汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)概述

汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

第一章車身概論車身的特點(diǎn)；車身及其名詞術(shù)語；車身的承載類型和構(gòu)造“三化”問題

在擴(kuò)大汽車的服務(wù)領(lǐng)域和滿足各方面多樣化要求的前提下，作為汽車上三大總成之一的車身，已后來居上越來越處于主導(dǎo)地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，客車、轎車和多數(shù)專用汽車車身的質(zhì)量約占整車自身質(zhì)量的40%-60%,貨車車身質(zhì)量約占整車自身質(zhì)量的16%-30%,其各車型的車身占整車制造成本的百分比甚至還略超過以上給出的上限值。因此，僅從這個意義上來衡量汽車車身，其經(jīng)濟(jì)效益也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它兩大總成。由于汽車與人們的日常生活息息相關(guān)，為了適應(yīng)各種不同目的和用途乃至車輛的更新?lián)Q代等，其關(guān)鍵在于車身。因此，車身工程是汽車工業(yè)中最年輕而又發(fā)展最迅速的一個分支。古董車(ANTIQUE):1900年之前古董車(ANTIQUE):1930之前古董車(ANTIQUE):1930之前量產(chǎn)車(PRODUCTION):1930之后量產(chǎn)車(PRODUCTION):1930之后量產(chǎn)車(PRODUCTION):1930之后量產(chǎn)車車(PRODUCTION):1930之之后量產(chǎn)車車(PRODUCTION):1930之之后現(xiàn)代汽汽車:1980之后后現(xiàn)代汽汽車:1980之后后現(xiàn)代汽汽車:1980之后后現(xiàn)代汽汽車:1980之后后甲殼蟲蟲1933年年德國國的波波爾舍舍博士士設(shè)計(jì)計(jì)了一一種類類似甲甲殼蟲蟲外形形的汽汽車。。波爾爾舍最最大限限度地地發(fā)揮揮了甲甲殼蟲蟲外形形的長長處，，使其其成為為同類類車中中之王王，““甲殼殼蟲””也成成為該該車的的代名名詞。。由于第第二次次世界界大戰(zhàn)戰(zhàn)的原原因，，甲殼殼蟲型型汽車車直到到1949年才才真正正大批批量生生產(chǎn)，，并以以一種種車型型累計(jì)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)超過過二千千萬輛輛的記記錄暢暢銷世世界各各地。。甲殼蟲蟲車身的的特點(diǎn)點(diǎn)1車車身造造型藝藝術(shù)2內(nèi)內(nèi)部裝裝飾3取取暖通通風(fēng)4防防震隔隔音5密密封6照照明7座座椅設(shè)設(shè)計(jì)8人人體工工程車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)材料趨趨勢金金屬屬--》非非金屬屬目前車車身使使用的的材料料金屬低碳鋼鋼一一般軋軋成角角鋼、、槽鋼鋼、工工字鋼鋼、鋼鋼管、、鋼帶帶或鋼鋼板，，用于于制作作各種種建筑筑構(gòu)件件、容容器、、箱體體、爐爐體和和農(nóng)機(jī)機(jī)具等等。優(yōu)優(yōu)質(zhì)低低碳鋼鋼軋成成薄板板，制制作汽汽車駕駕駛室室、發(fā)發(fā)動機(jī)機(jī)罩等等深沖沖制品品；還還軋成成棒材材，用用于制制作強(qiáng)強(qiáng)度要要求不不高的的機(jī)械械零件件。低低碳鋼鋼在使使用前前一般般不經(jīng)經(jīng)熱處處理，，碳含含量在在0.15％以以上的的經(jīng)滲滲碳或或氰化化處理理，用用于要要求表表層溫溫度高高、耐耐磨性性好的的軸、、軸套套、鏈鏈輪等等零件件。車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)低碳鋼鋼由于于強(qiáng)度度較低低，使使用受受到限限制。。適當(dāng)當(dāng)增加加碳鋼鋼中錳錳含量量，并并加入入微量量釩、、鈦、、鈮等等合金金元素素，可可大大大提高高鋼的的強(qiáng)度度。若若降低低鋼中中碳含含量并并加入入少量量鋁、、少量量硼和和碳化化物形形成元元素，，則可可得到到超低低碳貝貝氏體體組夠夠其強(qiáng)強(qiáng)度很很高，，并保保持較較好的的塑性性和韌韌性。。車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)鍍鋅鋼鋼板電鍍或或熱鍍鍍一層層約5-12微微米的的金屬屬鋅的的鋼板板，有有防腐腐蝕的的作用用，在在建筑筑、家家電、、汽車車中應(yīng)應(yīng)用比比較廣廣泛。。鍍鋅板板的價價格僅僅比普普通鋼鋼板高高10%，，耐腐腐蝕能能力卻卻提高高了幾幾倍。。1937年年美國國建立立了第第一條條連續(xù)續(xù)熱鍍鍍鋅帶帶鋼生生產(chǎn)線線，1942年年在美美國建建成了了第一一條連連續(xù)電電鍍鋅鋅帶鋼鋼生產(chǎn)產(chǎn)線，，從進(jìn)進(jìn)入工工業(yè)性性生產(chǎn)產(chǎn)至今今已有有160多多年的的生產(chǎn)產(chǎn)歷史史。熱鍍鋅鋅產(chǎn)品品廣泛泛用于于建筑筑、家家電、、車船船、容容器制制造業(yè)業(yè)、機(jī)機(jī)電業(yè)業(yè)等，，幾乎乎涉及及到衣衣食住住行各各個領(lǐng)領(lǐng)域。。近年年來，，世界界鍍鋅鋅鋼板板需求求量不不斷增增加，，產(chǎn)量量增長長也很很快，，在美美、日日等鋼鋼材生生產(chǎn)大大國，，熱鍍鍍鋅鋼鋼板在在鋼材材中所所占比比例已已高達(dá)達(dá)13%-15%。。車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)鍍鋅鋼鋼板我國熱熱鍍鋅鋅生產(chǎn)產(chǎn)發(fā)展展一直直處于于滯后后狀態(tài)態(tài)。20世世紀(jì)50年年代到到60年代代陸續(xù)續(xù)建成成了13條條單張張鋼板板熔劑劑法熱熱鍍鋅鋅機(jī)組組，但但因產(chǎn)產(chǎn)量低低、成成本高高、質(zhì)質(zhì)量差差、污污染環(huán)環(huán)境、、經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益差等等缺陷陷已先先后停停、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)產(chǎn)。。從20世世紀(jì)70年年代末末，我我國才才開始始建造造大型型寬帶帶熱鍍鍍鋅機(jī)機(jī)組。。車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)鋁合金金純鋁的的密度度小（（ρ=2.7g/m3）），大大約是是鐵的的1/3，熔熔點(diǎn)低低（660℃）），鋁鋁是面面心立立方結(jié)結(jié)構(gòu)，，故具具有很很高的的塑性性，易易于加加工，，可制制成各各種型型材、、板材材?？箍垢g蝕性能能好鋁合金金是工工業(yè)中中應(yīng)用用最廣廣泛的的一類類有色色金屬屬結(jié)構(gòu)構(gòu)材料料，在在航空空、航航天、、汽車車、機(jī)機(jī)械制制造、、船舶舶及化化學(xué)工工業(yè)中中已大大量應(yīng)應(yīng)用。。主要要合金金元素素有銅銅、硅硅、鎂鎂、鋅鋅、錳錳，次次要合合金元元素有有鎳、、鐵、、鈦、、鉻、、鋰等等。鋁合金金密度度低，，但強(qiáng)強(qiáng)度比比較高高，接接近或或超過過優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼，，塑性性好采用鋁鋁合金金代替替鋼板板材料料的焊焊接，，結(jié)構(gòu)構(gòu)重量量可減減輕50%以上上。車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)非金屬屬塑料塑料的的主要要成分分是合合成樹樹脂。。樹脂脂這一一名詞詞最初初是由由動植植物分分泌出出的脂脂質(zhì)而而得名名，如如松香香、蟲蟲膠等等，目目前樹樹脂是是指尚尚未和和各種種添加加劑混混合的的高聚聚物。。樹脂脂約占占塑料料總重重量的的40％～～100％％。車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)塑料的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)〈1〉〉耐耐化學(xué)學(xué)侵蝕蝕〈2〉〉具具光澤澤，部部份透透明或或半透透明〈3〉〉大大部分分為良良好絕絕緣體體〈4〉〉重重量輕輕且堅(jiān)堅(jiān)固〈5〉〉加加工容容易可可大量量生產(chǎn)產(chǎn)，價價格便便宜〈6〉〉用用途廣廣泛、、效用用多、、容易易著色色、部部分耐耐高溫溫車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)塑料-玻璃璃鋼玻璃鋼鋼學(xué)名名玻璃璃纖維維增強(qiáng)強(qiáng)塑料料。它它是以以玻璃璃纖維維及其其制品品（玻玻璃布布、帶帶、氈氈、紗紗等））作為為增強(qiáng)強(qiáng)材料料，以以合成成樹脂脂作基基體材材料的的一種種復(fù)合合材料料。相對密密度在在1.5~2.0之之間，，只有有碳鋼鋼的1/4~1/5，可可是拉拉伸強(qiáng)強(qiáng)度卻卻接近近，甚甚至超超過碳碳素鋼鋼，而而比強(qiáng)強(qiáng)度可可以與與高級級合金金鋼相相比。。車身技技術(shù)的的發(fā)展展特點(diǎn)點(diǎn)橡膠-橡膠膠密封封件橡膠，，同塑塑料、、纖維維并稱稱為三三大合合成材材料，，是唯唯一具具有高高度伸伸縮性性與極極好彈彈性的的高分分子材材料。。橡膠的的最大大特征征首先先是彈彈性模模量非非常小小，而而伸長長率很很高。。其次次是它它具有有相當(dāng)當(dāng)好的的耐透透氣性性以及及耐各各種化化學(xué)介介質(zhì)和和電絕絕緣的的性能能。某某些特特種合合成橡橡膠更更具備備良好好的耐耐油性性及耐耐溫性性，能能抵抗抗脂肪肪油、、潤滑滑油、、液壓壓油、、燃料料油以以及溶溶劑油油的溶溶脹；；耐寒寒可低低到－－60℃至至－80℃℃，耐耐熱可可高到到＋180℃至至＋350℃。。橡膠膠還耐耐各種種曲撓撓、彎彎曲變變形，，因?yàn)闉闇蠛髶p失失小。。橡膠膠的第第三個個特征征在于于它能能與多多種材材料進(jìn)進(jìn)行并并用、、共混混、復(fù)復(fù)合，，由此此進(jìn)行行改性性，以以得到到良好好的綜綜合性性能。。車身技術(shù)的的發(fā)展特點(diǎn)點(diǎn)車身制造技技術(shù)車身技術(shù)的的發(fā)展特點(diǎn)點(diǎn)車身技術(shù)的的發(fā)展特點(diǎn)點(diǎn)車身技術(shù)的的發(fā)展特點(diǎn)點(diǎn)車身技術(shù)的的發(fā)展特點(diǎn)點(diǎn)車身技術(shù)的的發(fā)展特點(diǎn)點(diǎn)車身及其名名詞術(shù)語一般來說，，車身包括括白車身及及其附件。。白車身：通通常系指已已經(jīng)裝焊好但尚未噴漆的白皮車身身（Bodyinwhite車身覆蓋件件：指覆蓋蓋車身內(nèi)部部結(jié)構(gòu)的表表面板件，，車身結(jié)構(gòu)構(gòu)件則系支支撐覆蓋件件的全部車車身結(jié)構(gòu)零零件的總稱稱。車身焊(鉚鉚)接總成成：車身結(jié)構(gòu)構(gòu)件和覆蓋蓋件焊接在在一起，該該總成必須須保證車身身的強(qiáng)度和和剛度，它它可以劃分分為地板、頂蓋蓋、前圍板板、后圍板板、側(cè)圍板板、門立柱柱和儀表板板等分總成成。1-3車身身的承載類類型和構(gòu)造造按承載型式式之不同，，可將車身身分為非承承載式、半半承載式和和承載式三三大類.一、非承載載式(有車車架式)貨車(除微微型貨車外外)與在貨貨車的三類類或二類底底盤基礎(chǔ)上上改裝成的的大客車和和專用汽車車以及大部部分高級轎轎車(出于于對舒適性性的要求）），都裝有有單獨(dú)的車車架，此時時車身系通通過多個橡橡膠墊安裝裝在車架上上，當(dāng)汽車車在崎嶇不不平的路面面上行駛時時，車架產(chǎn)產(chǎn)生的變形形由橡膠墊墊的撓性所所吸收，載載荷主要由由車架來承承擔(dān)，因此此，顧名思思義，這種種車身結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)是不承承載的。非承載式也也稱為有車車架式。分分為框式、脊梁梁式和綜合合式等三大類。。框式又可可以劃分為為邊梁式和和周邊式兩兩種。(一)框式式車架(二)脊梁梁式車架（（中梁式車車架）(三)綜合合式車架非承載式車車身優(yōu)點(diǎn)：1））最大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)就是車身身強(qiáng)度高，，鋼架能夠夠提供很強(qiáng)強(qiáng)的車身剛剛性，也有有利于提高高安全性，，對于載重重車和越野野車來說這這一點(diǎn)非常常重要。2）懸掛對對路面顛簸簸的反饋在在車內(nèi)的感感覺要輕微微很多，這這是因?yàn)橛杏行┸嚨能囓嚿砗偷妆P盤之間采用用降低振動動的方法連連接在一起起，所以在在走顛簸路路面時更平平穩(wěn)舒適一一些。3））車身底盤盤分開裝配配，有助于于簡化工藝藝，也便于于改裝的需需要。缺點(diǎn)：1））非承載式式車身比較較笨重，質(zhì)質(zhì)量大，2）汽車質(zhì)質(zhì)心高，高高速行駛穩(wěn)穩(wěn)定性較差差。3）車車架的加工工比較復(fù)雜雜，生產(chǎn)成成本較高。。二、半承載載式為了進(jìn)一步步減輕汽車車的自重力力以及使車車身結(jié)構(gòu)合合理化，在在大客車和和轎車上采采用無車架架的承載式式結(jié)構(gòu)。承載式車身身的汽車沒沒有剛性車車架，只是是加強(qiáng)了車車頭、側(cè)圍圍、車尾、、底板等部部位，發(fā)動動機(jī)、前后后懸架、傳傳動系統(tǒng)的的一部分等等總成部件件裝配在車車身上設(shè)計(jì)計(jì)要求的位位置，車身身負(fù)載通過過懸架裝置置傳給車輪輪。承載式式車身除了了其固有的的乘載功能能外，還要要直接承受受各種負(fù)荷荷力的作用用。根據(jù)大客車車車身上、、下受載程程度之不同同，又可以以將承載式式大客車車車身分為基基礎(chǔ)承載式式和整體承承載式兩種種。三、承載式式(無車架架式)(一)基礎(chǔ)礎(chǔ)承載式這種結(jié)構(gòu)將將車身側(cè)圍圍腰線以下下部分（包包活窗臺梁梁以下到地地板的側(cè)壁壁骨架和底底部結(jié)構(gòu))設(shè)計(jì)成車車身的主要要承載件，，頂蓋則考考慮為非承承載件，因因此，窗柱柱截面可以以減細(xì)。這這種結(jié)構(gòu)的的底部縱向向和橫向構(gòu)構(gòu)件一般可可采用薄壁壁型鋼或薄薄板來制造造，其高度度可達(dá)0.5m左右右，故可充充分利用車車身地板下下面的空間間來作為行行李艙，但但因底部結(jié)結(jié)構(gòu)的裁面面高度較大大，導(dǎo)致車車身地板離離地距離太太高，因此此這種型式式的車身只只宜采用在在長途或旅旅游大客車車上。日本生產(chǎn)的的日野HINO,歐洲各各國流行的的大客車(如德國生生產(chǎn)的尼奧奧普蘭Neoplan,法法國生產(chǎn)的的雷諾Renault等)均均可歸屬此此種類型。。(二)整體體承載式整個車身都都參與承載載，由于車車身的上、、下部結(jié)構(gòu)構(gòu)形成一個個統(tǒng)一的整整體，在承承學(xué)載荷時時，以強(qiáng)濟(jì)濟(jì)弱，可使使整個車身身殼體達(dá)到到穩(wěn)定平衡衡狀態(tài)。英國利蘭(Ley-landl)公公司生產(chǎn)的的National與皇家虎虎王RoyalTigerDoyen、美美國通用汽汽車公司GMC生產(chǎn)產(chǎn)的RTS型等大客客車車身部部可歸屬此此種類型。。轎車承載式式車身承載式車身身的主要缺缺點(diǎn)1）由于取取消了車架架，來自傳傳動系和懸懸架的振動動和噪聲將將直接傳給給車身，而而車廂本身身又是易于于形成引起起空腔共鳴鳴的共振箱箱，因此會會大大惡化化乘坐舒適適性，為此此，必須采采用大量的的隔聲防振振材料，從從而成本和和質(zhì)量都會會有所增加加。2)改型較較困難。碰撞試驗(yàn)NCAPNCAP是是英文NewCarAssessmentProgram的縮寫，，即新車碰撞撞測試。這是最能考考驗(yàn)汽車安安全性的測測試。這些些法規(guī)中公公認(rèn)最為嚴(yán)嚴(yán)格的，是是歐盟實(shí)施施的EURO-NCAP測試試。測試包括正正面和側(cè)面面碰撞兩部部分，正面面碰撞速度度為64公公里/小時時，側(cè)面碰碰撞速度為為50公里里/小時。。測試的成成績通過由由五個星級級表示，星星級越高表表示該車的的碰撞安全全性能