汽車車身期末復(fù)習(xí)答疑課件

車身發(fā)展簡史1886年德國人卡爾本茨發(fā)明三輪汽車，同年德國戴姆勒發(fā)明四輪汽車，故1886作為汽車元年。車身演變：馬車-箱型車-甲蟲型-船型--楔形以人為本原則：乘坐舒適、操縱方便、視野開闊、上下車方便等。氣動性原則：整車經(jīng)濟(jì)性、行駛穩(wěn)定性。外小內(nèi)大原則：尤其是寬度方向的利用。三化原則：系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，并符合法規(guī)。協(xié)調(diào)性原則：整體的協(xié)調(diào)，進(jìn)行局部妥協(xié)或補(bǔ)償。見縫插針原則：空間利用最大化，要斤斤計較。大多數(shù)人原則：室內(nèi)布置和座椅、儀表操作尺寸。方便性原則：操縱、修理、上下車方便性。輕量化原則：設(shè)計輕量化，工藝合理化（沖壓/焊接/涂裝/裝配）?？偛贾迷瓌t以駕駛員座椅為中心(實質(zhì)為H點)來進(jìn)行。確定座椅位置及尺寸畫出在調(diào)節(jié)狀態(tài)下的極限位置畫出眼橢圓確定R點確定H點確定儀表板位置及上下左右視野利用人體模型確定方向盤安裝角度據(jù)盤底端距坐墊、椅背距離畫出操縱手柄、按鈕位置確定前風(fēng)窗安裝角度和AC柱位置頂蓋及地板位置?？偛贾迷O(shè)計方法總布置設(shè)計內(nèi)容與底盤布置型式的關(guān)系動力總成的布置地板凸包和傳動軸的布置輪罩外形尺寸的確定和踏板位置車門、立柱布置及上下車方便性車身內(nèi)部布置油箱和備胎等附件布置排氣消音器的布置承載式車架的形式：傳統(tǒng)一體化、高剛一體化、碳纖維一體化、盆式鋁合金一體化、空間管陣式、鋁合金空間管陣一體化。優(yōu)點：1、車身為一個整體，承受載荷時互相傳遞力，整車易于達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。2、車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)的剛度，質(zhì)量小，高度低，汽車質(zhì)心低，裝配簡單，高速行駛穩(wěn)定性較好。缺點：1、沒有車架，導(dǎo)致振動和噪聲直接傳遞給車身，惡化乘坐舒適性，需要隔噪防振設(shè)備。2、車架為整體式，改型困難，幾乎需要重新設(shè)計車架。3、當(dāng)四個車輪受力不均勻時，車身會發(fā)生變形另外，另外制造成本偏高。

采用“去兩頭”原則，以95％和5％百分位的人體尺寸作為車身室內(nèi)設(shè)計，確定座椅調(diào)節(jié)行程的上下限尺寸基準(zhǔn)。M一男子F女子

以5％和95％百分位的人體尺寸確定車身室內(nèi)各部件的相對位置關(guān)系，而駕駛員座椅的調(diào)節(jié)行程應(yīng)能保證：當(dāng)座椅調(diào)整至最前端時，能滿足5％百分位的人體尺寸要求；當(dāng)座椅調(diào)整至最后端時，能滿足95％百分位的人體尺寸要求。

布置設(shè)計能滿足從5％到95％百分位之間的人體尺寸要求，即符合90％的使用對象人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用

一般舒適座椅設(shè)計，其靠背要能合理地支撐人體的肩部和腰部，這是達(dá)到舒適支撐面的必要結(jié)構(gòu)措施。所謂肩靠能減輕人體的頸曲變形，設(shè)置在5、6胸椎之間；腰靠則保證使人體的腰曲弧線呈正常形狀，支撐在第2、3腰椎上,支撐量15mm～25mm，即為舒適座椅設(shè)計的二點支撐原則。此外，頭枕用來支撐人體頭部也是非常重要的。人體不同姿勢時的舒適支撐面曲線車身設(shè)計中人體布置的H點直接影響駕駛員的手伸和界面。影響因素：安全帶種類、人體尺寸、座椅調(diào)節(jié)行程、最后H點位置、人體駕駛姿勢、方向盤尺寸、布置位置和傾角等。反映為以下幾個參數(shù)：Hx≧130mm

Hz130~520mm

Wx660~152mmWz530~838mmWa10°~70°β9°~33°γ95°~105°D330~600mm座椅尺寸調(diào)節(jié)功能及范圍座椅表面形狀的乘坐穩(wěn)定性座椅蒙皮的觸感特性等合理的體壓分布：其分布應(yīng)符合人體的生理承受感覺，特別是臀部的壓力分布。

合理的體壓分布不是平均強(qiáng)度分布，而應(yīng)根據(jù)人體產(chǎn)生不舒適的生理感覺特性來分布：在坐骨和腰椎骨(第2、3

腰椎骨附近)處壓力最大，且壓力應(yīng)緩慢向四周減小，從較高壓力區(qū)向較低壓力區(qū)平滑過渡。人體臀部和背部的各部位在產(chǎn)生不舒適感覺之前所能承受的壓力不同，則要求體壓分布應(yīng)隨人體臀部和背部的不同部位呈不同強(qiáng)度的分布,這就是舒適座椅設(shè)計的體壓分布條件。影響人體坐姿舒適性的其他因素H點肩點EO點4.1手的操縱范圍

駕駛員的手伸及界面人體工程學(xué)的手操縱范圍中心EO點汽車室內(nèi)手操縱裝置和操縱鈕鍵的布置變速桿和手制動桿方向盤室內(nèi)操縱鈕鍵刮掃面積校核：設(shè)計中要適當(dāng)選擇雨刮軸位置、雨刮長度和刮刷角度。雨刮布置設(shè)計應(yīng)將刮刷面積確定在A、B、C三個區(qū)域內(nèi)，并得到最大的刮刷百分比。A區(qū)：80%B區(qū)：95%C區(qū)：100%人體工程學(xué)應(yīng)用轎車車身的四大構(gòu)成

轎車車架結(jié)構(gòu)轎車車身本體結(jié)構(gòu)轎車車門結(jié)構(gòu)轎車車身外裝件和內(nèi)飾結(jié)構(gòu)轎車車架的結(jié)構(gòu)要求轎車車架型式及構(gòu)造車身的懸置裝置車身前部結(jié)構(gòu)前圍結(jié)構(gòu)車身地板結(jié)構(gòu)車身側(cè)圍結(jié)構(gòu)車身頂蓋結(jié)構(gòu)車身后部結(jié)構(gòu)特殊的承載式車身結(jié)構(gòu)轎車車門的組成及設(shè)計要求門體結(jié)構(gòu)設(shè)計車門附件轎車車身外裝件轎車車身內(nèi)飾結(jié)構(gòu)

轎車的副車架結(jié)構(gòu)型式是為避免發(fā)動機(jī)、驅(qū)動裝置和懸架等總成在車身上直接安裝時，造成在安裝點部位產(chǎn)生集中力流傳入而采取的一種結(jié)構(gòu)措施。將懸架機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)和驅(qū)動裝置通過軟墊安裝在副車架上，然后再將副車架通過軟墊連接到承載式車身上。通過副車架的設(shè)計使傳入車身的力得到較好地分配，從而改善車身的受力狀況。副車架結(jié)構(gòu)型式具有較好的減振性能，是一種模塊式的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式。副車架結(jié)構(gòu)轎車副車架結(jié)構(gòu)型式◆邊梁型車架的布置型式◆邊梁型車架的特點中邊梁與門檻的位置關(guān)系

轎車車身本體是由復(fù)雜、大量的薄鋼板沖壓件焊接、裝配成的集合體(金屬鋼板車身)。以提供車身所需的承載能力，滿足強(qiáng)度和剛度要求。組成轎車車身本體的構(gòu)件大體可分為三類：

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件覆蓋件梁和支柱

車身結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)根據(jù)組成車身本體各構(gòu)件的功能要求及特征要求進(jìn)行設(shè)計。

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件主要用于加強(qiáng)板件的剛度、提高各構(gòu)件的連接強(qiáng)度。

覆蓋件指車身結(jié)構(gòu)中包覆梁、支柱等構(gòu)件，具有較大空間曲面形狀的車表面和車內(nèi)板件。在車身結(jié)構(gòu)中的功能是：

1、封閉車身；

2、體現(xiàn)車身外觀造型；

3、增大結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度等。

車身結(jié)構(gòu)中的梁和支柱(又稱車身結(jié)構(gòu)件)，是指支承車身覆蓋件的車身結(jié)構(gòu)零件。由這些結(jié)構(gòu)件形成的轎車車身承載粱框架結(jié)構(gòu)，是車身結(jié)構(gòu)承載能力的基礎(chǔ)，對保證車身所要求的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度非常重要。構(gòu)造的功能性設(shè)計：裝配功能

焊接以連接各車身覆蓋件，組成車身的封閉殼體；安裝車身各構(gòu)件或附件，如車門鉸鏈、發(fā)動機(jī)罩、玻璃、密封條等；實現(xiàn)車身各活動部分的動態(tài)配合。其他特殊功能

設(shè)置流水槽結(jié)構(gòu)，設(shè)置車身通風(fēng)風(fēng)道。粱、支柱

承載式車身的前部結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度，以支承

發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)向裝置懸架散熱器等并承受各種載荷作用。除發(fā)動機(jī)罩和左、右前翼子板等外覆蓋件是可拆的外，一般將其他車前鈑金件與車身主體焊接在一起，以形成一個四周封閉的空間。車身前部承載體車身前部結(jié)構(gòu)的橫向承載單元

由前大燈框架、前橫梁、發(fā)動機(jī)罩前支承板等構(gòu)件焊接組成車身前部結(jié)構(gòu)兩側(cè)的縱向承載單元由前翼子板支架、擋泥板、懸架支座、前縱梁、輪罩等構(gòu)件焊接組成承載式車身的前部結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)縱置(FF車或FR車)發(fā)動機(jī)橫置(FF車)車身地板結(jié)構(gòu)

轎車車身地板結(jié)構(gòu)主要由地板、地板梁、支架、地板通道、門檻、連接板、座椅支架等構(gòu)件組成。承載式車身的地板結(jié)構(gòu)

轎車車身地板是車身的支承部分。無論是非承載式車身還是承載式車身，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，車身地板結(jié)構(gòu)都應(yīng)提供足夠的強(qiáng)度和剛度，從而保證車身的承載能力。因此，除地板構(gòu)件外，在結(jié)構(gòu)上設(shè)置加強(qiáng)梁、連接梁等承載構(gòu)件是必要的。車身底部結(jié)構(gòu)構(gòu)成(1)多采用封閉斷面的抗扭箱型梁。

(2)各梁構(gòu)件采用不同厚度的鋼板材料，，盡量降低地板高度。

(3)底部前縱梁和后縱梁與地板結(jié)構(gòu)的連接，一般采用叉型梁設(shè)計原理，將力流分成許多分支傳遞是有利的。

車身前部撞擊時，力流傳遞途徑底部梁框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點及要求：車身頂蓋結(jié)構(gòu)頂蓋由頂蓋前、后橫梁和頂蓋側(cè)梁支承，并焊接在其上，從而其剛度和強(qiáng)度得到增加。從擴(kuò)大視野和提高上下車方便性考慮，廣泛采用薄車頂、四周小圓角過渡的頂部結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)設(shè)計中保證頂蓋的剛性，減小振動噪聲非常重要。轎車車身頂蓋結(jié)構(gòu)車身后部結(jié)構(gòu)(車身后部結(jié)構(gòu)又稱為車后鈑金件)幾種車身的后部結(jié)構(gòu)車門鉸鏈

轎車車門一般采用合葉式鉸鏈(具有質(zhì)量輕、剛度高、易裝配等優(yōu)點)。根據(jù)車身外形的造型特點，可將鉸鏈軸線內(nèi)傾一定角度布置，有利于在保證鉸鏈間距的條件下，增大軸線的外移程度。同時這種布置會使車門有自動關(guān)閉趨勢。一般來說，上鉸鏈的上端到下鉸鏈的下端要保持400mm左右的間距。車門鉸鏈軸線確定后，必須以軸線為旋轉(zhuǎn)中心，進(jìn)行車門開啟運動校核，檢查車門在最大開度位置時，有無與車身其他部位發(fā)生干涉。一般車門最大開度角取65°～70°范圍。設(shè)計中確定車門最大開度角應(yīng)考慮上下車的方便性，上車后的關(guān)門方便性，以及避免車門與車身各部分發(fā)生干涉等條件保險杠的結(jié)構(gòu)型式：吸能式保險杠是被廣泛采用的保險杠型式，主要有液壓吸能式和塑料式保險杠。

轎車車身外部裝飾類部件一般采用螺釘、塑料扣鉤、不銹鋼卡夾、彈簧卡扣，以及粘接等方式安裝在車身外表面上，在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計中，使用這些裝飾件的作用主要表現(xiàn)在：(1)車身造型要求；(2)鋼板結(jié)構(gòu)周邊的遮蔽；(3)防止車身結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角部位、突出部位的撞傷，以及這些部位對行人的傷害；(4)車身結(jié)構(gòu)端部的密封，提高防腐性。車身外部裝飾類部件及裝配關(guān)系車身外部裝飾類部件從種類上分，汽車氣動阻力由五部分迭加構(gòu)成，分別是：形狀阻力干擾阻力誘導(dǎo)阻力內(nèi)部阻力摩擦阻力以上五個力在行車中會圍繞重心產(chǎn)生縱向（阻力）、垂直（升力）和側(cè)向（側(cè)擺力）三個方向的氣動力，其中縱向氣動力是最大的阻力，直接影響動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

是氣流的靜壓力作用于車表之合力是法向力的合力是切向力的合力空氣動力學(xué)應(yīng)用風(fēng)阻系數(shù)Cd值與汽車形狀有關(guān)。當(dāng)長度直徑比l/d≈2.4時Cd值最小，是為0.04，也就是說，空氣動力學(xué)意義上具有“較好”形狀的物體是紡錘形流線體。理論和實踐證明，楔形是最好的形態(tài)。

減小氣動升力的措施減小升力首先應(yīng)從汽車整體造型方面來考慮、盡量改變下大上小的壓力分布。因此，汽車外形應(yīng)避免接近典型的翼剖面，最好是具有—定的負(fù)沖角，即前低后高：楔型>船型>魚型（斜背式）

>甲蟲型

a.擾流器。通過對流場的干擾影響，調(diào)整汽車表面壓力分布的裝置，如鴨尾式后脊。b.負(fù)升力翼。裝在車尾部，產(chǎn)生垂直向下氣動力的翼型元件。減小擾流的措施a、減少外表面零件：后視鏡、雨刷、門把手、車標(biāo)及各種裝飾件等。b、去掉車身表面的凸起物：如采用粘貼工藝來固定車窗玻璃，雨刮在不工作時應(yīng)將刮桿和刮片置于風(fēng)擋下端凹槽內(nèi)。另外，適當(dāng)提高離地間隙、改善底板不平度、設(shè)置輪罩及側(cè)護(hù)罩等光滑車身表面的措施都有助于減少