客車車窗合理化設(shè)計(jì)

王鑫鵬，張淵源，張華

（1.陜西通家汽車股份有限公司，陜西 西安 710000；2. 金龍汽車（西安）有限公司，陜西 西安 710000）

客車車窗合理化設(shè)計(jì)

王鑫鵬1，張淵源2，張華2

（1.陜西通家汽車股份有限公司，陜西 西安 710000；2. 金龍汽車（西安）有限公司，陜西 西安 710000）

客車車窗設(shè)計(jì)的合理性與用戶使用成本、企業(yè)制造成本密切相關(guān)。對(duì)與不同用戶采用個(gè)性化特殊定制，滿足長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)使用需求；對(duì)于差異化設(shè)計(jì)需考慮相關(guān)配合物的密切關(guān)系，達(dá)到通用化設(shè)計(jì)從而降低成本。文章從目前存在的幾類問題引出相對(duì)應(yīng)的解決方案以及設(shè)計(jì)玻璃時(shí)考慮相關(guān)影響物之間相互關(guān)系，做到模塊化設(shè)計(jì)從而達(dá)到降低成本目的。針對(duì)玻璃結(jié)霜問題可以通過將玻璃設(shè)計(jì)為中空玻璃有效解決并節(jié)能環(huán)保；玻璃透光率高可以將玻璃按照使用地域及客戶需求設(shè)計(jì)成不同色彩以降低透光率；合理的玻璃結(jié)構(gòu)劃分，可以降低制造成本，文中僅舉例將鋁框推拉窗結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)成上粘接下推拉結(jié)構(gòu)，同時(shí)還有其它結(jié)構(gòu)可按客戶需求設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)玻璃時(shí)需考慮車身骨架和內(nèi)飾件結(jié)構(gòu)，它們之間密切相互影響。

客車玻璃；玻璃結(jié)構(gòu)；模塊化設(shè)計(jì)

CLC NO.:U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-41-03

引言

近幾年來隨著客車行業(yè)的不斷發(fā)展，各類客車及衍生特種車型越來越多的呈現(xiàn)出來。客車玻璃的各類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在各類客車中大量應(yīng)用，客車玻璃在不同客車種類及不同環(huán)境中選型及使用直接關(guān)乎產(chǎn)品的性能、乘客舒適性及客車本身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 目前現(xiàn)狀

我國(guó)地域遼廣，北方的冬季長(zhǎng)時(shí)間寒冷，南方的夏季炎熱。不同溫度濕度對(duì)于使用地的客車要求也不盡相同；市面上好些客車玻璃的設(shè)計(jì)不合理會(huì)增加企業(yè)成本，直接影響生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)。

1.1 對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)的冬季，由于車內(nèi)外溫度及濕度差別大，車窗經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜的現(xiàn)象。對(duì)司機(jī)及乘客們帶來了諸多不便且有可能影響駕駛安全：玻璃結(jié)霜使得乘客無法清楚觀察車外站點(diǎn)及景象，坐車錯(cuò)過站；較大空間的大客車司機(jī)觀察側(cè)窗，結(jié)霜出現(xiàn)無法徹底去除，影響司機(jī)觀察窗外情況帶來不安全因素，見圖1。尤其是非常寒冷的地區(qū)，結(jié)霜嚴(yán)重，雖然出現(xiàn)一些解決辦法：一是提高車內(nèi)壁表面溫度。采用帶電加熱功能的玻 璃，加大暖風(fēng)機(jī)功率以提高車廂溫度。二是降低車內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。要降低露點(diǎn)溫度就必須降低空氣含濕量，一些辦法是增加除濕機(jī)，但功耗較大。

針對(duì)特別嚴(yán)寒地區(qū)以上解決辦法效果或經(jīng)濟(jì)性不佳，長(zhǎng)期困擾著車主及司機(jī)。

圖1

圖2

1.2 對(duì)于南方地區(qū)的夏季，氣溫長(zhǎng)時(shí)間炎熱。市面上好多車輛，尤其是城市客車等車窗玻璃透光率較高，光照穿透率大多達(dá)80%以上，長(zhǎng)時(shí)間照射使得車廂內(nèi)溫度升高。僅管無論南方地區(qū)還是北方地區(qū)越來越多的空調(diào)車增多，通過空調(diào)來降低車內(nèi)溫度，但是能耗較大--耗油耗氣或耗電，并不是綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)合理的解決辦法。

1.3 市面上客車玻璃，比如城市客車的側(cè)窗，設(shè)計(jì)中劃分區(qū)域的不合理，使得在滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，又無形中增加制造成本。比如圖示一款常見的一款城市客車玻璃，側(cè)窗全部采用鋁框推拉玻璃，見圖2，雖然使用中并沒有問題，但隨著車長(zhǎng)的增加側(cè)窗數(shù)量增多，這種設(shè)計(jì)方式帶來玻璃成本增加。因此，此結(jié)構(gòu)成本較高，并不是較合理的設(shè)計(jì)，給生產(chǎn)企業(yè)帶來成本高利率降低的現(xiàn)狀。

2 客車玻璃的設(shè)計(jì)

2.1 客車玻璃的種類

客車玻璃大致分為前風(fēng)擋玻璃、后風(fēng)擋玻璃、司機(jī)窗、側(cè)窗玻璃及乘客門玻璃。各自玻璃結(jié)構(gòu)不盡相同。

前風(fēng)擋玻璃均為多層夾膠玻璃，表面兩層玻璃，中間為透明夾膠層。脆性的玻璃和彈性的膠片相結(jié)合，使得夾層玻璃具有很高抗沖擊性能和破碎時(shí)的完全性能，玻璃破碎時(shí)還能保持可見度。此外，當(dāng)夾層玻璃受沖擊破碎時(shí)，碎片被膠片粘住不剝落，不易傷人。

前風(fēng)擋玻璃厚度為6.76mm、7.76mm、8.76mm。6.76mm厚多用于7米以下的車，多用于小中巴客車、微型城市客車等；7.76mm厚為最常用的通用狀態(tài)，絕大多數(shù)車都適合；8.76mm為10米以上的寬體車等特舒車輛使用。玻璃顏色均為無色。

后風(fēng)擋玻璃一般為5mm厚單層無色鋼化玻璃。

司機(jī)窗大致分為粘接窗或鋁框推拉窗兩種結(jié)構(gòu)。粘接窗一般為厚度為5mm厚單層鋼化玻璃或雙層中空玻璃厚度有14mm或 16mm，16mm厚較多應(yīng)用；鋁框推拉窗為5mm厚單層鋼化玻璃。特殊地域可采用中空內(nèi)置推拉結(jié)構(gòu)。

側(cè)窗玻璃結(jié)構(gòu)樣式非常豐富，不同種類不同用途。目前大致分為鋁框推拉、單層粘接、單層內(nèi)隱藏推拉窗、中空粘接、中空內(nèi)置推拉及組單層粘接與鋁框推拉組合方式。玻璃顏色分為無色、淺灰色、深灰色、F綠色、咖啡色等，不同顏色對(duì)應(yīng)的透光率不同。具體車型及使用地區(qū)需具體選型設(shè)計(jì)匹配。

乘客門玻璃均為5mm厚單層鋼化玻璃或雙層中空玻璃，5mm厚單層玻璃使用較多。

2.2 客車玻璃的合理化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析

2.2.1 不同區(qū)域地域性中玻璃的設(shè)計(jì)選型

針對(duì)上文中“目前現(xiàn)狀1.1”結(jié)霜問題，結(jié)合近些年的實(shí)際應(yīng)用成功情況，筆者認(rèn)為在北方一些嚴(yán)寒地區(qū)（比如新疆、東北等）可以采用中空玻璃，尤其是司機(jī)側(cè)窗和副司機(jī)窗非常必要，能很大程度減少除霜機(jī)、電加熱器、除濕機(jī)等使用頻率，以降低使用能耗，省油省電省氣。

針對(duì)上文中“目前現(xiàn)狀1.2”陽(yáng)光穿透率高使得車內(nèi)溫度升高問題，筆者認(rèn)為在南方方地區(qū)，可以將玻璃顏色設(shè)計(jì)為深灰色或者咖啡色以減少玻璃透光率，實(shí)際實(shí)驗(yàn)使用中深灰色較為大多客戶首選。改變玻璃顏色降低透光率優(yōu)點(diǎn)：一是降低夏季車內(nèi)溫度升高首要原因，降低夏季空調(diào)使用頻率及使用程度，節(jié)省能源。二是采用深色玻璃提升整個(gè)車的整體檔次及品質(zhì)，用戶多為喜歡。此方法在近幾年的實(shí)際設(shè)計(jì)選型中，得到越來越多的驗(yàn)證。

2.2.2 不同客車種類中玻璃的設(shè)計(jì)選型經(jīng)濟(jì)性分析

上文中“目前現(xiàn)狀1.3”側(cè)窗玻璃具體設(shè)計(jì)不合理，照片與一款車圖3結(jié)構(gòu)一致（全鋁框推拉）。圖4為優(yōu)化后結(jié)構(gòu)（上粘接下鋁框推拉），且遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足GB13094及GB7258最新版的逃生窗口尺寸500×700要求，但兩者成本截然不同。

圖3

圖4

已知市場(chǎng)普遍價(jià)格，單層粘接玻璃約為a元/m2，鋁框推拉窗約為4～4.3a元/m2。圖3總價(jià)格用A表示；圖4總價(jià)格用B表示，經(jīng)過計(jì)算得出兩者大致價(jià)格。

A≥1.395×1.001×4a=5.59a元 B=0.695×1.395× 4a+0.3×1.395×a=4.29a元

A-B≥1.3a元

得出A成本至少比B成本高1.3a元。客車側(cè)窗玻璃數(shù)量較多，普遍大于10片，若采用B結(jié)構(gòu)單車玻璃至少節(jié)省成本13a元。

此優(yōu)化結(jié)構(gòu)始終堅(jiān)持原鋁框推拉結(jié)構(gòu)，僅將一小部分區(qū)域設(shè)計(jì)成可粘接結(jié)構(gòu)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，根據(jù)客車具體使用類別、使用地域、客戶需求等，可以將舉例中原側(cè)窗玻璃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可拆卸式鋁框推拉窗結(jié)構(gòu)、不可拆卸式鋁框推拉窗結(jié)構(gòu)、單層內(nèi)隱藏式推拉窗結(jié)構(gòu)（單層內(nèi)置推拉窗）、中空內(nèi)隱藏推拉窗結(jié)構(gòu)（中空內(nèi)置推拉窗）等等。

2.2.3 合理模塊化設(shè)計(jì)在客車玻璃設(shè)計(jì)選型中的應(yīng)用

設(shè)計(jì)玻璃時(shí)需要考慮到周邊骨架、內(nèi)飾件等結(jié)構(gòu)影響，它們之間密切相關(guān)并互相影響。如果設(shè)計(jì)時(shí)提前充分考慮到各種可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，在后續(xù)定型后便隨心所欲應(yīng)對(duì)變化結(jié)構(gòu)以做到通用化設(shè)計(jì)。

如果側(cè)窗為中空玻璃結(jié)構(gòu)，一般相配合的內(nèi)飾件包層柱深度相對(duì)于普通單層玻璃結(jié)構(gòu)深度減淺，如圖5。若客戶需求等變化改為普通普通單層玻璃結(jié)構(gòu)，此時(shí)內(nèi)飾件深度要增加6～11mm，同時(shí)此種中空玻璃結(jié)構(gòu)亦相對(duì)應(yīng)更改。

圖5

圖6

優(yōu)化后的中空玻璃結(jié)構(gòu)，無論內(nèi)飾件包層柱為中空玻璃狀態(tài)還是單層玻璃狀態(tài)，均可以安裝，如圖6。這樣便可做到內(nèi)飾件包層柱完全通用。

3 總結(jié)

本文結(jié)合實(shí)際使用過程中一部分實(shí)例，引出相對(duì)應(yīng)的解決方案以及設(shè)計(jì)玻璃時(shí)需要考慮相關(guān)周邊影響物之間的相互關(guān)系，做到模塊化設(shè)計(jì)從而達(dá)到降低成本目的。玻璃結(jié)構(gòu)根據(jù)具體車型類別、使用地域、客戶需求等因素分為千變?nèi)f化類別。因此，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中做到具體問題具體分析，設(shè)計(jì)出對(duì)生產(chǎn)企業(yè)和用戶利益相平衡的合理結(jié)構(gòu)尤為重要。

[1] 方維圓 .客車側(cè)窗玻璃止口結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化 .[J]客車技術(shù).2016, (4) ∶ 35-37 .

[2] 高翔 .客車風(fēng)窗玻璃除霜問題的分析與探討 .[J]客車技術(shù)與研究.2009, (6) ∶ 35-36 40 .

[3] 袁磊 ,張道真 ,傅積闿 .論中空玻璃在夏熱冬暖地區(qū)的應(yīng)用.[J]建筑科學(xué).2008, 24(3) ∶ 65-68.

[4] 劉夏倫, 王定緒. 汽車上的新型玻璃 .[J]汽車運(yùn)用.2005, (1) ∶ 31

The Rationality of the Design of the Bus Window Glass

Wang Xinpeng1, Zhang Yuanyuan2, Zhang Hua2
（1.Shaan Xi Tongjia Automobile Co., Ltd, Shaanxi Xi’an 710000; 2. Higer Bus (Xi’an) Co., Ltd, Shaanxi Xi’an 710000）

The rationality of the design of the bus window is closely related to the user's cost and the manufacturing cost. And the use of personalized customization with different users to meet the long-term operational needs; For differentiated design take into account the close relationship of the complexes, achieve generalized design so as to reduce the cost. This article draws on the corresponding solutions from the existing problems and designs the glass to consider the interrelationship between the related effects, so that the modular design can achieve the purpose of reducing the cost. For glass frost problem can be designed by insulating glass and effectively save energy and environmental protection; Glass high light transmittance can be used in accordance with the use of regional and customer demand for different colors to reduce the light transmittance; The reasonable structure of glass partition, can reduce the manufacturing cost, this paper only aluminum frame structure optimization design push-pull window into the glue for push-pull structure, as well as other structure according to customer demand design; Design of the glass to consider the body frame and interior parts structure, Close to each other.

Bus Window Glass; Glass Structure; Modular Design

U463.8

A

1671-7988 (2017)13-41-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.13.013

王鑫鵬，(1987-)，男，助理工程師，就職于陜西通家汽車股份有限公司，興趣：內(nèi)外飾設(shè)計(jì)、底盤零部件設(shè)計(jì)，研究方向：造型設(shè)計(jì)、車身附件、內(nèi)外飾。張淵源，（1987-），男，助理工程師，就職于金龍汽車（西安）有限公司，興趣：內(nèi)外飾設(shè)計(jì)，研究方向：底盤零部件設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)、車身附件設(shè)計(jì)。張華，（1984-），女，助理工程師，就職于金龍汽車（西安）有限公司，興趣：內(nèi)外飾設(shè)計(jì)、底盤零部件設(shè)計(jì)，研究方向：車身附件設(shè)計(jì)、底盤零部件設(shè)計(jì)。