貨車駕駛室及模塊化中置軸掛車縱向尺寸分析研究

譚 龍 欒義超 馮 贊 文 /圖

近年來，隨著道路基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)，物流運(yùn)輸模式的改進(jìn)，車輛長途行駛可靠性的提升，跨省、跨區(qū)域乃至跨國界的道路長途運(yùn)輸發(fā)展迅速。運(yùn)輸過程中，駕駛員是否有充足舒適的睡眠，是保證道路安全的重要因素。同時(shí)，為保證運(yùn)輸效率及車貨安全，降低成本，大部分駕駛員選擇隨車休息和生活；因此，車輛能否為此提供一個(gè)良好的條件，是駕駛員購車時(shí)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

1 標(biāo)準(zhǔn)要求和現(xiàn)狀

貨車駕駛室臥鋪的寬度是影響舒適性的重要指標(biāo)。但根據(jù)目前的法規(guī)要求，汽車生產(chǎn)廠家并不能按駕駛員的意愿隨意增加臥鋪的寬度。GB 7258-2017 規(guī)定如下：

“11.3.5 貨車駕駛室(區(qū))最后一排座位靠背最上端(前后位置可調(diào)座椅應(yīng)處于滑軌中間位置，靠背角度可調(diào)式座椅的靠背角度及座椅其他調(diào)整量應(yīng)處于制造廠規(guī)定的正常使用位置)與駕駛室后壁(駕駛區(qū)隔板)平面的間距對(duì)帶臥鋪的貨車應(yīng)≤950 mm，對(duì)其他貨車應(yīng)≤450 mm。”(GB 7258-2012 開始增加類似規(guī)定，編者注。)

目前某主流半掛牽引車的駕駛室臥鋪側(cè)視圖如圖1 所示。該車沿駕駛室輪罩上沿的縱向尺寸，分別是：車門鉸鏈前約250 mm，車門約1 100 mm，車門至駕駛室后壁約600 mm，導(dǎo)流罩約350 mm，總長約2.3 m。這樣的駕駛室，能夠提供的臥鋪寬度上限約800 mm(臥鋪中部尺寸約900 mm)。這個(gè)尺寸，僅能容納一個(gè)普通身材的駕駛員平躺，且不能提供其他生活空間。

于是，針對(duì)市場(chǎng)需求，個(gè)別廠家推出了超寬臥鋪駕駛室，最大可達(dá)到1.2 m 的寬度(圖2)。在這個(gè)寬度下，座椅至駕駛室后壁的距離不可避免地會(huì)超過950 mm。在實(shí)踐中，部分車管所認(rèn)定該項(xiàng)參數(shù)不符合GB 7258，不允許該類車輛注冊(cè)上牌。

圖1 主流駕駛室及臥鋪尺寸

2 標(biāo)準(zhǔn)起草出發(fā)點(diǎn)及解決方案

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)起草者的說明，提出該條規(guī)定，主要出發(fā)點(diǎn)是期望：從設(shè)計(jì)和制造源頭上禁止貨車制造廠家為便于在駕駛室(區(qū))載貨而將駕駛室越做越大，形成事實(shí)上的駕駛室(區(qū))人貨混裝，否則不利于交通安全。

GB 7258-2012 第11.3.5 條也有類似規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)起草者的說明同上。略有一點(diǎn)差別，就是在2017 版標(biāo)準(zhǔn)中，用“靠背最上端”替代了2012 版的“后平面”。

2010 年前后開始起草的GB 7258-2012，提出上述規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)，是為了防止駕駛室(區(qū))人貨混裝，保證交通安全。但在過了近10 年的今天，很難想象貨車駕駛員會(huì)在現(xiàn)在的道路執(zhí)法和運(yùn)輸環(huán)境下，冒著違反交規(guī)的風(fēng)險(xiǎn)，放著裝卸方便的貨箱( 廂)不用，將數(shù)量有限的貨物，花費(fèi)很大的力氣，通過1 m 多高的踏步，穿過狹窄的駕駛室車門和座椅通道進(jìn)行搬運(yùn)，同時(shí)還得接受貨物對(duì)駕駛室的污染?？梢哉f，制定(2012、2017 版)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)擔(dān)心的問題，目前基本上不存在發(fā)生的動(dòng)機(jī)。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，該條限制的是貨車駕駛室(區(qū))最后一排座位與駕駛室后壁(駕駛區(qū)隔板)的間距要求，并未限制駕駛室本身的總長度。標(biāo)準(zhǔn)提到了“駕駛區(qū)”、“駕駛區(qū)隔板”的概念，可以認(rèn)為允許在駕駛室內(nèi)存在非駕駛區(qū)。如果在駕駛室中部布置隔板，將其分割為駕駛區(qū)和生活區(qū)(或駕駛輔助區(qū))，應(yīng)該說是符合該標(biāo)準(zhǔn)條文要求的。

對(duì)于平頭可翻式駕駛室來說，增加駕駛室縱向長度，會(huì)增加翻轉(zhuǎn)部分的重量，需要提高翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度并考慮非駕駛區(qū)物品的固定需求，也不便于布置衛(wèi)生間、移動(dòng)廚房等生活設(shè)施。為解決這個(gè)問題，國內(nèi)有廠家提出了可分離式結(jié)構(gòu)的駕駛室方案，將駕駛室分成生活艙和駕駛艙，駕駛艙單獨(dú)翻轉(zhuǎn)。不過這樣處理，需要對(duì)駕駛艙和生活艙進(jìn)行額外的密封、減震、降噪和防干涉處理，結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化。

圖2 個(gè)別廠家推出的超寬臥鋪駕駛室(圖片來源：商用汽車網(wǎng))

3 國內(nèi)外現(xiàn)行法規(guī)要求和尺寸分析

由于在寬度和高度方面受限，駕駛室生活區(qū)的空間增加只能通過增加縱向長度實(shí)現(xiàn)。而駕駛室縱向長度的變化又與車輛總長密切相關(guān)。

3.1 GB 1589 關(guān)于車輛總長的限制

GB 1589-2016 規(guī)定(見表1)，普通半掛車最長為13.75 m，鉸接列車最 長 為17.1 m( 長 頭18.1 m)， 歐 盟2015/719 指令(歐標(biāo)96/53/EC)規(guī)定，半掛車最長12 m，鉸接列車最長為16.5 m，駕駛室(單排帶臥鋪)最大長度2.35 m。至于美國和澳洲，由于道路條件寬裕，未限制列車總長，只限制掛車長度最大為16.15 m(53 ft.)；同時(shí)，從保護(hù)橋梁和道路的角度，鼓勵(lì)車輛采用大軸距。這也是美國的牽引車以長頭+超寬臥鋪為主流形式的重要原因。

GB 1589-2016 規(guī)定半掛列車總長限值17.1 m。從前至后，可以按駕駛室可用長度空間、半掛車前回轉(zhuǎn)半徑(最大值2.04 m)、半掛車銷軸至最后端距離(最大值12 m)進(jìn)行劃分。駕駛室可用長度空間=17.1-2.04-12=3.06 m，考慮部分間隙，最多可以達(dá)到約2.8-2.9 m 的長度。

至于普通貨車，特別是兩軸貨車，由于長度方向受限制較大，長途的運(yùn)輸效率不及半掛列車，相應(yīng)的對(duì)駕駛室生活空間的需求也不及牽引車。

表1 汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸的最大限值 mm

表2 欄板式、倉柵式、平板式、自卸式貨車及半掛車外廓尺寸的最大限值 mm

很明顯，不管是貨車還是牽引車，在總長受限的情況下，增加駕駛室的尺寸，相應(yīng)的就會(huì)減少載貨區(qū)的尺寸；對(duì)于牽引車來說，同時(shí)還要考慮半掛車前回轉(zhuǎn)區(qū)域，以及因此帶來的車輛外擺值和車輛通道圓的變化。但是在市場(chǎng)運(yùn)載工具多元化的今天，少量載貨空間的減少，不會(huì)對(duì)運(yùn)力產(chǎn)生直接影響；而在載貨空間和駕駛室空間的平衡中，駕駛員和車主自然會(huì)掌握得更精準(zhǔn)。

3.2 模塊化中置軸汽車列車總長的限制對(duì)貨車駕駛室長度的影響

GB 1589-2016 提出了貨車列車的概念(如表1)，即貨車和牽引桿掛車或中置軸掛車的組合，其總長限值為20 m。根據(jù)測(cè)算，半掛車在長度13.75 m時(shí)，其裝載空間約92 m3；模塊化汽車列車全車長度為20 m，最多可以使用9.6 m+7.2 m 兩個(gè)貨廂，裝載空間約115 m3，單列車對(duì)比裝載率提高了25%(=(115-92)/92×100%)。

鑒于中置軸汽車列車(相比半掛汽車列車)具有較高的運(yùn)輸效率，交通運(yùn)輸部于2018 年4 月發(fā)出《關(guān)于開展模塊化中置軸汽車列車示范運(yùn)行工作的通知》(下簡稱《通知》)，在部分特定線路上啟動(dòng)了試點(diǎn)示范運(yùn)行?！锻ㄖ分型扑]的列車各段長度見圖3。

《通知》提到的廂體，長度分別是9.6 m(主車廂體)、7.82 m(主車廂體/中置軸廂體)和7.2 m(中置軸廂體)。廂體尺寸的確定基于國內(nèi)外現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 模塊化中置軸汽車列車示意圖

以9.6 m 廂體(主車)為例，由于GB 1589-2016 規(guī)定貨車長度上限12 m(如表1)，考慮歐標(biāo)對(duì)貨車駕駛室長度的限制(2.35 m)，12 m 貨車裝載的廂體最大長度為：12-2.35=9.65 ≈9.6 m；在12 m 貨車組成中置軸汽車列車后，長度上限20 m；列車總長減去貨車長度，再減去ISO 11407 規(guī)定的廂體最小安全間距(0.76 m)，則后廂(中置軸)的最大長度為：20-12-0.76=7.24 ≈7.2 m。

至于7.82 m的廂體(主車/中置軸)，其長度則源于歐標(biāo)2015/719/EU 指令。該指令規(guī)定中置軸汽車列車總長為18.75 m，去掉駕駛室長度和安全距離，則廂體長度為：(18.75-2.35-0.76)/2=7.82 m。

7.82 m 廂體在歐洲和世界其他各地有較廣泛的應(yīng)用。為促進(jìn)公路物流的國際化流通，特別是適應(yīng)“一帶一路”的陸上交通要求，掛車的規(guī)格應(yīng)盡可能統(tǒng)一，以適應(yīng)不同的主車；中置軸列車的主車也最好調(diào)整長度，以保證能夠合規(guī)牽引歐標(biāo)掛車。

但在國內(nèi)列車總長20 m 的前提下，為保證能牽引7.82 m 廂體(中置軸)，主車最長可達(dá)到20-7.82-0.76=11.42 m。在這個(gè)長度的前提下，如果主車采用歐標(biāo)尺寸的駕駛室，主車廂體最長可以達(dá)到20-7.82-0.76-2.35=9.07 ≈9 m；如果駕駛室加長，應(yīng)保證主車至少能裝載7.82 m 廂體，此時(shí)駕駛室最長可以做到11.42-7.82=3.6 m。

從上述測(cè)算可以看出，9.6 m 的廂體尺寸(主車)是為了適應(yīng)傳統(tǒng)歐標(biāo)駕駛室長度和國內(nèi)12 m 貨車總長的限制；7.2 m 的廂體(中置軸)則是為了適應(yīng)9.6 m的廂體(主車)；但裝載9.6 m 廂體的主車并不能牽引7.82 m 的廂體(中置軸)。

從保證牽引能力、同時(shí)減少尺寸序列的角度，建議使用9 m+7.82 m 的廂體組合。即傳統(tǒng)長度駕駛室的主車使用9 m廂體，可以牽引7.82 m 廂體；而加長駕駛室則統(tǒng)一使用7.82 m+7.82 m 廂體。這種組合下，單車的裝載體積略有損失(9.6 m →9 m，減少約6.3%)，列車裝載能力不變，且保證了被牽引廂體規(guī)格的統(tǒng)一。

4 未來法規(guī)影響

4.1 歐盟2015/719 指令

2015 年4月29 日發(fā)布的2015/719/EU 指令，全稱為“歐盟理事會(huì)關(guān)于在國家和國家交通運(yùn)輸方面為共同體內(nèi)流通的某些道路車輛制定最大核準(zhǔn)尺寸，以及國際交通運(yùn)輸方面的最大核準(zhǔn)噸位的指令”，從空氣動(dòng)力學(xué)，安全性和舒適性方面的角度，以及布置動(dòng)力電池的需要，原則性地提出了在96/53/EC 基礎(chǔ)上增加駕駛室尺寸限值的要求。2019 年2 月13 日，歐洲議會(huì)和理事會(huì)就歐盟委員會(huì)關(guān)于修訂重型貨車重量和尺寸的96/53/EC 指令提出了臨時(shí)協(xié)議。從2020 年9月1日起，歐洲卡車制造商可將其駕駛室長度在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加0.8 ～0.9 m；相應(yīng)的列車長度，包括半掛列車和中置軸列車，應(yīng)該也會(huì)同步增長。

我國道路車輛標(biāo)準(zhǔn)總體上參照了歐盟法規(guī)。在GB 7258-2017 和GB 1589-2016 發(fā)布的時(shí)候，2015/719/EU尚未實(shí)質(zhì)性落地，但在半掛車和中置軸列車的總長方面，GB 1589-2016 相比歐標(biāo)，限值有所增加(16.5 m Vs 17.1 m，18.75 m Vs 20 m)。增加的部分，也為加大駕駛室縱向長度提供了空間。

4.2 GB 26512 商用車駕駛室乘員保護(hù)

2019 年7 月9 日，工信部裝備司對(duì)GB 26512《商用車駕駛室乘員保護(hù)》(征求意見稿)公開征求意見。相對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)，該征求意見稿的修改包括：

(1)調(diào)整了正面撞擊試驗(yàn)(試驗(yàn)A)的撞擊能量要求；

(2)增加了A 柱撞擊試驗(yàn)(試驗(yàn)B)試驗(yàn)方法的要求；

(3)增加了車頂強(qiáng)度試驗(yàn)(試驗(yàn)C)預(yù)加載試驗(yàn)方法的要求。

增加駕駛室縱向尺寸限值，可以有效提升駕駛室抗擊正面撞擊和后圍撞擊的能力、增加車頂強(qiáng)度及A 柱抗撞擊能力。更寬大的駕駛室，可以為駕駛?cè)藛T提供更充足的生存空間。

5 建議對(duì)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)整

目前國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)貨車駕駛室后部空間的規(guī)定，已不適應(yīng)目前車輛技術(shù)的發(fā)展，因此建議進(jìn)行調(diào)整；在充分考慮法規(guī)對(duì)車輛總長的限制、模塊化運(yùn)輸要求等因素的情況下，適當(dāng)增加駕駛室縱向尺寸，有助于提升駕駛室乘員保護(hù)能力，增加系統(tǒng)或總成布置容量，改善車輛的空氣動(dòng)力性能，同時(shí)為駕駛?cè)藛T提供更大更舒適的生活空間。