汽车车身结构

第五节汽车车身构造及原理一、汽车车身结构•车身作为车辆的重要组成部分，对整车的安全性、动力性、经济性、舒适性及操控性有着重要的影响，同时汽车的个性化也是通过车身设计表现出来。•车身结构包括：车身壳体、车前板制件、车门、车窗、车身外部装饰件和内部覆饰件、座椅以及通风、暖气、空调装置等。在货车和专用汽车上还包括货箱和其他装备。•车身壳体按照受力情况可分为非承载式、半承载式和承载式(或称全承载式)三种。车身壳体•车身壳体按照受力情况可分为非承载式、半承载式和承载式(或称全承载式)三种。•非承载式车身•其特点是车身通过橡胶软垫或弹簧与车架作柔性连接。车架是支承全车的基础，承受着在其上所安装的各个总成的各种载荷。车身只承受所装载的人员和货物的重量及惯性力，在车架设计时不考虑车身对车架承载所起的辅助作用。•半承载式车身•其结构特点是车身通过焊接、铆接或螺钉与车架刚性连接，车架是承受各个总成载荷的主要构件，车身在一定程度上有助于加固车架，分担车架所承受的一部分载荷。•承载式车身•其特点是汽车没有车架，车身就作为发动机和底盘各总成的安装基体，车身兼有车架的作用并承受全部载荷。•为了减小汽车的整车质量和节约材料，大多数中级、普通级、微型轿车和部分客车车身常采用承载式结构。•货车驾驶室只占汽车长度的小部分，不可能采用承载结构。没有完整的封闭构架的开式车身(敞篷车)也很难采用承载式结构。•高级轿车车身如果为了提高汽车的舒适性，减轻发动机及底盘各总成工作时传来的振动及汽车行驶时由路面通过车轮和悬架传给车身的冲击，则可采用非承载式结构。按车身形状或车顶不同分类•1、普通轿车2、硬顶轿车3、舱背式轿车4、活顶轿车5、旅行轿车6、厢式车7、SUV8、轻型载货汽车车身构成•1、前段：前保险杠和前围板之间，包括：保险柜、进气格栅、散热器支架、前纵梁、前横梁、发动机支座，前翼子板、前悬架拱形座•2、中段：构成乘员室的所有车身构件：地板，车顶，车颈板、风窗玻璃、车门，A柱、B柱、C柱•3、后段：后风窗玻璃到后保险杠之间：后侧围板（后翼子板）、行李箱、后地板、后纵梁、行李箱盖、后保险杠4、左侧和右侧：驾驶员坐在驾驶席上，其左手侧为车辆左侧，其右手侧为右侧车身钣件及链接方式•（1）钣件：冲压或模制而成•（2）钣件的连接：•第一种：焊接、粘接、铆接，用于永久固定•第二种：紧固件连接，用于可拆卸的静止零件•第三种：铰接，用于安装可以转动或开闭的零件二、承载式车身与车架式车身•1、承载式车身：•（1）材料：车身前段采用高强度钢，乘员室用高强度或超高强度钢，覆盖件或吸能区采用低强度或中强度钢，甚至玻璃纤维或特质塑料•（2）抗扭箱形结构：中段与前、后段的结合处布置一些抗扭箱形结构。•（3）应力车身设计•（4）变形吸能区•（5）基本特征•1）承载式车身是用点焊或激光焊接的方式，将形状各异的冲压薄板连接在一起，构成一个整体结构。这种结构重量轻，刚度大，具有较强的抗弯曲或扭曲变形能力。•2）与车架式车身相比，省去了车架，不仅减轻了质量，而且增大了有效承载空间，是汽车更加轻便和紧凑。•3）动力传动系统和底盘各系统的振动和噪声直接传递到车身底板上，所以承载式车身增加隔音材料十分必要。•4）必须对底盘钣金件进行有效的防腐处理•（6）前置前驱：FF•发动机安装在两根前纵梁之间，可以横置或者纵置，变速器与主减速器、差速器组合在一起，构成变速驱动桥。前轮既是转向轮，又是驱动轮。对于前部车身的强度高于前置后驱车型。•（7）前置后驱：FR•发动机与变速器安装在车身前部，动力通过传动轴传递到后桥壳内的主减和差速器，后桥壳和后悬架安装在后部车身的构件上。•（8）中置后驱：MR•发动机和动力传动系统位于乘员室和后桥之间，操纵性和转弯性能比较好•（9）后置后驱：RR•发动机位于后桥的后面，多见于大客车•（10）空间构架车身•基本结构与承载式车身相似，有金属薄板冲压件焊接在一起构成车身箱体，外面覆盖一层塑料板或玻璃纤维板的外皮。•（11）组合式承载式车身•由特殊塑料和碳纤维等其他材料构成2、承载式车身钣件前端车身结构件前纵梁横梁挡泥板•挡泥板亦称车轮内挡板，和翼子板一样，要求保持车轮运动的极限空间。后轮挡泥板是后底板的一部分。•前挡泥板在发动机舱内的部分有时为排除舱内废气而开通气孔，并在其上部经常安置发动机附件或蓄电池等装置，所以要求有一定的强度和刚度。减振器塔座固定前悬架系统的减振器支柱和螺旋弹簧，他的变形会影响车轮定位参数，因此强度要求很高。通常与翼子板挡泥板一起加工成型。前围板•前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱联接，安装在前围上盖板之下。•前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。•为防止发动机舱旱的废气、高温、噪声窜入车厢，前围扳上要有密封措施和隔热装置。在发生意外事故时，它应具有足够的强度和刚度。•对比车身其它部件而言，前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热，它的优劣往往反映了车辆运行的质量。前端车身的非结构件保险杠总成为车身前段重要的安全部件，也是二手车中最常损坏的部件，主要由杠皮，杠体，吸能装置，卡子等组成。进气格栅翼子板•翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。•按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。后翼子板无车轮转动碰擦的问题，但出于空气动力学的考虑，后翼予板略显拱形弧线向外凸出。•现在有些轿车翼子板已与车身本体成为一个整体，一气呵成。但也有轿车的翼予板是独立，尤其是前翼子板。发动机罩•发动机罩是车身上覆盖发动机舱的盖板。为了便于接近发动机，发动机罩是可开启的，它可向后翻转、向前翻转或向侧翻转。翻转方向取决于罩盖尺寸的大小与发动机接近的方便性。发动机罩要求隔热隔音，自身质量轻、刚性强。•结构上一般有外板和内板，中间夹以隔热材料。货车的发动机罩有时与驾驶室底板合为一体，开启时连同驾驶室一起上翻。中段车身的结构件底板•车身客厢板与后行李厢底板成为一个整体零件。底板不仅从上面承受乘客和载货，而且从下方承受悬架和传动轴带来的冲击振动。•承载式车身底板多呈盆形结构，非承载式车身底板下有车架，在底板和车架联接处有弹性元件隔振，并可防止因承受载荷而产生的应力集中。底板下面应采取可靠的防蚀措施，并涂有防振胶。立柱•轿车车身侧围一般有：三根立柱前柱、中柱和后柱。•前柱支承顶盖、安装风窗玻璃与前门密合，前柱上部常因玻璃曲面的形状而形成扭曲断面或不等断面。•中柱支承顶盖或固定后门，顺开式后门的铰链安装在中柱上。•后柱支承顶盖，逆开式后门的铰链安装在后柱上。车顶纵梁车顶横梁车窗•车窗的基本功能是保证视野和采光。为了保证安全，所有车窗都要求安装安全玻璃，前风客窗装夹层玻璃，侧窗装钢化玻璃，旨在一但发生撞车事故，车窗玻璃不会飞落碎片伤入。•玻璃固定方式有直接粘接式与橡胶密封固定式。•玻璃可升降的车门窗要充分注意玻璃升降导轨的密封与防振性。近代后窗玻璃都装有电热丝，可以除霜，以保证后视野的清晰。中段车身的非结构件后搁物板车门•车门有旋转门、折叠门、推拉门和外摆式平衡门等各种形式。为了节省停车时的车辆间距面积，还有向上折翻的翼形门。•除轿车和客车有前、后门之外，旅行车还有背门，可用于客、货的出入。•大客车有安全门、行李舱门和驾驶员专用门。大客车为节省车门开启的旋转空间。多采用滑动的推拉式或折叠门。车顶版•对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。•从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。•为了安全，特别是为了防止翻车事故情况下的严重伤亡，要求顶盖有一定强度与刚度。一般在顶盖下增加一定数量的加强梁。仪表板•仪表板位于发动机挡板后，驾驶员面前，用来安装全部仪表、开关锁钮及其它电器装备。仪表一般集中固定于可独立拆卸的仪表盘上。现代汽车的仪表板多采用钢骨架的软化塑料敷面整体式结构，仪表板质量都比较轻。副仪表板•副仪表板亦称“通道”。•为了避免仪表板上仪表过分拥挤，仪表板中部向下延伸而成为仪表板的补充空间。在副仪表板上可以安装部分开关、收录机、烟灰缸、杂物厢等。•通常副仪表板包容了变速杆与手制动柄的孔口。副仪表板表面也需要软化，造型上与仪表板浑然一体。仪表板与副仪表板都要求与整车的内饰设计协调。新雅阁豪华型副仪表板后端车身的结构件后段车身很多的构件与前段车身相似，如纵梁、后减振器塔座、后翼子板、后保险杠行李箱•行李厢是乘客放置随身携带小件行李的场所。前置发动机的车身、行李厢布置于车后部，而后置发动机车身则反之。•行李厢要求防尘、防潮、隔热，以保护存于其中的物品。行李厢盖要求有良好的刚性，一般有内衬板，内衬板上有加强筋。•行李厢内要布置占最少空间的存放备用轮胎的位置，并应加以简便的紧固，以防止行驶时松动。保险杠•保险杠可保护车身车体不首先与障碍物接触，同时也起装饰作用。•保险杠通过支架直接固定到车架上．庄何冲击都可以通过支架缓冲。近代的“吸能式”保险杠，是在支架上装有液压阻尼装置，从而使撞击能量被阻尼器吸收，以减轻整个车身的振动。•中、小型轿车的保险杠上可安装防撞橡胶块，它可起到停车、倒车推顶时的接触点作用、装饰作用以及对)保险杠接缝的掩盖作用。后段车身的非结构件•（1）行李箱盖•（2）后背板•（3）后部上盖板•（4）后翼子板•（5）后舱门3、车架式车身结构•（1）结构特点：•1）车架式车身结构的承载能力通常比承载式车身高，因此车架式车身主要应用在SUV、轻型货车、大客车和大货车上。•2）采用车架式车身的车辆离地间隙相对较大一些，而且车身底板下面有厚重的车架保护着，因此适用于越野车。•3）车架有吸收路面振动的作用，而且车身与车架之间通常安装了一些橡胶衬垫，因此乘坐起来更加平稳、安静和舒适。•4）在发生碰撞事故时，大部分能量将由车架吸收，因此可有效保护乘员安全，车身损伤相对较小一些。•（2）车架式车身类型•有梯形车架、周边式车架和X型车架梯形车架4、车架式车身钣件三、车身新技术了解了激光焊接车身工艺，在二手车车身检查时要与点焊工艺车区别对待