第一章車身概論1

汽車車身結(jié)構(gòu)與設計教材名稱：汽車車身結(jié)構(gòu)與設計主編：黃天澤、黃金陵著，機械工業(yè)出版社，2007年6月第1版主講：南昌大學機電工程學院黃菊花2第一章車身概論本章要點車身概論及其名詞術(shù)語車身的承載類型和構(gòu)造汽車“三化”問題引言1.1車身的特點1.2車身及其名詞術(shù)語1.3車身的承載類型和構(gòu)造1.4“三化問題”引言一、汽車的重要作用1、汽車工業(yè)——美國被稱為“汽車輪子上的國家”汽車工業(yè)我國、我省重要支柱產(chǎn)業(yè).飛機——面到面火車——線到線汽車——點到點，可以到世界任何角落2、中國汽車工業(yè)“2010年，中國將成為世界第一大汽車生產(chǎn)和銷售國?！敝袊嚠a(chǎn)業(yè)是新中國建立以后，在所有傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中僅有的，從無到有發(fā)展起來的，而今天已經(jīng)變成一個大產(chǎn)業(yè)，1950年的時候，全國汽車保有量僅有5.43萬輛，一汽1953年奠基興建，1956年建成并投產(chǎn)，一汽投放到全國的汽車產(chǎn)量為1654輛，1958年產(chǎn)量1.6萬輛，1961年由于國家經(jīng)濟困難，全國汽車當年產(chǎn)量3500輛，到了1967年，我們產(chǎn)量是2萬輛，1978年改革開放的元年，我們?nèi)珖钠嚠a(chǎn)量為14.5萬輛。中國汽車產(chǎn)業(yè)是自從改革開放以來最具有代表性的產(chǎn)業(yè)，它的改革和開放最具有代表性。汽車工業(yè)是在計劃經(jīng)濟形勢下執(zhí)行指定性計劃時間更長，計劃最嚴密，不管從它的生產(chǎn)材料的供應，還是銷售、分配都是最嚴密的，直到1989年的時候，汽車工業(yè)還是作為國家指定性計劃產(chǎn)品，那時候全部汽車特別是轎車的分配完全是國家指定化供應。1994年我國頒布《汽車產(chǎn)業(yè)政策》后，我們的開放到了一個非常有序的階段，我們開放的主要目的是為了應對即將參加的世貿(mào)組織談判，1994年產(chǎn)業(yè)政策發(fā)布的時候，全國汽車產(chǎn)量為135萬輛，到十年之后發(fā)布的第二個汽車產(chǎn)業(yè)政策時，我們的汽車產(chǎn)量已經(jīng)達到了500萬輛。繼2006年全國汽車產(chǎn)銷量突破700萬輛大關后，2007年又跨上一個新臺階，產(chǎn)量達到888.24萬輛，銷量達到879.15萬輛。2008年以來，受次貸危機影響，中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展腳步放緩。金融危機給汽車產(chǎn)業(yè)帶來巨大沖擊的同時，汽車產(chǎn)業(yè)也迎來了難得的發(fā)展機遇。2009年，隨著國家《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》的及時出臺及配套政策的實施，對中國汽車產(chǎn)業(yè)的企穩(wěn)回暖起到了積極的促進作用，中國汽車市場企穩(wěn)回暖。2009年1-5月份，中國汽車市場復蘇跡象漸顯，汽車市場結(jié)束了2008年四季度的下降趨勢，汽車銷量達到480萬輛，首次超過美國，成為全球最大的汽車市場。2010年預計1300多萬輛.二、車身的重要地位

現(xiàn)代汽車：沿著“底盤”—“發(fā)動機”—“車身”逐步發(fā)展完善過來的——車身工程是汽車工業(yè)中最年輕而又發(fā)展迅速的一個分支,越來越起到重要作用車身——越來越居于主導地位，具體為：1、從質(zhì)量（重量）看：轎車車身占整車重量的40~60%，貨車車身占整車重量的16~30%2、從制造成本看：超過上述的上限值3、節(jié)能、節(jié)材看：減少重量將節(jié)約能源和材料4、制造技術(shù)看：技術(shù)密集型、勞動密集型，而在中國汽車制造中，車身為薄弱環(huán)節(jié)，5、從汽車的更新?lián)Q代來看：車輛的更新?lián)Q代在于車身(以前為8-10年,現(xiàn)在更短)，整車的開發(fā)關鍵在車身，車身的開發(fā)涉及的關鍵設備投資費用高、技術(shù)難度大。6、從安全性看：

可見，汽車發(fā)展在于車身

.1.1車身的特點

一、車身的涉及面

1、車身功能：車身是載運乘客或貨物的移動建筑物，相當于一個移動的家或流動倉庫2、車身涉及面廣：車身造型藝術(shù)、內(nèi)部裝飾、取暖通風、防振隔音、密封照明、座椅設計、人體工程學等.汽車車身的技術(shù)發(fā)展狀況足以直接放映出一個國家的工業(yè)水平和完備程度。綜合起來看，由于汽車車身的獨特性，它使得生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)力學、人體工程、技術(shù)美學、用戶心理、交通運輸工程、企業(yè)管理乃至供銷等各種學科甚至很多非技術(shù)性領域的知識緊密地結(jié)合在一起。

二、車身造型

早期：附加的美化工作現(xiàn)在：成為探討車身的整體藝術(shù)形象,研究和利用各種各樣日新月異的材料的裝飾性能及其生產(chǎn)方式的學科，它同時還需要權(quán)衡車身造型對整車結(jié)構(gòu)、性能和工藝的影響。世界各國汽車（特別是轎車）車身造型

20世紀20年代：采用薄板沖壓件和結(jié)構(gòu)件以減輕重量圖1-120世紀30年代：流線型以減少因車速提高而引起的阻力，圖1-220世紀40年代：因二次大戰(zhàn)而停頓。20世紀50年代：采用更豪華的內(nèi)飾，尾翼以改善空氣動力性圖1-3、歐洲崇尚簡樸簡練，圖1-420世紀60年代：隨著汽車覆蓋件技術(shù)和材料發(fā)展，外形更簡潔，流行性造型更易實現(xiàn)，外觀更美，圖1-520世紀70年代：由于石油危機，更節(jié)能環(huán)保的車型出現(xiàn)，即汽車輕量化、流行性造型減少風阻,節(jié)能化如圖1-6。圖1-7菲亞特公司的大客車，古羅馬建筑穩(wěn)重的高級客車而如今，不同的品牌有不同的風格：如前臉：U型臉（大眾），勞斯—萊斯（王者風范，宮廷立柱式的前臉等）

三、車身材料1、金屬和輕合金,以防銹鍍鋅鋼板較多

2、各種非金屬材料（如塑料、橡膠、符合材料、玻璃、油漆、紡織品、木材等）材料應用總趨勢：以非金屬材料代替金屬材料，在金屬材料中又以非鐵（有色）金屬取代部分鋼鐵。

3、復合材料以后將越來越廣，如玻璃鋼、碳纖維等

汽車一般部件重量每減輕1%，可節(jié)油1%；運動部件每減輕1%，可節(jié)油2%。國外汽車自身質(zhì)量同過去相比已減輕了20%～26%。預計在未來的10年內(nèi)，轎車自身的重量還將繼續(xù)減輕20%。美國李爾公司已將車廂內(nèi)飾件全部實現(xiàn)了模塊化供貨，車廂內(nèi)被簡化為前座、后座、儀表板、車門襯、車門和行李箱襯等六大件。這些部件及所有電氣、機械設備都已預先裝配好，可在整車裝配線上直接安裝。其次是電子化趨勢。例如，豪華轎車的座椅總成具備電動調(diào)整、預熱等功能，還有的具備腰部按摩功能，并逐步向經(jīng)濟型轎車擴散。

表1汽車車身材料構(gòu)成（%）年份1978

2009塑料51015鋁合金3810高強度鋼31015非高強度鋼594940其他3023201-2車身及其名詞術(shù)語

１、車身包括：白車身及其附件白車身通常是指已經(jīng)焊好但尚未噴漆的白皮車身,包括車身結(jié)構(gòu)件和覆蓋件。２、覆蓋件：覆蓋車身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表面板件。３、車身結(jié)構(gòu)件：支撐覆蓋件的全部車身結(jié)構(gòu)零件的總稱。４、車身前板制件：車頭部分的零部件。1.3車身的承載類型和構(gòu)造

從結(jié)構(gòu)和設計觀點，按車身承載形式來分類?？蓪④嚿矸譃榉浅休d式、半承載式和承載式3大類。一、非承載式（有車架式）

（一）、框式車架

1、邊梁式（或梯形）車架

特點:老式貨車和轎車上，便于改裝,現(xiàn)在應用不多）

2、周邊式車架結(jié)構(gòu)：圖1-11所示，邊框加橫梁組成。特點：可降低地板高度，車架前后窄、中間寬類似于緩沖臂或抗扭盒，利于吸收由地面不平引起的沖擊和降低車內(nèi)的振動、噪聲。提高了整車的橫向穩(wěn)定性，同時也減少了橫梁的懸伸長度，廣泛應用于中、高檔轎車上。（圖1-11）

（二）脊（中）梁式車架結(jié)構(gòu)：多由一根位于車身對稱軸上的較粗的縱梁和若干根橫向懸伸托架構(gòu)成.特點：具有較大的抗扭剛度，同時結(jié)構(gòu)上容許車輪有較大的跳動，便于裝獨立懸架，多用于越野車，但因維修不便，制造工藝復雜，應用不多。（三）、綜合式車架結(jié)構(gòu)：圖1-12所示，前后便于安裝發(fā)電機和驅(qū)動橋，中間短的脊梁骨有利于提高抗扭剛度.特點：前后便于安裝發(fā)電機和驅(qū)動橋，中間短的脊梁骨有利于提高抗扭剛度。圖1-14為貨車駕駛室的結(jié)構(gòu)解剖圖圖1-15為貨車駕駛室的結(jié)構(gòu)

驪威剖面圖非承載式車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點和缺點：優(yōu)點：1、輪胎和懸架系統(tǒng)對整車（車身）有吸振、緩沖和減噪的作用，繞性橡膠墊也可起到緩沖和吸振的作用，以提高乘坐舒適性和車輛使用壽命。廣泛用于中、高檔轎車上。2、底盤和車身可以分開制造、裝配，便于專業(yè)化協(xié)作。3、以車架為整車的基礎，便于車架上各部件的總成和部件安裝，也便于改裝成其他用途的汽車。4、碰撞時，車架對車身可起到緩沖和保護作用缺點：1、由于車身不考慮承載，要求車架有足夠的強度和剛度，使整車重量增加。2、底盤和車身之間裝有車架，整車高度增加?？梢苑珠_制造、裝配，便于專業(yè)化協(xié)作。3、車架是整車上最重、最大的零件，需要大型的沖壓及焊接設備，工裝、焊接夾具等一系列貴重設備。

二、半承載式（底架）半承載式是過渡型的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):車身下部仍保留有車架（此時多稱為底架）但強度和剛度略低于車架。圖1-17為半承載式大客車車身主要特點：車身下部與底架組合成為一體，車身也能分擔部分彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。強度和剛度可稍低于非承載式的車架.

三、承載式（無車架式）結(jié)構(gòu)：承載式車架分為：基礎承載式和整體承載式.圖1-18所示目的：進一步減輕汽車的自重力以及使車身結(jié)構(gòu)合理化（一）基礎承載式（二）整體承載式

（一）基礎承載式圖1-19所示為基礎承載式蘇式大客車圖1-20所示為基礎承載式日野牌大客車如圖1-21~圖1-23基礎承載式事例（二）整體承載式結(jié)構(gòu)：如圖1-18（b）特點：車身上下形成一個整體，可以設計出等強度結(jié)構(gòu)，翻車時可以保證乘員安全，使用壽命長，但客車立柱太粗，立柱距離過短，如圖1-24如圖1-27中，前有緩沖，在撞車后乘客部位變形不大，能保證乘客安全。如圖1-27中4，前有緩沖，在撞車后乘客部位變形不大，能保證乘客安全。圖1-28為照上述原則設計的轎車。前后保險杠和輪罩剛性小，屬彈性結(jié)構(gòu)。圖1-29圖1-30為照上述原則設計的轎車。承載式車架的缺點：1振動直接傳至車身，乘坐舒適性差改型困難為了改善乘坐舒適性，在前后端加裝有副車架（如圖1-32，圖1-33），以提高乘坐舒適性。1.4“三化”問題

“三化”：產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件設計的標準化。目的：簡化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品品質(zhì)，降低成本實踐表明：實行“三化”可以收到很大的經(jīng)濟效益。在“三化”思想的啟迪下，國外在設計轎車車身時，又發(fā)展了一種設計原則：“從標準化元件—非標準化整體”。例:駕駛室的通用化1為通用件相同的基礎框架一、平頭駕駛室和長頭駕駛室的通用化設計的基本思路：1）將平頭駕駛室的內(nèi)發(fā)動機罩移到駕駛室前面2）改變相應的車門、前圍、后圍、側(cè)圍外形尺寸3）零部件