巴士結構法規及結構設計介紹sites.cjcu.edu.tw/wsitefile/file/d0800/170224145540大...資料來源：交通部統計處...

Computer-Aided Engineering Center

巴士結構法規及結構設計介紹

車輛研究測試中心(ARTC)

工程分析中心

吳建勳


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簡報大綱

國內巴士(客車)之分類

巴士結構設計簡介

巴士結構安全與規格法規簡介

Q&A

巴士事故處理


國內大客車(巴士)數量

自97年7月起，隨著國內大陸觀光客來台政策的開放，觀光所需之大客車數量逐年攀升。從圖1中可知，國內大客車登記之總量從97年的27,339輛增加至104年的33,890輛，共計增加約24%。目前台灣平均每年新領牌大客車約3300輛，其中遊覽車約佔1600輛。

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資料來源：交通部統計處


客車(M類)分類

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國內客車之分類

M1：指以載乘人客為主之四輪以上車輛，且

其座位數(含駕駛座)未逾九座者。


其座位數(含駕駛座)逾九座但車輛總重

量未逾五公噸者。


其座位數(含駕駛座)逾九座且車輛總重

量逾五公噸者。



客車(M類)分類

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(M1類)客車 (M2類)客車



客車(M3類)分類

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市公車(板車) 遊覽車



客車(M3類)分類

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市公車特色

行駛速度慢，於單一縣市內移動

重心較低，不易翻覆

朝低底盤型式發展，顧及老弱婦孺登車



客車(M3類)分類

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遊覽車特色

行駛速度快，用於橫跨多個縣市的旅遊活動

重心較高，較易翻覆

朝內裝豪華方向發展



大客車(巴士)分類：甲類大客車：指軸距逾四公尺之大客車

乙類大客車：指軸距未逾四公尺且核定總重量逾四‧五噸之大客車。

丙類大客車：指軸距未逾四公尺且核定總重量逾三‧五噸而未逾四‧五噸

之大客車。

丁類大客車：指軸距未逾四公尺且核定總重量未逾三‧五噸之大客車。

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甲類大客車：指軸距逾四公尺之大客車



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乙類大客車：指軸距未逾四公尺且核定總重量逾四‧五噸之大客車。



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丙類大客車：指軸距未逾四公尺且核定總重量逾三‧五噸而未逾四‧五噸之大客車。



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丁類大客車：指軸距未逾四公尺且核定總重量未逾三‧五噸之大客車。


國內客車(巴士)結構

現行打造模式

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底盤車購置鋼管骨架選購各側結構組立

整車結構組立防繡處理蒙皮包覆與內部裝潢



國內大客車常用底盤客車常用底盤

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歐系底盤

日系底盤

韓系底盤

SCANIA

VOLVO

MAN

Benz

FUSO

HINO

ISUZU

Daewoo

Hyundai..

陸系底盤

BYD

SITRAK

YUTONG

KINGLONG



車身結構+底盤車

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來源：網路

2016年起法規要求配置車頂逃生窗。2017年新領牌大客車須有活動式車窗

http://twimg.edgesuite.net/images/ReNews/20160719/640_275f3ffab5e7846e1e75d973a6d17101.jpg



車身結構-左右側樑柱搭接方式

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側面斜樑搭接

右側整車照僅為示意，非左側骨架照之實車




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側面直樑搭接

右側整車照僅為示意，非左側骨架照之實車




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窗戶斜樑下方直樑




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國內部分業者觀念

側方骨架結構採斜搭之設計搭接，

具設計感、安全性且可提供乘客較佳之視野

以結構強度觀點之建議

側方骨架結構以直樑結構設計較佳，且

建議盡量減小跨距！(在結構設計過程應

經過學理計算)



車身結構-左右車身段直樑與橫樑搭接方式

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貫穿直樑




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貫穿橫樑




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二者之設計討論

就橫樑貫穿結構而言，其發生前、後碰撞事故時應較為危險，因為當車輛發生前、後碰撞事故時，衝擊力量易從車頭直接傳到車尾。然而，往往此結構設計之破壞位置皆發生於骨架焊接處，倘若某根直樑因碰撞而斷裂時，則整體結構強度將瞬時減弱如此將造成連鎖反應，進而使整個車體結構被剪斷破壞。若以直樑貫穿方式進行結構設計，則需將整個直樑破壞掉才會造成其他連鎖效應。(目前國內業者設計搭接之方式各佔50%)



車身結構-左右側中段結構搭接方式

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二對稱斜樑搭接結構

50~80 cm




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不規則斜樑搭接(含厚板)

約100 cm




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直樑搭接(含厚孔洞板)

30~50 cm




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各項中段結構設計之討論

左右側中段結構設計之密集程度，其對於整體大客車結構安全的影響程度如何，可利用CAE分析或測試的方法檢驗後方可明瞭，至於中間補強板的開孔原因有些業者認為除了為減輕結構外，還可釋放變形空間，不致使得補強板之上、下緣焊接處因焊接過程造成過度應力集中而破壞。(目前有許多業者在中段結構設計時，皆會因造型考量而添加些許細小樑柱，其對於結構碰撞時之能量吸收並無太大幫助)



車身結構-車頭、尾結構搭接方式

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車尾細橫樑、直樑搭接(中段斜樑支撐)

斜樑支撐




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車尾無樑搭接，僅中段細斜樑支撐

斜樑支撐




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車尾中段直樑搭接




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車頭三橫樑與細直樑搭接




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車頭單橫樑與細直樑搭接




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各項車頭、車尾結構搭接討論

車頭、車尾因須擺設玻璃等物品，故其骨架結構較為稀少，且其中段骨架結構搭接除了因單層與雙層大客車的不同而有所差異外，各業者也會就各家打造特色與考量點作不同之設計。但就目前所瞭解國內業者之車頭、車尾結構設計，一旦發生碰撞事故時，往往會造成駕駛員直接之傷亡。 (建議往後在相關部位之結構設計，應再增加相關吸能結構考量)



車身結構-其他各處細部結構搭接

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車門R角補強




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貫穿橫樑外加補強管

留5~10 cm

補強管




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車頂ㄇ型橫樑搭接

方形補

強板




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各項細部結構搭接討論

許多細部搭接，直樑與斜樑搭接處均留有約5~10 cm的距離，其原因是為了焊接施工方便，有些業者認為若能接在中央應會最強但會增加施工難度，實際上其搭接方式對於整體或局部的結構影響性如何仍需評估。


國內客車(巴士)結構-電動巴士

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• 台中市、中科、東海大學 • 桃園市 • 金門縣 • 南科-台積電

華德動能唐榮車輛科技凱勝綠能

• 桃園市 • 竹科-台積電 • 嘉義

• 花蓮 • 台中市


華德動能-電動大巴

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華德動能-電動中巴

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唐榮車輛-電動大巴

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唐榮車輛-電動中巴

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凱勝綠能-電動大巴

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凱勝綠能-電動大巴



國外之大客車設計考量

47 Bus安全測試影片

資料來源：Volvo Bus Corp.


國內客車(巴士)事故

大客車重大交通事故

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梅嶺大客車事故

國道火燒車事故

民國91~95年平均21件/年

民國96~101年快速增加到41件/年


國內客車(巴士)事故

造成大客車翻覆的原因

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Computer-Aided Engineering Center 50

1. 車輛規格規定

2. 車輛燈光與標誌檢驗規定

3. 靜態煞車

4. 液化石油氣燃料系統檢驗*

5. 壓縮天然氣燃料系統檢驗*

6. 汽車傾斜穩定度規定

7. 轉彎及倒車警報裝置安裝規定

8. 聲音警告裝置(喇叭)安裝規定

9. 行車紀錄器

10. 車輛內裝材料難燃性能要求

11. 反光識別材料*

12. 聲音警告裝置(喇叭)

13. 速率計

14. 間接視野裝置安裝規定

15. 安全玻璃

16. 安全帶

17. 間接視野裝置

18. 輪胎

19. 燈泡

20. 氣體放電式頭燈*

21. 方向燈

22. 前霧燈*

23. 倒車燈

24. 車寬燈(前位置燈)

25. 尾燈(後位置燈)

26. 停車燈*

27. 煞車燈

28. 第三煞車燈*

29. 輪廓邊界標識燈*

30. 側方標識燈*

31. 反光標誌(反光片)*

32. 動態煞車

33. 防鎖死煞車系統

34. 轉向系統

35. 安全帶固定裝置

36. 座椅強度

37. 頭枕

38. 非氣體放電式頭燈

39. 後霧燈

40. 火災防止規定

41. 大客車車身結構強度

42. 電磁相容性

43. 適路性前方照明系統*

44. 含視野輔助燈之照後鏡*

45. 低地板大客車規格規定

46. 電動汽車之電氣安全

47. 燃油箱

48. 載運輪椅使用者車輛規定

49. 低速輔助照明燈*

50. 行車輔助視野系統

*指有安裝才需符合

目前已實施項目持續更新/新增中….

大客車車輛安全法規項目


大客車結構安全法規簡介

國外現行之大客車結構安全法規

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美國法規(FMVSS 220)

Load：1.5倍無負載車重標準：垂直向下位移量不可超過130 mm



國外現行之大客車結構安全法規

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歐洲法規(ECE R66)



國內大客車相關結構強度法規之推進時程

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2014

檢測機構針對送測代表樣車進行實車查核

車安中心每三年現場核驗



適用範圍

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※軸距逾4m之大客車

※軸距未逾4m，但總重逾4.5噸且乘員座立位

總數逾22人(不含駕駛)之下列大客車：

a.僅設座位供載運乘客

b.設有座位供載客用途，於走道或其他空間

設有立位，立位不超過二個雙人座椅空間



試驗方法

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※整車翻覆試驗

※等效試驗法

a.代表完整車之車身段進行翻覆試驗

b.代表完整車之車身段進行擬靜態擠壓試驗

c.零組件試驗之擬靜態計算

d.電腦模擬整車翻覆試驗



試驗方法

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試驗方法

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資料來源：英國CIC公司



試驗方法

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※車身段翻覆試驗



試驗方法

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※車身段擬靜態擠壓測試



試驗方法

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※骨架接合點擠壓測試(Joint Test) + CAE分析



判定基準(或要求)

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※車身骨架結構應有足夠強度確保殘留空間在

測試(或CAE分析)過程中不受侵入。



何謂殘留空間？

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※車輛之殘留空間由一垂直橫向

平面構成，並涵蓋整個車輛長

度。

SR點：座椅椅背距地板500 mm，距

側牆面150 mm之位置。(不考

慮輪拱或其他地板高度變化)

兩側地板不對稱，使SR點高度不同

時，兩側殘留空間在地板形成段差

之交界處應於車輛縱向中心面。



何謂殘留空間？

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殘留空間最末端位置應為最後排外側座椅SR點後方200 mm

處。(若最後排座椅SR點後方小於200 mm，則以車輛後牆內

側為準)

殘留空間最前端應為最前排座椅(無論乘客、服務員或司

機)SR點前方600 mm之垂直平面。

相關座椅須調整至最前端位置。



依交通部的規定，自97/12/31起，國內大客車之車身結構強度皆須通過車輛安全檢測基準(550.大客車車身結構強度)規範要求。

車輛安全檢測基準550規範中明訂，申請廠商可針對下述五種方式擇一送至交通部認可之檢測機構(國內有：車輛中心(ARTC)、瑞其、岱冠、冠羿、奉天等5家)進行檢測：整車翻覆試驗

車身段翻覆試驗

車身段擬靜態負載試驗

依據零組件試驗之模擬靜態計算

電腦模擬整車翻覆試驗(含骨架接合點擠壓測試)

自此交通部檢測基準實施至今，大客車廠商大多選擇『電腦模擬整車翻覆試驗』方式。

98年後領牌上路之大客車都應符合550大客車車身結構強度法規之要求。

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大客車車身規格法規簡介

出口係指車門和緊急出口

車門係指供乘客於正常情況下使用之門，不含鄰近駕駛座左側供駕駛人出入之門。車門應設於右側且數量至少一個（申請核定座立位總數逾四十七人之市區公車至少二個）。

緊急出口係指安全門、安全窗和車頂逃生口。應於車身後方或左後側至少裝設一個安全門，應於車身後方或車頂至少裝設一個緊急出口（申請核定座立位總數逾五十二人之大客車應至少裝設二個）。

甲類、乙類及丙類大客車出口總數應符合下列規定，其中可供二個量測車門通道之矩形鑲板併排通過之雙扇車門計為二個車門，中線左右兩側區域均符合安全窗尺度與通道規定之雙扇安全窗計為二個安全窗，但車頂逃生口僅可計為一個緊急出口：

申請核定座立位總數未逾十八人之大客車及車廂為部分或全部無車頂之大客車（以下簡稱單層開放式大客車）：至少三個。

申請核定座立位總數逾十八人但未逾三十二人之大客車：至少四個。

申請核定座立位總數逾三十二人但未逾四十七人之大客車：至少五個。

申請核定座立位總數逾四十七人但未逾六十二人之大客車：至少六個。

申請核定座立位總數逾六十二人之大客車：至少七個。

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緊急出口數量/位置規定(1/2)

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緊急出口數量/位置規定(2/2)

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活動式出口規定(1/3)

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安全窗樣式及規定(1/3)

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車窗可選擇「活動式」或「密閉式」，大客車兩側配置的活動式車窗可以是外推，也可以是橫向推拉，若採用密閉式，須配置可擊破車窗的裝置

活動式與密閉式車窗各有優缺點，活動式車窗的優點是可以快速開啟，但缺點是一旦車體變形，窗戶打不開時反而是阻礙，密閉式車窗雖還須擊破才能逃生，但不用擔心車體變形問題。




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安全裝置操作標識(1/2)

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安全裝置操作標識(2/2)

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動力控制式車門之額外技術要求

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車頂逃生口有效面積

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大客車事故處理-電動車

電動車輛曾經在20世紀初大行其道，但隨著內燃機車輛的發展，其使用效率遠遠超過電動車輛，造成電動車未能持續發展廣泛使用。2000年後因為電池技術的進展及綠能科技的需求，電動車輛才又逐漸嶄露頭角，現在油電混合車和純電動車已經是路上常見的車種了。然而上了路難免會遇上碰撞事故，到底電動車發生碰撞時，會不會觸電？會不會爆炸？會不會燃燒？這是每個人心中的疑問，首當其衝的就是遇上事故的當事人，以及第一線的救援人員。

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文章出處：2014車輛中心ECHO電子報



內燃機與電動車輛事故最大的差別在於觸電風險，對於人體而言，50 V電壓將產生100 mA的電流，就可能造成致命的傷害風險(如圖1)。現行電動車驅動電壓為150~400 V，若直接遭受此高電壓的電擊，將有嚴重傷害的風險，因此電動車出廠時須對車輛的電氣安全嚴加把關，包含正常使用與事故發生之狀況。

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圖1 感電電流對人體的影響



首先從了解第一線救援人員的任務開始，簡單的說，第一線救援是和時間賽跑的工作，需在最短的時間將傷者送到醫院救治，這個黃金時間約為事故發生後的60分鐘內。由於救援人員親身接觸車體和傷者，必須先考量自身安全再進行施救，因此事故現場的環境、車體、人員等評估流程是非常重要的。

其實，一般內燃機車輛和電動車輛的事故狀況是大同小異的，有充分的學習和理解才不致過於恐懼。電動車可能的危害有觸電、電池爆炸、電池高熱起火、電池液洩漏等，救援人員必須有個人防護設備(絕緣、防火、耐蝕)與斷電機制等特殊對策，而辨別事故車是否為電動車輛，當為第一要務。

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美國消防協會(NFPA, National Fire Protection Association)發展出電動車的救援處理流程如下：

1.現場評估(Size up)：評估事故現場是否有額外風險，如掉落電線、易燃物及交通動線等。

2.車輛識別(Identify)：辨別事故車輛是否為電動車，除了用廠牌和車型來判斷外，通常電動或混合動力車輛在車身上皆具備特殊標誌，可加強識別。

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圖2 電動車車身標誌(來源：網路)



3.固定車輛(Immobilize)：以放置輪擋等方式固定車輛，使車輛無法移動。另電動車不似內燃機有怠速運轉，難以辨別驅動馬達是否在運作狀態，需注意避免由前後方接近車體

4.關閉電源(Disable)：將車輛電源關閉，鑰匙移除，依據車輛製造商手冊關閉高電壓電源。

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圖3 電動車驅動電源緊急關閉開關(來源：網路)



完成上述程序後，確認可避免車內乘員、救援人員或事故現場其他人員發生額外傷害風險時，方可執行車內乘員的救援工作。

電動車事故最令人畏懼的莫過於火災，尤其美國暢銷電動車Tesla Model S曾發生過多起火災事故，雖未造成人員傷亡，但已讓人質疑電動車的安全性。以事故救援的角度而言，由車輛碰撞事故所造成的火災比率相對較低，但卻較受媒體或民眾的關注，因此對火災的疑慮和恐懼就增加。根據NFPA的建議，電動車火災與一般的車輛火災相同，皆以大量的水進行撲滅和熱量消散，這是經過驗證的有效處理方式，謹慎面對電動車的事故是必要的，毋需過於恐懼。

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大客車事故處理-火燒車

民眾搭乘遊覽車時要先注意車上各項逃生設備的位置，包括車窗擊破器、安全門、安全窗、滅火器及車頂逃生門等的位置及使用方法，當遇到起火時，必須先蹲下避免遭到更多濃煙嗆傷，各種逃生工具都會有小綠燈會顯示，照著小綠燈指引，利用相關逃生方式逃離車輛。

當車前發生車禍撞擊時，可利用後面的安全門逃生，方式是先抽起外蓋，將門關往內拉，車門就可用手推開。如果安全門也受到擠壓，可以使用車窗擊破器，使用方式是對準逃生窗的四個角落的標示點敲擊，逃生窗就會呈現蜘蛛網狀，再往外推開即可。

很多遊覽車在前後門都設置車門非常開關，按下去就會自動打開。在每個車門旁，按規定都要放置滅火器，在車上遇到突發狀況時，可以使用。若人員要從車外救援，車門旁都有安全氣閥打開，立即將其打開，車門會產生漏氣，卸完氣之後就會自動打開。若因車輛翻覆造成車門、車窗都無法打開或擊破時，可利用車頂逃生門逃出。

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大客車事故處理-車上安全措施

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86 來源：網路



遊覽車因為車型、大小不同，在安全設施上也有所不同，但是根據交通部公路總局規定，汽車車內應有多項安全設施位置如下：

汽車用滅火器（兩具，分置於車輛前後）汽車用滅火器使用方式：（口訣：拉、拉、壓）

拉開安全插銷。

拉住皮管，朝向火苗。

壓下手壓柄，朝火源根部噴灑。

安全窗：（活動式安全窗，設置在車窗玻璃）

遊覽車必須配置至少3具車窗擊破裝置，車窗擊破裝放置位置，除駕駛人附近一具外，車身在前左、後右或前右、後左各一具。

車窗擊破裝置使用方式：

取下車窗擊破器。

擊破車窗玻璃4個角落，即可有效擊破。

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車頂逃生口使用方式：依照車輛所標示的操作方式開啟。

安全門：大客車應於車身後方或左後側設置至少一個安全門，安全門及安全窗均應有中英、文標示，安全門開啟時，聲音警告裝置會鳴聲警告。安全門使用方式：

依照車輛所標示的操作方式開啟。

推開安全門。

逃出時，應注意各方來車，確保自身安全。

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來源：網路


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財團法人車輛研究測試中心(CAE中心)

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