汽车车身及附属设

内燃机研究所 汽车车身及附属设备 车身附属设备 内燃机研究所 车身 概说车身壳体车门及其附件车身内部装备安全防护装置 内燃机研究所 概说 汽车车身是驾驶员的工作场所 也是容纳乘客和货物的场所 车身应给驾驶员提供良好的操作条件 给乘客提供舒适的乘坐条件 使他们能够抵御汽车行驶时的振动 噪声 废气的侵袭以及外界恶劣气候的影响 并保证完好无损地运载货物且装卸方便 车身结构和设备还应保证行车安全和减轻事故后果 内燃机研究所 车身 车身应保证汽车具有合理的形状 在汽车行驶时能有效地引导周围的气流 减小阻力以提高汽车的动力性和燃料经济性 还应保证汽车行驶稳定性和改善发动机的冷却条件 并使室内通风良好 车身是一件精致的艺术品 以其明晰的雕塑形体 优雅的装饰件和内部覆饰材料以及悦目的色彩使人获得美感享受 反映时代的风貌 民族的传统以及独特的企业形象 内燃机研究所 车身 汽车车身结构应包括车身壳体 车门 车窗 车身外部装饰件和内部装饰件 车身电气附件 座椅以及通风 暖气 冷气 空气调节装置等等 在货车和专用汽车上 还包括货箱和其它设备 内燃机研究所 车身壳体 车身壳体是一切车身部件的安装基础 通常是指纵 横梁和支柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣件共同组成的刚性空间结构 客车车身多数具有明显的骨架 而轿车车身和货车驾驶室则没有明显的骨架 车身壳体通常还包括在其上敷设的隔音 隔热 防振 防腐 密封等材料及涂层 车身壳体按照受力情况可分为非承载式 半承载式和承载式 或称全承载式 三种 内燃机研究所 车身壳体 承载式车身 汽车没有车架 车身就作为安装汽车各个总成和承受各种载荷的基体 它承受轿车的各种载荷 使车身材料得以合理利用 大大减轻了汽车自身质量 由于没有车架 故可降低地板和整车高度 抗扭曲强度大 制造成本低 缺点是传动系与悬架的振动产生的噪声传递到车厢内 使乘坐舒适性较差 且车身损坏后不易修复 这种车身适用于大多数中级 普通级 微型轿车的车身 内燃机研究所 车身壳体 非承载式车身 通过弹簧或橡胶垫与车架作柔体连接 车架是安装汽车各个总成和承受各种载荷的基体 而安装在车架上的车身不足以加固车架及分担其载荷 车身只承受本身的重力及轿车行驶时所引起的惯性力和空气阻力 车架的基本形式为梯形 能获得良好的刚性和驾驶室的有效空间 车身与车架能分开制造 工艺简单 其间装有防振元件 乘坐舒适 多用于高级轿车 中级轿车也有采用 缺点是整车高度高 车身质量重 内燃机研究所 内燃机研究所 车身壳体 半承载式车身用螺栓联接 铆接或焊接等方式与车架作刚性联接 在这种情况下 车架仍是安装汽车各个总成和承受各种载荷的基体 而车身在一定程度上有助于加固车架并分担车架的载荷 内燃机研究所 车身壳体 大多数中级 普通级 微型轿车和部分客车车身常采用承载式车身结构 以充分利用车身壳体构件的承载作用 减小整车质量 货车驾驶室只占汽车长度的小部分 不可能采用承载式结构 没有完整的封闭构架的开式车身 敞篷车 也很难采用承载式结构 少数高级轿车如果为了提高汽车的舒适性 减轻发动机及底盘各总成工作时传来的振动及汽车行驶时由路面通过车轮和悬架传来的冲击 则可采用非承载式车身结构 内燃机研究所 车身壳体结构 1 轿车车身壳体结构是由外部覆盖件和内部板件等焊合而成的空间结构 内燃机研究所 车身壳体结构 现代轿车的承载式车身壳体前部都有副车架 在副车架上安装发动机 传动系 前悬架和前轮 组合成便于装配和维修的整体 副车架与承载式车身壳体前部底面用弹性橡胶垫连接 以隔离振动和冲击 提高车身的舒适性 非承载式轿车车身与承载式轿车车身在结构上有较多相同之处 主要区别是 后者较坚固而前者较薄弱 板厚较小而且承力构件的断面尺寸也较小 此外 后者前部有较粗大的前纵梁 挡泥板等焊接成的刚性构架 而前者没有 内燃机研究所 货车驾驶室壳体结构 绝大多数货车驾驶室都是非承载式结构 通过3点或4点弹性悬置与车架连接 驾驶室壳体各个零件按顺序分组点焊连接 最后由地板总成 后围总成 前围总成 顶盖等拼装焊合 内燃机研究所 客车车身壳体结构 内燃机研究所 客车车身壳体结构 客车车身具有规则的厢式形状 多数有完整的骨架 车架与车身侧壁刚性连接 使车身骨架也分担车架一部分载荷 底架采用若干薄钢板制成的纵格栅24和横格栅19 以取代笨重的车架 所有的车身壳体构件 包括外蒙皮和内蒙皮 都参与承载 这种车身经过精心设计计算 使各构件承载时相互牵连和协调 充分发挥材料的最大潜力 使车身质量最小而强度刚度最大 内燃机研究所 车门及其附件 车门通过铰链安装在车身壳体上 其结构较复杂 是保证车身的使用性能的重要部件 钣等 这些钣制制件形成了容纳发动机 车轮等部件的空间 车门是车身上重要的部件之一 通常按开启方法分为 顺开式 逆开式 水平滑移式 折叠式 上掀式 外摆式 旋翼式等类型 内燃机研究所 内燃机研究所 车身内部装备 通风及暖气系统空调系统座椅 内燃机研究所 通风系统 通风系统有自然通风和强制通风两种形式 不依靠风机而利用汽车行驶的迎面气流进行车内空气交换的办法 称为自然通风 自然通风可依靠车身上的进 出风口和装在车门上的升降玻璃窗和三角通风窗实现 进风口通常布置在前风窗玻璃下沿前方或车身前围两侧 出风口通常布置在车身侧面向后部的拐角处 三角通风窗可绕垂直转轴调节开度 使空气在其附近形成涡流并绕车窗循环流动 内燃机研究所 内燃机研究所 暖气系统 1 非独立式热源是发动机工作时冷却液的热量 水暖 或发动机排气系统的热量 气暖 水暖式暖气装置多用于轿车 大型货车及采暖要求不高的大客车上 气暖式暖气装置多用于装有风冷式发动机的汽车和有特殊 2 独立式它的热源是燃料在燃烧器中燃烧所产生的热量 内燃机研究所 空调系统 空调系统 1 通风系统作用 在汽车行驶时必须保证室内通风 即对汽车室内不断充人新鲜空气 驱排混有尘埃 二氧化碳及来自发动机的有害气体 在寒冷的冬季 还应对新鲜空气加热 以保证车内温度适宜 2 暖气系统作用 对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行加热 达到取暖 除湿的目的 3 制冷系统作用 在车外环境温度较高时降低车内温度 使乘客感到凉爽舒适 4 空气净化系统作用 对引入的空气进行过滤 不断排出车室内的污浊气体 保持车内空气清洁 5 控制系统主要由电气元件 真空管路和操纵机构组成 作用 用以对制冷和暖风系统的温度 压力进行控制 对车室内空气的温度 风量 流向进行操纵 以完善空调系统的各项功能 在个别高级轿车和高级大 中型客车上 除安装有上述系统外 还特别安装有空气加湿装置 内燃机研究所 制冷 汽车空调 采用暖风和冷气装置来保持车内适宜的温度采用除湿和加湿装置来保持车内空气湿度适宜采用通风装置和空气净化器来保持车内空气清新洁净 内燃机研究所 内燃机研究所 电控自动空调的组成 冷气 压缩机 冷凝器 蒸发器热风 加热器 水阀送风 鼓风机 风道 吸入与吹出风门操作系统 温度设定与选择开关控制系统 传感器 ECU 各种转换阀门 执行元件 内燃机研究所 座椅 座椅是车身内部的重要装置 座椅的作用是支承人体 使驾驶操作方便和乘坐舒适 座椅由骨架 座垫 靠背和调节机构等部分组成 要求 满足安全性的要求满足舒适性 低成本 质量轻及美观耐用 内燃机研究所 座椅系统的安全性功能 首先 保证使乘员处在自身的生存空间之内 并防止其他车载体进入到这个空间 其次要使乘员在事故发生过程中保持一定的姿态 以使其他约束系统能充分发挥其保护效能设计原则 底部连接牢固 并严禁滑动 具有合适的座椅强度 内燃机研究所 车身内外饰 车身外部装饰件主要是指装饰条 车轮装饰罩 标志 浮雕式文字等等 散热器面罩 保险杠 灯具以及后视镜等附件亦有明显的装饰性 车内部装饰件包括仪表板 顶篷 侧壁 座椅等表面覆饰物 以及窗帘和地毯 在轿车上广泛采用天然纤维或合成纤维的纺织品 人造革或多层复合材料 连皮泡沫塑料等表面覆饰材料 在客车上则大量采用纤维板 纸板 工程塑料板 铝板 花纹橡胶板以及复合装饰板等覆饰材料 内燃机研究所 安全防护装置 概述车内防护车外防护 内燃机研究所 安全防护装置基本功能和原理 在发生汽车碰撞事故时 安全防护装置能有效地减轻人员伤亡程度以及汽车损坏程度 两辆汽车发生碰撞时 汽车的前 后保险杠或车身侧面的护条等构件首先相互接触 随后便是与这些构件相连接的车身构架产生坍塌与变形 危及车内乘员 内燃机研究所 安全防护装置基本功能和原理 汽车前面受撞击时 车内乘员由于惯性作用而离开坐位向前冲 此时 仪表板 转向盘 风窗支柱 风窗玻璃 风窗框上横梁等往往会与人体的胸 腹或头部相撞 成为主要致伤构伤 汽车与行人碰撞时 保险杠 车前钣制件或车身前围等部位最易使行人受伤 行人受撞击后 其头部很可能倒向轿车的发动机罩 风窗框下缘或风窗玻璃等部位 内燃机研究所 安全防护装置基本功能和原理 发生汽车碰撞事故时 运动急剧停止 缺乏缓冲距离以及人体与尖硬物接触都会导致严重伤亡 因此 汽车安全防护装置的基本功能和结构原理可归纳为 1 对乘员施加约束使之避免在汽车碰撞时与车内物体撞击或被甩出车外 2 产生软缓冲作用 亦即构件以适当的变形距离吸收撞击能量 或者说使速度逐渐下降而避免出现较大的减速度和碰撞力 3 加大人体与汽车构件的接触面积 避免产生点接触从而使碰撞造成的单位面积挤压力减少或使碰撞力转移到人体非要害部位 内燃机研究所 安全防护装置 一 车内防护 一 安全带安全带总成是用来保护车内乘员 限制乘员的突然移动 以防止或减轻在交通事故中或紧急制动时乘员所受伤害的一种束紧装置安全带是最有效的防护装置 可以大幅度地降低碰撞事故的受伤率和死亡率 这一点已被国外大量使用实践证明 最常用的三点式安全带 内燃机研究所 安全防护装置 一 车内防护 二 气囊气囊在汽车正面碰撞时能防止乘员与其前方的物体撞击 气囊平时折叠在转向盘毂内或仪表板内 必要时可在极短时间 碰撞开始后0 03 0 05s 内充满气体而呈球形 以填补乘员与室内物体之间的空间 气囊通常采用氮气 气源可以是高压 约15MPa 钢瓶或是设置在气囊下方的气体发生器 装设在汽车内的碰撞传感器发出的讯号可点燃电气雷管炸开高压钢瓶的封口或者点然气体发生器内的气体发生剂 使气囊迅速充气 内燃机研究所 安全防护装置 一 车内防护 三 头枕头枕是在汽车后部受撞击时限制人的头部向后运动的装置 这样可避免颈椎受伤 而严重的颈椎受伤可能使其内部神经 脊髓 受伤 导致颈部以下全身瘫痪 高位截瘫 效果 加上头枕后 可以减少尾部撞车事故中10 20 的乘员头颈伤害 其中整体式头枕比可分离式头枕作用更佳 内燃机研究所 安全防护装置 一 车内防护 四 安全玻璃汽车正面或侧面碰撞时 乘员头部往往撞击风窗玻璃或侧窗玻璃而受伤 并且玻璃碎片还会使脸部和眼睛受伤 目前在汽车上广泛应用的安全玻璃有两种 钢化玻璃与夹层玻璃 钢化玻璃是在炽热状态下使其表层骤冷收缩从而产生预应力的强度较高的玻璃 其落球冲击强度是普通玻璃的6 9倍 普通夹层玻璃有三层 总厚度约4mm 其中间层厚度为0 38mm 汽车用的夹层玻璃的中间层则加厚一倍 达0 76mm 故具有较高的冲击强度 称为高抗穿透性 HPR 夹层玻璃 国产的车用夹层玻璃的中间层材料通常要用性能较好的聚乙烯醇缩丁醛 内燃机研究所 安全防护装置 一 车内防护 钢化玻璃受冲击而损坏时 整块玻璃出现网状裂纹 脱落后则分成许多无锐边的碎片 HPR夹层玻璃损坏时内 外两层玻璃的碎片仍然粘附在中间层上 中间层有较大的韧性 在承受撞击时拱起从而吸收一部分冲击能量 起缓冲作用 大量的事故调查表明 钢化玻璃与HPR夹层玻璃相比 前者有较高的伤亡率 其碎片致使眼睛重伤的比率也较高 采用钢化玻璃的前风窗破裂成细小网状裂纹后 还会严重地影响驾驶员前方的视野 由此可见 现代汽车的风窗玻璃应尽可能采用HPR夹层玻璃 内燃机研究所 安全防护装置 一 车内防护 五 门锁与门铰链在现代汽车上 门锁和门铰都应有足够的强度 在汽车碰撞时 能同时承受纵 横两个方向的载荷而不致使车门开启 从而避免了乘员被甩出车外 因而减少受重伤或死亡的危险 此外 在事故结束后 门锁应不致失效而应使车门仍能开启 内燃机研究所 安全防护装置 一 车内防护 六 室内其它构件在现代汽车上 车身内部一切有可能与人体撞击的构件都应避免采用尖角 凸棱或小圆弧过渡的形状 而且车身室内广泛采用软材料包垫 室内软化不仅是为了满足舒适性要求 更重要的还是为安全防护性能的要求 内燃机研究所 安全防护装置 二 车外防护 一 车身壳体结构防护措施根据碰撞安全性的要求 车身壳体的正确结构应是 使乘客舱具有较大的刚度以便在碰撞时尽量减小变形 同时使车身的头部 尾部等其它离乘员较远的部分的刚度相对较小 在碰撞时得以产生较大的变形而吸引撞击能量 显然 如果车身乘客舱按照汽车行驶时的载荷来设计 其刚度就显得不足 还需要进行局部加强 乘客舱较易加固的是地钣 前围内钣 后围钣等宽大的部件 内燃机研究所 安全防护装置 二 车外防护 二 保险杠与护条汽车的最前端和最后端都装有保险杠 许多新式轿车 例如奥迪等轿车 左右两侧还装有纵贯前后的护条 保险杠和护条的安装高度应符合规定 以便在汽车相撞时两车的保险杠或护条能首先接触 保险杠的防护结构应包括两部分 1 减轻行人受伤的软表层 主要由弹性较大的泡沫塑料制成 2 能吸收汽车一部分碰撞能量的装置 有金属构架 全塑料结构 半硬质橡胶缓冲结构 液压或气压装置等型式 3 车身侧面的护要与行人接触的可能性很小 一般由半硬质塑料或橡胶制成 内燃机研究所 安全防护装置 二 车外防护 三 汽车其它外部构件除了保险杠外 经常致使行人受伤的构件主要有前翼子钣 前大灯 发动机罩 车轮 风窗玻璃等 这些构件不应制造得尖锐而坚硬 最好是平整光