汽車(chē)車(chē)身概論課件

一、關(guān)于車(chē)身1.汽車(chē)主要部分發(fā)動(dòng)機(jī)總成、底盤(pán)總成、電器設(shè)備總成和車(chē)身總成四大部分組成。2.客車(chē)、轎車(chē)和多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)車(chē)身的質(zhì)量占整車(chē)自身質(zhì)量的40%~60%，貨車(chē)車(chē)身質(zhì)量占整車(chē)質(zhì)量的16%~30%二、車(chē)身的定義（車(chē)身的作用）1.安全防護(hù)2.容納空間3.承載基礎(chǔ)4.美觀作用第1章汽車(chē)車(chē)身概論1三、車(chē)身的構(gòu)成1.骨（底）架+蒙皮（白車(chē)身+涂裝）骨（底）架：安全件，承載件蒙皮：組成容納空間，造型起美觀作用2.結(jié)構(gòu)件+非結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件：接受力、承受力的組件，有剛度、強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、韌性等嚴(yán)格的技術(shù)要求，如：橫縱梁，加強(qiáng)筋。非結(jié)構(gòu)件：受力很小或無(wú)，技術(shù)要求較低，如：引擎蓋，翼子板，行李艙艙蓋，車(chē)頂?shù)让娣e較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平鋪型蒙皮組件。四、車(chē)身組建涉及材料、機(jī)加工工藝等諸多學(xué)科1.材料：90%為金屬，10%為非金屬，按使用量由高到低依次為合成塑料、玻璃、油漆、合成有機(jī)或無(wú)機(jī)密封膠。22.機(jī)加工。主要有沖壓、焊接、電鍍，塑料成型、粘接、密封等。3.人機(jī)工程學(xué)。安全性要求，如碰撞安全、視野等，舒適性要求，空間大小，風(fēng)噪隔音，振動(dòng)等。4.空氣動(dòng)力學(xué)。風(fēng)阻面積等。五、車(chē)身設(shè)計(jì)的發(fā)展汽車(chē)是機(jī)械怪物，是危險(xiǎn)品，是消費(fèi)品，但從我們汽車(chē)人的角度來(lái)看同時(shí)是科技產(chǎn)物，是工藝品，可以走入頂級(jí)設(shè)計(jì)殿堂的便成為了藝術(shù)品，并形成文化。藝術(shù)，最簡(jiǎn)單，直觀的就是以車(chē)身造型來(lái)展現(xiàn)。下面以保時(shí)捷汽車(chē)的歷史來(lái)看汽車(chē)車(chē)身的發(fā)展演變。31990年巴黎車(chē)展上展出費(fèi)迪南德·保時(shí)捷設(shè)計(jì)的汽車(chē)。在最初的發(fā)明制作時(shí)各部分造型已初具成型，但功能相對(duì)簡(jiǎn)單，美觀性差。41928年身兼戴姆勒克萊斯勒技術(shù)指導(dǎo)、董事會(huì)成員等職的費(fèi)迪南德·保時(shí)捷發(fā)明了傳奇的梅賽德斯SS和SSK機(jī)械增壓跑車(chē)。51933年計(jì)劃生產(chǎn)32型轎車(chē)，這就是大眾的鼻祖。61948年在費(fèi)利·保時(shí)捷的領(lǐng)導(dǎo)下，一款以大眾部件為基礎(chǔ)的356跑車(chē)誕生了。這是第一款以保時(shí)捷來(lái)命名的底盤(pán)由輕金屬制成的跑車(chē)。在車(chē)身兩側(cè)出現(xiàn)了后視鏡，車(chē)身的流線(xiàn)型更加合理圓潤(rùn)，一些地方開(kāi)始出現(xiàn)尖角變形。

71953年保時(shí)捷550spyder，裝備有1.5升發(fā)動(dòng)機(jī)，4個(gè)凸輪軸，110匹馬力81961年保時(shí)捷開(kāi)始研發(fā)356，車(chē)身設(shè)計(jì)有費(fèi)利·保時(shí)捷的兒子——亞歷山大·保時(shí)捷來(lái)進(jìn)行。造型上簡(jiǎn)潔大方，出現(xiàn)霧燈和轉(zhuǎn)向燈。

91963年法蘭克福車(chē)展保時(shí)捷推出356接班人911，尾部安裝平置風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)，并于次年開(kāi)始生產(chǎn)。此時(shí)的造型已經(jīng)相對(duì)成熟，車(chē)身表面出現(xiàn)局部的點(diǎn)線(xiàn)面的突出，且各個(gè)局部銜接到位。10于是在1965年，裝配有356上四缸引擎的911誕生。111974年911turbo（930款）的誕生掀開(kāi)了保時(shí)捷歷史的新紀(jì)元，它是一款廢氣增壓汽車(chē)。保時(shí)捷是第一家將電鍍車(chē)身運(yùn)用在系列車(chē)型上的廠家。由于速度的不但提升，高速行駛中的車(chē)身受空氣動(dòng)力學(xué)因素的影響較重，此前的車(chē)身不再完美，與此同時(shí)便在車(chē)身上出現(xiàn)了擾流翼，但此時(shí)的擾流翼還是和車(chē)身連為一體的，并沒(méi)有將其完全提煉出來(lái)，并且進(jìn)氣格柵也在車(chē)身上開(kāi)始突出。

12131975年保時(shí)捷推出924，第一款發(fā)動(dòng)機(jī)前置，變速箱和驅(qū)動(dòng)后置的運(yùn)動(dòng)車(chē)。在外觀上，整體造型和尺寸沒(méi)有明顯的改變，但前后保險(xiǎn)杠等都經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，時(shí)髦的連貫式的尾燈開(kāi)始使用。車(chē)身上黑色的塑膠材質(zhì)逐漸取代了原先的電鍍金屬部件。

141989年在費(fèi)利·保時(shí)捷80歲生日慶典上，經(jīng)典的911carrera2（964款）問(wèn)世，它配有新型手自一體變速箱。

151993年底特律車(chē)展上，保時(shí)捷推出了一個(gè)全新的研究成果：一輛安裝了中置水平發(fā)動(dòng)機(jī)的敞篷車(chē)boxter。圓形大燈的坡度變緩，整體造型趨于柔美。外形的改變有著重要的影響。個(gè)別車(chē)型已經(jīng)明顯將擾流翼提出來(lái)，成為單獨(dú)一個(gè)部件，造型更加圓潤(rùn)渾厚。

16第四代保時(shí)捷911：代號(hào)993

171996年boxster被推向市場(chǎng)，boxster使保時(shí)捷品牌的市場(chǎng)大大年輕化。與此同時(shí)，老一代風(fēng)冷技術(shù)淡出市場(chǎng)，新時(shí)代的標(biāo)志：液冷技術(shù)全面啟動(dòng)，并產(chǎn)生了996車(chē)型。不使用其標(biāo)志性的蛙眼大燈組合。不過(guò)911還是保留了不少經(jīng)典元素。在車(chē)燈的造型上不再拘泥于單一型，排氣筒也和車(chē)身融為一體。181997年新款911carreracoupe運(yùn)用了水冷引擎、六缸技術(shù)及四閥門(mén)技術(shù)，變得更快、更安全。Turbo的LED前轉(zhuǎn)向燈“鑲嵌”在巨大的進(jìn)氣口上，十分別致。1998年911的演變?cè)谛滦统ㄅ褴?chē)上得以延續(xù)。并且推出了劃時(shí)代的速度機(jī)器：GT1；同年提出卡宴的生產(chǎn)方案。192000年高性能保時(shí)捷CarreraGT跑車(chē)在巴黎盧浮宮首度面世，成為跨世紀(jì)的產(chǎn)品。202003款的保時(shí)捷911GT2動(dòng)力來(lái)自一臺(tái)3.6升水平對(duì)置6缸發(fā)動(dòng)機(jī),產(chǎn)生有380匹馬力以及386牛米的扭力。延續(xù)了保時(shí)捷911四十年來(lái)一貫堅(jiān)持的運(yùn)動(dòng)傳統(tǒng)，車(chē)身外觀變得更為流暢簡(jiǎn)潔，經(jīng)典的圓形大燈，前鬼臉大燈下增加了兩個(gè)小燈。

21222005第六代保時(shí)捷911：代號(hào)997

2320111年，廣州車(chē)展上保時(shí)捷正式發(fā)布新一代911（代號(hào)為991）[3]。新車(chē)型共兩款，在外觀細(xì)節(jié)方面，保時(shí)捷進(jìn)行了與時(shí)俱進(jìn)的修改和調(diào)整，霧燈和前導(dǎo)流版采用了一體嵌入式的設(shè)計(jì)。新車(chē)尾部，后車(chē)燈也進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，造型更顯銳氣與動(dòng)感。此外，新車(chē)的后外視鏡被安置到了車(chē)門(mén)上，后擾流板也進(jìn)行了加寬處理，并可伸展以提高行駛穩(wěn)定性。新一代保時(shí)捷911車(chē)內(nèi)多處添加鍍鉻裝飾，檔次再度升級(jí)。全新一代911還配備了天窗，在保時(shí)捷911的歷史中只有第一代911Targa車(chē)型，配有全景玻璃車(chē)頂。242015年法蘭克福車(chē)展保時(shí)捷MissionE概念車(chē)現(xiàn)代的造型更具時(shí)尚合理，造型大氣簡(jiǎn)潔，各個(gè)造型元素統(tǒng)一而富有變化，不僅符合工業(yè)生產(chǎn)的的批量化生產(chǎn)，而且也滿(mǎn)足了功能上的舒適人性化。

25一、車(chē)身的承載類(lèi)型車(chē)身整體按照受力情況可分為非承載式、半承載式和承載式(或稱(chēng)整體式)三種。第二節(jié)車(chē)身的承載類(lèi)型與整體構(gòu)造26(1)非承載式車(chē)身非承載式車(chē)身（如圖1－2）的汽車(chē)有剛性車(chē)架，又稱(chēng)大梁式車(chē)身或大架式車(chē)身。車(chē)身與車(chē)架上用彈元件連接。車(chē)架為重力，反作用力，振動(dòng)的主要承受件，大部分振動(dòng)被減弱或消除，發(fā)生碰撞時(shí)車(chē)架能吸收大部分沖擊力，在路面狀況差的道路上行駛時(shí)對(duì)車(chē)身起到保護(hù)作用。因此車(chē)廂變形小，平穩(wěn)性和安全性好，而且?guī)麅?nèi)噪音低。但這種非承載式車(chē)身比較笨重，質(zhì)量大，汽車(chē)質(zhì)心高，高速行駛穩(wěn)定性較差。貨車(chē)駕駛室是最典型的非承載式車(chē)身的實(shí)例。27圖1－2非承載式車(chē)身28圖1－3邊梁式車(chē)架29車(chē)架車(chē)架有框架式、脊梁式和綜合式三大類(lèi)，而在框架式又分為邊梁式（或梯形式）和周邊式兩種，其中邊梁式是采用最廣泛的一種車(chē)架。車(chē)架材料：貨車(chē)車(chē)架5mm回型鋼，或工字鋼。強(qiáng)度高，不易變形。30圖1－4周邊式車(chē)架31圖1－5綜合框架式車(chē)架32（2）非承載式車(chē)身應(yīng)用及工作環(huán)境非承載式車(chē)身或大梁式車(chē)身或大架式車(chē)身，主要應(yīng)用在載貨貨車(chē)，載客客車(chē)上。貨車(chē)和客車(chē)主要的應(yīng)用功能要求為承載力要求，如貨車(chē)，額定載量為XX噸，客車(chē)額定載客人數(shù)為XX人。主要受力為自身承載重力，在實(shí)際當(dāng)中，由于載貨或載客質(zhì)量，數(shù)量隨機(jī)變化且復(fù)雜，其載重重力時(shí)刻處于不均勻，甚至出現(xiàn)超載的狀態(tài)，因此要求必須有剛強(qiáng)度的承載件以應(yīng)對(duì)不斷變化的承載重力，以及與之對(duì)應(yīng)的反作用力，汽車(chē)行駛時(shí)不斷變化的應(yīng)力。貨車(chē)和客車(chē)，行駛路徑復(fù)雜，道路因素影響較大。貨車(chē)和客車(chē)常規(guī)行駛速度較低，因此在自身重量級(jí)行駛時(shí)風(fēng)阻要求較低，輕量化要求低。33（3）基于以上應(yīng)用及工作環(huán)境總結(jié)：非承載式車(chē)身的優(yōu)點(diǎn)如下：①簡(jiǎn)化裝配工藝②易于改型③安全④使用壽命長(zhǎng)非承載式車(chē)身的缺點(diǎn)如下：①整車(chē)自重增加。由于設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不必須保證車(chē)架有足夠的強(qiáng)度和剛度，從而使整車(chē)自重增加。②整車(chē)高度增大。③制造設(shè)備昂貴。車(chē)架是汽車(chē)上最大而且質(zhì)量較大的部件，所以必須具備有大型的壓床以及焊接、工夾具和檢驗(yàn)等一系列復(fù)雜設(shè)備，因而其制造設(shè)備價(jià)格昂貴。34（2）半承載式車(chē)身半承載式車(chē)身是一種過(guò)渡型的結(jié)構(gòu)，車(chē)身下部仍保留有“車(chē)架”，不過(guò)它的強(qiáng)度和剛度可稍低于非承載式的車(chē)架，為了區(qū)別，一般可將它稱(chēng)為“底架”。半承載式車(chē)身的特點(diǎn)是車(chē)身與車(chē)架用螺釘連接、鉚接或焊接等方法剛性地連接。在此種情況下，汽車(chē)車(chē)身除了承受車(chē)身應(yīng)承受的各項(xiàng)載荷外，還在一定程度上有助于加固車(chē)架，分擔(dān)車(chē)架的部分載荷。分析區(qū)別：底盤(pán)和底架35（3）承載式車(chē)身承載式車(chē)身（如圖1－6）的汽車(chē)沒(méi)有車(chē)架，車(chē)身就作為發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)各總成的安裝基礎(chǔ)。在此種情況下，各種載荷全部由汽車(chē)車(chē)身承受。36圖1－6承載式車(chē)身371)承載式車(chē)身的種類(lèi)。根據(jù)承載式車(chē)身上、下受載荷程度不同，可以將承載式車(chē)身（特別是大客車(chē)車(chē)身）分為基礎(chǔ)承載式和整體承載式兩種類(lèi)型。38圖1－7基礎(chǔ)承載式車(chē)身39圖1－8整體承載式車(chē)身402)承載式車(chē)身的優(yōu)點(diǎn)。承載式車(chē)身的汽車(chē)沒(méi)有剛性車(chē)架，只是加強(qiáng)了車(chē)頭、側(cè)圍、車(chē)尾、底板等部位，車(chē)身和底架共同組成了車(chē)身本體的剛性空間結(jié)構(gòu)。這種承載式車(chē)身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負(fù)荷。這種形式的車(chē)身具有較大的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)的剛度，質(zhì)量小，高度低，汽車(chē)質(zhì)心低，裝配簡(jiǎn)單，高速行駛穩(wěn)定性較好。413)承載式車(chē)身的缺點(diǎn)。承載式車(chē)身的缺點(diǎn)主要有：①質(zhì)量和制造成本會(huì)有所增加。由于取消了車(chē)架，來(lái)自傳動(dòng)系和懸架的振動(dòng)和噪聲將直接傳給車(chē)身，而車(chē)廂本身又是易于形成引起空腔共鳴的共振箱，因此會(huì)大大地惡化乘坐舒適性，所以必須采用大量的隔聲防振材料，從而導(dǎo)致成本和質(zhì)量都會(huì)有所增加。②改型較困難。分析區(qū)別：越野型汽車(chē)和SUV

42二、汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)由各種各樣的骨架件和板件通過(guò)焊接拼裝而成的轎車(chē)車(chē)身，也就是行業(yè)俗稱(chēng)的“白車(chē)身”，它的各個(gè)部分都有相關(guān)的名稱(chēng)，不論在汽車(chē)制造廠、修理廠或者配件商店，人們一聽(tīng)到某個(gè)名稱(chēng)就知道它是屬于車(chē)上的哪一部分，安裝在什么位置上。車(chē)身的骨架件和板件多用鋼板沖壓而成，車(chē)身專(zhuān)用鋼板具有深拉延時(shí)不易產(chǎn)生裂紋的特點(diǎn)。根據(jù)車(chē)身不同的位置，一些要防止生銹的部位使用鋅鋼板，例如翼子板、車(chē)頂蓋等；一些承受應(yīng)力較大的部位使用高強(qiáng)度鋼板，例如散熱器支承橫梁、上邊梁等。431）轎車(chē)車(chē)身轎車(chē)車(chē)身（如圖1－9）主要由發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、車(chē)頂蓋、行李箱蓋、翼子板、前圍板、立柱等幾部分構(gòu)成的。轎車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)中常用鋼板的厚度為0.6～3mm，大多數(shù)零件用材厚度是0.8～1.0mm。44圖1－9轎車(chē)白車(chē)身451)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋(又稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩)是最醒目的車(chē)身構(gòu)件，是買(mǎi)車(chē)者經(jīng)常要查看的部件之一。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的主要要求是隔熱隔音、自身質(zhì)量輕、剛性強(qiáng)。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋在結(jié)構(gòu)上一般由外板和內(nèi)板組成，中間夾以隔熱材料，內(nèi)板起到增強(qiáng)剛性的作用，其幾何形狀由廠家選取，基本上是骨架形式。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋開(kāi)啟時(shí)一般是向后翻轉(zhuǎn)，也有小部分是向前翻轉(zhuǎn)。462)車(chē)頂蓋。車(chē)頂蓋是車(chē)廂頂部的蓋板。對(duì)于轎車(chē)車(chē)身的總體剛度而言，頂蓋不是很重要的部件，這也是允許在車(chē)頂蓋上開(kāi)設(shè)天窗的理由。從設(shè)計(jì)角度來(lái)講，重要的是它如何與前、后窗框及與支柱交界點(diǎn)平順過(guò)渡，以求得最好的視覺(jué)感和最小的空氣阻力。473)行李箱蓋。行李箱蓋要求有良好的剛性，結(jié)構(gòu)上基本與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋相同，也有外板和內(nèi)〖JP2〗板，內(nèi)板有加強(qiáng)筋。一些被稱(chēng)為“二廂半”的轎車(chē)，其行李箱向上延伸，包括后擋風(fēng)玻璃在內(nèi)，使開(kāi)啟面積增加，形成一個(gè)門(mén)，因此又稱(chēng)為背門(mén)，這樣既保持一種三廂車(chē)形狀又能夠方便存放物品。484)翼子板。翼子板是遮蓋車(chē)輪的車(chē)身外板，因舊式車(chē)身該部件形狀及位置似鳥(niǎo)翼而得名。按照安裝位置又分為前翼子板和后翼子板，前翼子板安裝在前輪處，因此，必須要保證前輪轉(zhuǎn)動(dòng)及跳動(dòng)時(shí)的最大極限空間，因此，設(shè)計(jì)者會(huì)根據(jù)選定的輪胎型號(hào)尺寸用“車(chē)輪跳動(dòng)圖”來(lái)驗(yàn)證翼子板的設(shè)計(jì)尺寸。495)前圍板。前圍板是指發(fā)動(dòng)機(jī)艙與車(chē)廂之間的隔板，它和地板、前立柱連接，安裝在前圍上蓋板之下。前圍板上有許多孔口，作為操縱用的拉線(xiàn)、拉桿、管路和電線(xiàn)束通過(guò)之用，還要配合踏板、方問(wèn)機(jī)柱等機(jī)件安裝位置。50（2）客車(chē)車(chē)身大客車(chē)車(chē)身主要由車(chē)身骨架（如圖1－10所示）、外覆蓋件和內(nèi)覆蓋件等幾部分組成。51圖1－10大客車(chē)車(chē)身骨架52（3）貨車(chē)車(chē)身貨車(chē)車(chē)身主要由駕駛室（貨車(chē)平頭駕駛室結(jié)構(gòu)如圖1－11所示）和貨廂兩部分組成。53圖1－11貨車(chē)平頭駕駛室54第三節(jié)汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)方法在外形和結(jié)構(gòu)上，汽車(chē)車(chē)身殼體（特別是轎車(chē)車(chē)身）是由許多具有空間曲面外形的大型覆蓋件（如頂蓋、翼子板和發(fā)動(dòng)機(jī)罩等）組成。對(duì)整車(chē)外形來(lái)說(shuō)，既要求其整體協(xié)調(diào)給人以美感，又必須保證必要的流線(xiàn)型；在裝配這些大型覆蓋件時(shí)，對(duì)互換性和裝配精確度也有較嚴(yán)格的要求。55一、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)的車(chē)身設(shè)計(jì)過(guò)程分為兩個(gè)階段，即初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)。1)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)車(chē)身主要完成以下幾方面的工作：1)繪制1∶5車(chē)身布置圖2)繪制彩色效果圖3)雕塑1∶5模型56（2）技術(shù)設(shè)計(jì)1)繪制1∶1線(xiàn)形圖2)雕塑1∶1油泥模型3)制作1∶1內(nèi)部模型4)繪制車(chē)身主圖板5)繪車(chē)身零件圖6)樣車(chē)試制和試驗(yàn)57(3)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)汽車(chē)車(chē)身外形和主體結(jié)構(gòu)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)，一是設(shè)計(jì)工作量大；在普通機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，制圖工作約占整個(gè)工作量的50%~60%，而在傳統(tǒng)的車(chē)身設(shè)計(jì)工作中，可以說(shuō)幾乎絕大部分時(shí)間都在從事這種繁瑣的、重復(fù)性的工作；若遇車(chē)身局部外形和尺寸改動(dòng)導(dǎo)致制圖工作返工，那就會(huì)更增大工作量；還有模型制造、樣車(chē)試制和試驗(yàn)等，這樣的工作量能少嗎。二是設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)；由于設(shè)計(jì)工作量大，樣車(chē)的試制、試驗(yàn)及改進(jìn)后再試制和試驗(yàn)，這樣肯定會(huì)使設(shè)計(jì)周期加長(zhǎng)。58二、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法車(chē)身現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法（當(dāng)前國(guó)外