本标准不适用于全承载车架总成设计过程控制。 2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB 7258-2012 机动车运行安全技术条件 GB1184-80 形状和位置公差

GB3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相焊缝质量分级 Q/WCYG ZT C QY G 25-2012《外购零部件防腐蚀要求》 3 术语和定义

下列术语和定义适用本文件。

车架：汽车承载的基体，支撑着发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式（或半承载式）

车身等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。

纵梁：车架总成中主要承载元件，也是车架中最大的加工件，其形状应力求简单。纵梁沿全长

方向多取平直且断面不变或少变，以简化工艺。有时也采取中间断面高、两边较低来保证纵梁各断面应力接近

横梁：横梁将左右纵梁连在一起，构成完整的车架总成，保证车架有足够的扭转刚度，限制其

变形和降低某些部位的应力。有的横梁还作为发动机、散热器、传动轴以及悬架系统的紧固点。

4 设计规范

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4．1 车架的结构型式

半承载式汽车，其前后悬架装置，发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚性和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车辆性能和匹配性进行认真的研究。根据纵梁的特点，半承载客车车架主要可分为以下几种型式（见图4.1）。

a） b）

c）

图4.1 半承载客车车架主要型式

a)直通纵梁式车架结构；b)中段桁架式车架结构；c)分段式车架结构；

4.1.1 直通纵梁式车架结构见图4.1 a）

该型式车架纵梁可为槽型或Z字型的直通大梁,横梁一般为槽型，有时也可采用其它特殊形状，如帽形或管形等等，纵梁与横梁之间联接一般采用过渡板铆、焊结构。与车身联接的外横梁（也称牛腿）有槽型和异型钢管式。

4.1.2 中段桁架式车架结构见图4.1 b）

该型式车架中段一般为矩形管的格栅式结构，前后段车架纵梁、横梁的形状一般为槽型，中段与前、后段之间联接一般采用过渡板铆、焊结构。 4.1.3组合式车架结构见图4.1 c）

该型式车架纵梁为分段式，纵梁、横梁的形状一般为槽型、矩形管等形状不一,一般根据车辆用途、安装不同总成的需要来进行自然分段铆、焊接。 4.1.4 三种结构特点分析对比见表1

表1 三种结构特点分析对比 对比不同类项目 别的客车架 类别 直通 纵梁式 车架 车采用的形式 团体 客车、前置 客车 2

车架结构 制造易 通用化系列化防腐处理繁简 生产效率 高 焊接量大 小 结构尺寸保证难易 易 一次性投资高低 高 行李仓容量大小 小 小 特点 难高底 小 实现低地板的可能性 整车的质心高低 较高 高低 较高 简单 结构 较 简单 易 Q/WCYG—**—20** 中段桁 架式车 架 公路、旅游 客车、 团体 客车 组合式 车架 城市 客车 结构 较 复杂 难 高 繁 杂 较高 中 较难 低 小 大 低 结构 较 较 复杂 难 高 较 繁杂 较低 大 难 低 大 无 高 4.2 车架受力及其应力分析

车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转（局部扭转）。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部位承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向以及扭转振动及噪声。有时，某些专用汽车的装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。因此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有开裂和严重变形。车架的受力变形见图4.2

图4.2 车架的受力和变形

a)纵向弯曲；b)侧向弯曲；c)纵向受力；d)整体扭转；e)局部扭转

在以上图示载荷作用下，纵梁将产生以下几种应力。

1） 弯曲应力。设计时常假定纵梁在某些集中载荷作用下只产生弯曲，可按材料力学的原理采用弯

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故不宜采用。大客车车架纵梁和横梁截面尽量采用抗弯强度大的槽形截面,选用510L或性能更高的汽车用大梁专用钢板，截面尺寸应尽量与现有产品通用。三段式车架中部桁架采用矩形钢管、城市公交客车底盘车架设计中也可采用异形钢管（材料Q345A，壁厚3.0～6.0MM），应尽可能选用在用规格。

轻、中型客车冲压纵梁的钢板厚度为5.0～7.0mm,大型客车冲压纵梁的钢板厚度为7.0～9.0mm。 6 车架防腐蚀要求

见企业标准Q/WCYG ZT C QY G 25-2012。 （亚星） 7 车辆VIN码和产品标牌在车架上的位置

系列车型上车辆VIN码打印位置应固定，且要符合GB 7258位置要求；产品标牌如果也装在车架上时，位置应符合GB 7258要求(现要求在大梁右侧,正常要求在右前轮后部)。设计车架时应考虑这些位置系列化，通用化。出口车应考虑所出口地区对此位置的特别要求。 8 车架总成的变动

因在车架上装置特种装备而必须改动车架时，应首先熟悉该车架的设计试验资料和原车的轴荷分布等技术参数，避免引起强度问题。应尽量不在纵梁翼缘上钻孔，在其立板上钻孔时应不使其距翼缘或原孔太近；严禁用气焊吹孔。在车架上施焊应谨慎，注意避开高应力区，使之不形成应力集中；不要在加强板的端头和纵梁的边缘上施焊；焊缝长度不宜小于30mm；严禁在纵梁的边缘上进行临时性的点焊。

接长车架时，应注意不使后轴超载；接合处应采用X形坡口，从两面施焊；接长片应力较大时应贴加强板，加强板常为L形，端头切有45度以上的斜角，贴近端头的紧固件常布置在立板上，端头常与横梁及弹簧支架等重叠在一起或与其尽量错开。 9 车架总成设计人员应考虑的问题

车架设计人员要熟知车架的结构特点对整车的影响，如要设计低地板、大行李仓、降低整车整备质量等不同目标的客车，采用不同的车架，实际的效果，实施的难易将不同。另外还要考虑国情、厂情等方面。从国情方面应考虑到国内的道路情况、材料的供应、运输等，从厂情方面应考虑到工厂的工艺手段、设备的能力、人员的素质等。下面仅讨论具体设计时应考虑的几个问题。 9.1 车架整体的总布置

从车架的设计角度来说，一般要求内、外横梁与车身骨架的立柱在一个X座标线上，这样设计可使车架与车身骨架形成一个封闭环，有利于承受车身传递的力，但由于一些总成装配的

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需要内横梁有时较难做到与车身骨架的立柱在一个座标线上。因此要求总布置人员应与各总成设计人员反复协调，尽量满足这一要求。否则须采取加强的手段，封闭环的平均间隔宜在1.5m～2m。

9.2 车架与驾驶区部位结构

驾驶区部位由于涉及的总成较多，此处车架设计既要考虑支承梁与车身骨架相联结，还要考虑转向器及各种操纵机构的安装结构、位置，避免干涉等问题。

9.3 前、后悬架处车架的考虑

车架前、后悬架的宽度问题，也是总布置人员须注意的一个地方，从车架强度考虑，悬架 与车架联接的支点要处理好。例如:钢板弹簧支座处，空气悬架的气囊支座、推力杆支座处，由于整车的质量几乎全部靠这几个支点支承，因此联接这几个支点的车架部位受力最大，按车架一般设计要求，需在受力点加一反力以使力矩平衡，即设计一横梁于支座处；

一般要求内横梁与外横梁在一个座标线上，在前后悬架处，既安装外横梁，又要安装钢板弹簧支架，难以满足要求，设计时内横梁的结构和位置首先要满足钢板弹簧支座处的受力要求，因为钢板弹簧支座处纵梁受力远大于外横梁处，为兼顾外横梁处的受力，须对内横梁与纵梁的连接采取加强措施，如加长连接板等。 9.4 车架与发动机的考虑

不管前置发动机或后置发动机客车，其传动系加发动机的长度一般都在2m左右，在纵梁之间无法布置内横梁来连接左、右纵梁，需要由外横梁与车身联接，对左、右纵梁的强度有很不利的影响。一般的解决办法，是在纵梁的下方或上方设计一个弯梁来连接左右纵梁增加强度不足的问题。这就需总布置人员与车身地板设计人员协商，对纵梁予以加强，使之不易早期损坏。 9.5 拖钩、备胎的布置、安装

拖购设计不能影响整车的接近角和离去角，不能与前或后保险杠干涉，同是能满足整车拖挂强度，安装拖挂绳锁方便。

备胎的布置：一般后置公路、团体客车安装在前悬前部。前置客车一般放后悬后部。一般都采用升降机构固定。 9.6 管线布置、固定，

管、线固定支架同相关工程师提供固定支架和位置，可在车架上打孔固定和焊装。也可在车架内侧预焊线槽板固定。

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10 设计评审要求

10.1评审的时机和方法

在车架图纸完成后由设计专家、工艺专家和车身相关设计人员参加对车架图纸的评审。 评审的项目有以下内容：

? 车架的结构是否合理，车架的强度是否能够满足，须提供有限元计算分析报告。

? 发动机及其附件在车架纵梁上的安装孔及外横梁安装孔是否合理，有无削弱车架强度。 ? 横梁位置与底盘分总成（油箱、电瓶）及车身结构（前、中、后门、侧围立柱）是否匹配。 ? 制动管路、暖风管路、电气线束、油路等管线在车架中的走向是否合理及固定方式是否合

适。

? 底盘各总成间是否可能有运动干涉，相关总成（如变速器、缓速器、传动轴）的拆装空间

是否足够。

? 零部件设计是否能满足车架的工艺性，方便维修性、可靠性。 10.2 车架总成质量检验

组成车架及支架总成的所有零件，应按规定程序所批准的图纸技术文件制造，并经检查合格后方可装配。

车架对角线偏差按照图纸要求进行，在任意X坐标2000mm范围内检查，对角线长度之差不大于5mm。

对应的左、右钢板弹簧支架孔的同轴度公差为Ф1.0mm，按GB1958-80中“5-1”条款检测。 车架总成宽度偏差在横梁处检查为±1mm，在两横梁间检查为±2mm。

车架纵梁立板对车架下平面的垂直度公差不大于1.7mm（在平板上测量）。

车架左右纵梁下（上）平面应在同一平面上，其平面度误差不大于4mm，在两横梁处平面度公差不大于2mm（在平板上测量）. 10.3接收和拒收的准则

车架关键部件（前后纵梁等）的加工及安装尺寸应严格符合图纸要求； 车架横梁及外横梁的加工及安装尺寸应在图纸要求的公差范围内；

车架总成中横梁及牛腿连接螺栓拧紧力矩必须达到图纸及工艺要求,所有连接用螺栓的拧紧力矩符合标准QC/T518-1999。

车架总成中焊接部件不允许有漏焊、虚焊等焊接缺陷。焊缝质量按GB3323-87要求。 纵梁不允许有开裂现象 11 设计输出图样和文件的明细

输出图样包括有：车架总成图、车架前、后段总成图、车架中段总成图（三段式桁架总成图）、纵梁零件图等必须零件图。 10 制图要求

为了便于现场施工和技术资料保存和管理，悬架系统装配图推荐优先选用A1图幅，比例选用要符合相关国标，可以根据图面的布置选取适当的比例；部件图纸推荐采用A3或A4图幅。标注要符合相关国标要求。

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附 录 A （规范性附录）

附录A

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/twgv.html