第六章車身及車身附件汽車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，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構措施和設備還有助于安全行車和減輕事故的后果。汽車車身應保證汽車具有合理的外部形狀，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，并保證車身內部良好的通風。汽車車身是一件精致的綜合藝術品，應以其明晰的雕塑形體、優(yōu)雅的裝飾件和內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。第一節(jié)車身造型早在馬車時代，車身造型就倍受人們的青睞，舒適豪華是其主流風格。汽車出現以后，隨著車速的提高，汽車理論的深入和對汽車安全的重視，車身造型具有了新的涵義與價值?，F代汽車企業(yè)無不把車身造型設計作為整個新車型設計工作中最重要的內容。1.車身造型發(fā)展歷史2.車身造型流程1.1車身造型發(fā)展歷史早期的轎車車身沿用了馬車車身結構，整個車身也以木材料為主。1.1.1馬車型汽車從19世紀末到20世紀初的汽車外形基本上沿用了馬車的造型。因此，當時人們把汽車稱為無馬的“馬車”。1.1.2箱形型汽車（一）馬車型汽車很難抵擋風雨，福特汽車公司在1915年生產出一種新型的福特T型車，這種車的車室部分很象一只大箱子，并裝有門和窗，人們把這類車稱為“箱型汽車”。1.1.2箱形型汽車（二）箱型汽車的阻力大，大大妨礙了汽車前進的速度。所以人們又開始降低車高并研究新的流線型車型。1.1.3流線型汽車（一）1934年美國的克萊斯勒公司生產的氣流牌小客車，首先采用了流線型的車身外形。1936年福特公司在“氣流”的基礎上，研制成功林肯·和風牌流線型小客車。流線型風格的流行也有技術和材料上的原因。30年代，塑料和金屬模壓成型方法得到廣泛應用。

1.1.3流線型汽車（二）1.1.3流線型汽車（三）由于發(fā)動機后置，甲殼蟲型汽車存在的橫風不穩(wěn)定問題。1.1.4船型汽車（一）“船型汽車”的前翼子板和發(fā)動機罩，后翼子板和行李艙罩溶于一體，大燈和散熱器罩也形成一個平滑的面，駕駛室位于車的中部，整個造型很象一只小船。

1.1.4船型汽車（二）在美國戰(zhàn)后的繁榮還造就了一些浮夸的造型。1.1.4船型汽車（三）從五十年代開始一直到現在，不論是美國還是歐亞大陸，不管是大型車或者是中、小型車都采用了船型車身。從而使船型造型成為世界上數量最多的一種車型。1.1.5魚型汽車（一）船型汽車尾部會在高速時會產生較強的空氣渦流。為了克服這一缺陷，人們把船型車的后窗玻璃逐漸傾斜成為斜背式。象魚的脊背，故稱為“魚型汽車”。1.1.5魚型汽車（二）早期魚型汽車存在一些缺點，由于魚型車后窗玻璃傾斜太甚，側面積增加，強度下降，產生結構上的缺陷，而且后排乘員頭部空間狹小。又由于魚型車的造型關系在高速時會產生一種升力，使車輪附著力減小，從而抵擋不住橫風的吹襲，發(fā)生側滑的危險。1.1.5魚型汽車（三）1.1.5魚型汽車（四）為克服魚型車升力的這一缺點，人們想了許多方法加以克服，例如人們在魚型車的尾部安上一只上翹的尾板，形成“魚型鴨尾”式車型。1.1.6楔型汽車為了從根本上解決魚型汽車的升力問題，人們找到了楔型。就是將車身整體向前下方傾斜，車身后部象刀切一樣平直，這種造型能有效地克服升力。1963年司蒂倍克·阿本提第一次設計了楔型小客車。1.1.7小結未來車身造型不僅會多樣化，還會相互融合。1.2車身造型流程傳統的車身造型流程一般要經過：1.收集資料信息形成造型設計概念2.造型構思效果圖3.1:5模型制作4.1:1膠帶圖5.制作油泥模型、內部設計和色彩設計6.主圖板、車身結構設計與底盤設計、試驗及修改設計為串行方式，開發(fā)周期一般3-4年?，F代的汽車設計以計算機仿真技術、優(yōu)化技術、CAD/CAE/CAM一體化技術和全數字化開發(fā)為主要模式，實施并行工程技術，大大縮短了開發(fā)周期。降低了成本。1.2.1概念設計、繪制效果圖（一）

1.2.1概念設計、繪制效果圖（二）1.2.2制作油泥模型油泥模型需要制作1:5和1:1兩種比例的兩部，供測量用，必要時還要經過風洞測試。1.2.3風洞試驗（一）索伯車隊的風洞。1.2.3風洞試驗（二）索伯車隊的風洞。1.2.4車身造型流程一例（一）《ToyotaTechnicalReview》中豐田量產車設計流程圖，可以很清楚地說明當代汽車的設計開發(fā)過程。1.2.4車身造型流程一例（二）1.2.4車身造型流程一例（三）1.2.5CAD車身造型（一）1.2.5CAD車身造型（二）1.2.5CAD車身造型（三）第二節(jié)車身結構組成與制造工藝最初生產的汽車車身像馬車是篷體的，后來篷體改為廂體稱為箱型車身。車身材料也從以木材料為主轉變?yōu)槿饘俚能嚿?。在轎車車身方面，由于鋼板沖壓成型技術的應用，車身結構也發(fā)生了較大的變化。1925年，文森卓.蘭西亞發(fā)明了承載式車身，車身由鋼板沖壓成型的金屬結構件和大型復蓋件組成，這種金屬結構的車身一直沿用至今，得到不斷的完善和發(fā)展。目前隨著鋁加工工藝的成熟，鋁作為新的車身材料正得到逐步的認同。2.1車身結構組成汽車車身結構主要包括：車身殼體、車前板制件、車門、車窗、車身內外裝飾件、車身附件、座椅，以及通風、取暖裝置等。在貨車和專用汽車上還包括貨箱和其他的裝備。2.1.1車身殼體分類

承載式車身：無車架，車身作為發(fā)動機和底盤各總成的安裝基礎，整個車身都參與承載，車身材科得以合理使用。承載式車身的問題在于來自傳動系和懸架的振動與噪聲，無車架隔振，直接傳給車身。車身殼體結構按照受力情況可分為非承載式、半承載式和承載式三種。非承載式車身：車身殼體不承受載荷，載荷全部由車架承受。車身與車架通過彈簧或橡膠墊作柔性連接。半承載式車身：車身與車架以剛性連接而組合為一體，車身也能分擔車架的部分載荷，從而適當減輕車架自身質量，達到較合理地利用材料的目的。2.1.2轎車車身結構（一）非承載式車身結構組成2.1.2轎車車身結構（二）1.發(fā)動機蓋2.前檔泥板3.前圍上蓋板4.前圍板5.車頂蓋6.前柱7.上邊梁8.頂蓋側板9.后圍上蓋板10.行李箱蓋11.后柱12.后圍板13.后翼板14.中柱15.車門16.下邊梁17.底板18.前翼板19.前縱梁20.前橫梁21.前裙板22.散熱器框架23.發(fā)動機蓋前支撐板承載式車身結構組成2.1.2轎車車身結構（三）2.1.2轎車車身結構（四）一般轎車車身有三個立柱，從前往后依次為前柱（A柱）、中柱（B柱）、后柱（C柱）。對于轎車而言，立柱除了支撐作用，也起到門框的作用。2.1.2轎車車身結構（五）前柱遮擋駕駛者視線，一般情況下，駕駛者通過前柱處的視線，雙目重疊角總計為5～6度，對駕駛者而言，重疊角越小越好，但這涉及到前柱的剛度，這是一個矛盾的問題。沃爾沃SCC2.1.2轎車車身結構（六）中柱和后柱不但支撐車頂蓋，還要承受前、后車門的支承力，有些設計師卻從乘客上下車的便利性考慮，索性取消中柱。而在敞篷車中中柱和后柱都被取消了。2.1.2轎車車身結構（七）發(fā)動機蓋一般由外板和內板組成，中間夾以隔熱材料。內板起到增強剛性的作用。發(fā)動機蓋開啟時一般是向后翻轉，也有小部分是向前翻轉。對發(fā)動機蓋的主要要求是隔熱隔音、自身質量輕、剛性強。2.1.2轎車車身結構（八）發(fā)動機艙結構。2.1.2轎車車身結構（九）乘員艙結構。2.1.2轎車車身結構（十）三廂車有行李箱，行李箱蓋要求有良好的剛性，結構上基本與發(fā)動機蓋相同，也有外板和內板，內板有加強筋。一些被稱為“二廂半”的轎車，其行李箱向上延伸，包括后檔風玻璃在內形成背門。2.1.3轎車車身的安全性（一）現代轎車設計車身的安全性要從力學研究的角度出發(fā)，該柔軟的地方就柔軟，該剛硬的地方就剛硬，根據不同的受力狀況，讓部分車體在碰撞時起到吸能分散的作用，盡量減弱沖擊力。2.1.3轎車車身的安全性（二）轎車車身安全性設計主要考慮來自三個方向碰撞，即縱向、側向和頂面。為了盡量保證碰撞后轎車乘員的安全，轎車車身前部和后部剛度應適中，并應設計出一定的碰撞變形區(qū)域，以吸收大部分的碰撞沖擊能量，乘員艙的剛度應較大，以保護乘員的安全。在側面碰撞中，側部車身允許碰撞變形的余地很少，應采取加強側圍和車門的耐碰撞能力，提高側向剛度，防止因乘員艙橫向變形而對乘員造成的傷害。在翻車碰撞中，頂面車身允許碰撞變形的余地很少，應采取加強車頂部的耐碰撞能力，提高垂直方向剛度。車身剛度設計要求2.1.3轎車車身的安全性（三）塞納轎車車身加強結構。2.1.3轎車車身的安全性（四）普里馬轎車車身加強3H結構。2.1.3轎車車身的安全性（五）凱越轎車車身加強結構。2.1.3轎車車身的安全性（六）設計變形吸能區(qū)時，需要在車身上設計一些強度比較小的區(qū)域。在發(fā)生碰撞時這些區(qū)域會斷裂或者發(fā)生折疊，而不會向乘客艙方向擠壓。經過精確設計變形吸能區(qū)的轎車，可以準確預測在發(fā)生碰撞時車身的變形方向和程度。2.1.3轎車車身的安全性（七）正面碰撞實驗2.1.3轎車車身的安全性（八）側面碰撞實驗。2.1.4貨車車身結構（一）貨車按駕駛室與發(fā)動機的相對位置可分為三類：1.駕駛室位于發(fā)動機之后的長頭式。2.駕駛室的一部分位于發(fā)動機之上的短頭式；3.整個駕駛室位于發(fā)動機之上的平頭式。2.1.4貨車車身結構（二）長頭汽車的優(yōu)點是發(fā)動機維修方便，駕駛員受到的熱量和震動較小，前后軸負荷分配較好。但汽車的軸距和總長較長，且整車面積利用率低、視野不好。平頭汽車駕駛室可以翻轉，以便于維修。也有些平頭汽車駕駛室內設有雙排座位，以供裝卸人員乘坐。平頭汽車則由于汽車的軸距和總長相對較短，整車面積利用率較高，視野寬廣等而得到廣泛應用。2.1.5客車車身結構（一）半承載式車身2.1.5客車車身結構（二）大客車承載底架2.1.5客車車身結構（三）承載式車身2.1.6車門、車窗（一）車門是車身上重要的部件之一，按開啟方法可分為：順開式、逆開式、滑移式、折疊式、掀起式、外擺式、旋翼式等等。2.1.6車門、車窗（二）掀起式2.1.6車門、車窗（三）2.1.6車門、車窗（四）2.1.6車門、車窗（五）2.1.6車門、車窗（六）2.2車身制造工藝（一）

1.鋼制車身車身骨架和板件多用鋼板沖壓而成，車身專用鋼板具有深拉延時不易產生裂紋的特點。根據車身不同位置，一些要防止生銹的部位使用鋅鋼板，如翼子板、車頂蓋等；一些承受應力較大的部位使用高強度鋼板，如散熱器支承橫梁、上邊梁等。轎車車身結構中常用鋼板的厚度為0.6～3毫米，大多數零件用材厚度是0.8～1.0毫米。2.2車身制造工藝（二）2.鋁制車身奧迪A8的車架是用鑄造和液壓成型的鋁材組合而成的結構，將鋁合金組件焊接、鉚接或貼合在一起組成一個框架，鋁合金車身優(yōu)點是輕（相同剛度的情況下）。2.2車身制造工藝（三）鋁合金用于汽車工業(yè)的也有一些弱勢：1.鋁合金缺乏等同于鋼鐵的強度和韌性，汽車需要通過撞擊測試，必須面臨嚴重碰撞后還要維護乘客安全。2.鋁合金的金屬特性卻不像鋼鐵般有充分的韌性、延展性可供敲敲打打，汽車因為比較有機會碰碰撞撞，因此車體鈑件也常要敲敲打打、鈑金烤漆。3.鋁合金鈑件彼此之間的結合也需要特殊技術，不像鋼鐵板件很容易焊接，因此作業(yè)工時長、作也成本也高。2.2車身制造工藝（三）車身噴涂第三節(jié)車身外部附件1.保險杠及側防護條2.車頂天窗5.車門及門鎖6.后視鏡7.車窗玻璃（1）鋼化玻璃（2）局部鋼化玻璃（2）夾層玻璃8.車窗升降器9.雨刮器第四節(jié)汽車燈光與儀表設備1.前照燈2.儀表盤3.座椅4.安全帶5.安全氣囊6.通風、暖風與制冷第三節(jié)汽車附屬裝置當汽車制動前輪抱死時，汽車會失去轉向能力，后輪抱死時會造成汽車急轉甩尾。制動防抱死系統就是在制動過程中防止車輪被制動抱死，提高制動減速度、縮短制動距離，能有效地提高汽車的方向穩(wěn)定性和轉向操縱能力，保證汽車的行駛安全。ABS系統對汽車性能的影響主要表現在減少制動距離、保持轉向操縱能力、提高行駛方向穩(wěn)定性以及減少輪胎的磨損方面。8.1.1汽車空調

ABS最早出現在鐵路機車上，1908年J．E．弗蘭西斯設計了第一套ABS系統并安裝在鐵路機車上，獲得成功。1936年德國博世公司將電磁傳感器用于測量車輪速度，當傳感器探測到車輪抱死時，在各條制動管路上的電動機動作控制閥口的大小，從而調節(jié)制動壓力。這一專利被認為是ABS形成中的里程碑，其原理一直沿用至今。1945年德國奧斯特瓦爾德公司開始開發(fā)用于飛機著陸制動系統，由于飛機體積和重量的加大，速度加快，飛機著陸時，車輪制動抱死產生劇烈摩擦，在駕駛員反應過來之前輪胎就會出現斑點，大大縮短了輪胎的壽命，制動防抱死系統的應用防止了這一現象的發(fā)生。8.1.1風窗刮水器與洗滌器

ABS最早出現在鐵路機車上，1908年J．E．弗蘭西斯設計了第一套ABS系統并安裝在鐵路機車上，獲得成功。1936年德國博世公司將電磁傳感器用于測量車輪速度，當傳感器探測到車輪抱死時，在各條制動管路上的電動機動作控制閥口的大小，從而調節(jié)制動壓力。這一專利被認為是ABS形成中的里程碑，其原理一直沿用至今。1945年德國奧斯特瓦爾德公司開始開發(fā)用于飛機著陸制動系統，由于飛機體積和重量的加大，速度加快，飛機著陸時，車輪制動抱死產生劇烈摩擦，在駕駛員反應過來之前輪胎就會出現斑點，大大縮短了輪胎的壽命，制動防抱死系統的應用防止了這一現象的發(fā)生。8.1.1安全防護裝置根據NHTSA的統計，安全帶的使用減少了45－65％的死亡和嚴重受傷情況，在美國每年有超過1萬駕駛者因為安全帶而保住性命。8.1.1安全防護裝置AIRBAG在推出