8第十四章车身

99第十四章汽车车身及其附件汽车车身结构主要包括：车身壳体、车门、车窗、车前板制件、车外部装饰件和内部覆饰件、车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气和空气调节装置等。在货车和专用汽车上还包括货箱和其它设备。车身附件通常有：门锁、门铰链、玻璃升降器、各种密封件、风窗刮水器、风窗洗涤器、遮阳板、后视镜、扶手、点烟器、烟灰缸等。在现代汽车上，常常装有无线电收音机和杆式天线，在有的汽车上还装有无线电话、电视和卫星定位导航系统（GPS）等。车身应给驾驶员提供良好的操作条件，给乘客提供舒适的乘坐条件；同时车身应具有合理形状，使汽车在行驶时能有效地引导周围的气流，减小行驶阻力以及提高汽车的动力性和经济性。第一节车身壳体结构及门窗一、车身壳体分类车身壳体按照受力情况可分为非承载式、半承载式和全承载式三种结构。非承载式车身：车身和车架通过弹性或橡胶垫作柔性连接。在这种情况下，安装在车架上的车身对车架的加固作用不大。汽车车身仅承受自身的重量，它所装载的人和货物的重量及其在汽车行驶所引起的惯性力和行驶阻力，而由路面通过悬架传来的力由车架承担。半承载式车身：车身与车架用螺栓、铆钉连接或焊接等方法刚性的连接起来，汽车车身要承担车架的部分负荷。全承载式车身：汽车没有车架，车身就作为安装汽车各个总成和车身承受各种载荷的基体。为减少汽车的整车质量和节约材料，大多数中、小型轿车车身和部分大型客车车身常采用全承式结构。货车车身驾驶室和敞篷车不可能采用全承载式结构。高级轿车车身如果需要提高其舒适性，减轻发动机和底盘各总成工作传来的震动及其汽车行驶时路面对汽车的冲击，则常采用非承载式结构。二、轿车车身和货车驾驶室轿车车身和货车驾驶室都没有明显的骨架，而是由外部覆盖零件和内部钣金零件而成的空间结构，如图14-1所示为非承载式轿车的车身壳体结构，图14－2是全承载式轿车车图14-1非承载式轿车车身壳体1-顶盖；2-前风窗框上部；3-后风窗框上部；4-前围外板；5-前围内板；6-后围板；7-侧门框部件；8-底板部件；9-行李箱后板；图14-2全承载式轿车车身壳体1-顶盖；2-前风窗框上部；3-后风窗框上部；4-前围外板；5-后围板；6-加强筋；7-侧门框部件；8-前挡泥板；9-散热器框架；10-底板部件；11-底板前纵梁；12-行李箱后板；身壳体结构，通过比较可以看出，后者较前者结构强度更高，其地板有完整、厚度较大的纵梁支承，车身底部也有两根断面尺寸较大的纵梁，它们与两侧的前挡泥板、前面的散热器框架等焊接成刚性较好的空间结构，以便直接安装发动机和前悬架等部件，并承受各种载荷。而承载式轿车车身前部较弱，汽车前板金件通常不是焊接在车身壳体上，而是用螺栓相互连接起来并安装在汽车车架上。大多数货车驾驶室都是非承载式结构，并采用三点或四点悬置100方式与车架连接，通常有平头式和长头式两种结构形式。图14-3所示为典型的平头式驾驶室结构，发动机位于驾驶室底部，因而通常需在地板图14-3货车驾驶室壳体1-前围左侧盖板；2-前围板；3-前围上盖板；4-前风窗框下横梁；5-前风窗框上横梁；6-顶盖；7-上边梁；8-后围上横梁；9-后围板；10-底板后横梁；11-左后立柱；12-底板；13-左门槛；14-右前立柱中设有较大的开口并在前围设置较大的通风口，这就使驾驶室的承力构件难以连续，因而驾驶室刚性较低，为此需在开口边缘设置加强筋。这种驾驶室宽度较大，如果能充分降低发动机的高度置，可使驾驶室内部空间进一步增大。长头式汽车的车身由若干前板制件，相互焊接或安装，形成容纳发动机和前轮的空间，如图14-4所示为北京BJ2020型轻越野汽车的车前板制件，左右挡泥板上面各焊有两个托图14-4北京BJ2020型轻越野汽车的车前板制件1-发动机罩铰链；2-发动机罩；3-右前翼板；4-右挡泥板；5-面罩；6-左挡泥板；7-托架；8-左前翼板；9-缓冲块；10-锁扣总成；11-发动机罩撑杆架，托架用螺栓固定在车架上。左右前翼板和面罩用螺栓相互连接并安装在托架和挡泥板上，发动机罩通过其后部的两个铰链安装在车身壳体的前围外盖板上，并借助两个锁扣扣紧在左右翼板上。三、客车车身客车车身多采用厢式外形，它们有完整的骨架，适应采用半承载式和全承载式结构。半承载式车身如图14-5所示，车架结构强度较高，车架横梁与车身侧壁骨架刚性连接，图14-5典型的半承载式客车车身骨架1-顶灯底板；2-换气扇；3-顶盖横梁；4-顶盖纵梁；5-前风窗框上横梁；6-前风窗立柱；7-前风窗中立柱；8-前风窗框下横梁；9-前围搁梁；10-车架前横梁；11-前围立柱；12-后风窗框下横梁；13-后围搁梁；14-后围群边梁；15-侧围窗立柱；16-车轮拱；17-斜撑；18-腰梁；19-侧围搁梁；20-侧围立柱；21-侧围裙边梁；22-上边梁；23-车架横梁；24-门立柱；25-车架悬臂梁；26-门槛；27-车架纵梁车身和车架组合成为一个整体，车身骨架也承担车架的一部分载荷。全承载式车架使所有的车身壳体构件（包括外蒙皮和内蒙皮）都参与承载，这种车身都经过精心设计和计算，使各构件承载时相互牵连和协调，充分发挥材料的最大潜力，使车身质量最小而结构强度和刚度最大（甚至可以取消前后贯通的纵梁）。与半承载式车身骨架相比，整体承载式车身除了质量更小以外，还可使整体车高度降低。但该种结构需要有先进的设计计算技术和工艺技术作保证。典型的全车承载式车身骨架结构如图14-6所示。图14-6全承载式客车车身骨架1-侧窗立柱；2-顶盖纵梁；3-顶盖横梁；4-顶盖斜撑；5-上边梁；6-前风窗框上横梁；7-前风窗立柱；8-仪表板横梁；9-前风窗框下横梁；10-前围搁梁；11-后围加强筋；12-后风窗框下横梁；13-后围加强横梁；14-后围立柱；15-腰梁；16-角板；17-侧围搁梁；18-斜撑；19-底架横格栅；20-侧围裙边梁；21-裙立柱；22-门立柱；23-门槛；24-底架纵格栅四、车门和门锁汽车车门分为旋转门、推拉门、折叠门和上掀式翼门等多种形式。1．旋转式车门旋转式车门的结构如图14-7所示，是轿车、货车上最为常见的一种车门类型。其中货101图14-7旋转式门锁1-盖板；2-车门密封条；3-定位器；4-门锁手柄；5-玻璃升将器手柄；6-玻璃密封条；7-双耳铰链板；8-单耳铰链板；9-门体；10-门槛密封条；11-压条车所用的车门多为整体式，具有结构简单，刚性好等优点。而轿车的车门上部大多由单独的窗框，车门玻璃升降导轨设在上面。旋转式车门主要有门体、门面、铰链、限位器、止动器、玻璃导轨、摇窗机和防水密封橡胶条等组成。2．推拉式车门典型的推拉式车门结构如图14-8所示，该车门适应于小客车和部分厢式货车，主要有车门内外板、限位器、滑轨及门锁等零件组成。图14-8推拉式车门1-门体；2-上滚柱体；3-上限位器；4-下滚柱体；5-下门槛限位块；6-中间滚柱体；7-门锁撞块3．汽车门锁汽车门锁在汽车车门上，比较典型的结构形式有如下几种：1）舌簧式门锁舌簧式门锁的结构如图14-9所示，主要有推动臂，盘形弹簧、门锁手柄轴，锁舌等组成，工作时主要通过锁舌与挡块的啮合或脱开来实现启闭。该门锁结构简单，拆装方便，维修和调整比较容易，但不能承受纵向负荷，安全可靠性较差，多用于货车上。图14-9舌簧式门锁1-推动臂（锁止位置）；2-盘形弹簧；3-手柄轴；4-弹簧；5-锁舌；6-推板（从门内转动钥匙时的情况）2）钩簧式门锁钩簧式门锁的结构如图14-10所示，主要有挡块、锁钩、锁体和推动板等件组成。工作时主有利用锁钩或挡块的啮合或脱开来实现启闭，由内外手柄操纵的锁钩作摆式运动，有全锁紧位置和半锁紧位置两挡。该类型门锁启闭轻便灵活，结构简单，维修方便，在货车上应用非常广泛，如东风EQ1090等系列货车就采用这种门锁。图14-10钩簧式门锁1-挡块；2-锁钩；3-锁体；4-推动板3）卡板式门锁卡板式门锁结构如图14-11所示，主要有定位块、挡块、减振块、锁体、叉形卡板和柱销等零件组成。工作时利用叉形卡扳和柱销啮合或脱开来实现启闭。零件多用钢板冲压件和机加工件，可靠性和维修性较好，强度高，定位准确，启闭噪声低，因而在门锁中占主导地位。图14-11卡板式门锁1-定位块；2-挡块；3-减振块；4-锁体；5-叉形卡板；6-柱销第二节车身附属装置一、通风及暖气装置汽车在行驶时应保证车内空气清洁，因而空气应流通。如在冬天，还应使汽车室内温度102适宜。不依靠鼓风机而利用汽车行驶的迎面气流进行室内空气交换的方法叫自然通风，在汽车行驶时，依靠车身上的进、出风口和装在车门上的三角窗实现自然通风，如图14-12所图14-12利用三角窗进行自然通风示。进风口通常布置在风窗玻璃前方或车身前围的两侧，出风口则布置在车身侧面后部的拐角处。三角窗可以摆转，开启时在附近形成涡流，迫使车内空气绕窗循环流动。图14-13所示为轿车和货车驾驶室内广泛采用的通风取暖联合装置。车外新鲜空气经图14-13典型的通风取暖联合装置1-除霜喷嘴；2-冷空气进口；3-鼓风机；4-电动机；5-冷热变换阀门；6-冷空气出口；7-热空气出口；8-散热器；9-回水管；10-放水龙头；11-进水管；12-内循环空气进口外进风口被鼓风机抽到车内，使车内空气强制流通。在冬天，可使发动机的高温冷却水直接导入取暖装置的散热器，利用散热器对空气加热，将加热后的空气引向风窗进行除霜，并引入室内进行取暖。二、冷气装置冷气主要作用是使车内较高的环境温度降低，使乘员感到凉爽。制冷原理如下：液体气化时需要吸收热量，气体液化时要放出热量。而减少或加大压力可以使液体气化或气体液化。制冷循环过程分为两步：第一部是将低压气态工质压缩并使冷凝成液态放出热量，第二步是降低压力，使致冷工质从液态变成气态，同时吸收空气中的热量而降温，即制冷过程。致冷工质有沸点低、致冷能力强、不可燃、无腐蚀等特点。在汽车冷气装置中通常的致冷工质是氟里昂－12（F-12），但F-12能破坏臭氧层，现在的很多的工质用F134a，对环境无污染。图14-14是汽车冷气装置构造原理图。贮液罐的工质（F12）在压缩机作用下被压缩成图14-14汽车冷气装置示意图1-压缩机；2-蒸发器；3-膨胀阀；4-贮液罐；5-冷凝器液体，在冷凝器中散热，当工质经过膨胀阀时，由于膨胀阀弹簧压力的阻滞作用，膨胀阀出口压力大大下降，流入蒸发器中汽化，使蒸发器周围的空气温度下降，降温的冷空气被送到汽车室内，低压工质又由压缩机循环压缩，图中还表示出工质在物态转化过程中的压力和温度变化的大致数值。三、冷暖器联合装置图14-15所示为捷达轿车的通风、暖气和冷气联合装置。冷气部分：冷凝器3置于汽图14-15捷达轿车的通风、暖气、冷气联合装置1-外部空气进口；2-贮液罐；3-冷凝器；4-压缩机；5-高压管道；6-吸入管道；7-膨胀阀；8-空气过滤进口；9-内部循环空气进口；10-风机；11-右出风口；12-蒸发器；13-分配箱；14-中出风口；15-左出风口；16-除霜热空气出口；17-热交换器车发动机散热器的前方，压缩机4右侧的皮带轮由发动机皮带轮带动。在压缩机的带动下，致冷工质从贮液罐经由高压管道5通过膨胀阀7进入蒸发器12，然后由吸入管道6吸入压缩机，车外空气在风机10的作用下从进口1经由空气过滤进口8流过蒸发器12进入分配箱13，可将冷却的空气导向出风口11、14和15；致冷系统工作时，分配箱还可以将空气导103向热交换器17使之加热，然后经由各出风口和除霜出口流出。四、座椅和安全带1．座椅座椅的结构如图14-16所示主要有座椅骨架、座椅弹簧、缓冲垫、装饰蒙皮和座椅辅助装置等组成。图14-16汽车座椅的一般结构1-座椅缓冲垫；2-靠背缓冲垫；3-衬垫；4-蒙皮衬垫；5-靠枕；6-靠背骨架；7-靠背弹簧；8-靠背倾斜调节器；9-座椅骨架；10-座椅弹簧；11-前后位置调节器；12-调节器手柄骨架是座椅的基础结构，承受各种载荷，座椅弹簧也固定在骨架上，缓冲垫的作用是分散人体对弹簧的压力并使座椅有柔软丰满的感触和外形，通常采用1层或2～３层棉毡、毛