汽车车身结构与设计第一章第二节

第二节车身结构及其名词术语一般来说，车身包括白车身及其附件。白车身通常指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身（Bodyinwhite），包括翼子板、发动机盖、车门、行李箱盖或背门等装配件。车身本体的组成构件大体可分为三类：覆盖件、梁和支柱及结构加强件。结构设计中应分别注意它们的设计特点、要求及对车身结构的影响。1、覆盖件车身覆盖件是指车身中包覆梁、支柱等的构件，具有较大空间曲面形状的表面和车内板件。功用：封闭车身、体现车身外观造型及增大结构强度和刚度等。2、梁和支柱车身结构中的梁和支柱，又称车身结构件，它是车身承载能力的基础。3、结构加强件：主要用于加强板件的刚度，提高各构件的连接强度车身构成07前保险杠支架52C前拖钩52C前翼子板52C发动机盖52S白车身本体C9前门58C后门72C行李箱盖52S车身构成白车身本体53V前顶梁53W顶盖53W后顶梁53W前围上板53V中顶梁53W侧围53S后围板53W后尾板53V车身构成-53S上边梁加强板上边梁上边梁油箱口盒流水槽中柱内板上边梁加强板前柱侧围外板下边梁铰链加强板中柱后轮罩板尾灯板后柱车身构成-53V水箱架前纵梁前围下板地板纵梁中地板前柱前轮罩板前围上板坑道加强板后纵梁地板过渡板座椅支撑梁门槛内板前地板后地板后地板横梁车身构成-58C门铰链防撞杆门框门边板门内板门锁加强板门外板加强板门外板门内板加强板车身构成-52S锁扣加强板发动机盖锁扣发动机盖外板发动机盖内板铰链加强板行李箱盖铰链车身构成-52S铰链加强板行李箱盖铰链行李箱盖外板发动机盖内板尾灯座行李箱盖内板第三节车身承载类型及特点按承载形式之不同，可将车身分为承载式、非承载式和半承载式三大类。一、非承载式车身非承载式车身的主要特征是：车身下面有足够强度和刚度的独立车架，车身以弹性元件与车架相连，如图1-1。图1-1非承载式车身的车架非承载式也称为有车架式。非承载式车身的特点是有独立的车架。车身用弹簧或橡胶垫弹性地固定在车架上，承载地主体是车架，车身只承受所载人员和行李的重量。货车（除微型货车外）与在货车的基础上改装成的大客车和专用汽车以及部分高级轿车（出于舒适性的要求）。车架是跨装在汽车前后轴上的桥梁式结构。一、车架的结构要求支承发动机、驱动装置和悬架等总成构件。承受由车身和底盘零部件传来的作用力。在尺寸限制的范围内选择最有效的断面形状和尺寸，并保证其具有承受撞击和振动的足够强度。车架结构应对车身座舱具有安全保护作用。当车辆发生正面或后面碰撞时，车架纵梁能起到保护作用。连接并支承车身，同时将外力传递到车身上。二、车架的结构型式1、边梁式车架车架一般为板厚为2~3mm的箱型梁。有封闭和开口两种断面型式。车架梁各部分断面形状及尺寸不同，以改善梁的受力状况和撞击能量的传递特性2、其他型式的车架优点：1）除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还要以起到辅助缓冲，吸收变形和降低噪声的作用。延长车身寿命，又提高了舒适性。2）底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，既简化了装配工艺，又便于组织专业化协作。3）由于有车架做为整车的基础，就便于汽车上各总成和部件的安装，同时也易于更改车型和改装成其它用途的车辆，货车和专用汽车以及非专业厂生产的大客车之所以长期保有车架，其主要原因也在于此。4）撞车时，车架也可以对车身起到一定保护作用。缺点：1）整车自重增加；2）由于底盘和车身间装有车架，整车高度增大；3）成本增加。二、半承载式车身半承载车身的结构与非承载式车身基本相同，也是属于有车架式的。它们之间的区别在于：车身和车架的连接不是柔性的而是刚性的连接。车身与车架是用焊接、铆接或螺钉连接的，载荷主要由车架承受，车身也承受一部分。这种结构车身是为了避免非承载式车身相对于车架位移时发出的噪声而设计的。由于重量大，现在很少采用。三、承载式车身承载式车身又称为整体式车身，车身代替车架来承受全部载荷，如图1-2。图1-2承载式车身承载式车身的特点是没有车架。车身由底板、骨架、内外蒙皮等组焊成刚性框架结构，整个车身构件全部参与承载，所以称为承载式车身。一般轿车都采用承载式车身结构；由于整个车身都参与承载，强度条件好，可以减轻车身的自重。因无需车架，地板高度和整车高度可降低，有利于提高轿车的行驶稳定性和上、下车的方便性。承载车身的缺点是：来自传动系和悬架的振动和噪音直接传至乘客室，而乘客室本身又是易于形成空腔共鸣的共振箱，严重影响乘坐的舒适性，必须采用大量的隔音防振材料，使成本和质量增加。另外，车身改型困难，损坏后修复难度大。某些轿车为了便于安装发动机和传动系统以及为了改善安装点部位受力状况和乘员舒适性而采用副车架结构。副车架通过软垫直接连接到车身上。副车架可在前、后端都加装或仅在前端加装（后者也称短车架或部分式车架）。车身概论前、后端均有副车架的轿车装有短车架的轿车第四节轿车车身的结构一、轿车车身的分类轿车车身按外形分为三厢式轿车和两厢式轿车。三厢式轿车：是由发动机室、乘客室、行李箱分段隔开形成相互独立的三段布置，故称之为三厢式轿车，其外形如图1-3a所示。两厢式轿车：后部形状按较大的内部空间设计，将乘客室与行李箱同一段布置，故称之为两厢式轿车，其外形如图1-3b所示。图1-3轿车外形二、轿车车身壳体结构轿车普遍采用承载式车身结构，图1-4所示为承载式车身上典型零部件。图1-4承载式车身结构注意：由于改善视野的需要，趋向于增大玻璃部分的总面积，相应的就要求减小腰线以上的立柱、门框和窗柱的截面尺寸以及采用扁平的顶盖，所以轿车承载式车身的强度和刚度通常主要由车身下部来保证。通常整个车身壳体按强度等级分为三段，如图l-5所示，图中A、B、C分别代表车身前部、中部及后部。图1-5车身壳体刚度分级受损变形情况轿车车身壳体通常也分为三段，即由前车身、中间车身和后车身三大部分及相关构件组成。（1）前保险杠：典型前保险杠结构如图1-6。图1-6典型前保险杠结构图（2）前翼子板：前翼子板位于汽车发动机罩侧下部，前轮上部，是重要车身装饰件，主要部件一般采用薄钢板冲压制造，如图1-7。（3）发动机罩：发动机罩位于车辆前上部，是发动机舱的维护盖板，如图1-7。图1-7前翼子板与发动机罩（4）前围板：前围板位于乘客室前部，通过前围板使发动机室与乘客室分开。（5）前纵梁：前纵梁是前车身的主要强度件，直接焊接在车身下部。其上再焊接轮罩（有的前轮罩与前纵梁为一体式）等构件，如图1-8所示。图1-8前纵梁2、中间车身：中间车身的立柱起着支撑风窗和车顶的作用，一般下部做的粗大，上部的截面尺寸需要考虑驾驶视野而缩小。立柱包括前柱（A柱）、中柱（B柱）与后柱（C柱）三种。（1）立柱/门槛板/地板：图1-9所示为立柱/门槛板/地板位置及车身加强件示意图。图1-9立柱/门槛板位置及车身加强件示意图（2）车顶：车顶是指车身车厢顶部的盖板，其上可能装备有天窗、换气窗或天线等，如图1-10。车顶主要由车顶板、车顶内衬、横梁（可能有前横梁、后横梁、加强肋等组成），有的车型还备有车顶行李架。电动式天窗一般由天窗框架、天窗玻璃、天窗遮阳板、天窗导轨、驱动电机等零件组成。图1-10车顶示意图（3）车门：车门是乘员上下的通道，其上还装有门锁、玻璃、玻璃升降器等附属设施，车门框架是车门的主要钢架，铰链、玻璃、把手等部件安装在门框架上。车门及附件主要包括车门板（车门外板和车门内板）、车门内饰板、车门密封条、车门铰链（一般包括车门上铰链、下铰链）、车门锁总成等零件组成，如图1-11。图1-11车门3、后车身：轿车后车身是用于放置物品的部分，可以说是中间车身侧体的延长部分。三厢式车的乘客室与行李箱是分开的，如图1-12a所示；而两厢车的行李箱则与乘客室合二为一，如图1-12b所示。图1-12轿车后车身类型（1）行李箱和行李箱盖：行李箱是装载物品的空间，是由行李箱组件与车身地板钣金件构成。行李箱基本位于轿车车身的后部，因此又俗称为后备箱。行李箱盖位置如图1-13。（2）后侧板：后侧板是指后门框以后的遮盖后车轮及后侧车身的车身钣金件，如图1-14所示。（3）后保险杠：后保险杠是指位于车辆车身的尾部，起到装饰、防护车辆后部零件的作用，如图1-14所示。图1-13行李箱盖位置示意图图1-14后保险杠和后侧板位置后保险杠主要包括保险杠外皮、保险杠杠体、保险杠加强件、保险杠固定支架以及保险杠装饰条，典型后保险杠如图1-15所示。图1-15典型后保险杠结构图