1、第1章 汽車車身構(gòu)造總論煙臺大學機電汽車工程學院先進制造技術(shù)研究所張俊華2014-9-41886年德國工程師 Karl Benz和Gottlieb Daimler分別發(fā)明的三輪和四輪汽油汽車，當時的汽車幾乎沒有車身。 1.1 汽車車身的功用與發(fā)展歷史 1-1進入20世紀，隨著車速的提高，迎面風使乘員難以忍受，因而人們考慮增加擋風板，并且由于遮風擋雨及舒適性的需要，設(shè)計人員日益重視車身設(shè)計。這一時期的汽車車身基本沿用了馬車的車身結(jié)構(gòu)，車身多為木結(jié)構(gòu)形式。 1-21900年出現(xiàn)了第一個全金屬車身，但由于當時的金屬冶煉技術(shù)和加工技術(shù)不能滿足車身制造的要求，因而到1912年才有愛德華巴特首次制成了全金

2、屬的實用車身。 1920年，由于材料、成型、焊接等方面技術(shù)的進步，汽車車身出現(xiàn)了整體車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想，即用薄壁結(jié)構(gòu)制成硬殼式金屬整車車身，汽車車身由敞蓬為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑忾]的箱式車身為主。 1924年通用汽車公司在生產(chǎn)的奧克蘭轎車上首先采用了Duco彩色面漆，從而一改汽車清一色的黑色傳統(tǒng)形象，為以后的車身美學造型創(chuàng)造條件。 1-31925年文森桌蘭西亞在整體式車身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)明了承載式車身（整個車身承受載荷），車身由鋼板沖壓成型的金屬結(jié)構(gòu)和大型覆蓋件組成，這種金屬結(jié)構(gòu)的車身一直沿用至今。 第一個成批量生產(chǎn)的承載式車身 1-4汽車車身歷史的轉(zhuǎn)折期是1928年，當時美國費城Budd公司運用了大型沖

3、壓件組成的帶門洞和窗洞的全金屬的一項專利。用薄鋼板沖壓出車身所有的構(gòu)件并將各部分進行對焊，通過減少零件和連接數(shù)量大大減少了生產(chǎn)工序和降低成本。 20世紀30年代末至40年代中期由于二次世界大戰(zhàn)使得軍用吉普車得到了大力的發(fā)展。戰(zhàn)后，吉普車的諸多優(yōu)點應用與民用車上。20世紀50年代是車身發(fā)展的黃金時期，出現(xiàn)了諸如造型、結(jié)構(gòu)、力學、工藝等汽車車身的綜合課題 20世紀80年代以后，由于材料、工藝等技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車車身在各方面都發(fā)生了質(zhì)的飛躍。 現(xiàn)代轎車車身 汽車猶如一個個移動的精巧建筑物游戈在道路上，現(xiàn)代汽車已不僅是一種交通工具，優(yōu)美的車身更是科技造就的藝術(shù)品。汽車車身是實現(xiàn)汽車使用功能的重要部分

4、，車身的設(shè)計制造水平也與整車技術(shù)性有著直接的關(guān)聯(lián)，汽車車身的品質(zhì)將影響整車的動力性、經(jīng)濟性、平順性、操縱穩(wěn)定性、乘座舒適性、行駛安全性等。汽車車身的涉及面遠遠超出一般機械產(chǎn)品的范疇，諸如：工程力學、工業(yè)設(shè)計、空氣動力學、人機工程學、材料學、電子學、自動控制學、環(huán)境學、人體醫(yī)學、生物工程學、機械學、制造工藝學、化工、經(jīng)濟管理等，汽車車身的發(fā)展狀況直接反映出一個國家的科技和工業(yè)水平。 從功能上來說：車身應對駕駛員提供便利的工作條件，對乘員提供舒適的乘坐條件，保護他們免受汽車行駛時的振動、噪聲，廢氣的侵襲以及外界惡劣氣候的影響，并保證完好無損地運載貨物且裝卸方便。汽車車身上的一些結(jié)構(gòu)措施和設(shè)備還有助

5、于安全行車和減輕事故的后果。車身應保證汽車具有合理的外部形狀，在汽車行駛時能有效地引導周圍的氣流，以減少空氣阻力和燃料消耗。車身還應有助于提高汽車行駛穩(wěn)定性和改善發(fā)動機的冷卻條件，并保證車身內(nèi)部良好的通風。汽車車身是一件精致的綜合藝術(shù)品，其明晰的雕塑形體、優(yōu)雅的裝飾件和內(nèi)部覆飾材料以及悅目的色彩使人獲得美的感受，點綴人們的生活環(huán)境。 1.2 汽車車身的分類按用途分類 :轎車 貨車駕駛室 客車 專用車身 按車的受力形式分類:非承載式車身 承載式車身 半承載式車身 2-1一. 轎車 1、 按車門分 二門及三門小排量 四門及五門中高級 2、 按排量 微型轎車 1.0L以下 經(jīng)濟型轎車 1.0L1.6

6、L 中級轎車 1.6L2.5L 中高級轎車 2.5L4.0L 高級轎車 4.0L以上3、 按車座分 單排座 (跑車) 二排座 (中級以下，46座) 三排座 高級車，78座)4、 按車頂分 封閉式硬頂 軟頂車 敞篷車1、 按背門分 折背式 直背式 倉背式 短背式2、 其他 MPV多用途車 SUV運動型轎車 客貨兩用車 Pick-Up 兩廂式旅行車 Stadion Wagon 1、 按車頭形式分類（1）長車頭CBE（Cab Behind Engine） 特點：發(fā)動機接近性好軸荷分配好 平面撞車安全性好面積利用率低 車頭零件多（2）平頭車 COE （Cab Over Engine） CAE （Cab

7、 Alongside Engine） 特點： 其優(yōu)缺點于長車頭相反 注意駕駛室地板的剛度、強度及隔熱、 密封、發(fā)動機的散熱通風 二. 貨車2、 按座位排數(shù)來分類：單排雙排三. 客車1、 普通2、 雙層及鉸鏈四. 專用車身按車的受力形式分類1、非承載式車身：懸掛于車架上的車身結(jié)構(gòu)形式（1）特征：有獨立完整的車架車架及車身之間采用彈性元件做柔性連接絕大部分載荷由車架承擔（2）應用：敞篷車貨車、客車、越野車高級轎車（BENZ S600） 非承載車身（3）優(yōu)點：舒適性好：車身與車架之間通過彈性懸置裝置連接，能達到一種良好的隔振效果，提高乘坐舒適性。發(fā)動機不是直接固定在車身上，噪聲不易傳入車內(nèi)。整車縱向

8、剛度大平穩(wěn)性好：由于底盤的質(zhì)量大，從而能夠降低后減緩由路面?zhèn)髦淋嚿砩系母鞣N沖擊，提高車身壽命。安全性好：車輛發(fā)生碰撞時，車架吸收一部分撞擊能量，安全性能得到提高。車身承載系數(shù)小。便于變型車的開發(fā)，以及車身外形的變化和換型設(shè)計。 由于底盤和車身是分別作為組件先行裝配的，并在最后裝配之前能夠單獨進行檢查、試驗和必要的調(diào)試，簡化了總裝配過程。 缺點：對沖壓設(shè)備、工裝夾具要求高車身笨重、質(zhì)量大、高度高 2、承載式車身：無獨立車架的車身結(jié)構(gòu)（1）特征：是汽車沒有車架，車身就作為發(fā)動機和底盤各總成的安裝基礎(chǔ)，車身負載通過懸架裝置傳給車輪。（2）應用：大部分轎車、大客車（3）優(yōu)點：自重輕：由于車身所有承載構(gòu)

9、件采用剛性焊接，有利于車身結(jié)構(gòu)最佳化設(shè)計。從而可實現(xiàn)車身質(zhì)量小，剛度高，并且降低成本。整車高度低：室內(nèi)可利用的有效空間增大，可降低地板高度和整車高。車門門檻降低，使上下車更方便。裝配容易：制造工藝性好，生產(chǎn)率高。翻車安全性高（4）缺點：舒適性較差：振動、噪聲易直接傳入車內(nèi)整車縱向剛度低設(shè)計要求高，不易改型：車身損壞后難以修復，不利于車身變型等改型設(shè)計防腐要求高對沖壓設(shè)備要求高。 3、半承載式車身：車身骨架于車架橫梁剛性連接的車身結(jié)構(gòu)形式（1）特征：有獨立完整的車架車架與車身剛性連接（2）應用：一般用于大客車（3）優(yōu)缺點：介于非承載式與承載式車身之間 補充一下轎車的參考分類標準（德國大眾）轎車的

10、分類 推薦 微型 經(jīng)濟型 普通級 中級 中高級 高級 大眾分級 A00 A0 A B C D 發(fā)動機排量(L) 2.5 軸距(m) 2.0-2.2 2.2-2.3 2.3-2.45 2.45-2.6 2.6-2.8 2.8 裝備質(zhì)量(Kg) 1380 總長(m) 3.3-3.7 3.7-4.0 4.0-4.2 4.2-4.45 4.45-4.8 4.8 中華人民共和國國家標準 GB/T 3730.1-2001汽車和掛車類型的術(shù)語和定義 一、汽車MOTOR VEHICLE 1、 乘用車 PASSENGER CAR2 、商用車輛 COMMERCIAL VEHICLE 二、牽引車TRAILER 三、

11、 汽車列車 COMBINATION VEHICLES乘用車 PASSENGER CAR在其設(shè)計和技術(shù)特性上主要用于載運乘客及其隨身行李和/或臨時物品的汽車，包括駕駛員座位在內(nèi)最多不超過9個座位。它也可牽引一輛掛車。普通乘用車 saloon (sedan) 活頂乘用車 convertible saloon 高級乘用車 pullman saloon(pullman sedan)(executive limousine) 小型乘用車coupe 敞篷車 convertible(open tourer)(roadster)(spider) 艙背乘用車 hatchback 旅行車 station wago

12、n 商用車輛 COMMERCIAL VEHICLE 用于運送人員和貨物的汽車，并且可以牽引掛車。乘用車不包括在內(nèi)。客車 BUS 小型客車 minibus 城市客車 city-bus 長途客車 interurban coach 旅游客車 touring coach 貨車 GOODS VEHICLE 普通貨車 general purpose goods vehicle 越野貨車 off-road goods vehicle 1.3 汽車車身的構(gòu)成 一、車身構(gòu)成 汽車車身既是駕駛員的工作場所，也是容納乘客和貨物的場所。車身結(jié)構(gòu)上應滿足視野、乘坐、美觀、安全、可靠、耐用等功能要求。車身(body/bo

13、dy assembly)：車身本體及裝飾件、附件的總稱。 3-1 車身本體（body shell/main body ） 內(nèi)、外裝飾件（內(nèi)飾件：upholstery;外飾件：exterior trimming parts）車身附件（body accessories）車身電子裝置車身本體（白車身body in white）：車身結(jié)構(gòu)件及覆蓋件的總成并包括翼子板、發(fā)動機蓋、行李箱蓋和車門，但不包括附件及裝飾件的未涂漆的車身。 現(xiàn)代轎車車身本體的組成構(gòu)件大體分為三類：覆蓋件、車身結(jié)構(gòu)件（梁和支柱）及結(jié)構(gòu)加強件。 車身覆蓋件(cover panel)：包覆骨架的表面板件，指：車身中包覆梁、支柱等的構(gòu)件

14、，具有較大空間曲面形狀的表面和車內(nèi)板件。 功用有：封閉車身、體現(xiàn)車身外觀造型及增大結(jié)構(gòu)強度和剛度等。 車身結(jié)構(gòu)件（structural member/body structure）（梁、支柱）：支撐覆蓋件的全部車身結(jié)構(gòu)零件。功用：它是車身承載能力的基礎(chǔ)，對保證車身所要求的結(jié)構(gòu)強度和剛度非常重要。 此外，還具有以下作用： 1、安裝車身各種構(gòu)件或附件，如車門鉸鏈、發(fā)動機罩、玻璃、密封條等。 2、焊接以連接各車身覆蓋件，組成車身的封閉殼體； 3、完成車身各種活動部分的動態(tài)配合； 4、設(shè)置流水槽結(jié)構(gòu)和車身通風道； 結(jié)構(gòu)加強件 ：主要用于加強板件的剛度，提高各構(gòu)件的連接強度。 一般車身本體貨車車身本體：

15、貨車駕駛室轎車車身本體：車身焊接總成及四門兩蓋客車車身本體：由車身骨架與車身蒙皮等構(gòu)成的組合體。 內(nèi)、外裝飾件：車身外部及內(nèi)部起裝飾與保護作用的零部件的總稱。 1.外裝件 主要有：前后保險杠、車門防撞裝飾條、散熱器面罩、外飾件、玻璃、密封條和車外后視鏡等。2.內(nèi)飾件 主要有：車門內(nèi)護板、車頂頂棚、地板及側(cè)壁的內(nèi)飾等。 車身附件：車身中具有獨立功能并成為一個分總成的機構(gòu)。 如：座椅、儀表板、空調(diào)、后視鏡、玻璃升降器、安全帶、雨刮器、車燈、遮陽板、扶手、車門機構(gòu)及附件、車內(nèi)后視鏡等 車身電子裝置： 主要包括：刮雨器、洗滌器、空調(diào)裝置、儀表、開關(guān)、前燈、尾燈和各種指示照明燈等。 總結(jié)車身的功用車身按

16、用途分為那幾類？何為承載車身？何為半承載車身？何為非承載車身？個有何特點及優(yōu)缺點？汽車車身由那幾部分構(gòu)成？車身本體 車身覆蓋件 車身附件 內(nèi)、外裝飾件車身結(jié)構(gòu)件的功用？車身本體的組成構(gòu)件大體分為那三類？自己查SUV MPV的含義？1.4.1 車架的結(jié)構(gòu)要求轎車車架應滿足以下結(jié)構(gòu)要求： 支承發(fā)動機、驅(qū)動裝置和懸架等總成構(gòu)件，并根據(jù)底盤及車身的總布置設(shè)計要求來控制各構(gòu)件的運動。 承受由車身和底盤零部件傳來的作用力。 車架結(jié)構(gòu)應對車身座艙具有安全保護作用。當車輛發(fā)生正面碰撞時，撞擊能量應首先由車架承受，通過有目的的車架縱梁斷面分級，使撞擊能量傳到指定部位。 連接并支承車身，同時將外力傳到車身上。 1

17、.4 車架結(jié)構(gòu)4-11.4.2 車架的型式和構(gòu)造轎車車架一般有以下幾種形式：一、邊梁型車架 主要由前邊梁、中邊梁、后邊梁、發(fā)動機支承橫梁、中橫梁、后橫梁和防振梁等構(gòu)件組成。 車架梁一般為板厚2mm-3mm的箱形梁，由封閉和開口梁終端面型式。車架中變梁布置在緊貼車身門檻內(nèi)側(cè)的地板下。 1、邊梁型車架的布置形式（如下頁圖） 中邊梁布置在開口門檻的斷面內(nèi)。 中邊梁布置在封閉門檻梁的斷面外。 2、邊梁車架具有以下特點： 邊梁型車架的扭轉(zhuǎn)剛性與其他形式車架相比較小，必須依靠車身來彌補。 由于中邊梁緊貼車身門檻，室內(nèi)地板高度可降低，能有效改善室內(nèi)空間。 中邊梁布置在座艙的兩側(cè)，有利于車身側(cè)向撞擊的安全性。

18、 邊梁型車架是非承載式車身的車輛輕量化設(shè)計的有效結(jié)構(gòu)形式。 二、其他形式的車架 1、梯形車架 構(gòu)造簡單，制造容易，但不利于底板高度的降低。 2、X形車架 車架剛度高，前、后撞擊力的傳遞效果好，后坐成員的地板可降低，足部空間得到改善。側(cè)面撞擊安全性差。 3、脊柱形車架 具有較強的承受彎矩和扭矩的能力，且質(zhì)量輕。但脊柱梁結(jié)構(gòu)具有一定的空間高度，適合車身尺寸較寬、發(fā)動機置于后軸之前的運動車。 4、平臺形車架 車身底部較平整，有利于車身下部氣流的改善。車架結(jié)構(gòu)的剛性高，適合于無上部結(jié)構(gòu)的轎車車身。車架質(zhì)量較大，能吸收較大部分的振動和顛簸。 5、空間車架 結(jié)構(gòu)強度高，質(zhì)量輕，由于車身承受大的強度，而只起外殼的作用，可用輕質(zhì)材料制造。不易批量生產(chǎn)。 1、非承載式車身通過彈性懸架裝置支承載車架上。采用橡膠墊式懸置裝置，按橡膠墊的受力形式，可分為 壓縮型和剪切型兩類 懸架裝置應具備的性能： 良好的隔振性能，垂直方向要求較