客車車窗合理化設計

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）

客車車窗合理化設計

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）

客車車窗設計的合理性與用戶使用成本、企業(yè)制造成本密切相關。對與不同用戶采用個性化特殊定制，滿足長期運營使用需求；對于差異化設計需考慮相關配合物的密切關系，達到通用化設計從而降低成本。文章從目前存在的幾類問題引出相對應的解決方案以及設計玻璃時考慮相關影響物之間相互關系，做到模塊化設計從而達到降低成本目的。針對玻璃結(jié)霜問題可以通過將玻璃設計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計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)化設計成上粘接下推拉結(jié)構(gòu)，同時還有其它結(jié)構(gòu)可按客戶需求設計；設計玻璃時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)；模塊化設計

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?？蛙嚥ＡУ母黝惤Y(jié)構(gòu)設計在各類客車中大量應用，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乎產(chǎn)品的性能、乘客舒適性及客車本身的經(jīng)濟價值。

1 目前現(xiàn)狀

我國地域遼廣，北方的冬季長時間寒冷，南方的夏季炎熱。不同溫度濕度對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計不合理會增加企業(yè)成本，直接影響生產(chǎn)企業(yè)的利潤。

1.1 對于嚴寒地區(qū)的冬季，由于車內(nèi)外溫度及濕度差別大，車窗經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)霜的現(xiàn)象。對司機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及景象，坐車錯過站；較大空間的大客車司機觀察側(cè)窗，結(jié)霜出現(xiàn)無法徹底去除，影響司機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，加大暖風機功率以提高車廂溫度。二是降低車內(nèi)空氣的露點溫度。要降低露點溫度就必須降低空氣含濕量，一些辦法是增加除濕機，但功耗較大。

針對特別嚴寒地區(qū)以上解決辦法效果或經(jīng)濟性不佳，長期困擾著車主及司機。

圖1

圖2

1.2 對于南方地區(qū)的夏季，氣溫長時間炎熱。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80%以上，長時間照射使得車廂內(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，設計中劃分區(qū)域的不合理，使得在滿足國家相關標準的前提下，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，但隨著車長的增加側(cè)窗數(shù)量增多，這種設計方式帶來玻璃成本增加。因此，此結(jié)構(gòu)成本較高，并不是較合理的設計，給生產(chǎn)企業(yè)帶來成本高利率降低的現(xiàn)狀。

2 客車玻璃的設計

2.1 客車玻璃的種類

客車玻璃大致分為前風擋玻璃、后風擋玻璃、司機窗、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的完全性能，玻璃破碎時還能保持可見度。此外，當夾層玻璃受沖擊破碎時，碎片被膠片粘住不剝落，不易傷人。

前風擋玻璃厚度為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。

后風擋玻璃一般為5mm厚單層無色鋼化玻璃。

司機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，不同顏色對應的透光率不同。具體車型及使用地區(qū)需具體選型設計匹配。

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計及經(jīng)濟性分析

2.2.1 不同區(qū)域地域性中玻璃的設計選型

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

針對上文中“目前現(xiàn)狀1.2”陽光穿透率高使得車內(nèi)溫度升高問題，筆者認為在南方方地區(qū)，可以將玻璃顏色設計為深灰色或者咖啡色以減少玻璃透光率，實際實驗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：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際設計選型中，得到越來越多的驗證。

2.2.2 不同客車種類中玻璃的設計選型經(jīng)濟性分析

上文中“目前現(xiàn)狀1.3”側(cè)窗玻璃具體設計不合理，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），且遠遠滿足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

已知市場普遍價格，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總價格用A表示；圖4總價格用B表示，經(jīng)過計算得出兩者大致價格。

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)始終堅持原鋁框推拉結(jié)構(gòu)，僅將一小部分區(qū)域設計成可粘接結(jié)構(gòu)。在實際設計中，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)設計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 合理模塊化設計在客車玻璃設計選型中的應用

設計玻璃時需要考慮到周邊骨架、內(nèi)飾件等結(jié)構(gòu)影響，它們之間密切相關并互相影響。如果設計時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對變化結(jié)構(gòu)以做到通用化設計。

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)，此時內(nèi)飾件深度要增加6～11mm，同時此種中空玻璃結(jié)構(gòu)亦相對應更改。

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)合實際使用過程中一部分實例，引出相對應的解決方案以及設計玻璃時需要考慮相關周邊影響物之間的相互關系，做到模塊化設計從而達到降低成本目的。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，在設計生產(chǎn)中做到具體問題具體分析，設計出對生產(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)的應用.[J]建筑科學.2008, 24(3) ∶ 65-68.

[4] 劉夏倫, 王定緒. 汽車上的新型玻璃 .[J]汽車運用.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)外飾設計、底盤零部件設計，研究方向：造型設計、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)外飾設計，研究方向：底盤零部件設計、轉(zhuǎn)向設計、車身附件設計。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)外飾設計、底盤零部件設計，研究方向：車身附件設計、底盤零部件設計。