车身结构整理

1、车身结构复习提纲1 汽车组成：车身，底盘和发动机，电气系统2 车身在整车中的作用1组成汽车的四大总成之一；2轿车、客车等的车身占整车自重的40%以上；3现代轿车的改型换代基本上是从车身上体现出来；4直接决定整车的安全性、舒适性、美观以及由车身外形空气动力性能决定的操纵稳定性、动力性、经济性。5决定整车装载质量大小-运输能力的高低6决定整车的装备质量和造价3 汽车车身是是安装在汽车底盘、发动机上覆盖件的总称,是汽车驾驶员操纵汽车的乘座室，也是乘载货物和人员的载体 4 发展过程：马车，厢型车，甲壳虫，船型，鱼型和楔型甲壳虫车身 优点：车型比较乖巧 缺点：空间比较狭窄鱼型：船型汽车尾部过分向后伸出

2、形成阶梯状 在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜 倾斜的极限即成为斜背式。由于斜背式汽车的背部象鱼的脊背， 所以这类车称为“鱼型汽车”5 车身的结构与汽车的几个基本性能有着密切的关系：动力性 经济性 制动性 操纵稳定性 平顺性 通过性操纵稳定性：在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶；且当受到外界干扰（路不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能 6 对车身结构的要求1 具有足够的刚度和强度足以承受各种载荷并保证使用寿命，保证安全性2 车身布置合理、空气动力性能良好、

3、造型美 观 3 良好的工艺性4 良好的密封性防雨、雪、风、尘等，保证空气、温 度的舒适性 5 隔音、隔振、防腐蚀7 车身结构不包括装置件(附件、内饰件等)的车身总成。通常指纵、横、垂直结构件及覆盖件焊接成的空间构架白车身在喷漆前的车身总成。包括安装的覆盖件（门、发动机罩和车前板制件以及行李箱盖等）但不包括附件和内饰车身装配总成喷漆工序完成后，安装全部附件和内饰件8 车身结构分类的方式受力的特点应用的材料用途9 车身受力的分类作用在车身上的力：1 车身的自重、装载人员或货物的重力及其惯 性力，还有空气阻力2 汽车行驶时通过轮胎、悬架传来的力3 发动机、底盘各总成工作时通过其支承传递的力10 车身

4、壳体按照受力情况可分为：非承载式 半承载式 承载式11 非承载式车身和承载式车身按照有无刚性车架划分12 车架就是支承车身的基础构件，一般称为底盘大梁架13 车架的功用车架是汽车各总成的安装基体，它将发动机、底盘和车身等总成连成一个整体，即将各总成组成为一辆完整的汽车。车架还承受汽车各总成的质量和有效载荷，并承受汽车行驶时所产生的各种力和力矩，即车架要承受各种静载荷和动载荷，因此车架必须要有足够的强度和刚度 14 车架的分类边梁式（梯形）车架特点：边梁式车架由位于右左两侧的两根纵梁和若干横梁构成，横梁和纵梁一般由16Mn合金钢板冲压而成，两种者之间采用铆接或焊接连接。优点：梯形车架的负载抗曲能

5、力高，而车架先天造就平台造型，无论对营造车厢空间还是栽货空间都有极其正面的作用缺点：平面结构令它的非水平扭曲刚性相对于一体式车架来的低。周边式车架特点：尽量降低地板高度，这种车架前后两端纵梁收缩，中部纵梁加宽，前端宽度取决于前轮最大转向角，后端宽度取决于后轮距，中部宽度取决于车身门槛梁的内壁宽 优点：车架的中部较平低，以降低汽车的重心，满足了高速轿车行驶稳定性和乘坐舒适的要求 ；车架前端做得较窄，以允许转向轮有较大的偏转角度；车架后端向上弯曲，保证了悬架变形时车轮的跳动空间缺点：结构复杂成本高，中高级轿车上应用 中梁式（脊梁）车架优点：重量轻，重心低，行驶稳定性好，其结构使车轮跳动空间比较大，

6、便于采用独立悬架系统。车架刚度和强度较大，中梁还能对传动轴有防尘作用。缺点：制造工艺复杂，精度要求高，使维护保养不方便。另外横梁是悬臂梁，弯矩大，易在根部处损坏。综合式（x形）车架特点：车架前、后部是边梁式，而中部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）优缺点：同时具有中梁式和边梁式车架的特点，可以提高扭转刚度钢管式车架钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架，再将零部件装在这个框架上由于对钢管车车架进行局部加强十分容易（只须加焊钢管），在质量相等的情况下，往往可以得到比承载式车架更强的刚度，这也是很多跑车厂仍乐于用它的原因15 对车架的要求a 有足够的强度：保证在各种复杂受力的情况下

7、车架不受破坏。要求有足够的疲劳强度，保证在汽车大修里程内，车架不致有严重的疲劳损伤。b 有足够的弯曲刚度：保证汽车在各种复杂受力的使用条件下，固定在车架上的各总成不致因为车架的变形而早期损坏或失去正常的工作能力。载货汽车车架的最大弯曲挠度应小于10mm。c 有适当的扭转刚度：当汽车行驶于不平路面时，为了保证汽车对路面不平的适应性，提高汽车的平顺性和通过能力，要求车架具有合适的扭转刚度。通常要求车架两端的扭转刚度大些，而中间部分的扭转刚度适当小些。 D 尽量减轻质量：由于车架较重，对于钢板的消耗量相当大。因此，车架应按等强度的原则进行设计，以减轻汽车的自重和降低材料消耗量。在保证强度的条件下，尽

8、量减轻车架的质量。通常，要求车架的质量应小于整车整备质量的10%。16 非承载式车身定义：有刚性车架（又称底盘大梁架）的车身特点：车身本体悬置于车架上，通过弹簧或橡胶垫作柔性连接。发动机、传动系的一部分装置固定在车架上，车架通过前后悬架装置与车轮联接汽车车身仅承受本身的重力，它所装载的人和货物的重力及其在汽车行驶时所引起的惯性力和空气阻力优点：由于车架介于车身和路面之间，由地面和发动机传来的振动、冲击和噪声，被车架的质量和弹性连接元件减缓和吸收一部分，因此具有平稳的乘坐性能，而且厢内噪音低同时整车纵向刚度大，车架保护乘员和车身抵抗迎面的撞击作用车架和车身壳体分开制造，装配以车架为基准件，便于总

9、装组织生产和改换车型缺点：整车质量大，整车高度大，门槛高，高速行驶稳定性较差需要大型冲压设备和装焊胎具17 承载式车身特点：汽车没有车架，只是加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。整车以车身地板为发动机和底盘各总成的安装基础。在此种情况下，各种载荷全部由汽车车身承受。无独立车架，车身承担结构的全部载荷，车身负载通过悬架装置传给车轮。典型的承载式车身：承载式车身的地钣有较完整(厚度也较大)的纵、横承力元件，其前部有两根断面尺寸较粗大的纵梁，它们往往与两侧的前挡泥钣和前面的散热器固定框等焊接成刚性较好的空间构架，以便直接安装发动机和前悬架等部件并承受其工作

10、载荷。优点：这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，汽车质心低，材料利用率较高,门槛低，车身室内可利用的空间大。装配简单，高速行驶稳定性较好缺点：由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此减振隔噪音的性能差地板离地面很近有防腐要求，适应性差，变更车型困难，车身维修困难18 半承载式车身定义：介于承载式和非承载式之间的车身称为半承载式结构车身特点：在客车专用底盘上将车架用若干悬臂梁加宽并与车身侧壁刚性连接，使车身骨架也分担车架的一部分载荷，其中车架由两根前后直通的纵梁与若干横梁等组成许多国产大、中型客车车身均采用这种结构形式整车重量难以减轻 车身地板高度受底盘的限制而难以降低

11、车架构件（如纵梁）的制造需要大型压力机及装焊、校验等一系列昂贵生产设备 底盘结构调整不易，改进成本高，开发周期长 19有副车架的车身现代轿车承载式车身壳体前部都有副车架在副车架上安装发动机、传动系统、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前部的下方用弹簧橡胶垫连接，以隔离振动和冲击，提高车身的舒适性20不同车型的承载形式为了减小汽车的整车质量和节约材料，大多数中级、普通级、微型轿车采用承载式结构 高级轿车车身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给车身的冲击，则可采用非承载式结构货车驾驶室只占汽车长度的小部分，不

12、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，因此采用非承载式结构长途客车、旅行车通常采用承载式或半承载式结构结构公交车部分客车车身常采用非承载式结构21 车身车前钣制件的特点:非承载式轿车车身前部就较薄弱，其车前钣制件通常不是焊接在车身结构件上，而是由外部覆盖零件和内部钣件焊合而成的空间结构。（货车相同）22 车身结构按照材料分类钢制车身：镀锌钢板、高强度钢板轻金属车身：铝合金、镁合金非金属车身：塑料、碳素纤维材料钢：传统的车身材料多采用金属薄钢板。从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板，装配时镀锌面置于汽车内侧，提高车身耐蚀性能，非镀锌面置于汽车

13、外侧，喷涂油漆。随着汽车对耐腐蚀性能的要求不断提高，镀锌钢板不断增加镀锌层重量，还出现了双层镀锌钢板。通常采用的镀锌钢板厚度从0530mm，其中车身覆盖件多用0608mm的镀锌钢板。高强度钢板：在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的23倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。车身钢板的90%使用现已大量生产的高强度钢板（包括高强度、超高强度和夹层减重钢板），可以在不增加成本的前提下实现车身降重25%（以4门轿车为参照），且静态扭转刚度提高80%，静态弯曲刚度提高52%。铝合金：纯铝材料的性能不够理想所以都加入铁

14、、铜、硅、镁等成分而制成合金，加入铁、硅等能提高材料的强度和硬度，加入铜、镁等能提高材料的工艺性能。铝合金材料的最大优点是重量小，为了使铝零件达到钢铁零件同样的强度和刚度，就必须使零件加厚。铝合金材料的制造难点是其焊接性能较差。 镁合金的应用：镁的密度为1.8g/cm3，仅为钢材密度的35，铝材密度的66。此外它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，铸造成形、机加工性能良好，易回收利用等优点，在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用 钛合金：钛的密度为4.5g/cm3,具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优点。由于钛的价格昂贵，至今只见在赛车和个别豪华车上少量应用汽车

15、发展方向轻量化每减轻45kg汽车自身质量，1L汽油能增加6km的行程还有另一种计算方法，车身每减轻100kg，每百公里可节省燃油对汽车本身来说，大约70%的油耗是用在车身质量上的，这就说明汽车车身轻量化对整车燃料经济性是至关重要的23按照用途分类轿车客车货车特种车24车身上的板金件分为：车身骨架：车体主体骨架、加强板和附件固定件车体覆盖板壳: 内覆盖件、外覆盖件A 车身骨架车身主体承载功能所要求设置的，支撑覆盖件的构件。在某些车身上(例如大客车)，结构件可能是一个完整的骨架。如前纵梁、前斜支梁、门槛、门柱、窗柱、门框上横梁、风窗框上下横梁等加强板加强用的，如发动机罩加强梁、大客车顶盖上的纵梁和

16、底架周边的搁梁，在后悬架处底架上设置的加强横梁等附件固定板为安装附件而设置的非承载构件，如仪表板固定支架、顶盖上为安装顶窗而设置的框架等骨架强度分配的原因安全性、经济性25 车体主体骨架：按受力方向来分纵向受力元件 是前纵梁1及斜撑2、地板边梁4（门槛）、传动轴通道5和顶盖9及其边梁；横向受力元件 是前围板10，前部斜地板3，前后座椅支撑梁6，后壁8(有些结构以后座靠背后面的对角斜撑代替后壁)，后横梁7或后围板等，顶盖也是横向受力元件。高度方向的受力元件 是前、中、后门立柱等。车体主体骨架： 按用途分由三部分组成封闭式的主体(供乘坐的车厢) 主要承受分散在地板上的重力，如车体自身的重力、乘客重

17、力和悬挂在门柱上的车门重力等等敞开的前部(安置发动机的部位)大多数车身后部都有行李箱26 车身覆盖件覆盖在车身结构件上的板、壳件27 车身覆盖件分类 外覆盖件，如车身顶盖，发动机罩外板、门外板、翼子板等。要求是：表面光滑，棱角线条清晰，与相邻部件棱线吻合，完全符合造型要求，而且要有一定的刚度内覆盖件，如前围内板(发动机挡板)、地板、门内板等，即在 车身外面看不见的内部大零件。要求是：刚度要足够，零件上的装配尺寸要准确28 车头即由前板制件各部分组成及特点汽车前板制件是指散热器框架和面罩、前翼子板、挡泥板、发动机罩及一些连接板等。非承载式车身：在有车架的非承载式车身(如:越野车)，其车头板制件几

18、乎全是与车身本体或车架用螺钉连接的。承载式车身：其车头直接承受发动机等总成的质量以及由悬架传来的各种载荷，因此应保证有足够的强度和刚度；一般除翼子板和发动机罩等外覆盖件是可拆卸的以外，其它部件与地板前框架的两根纵梁和一根横梁焊装在一起，形成内部刚性结构，并与车体的前围刚性连接，有时前翼子板也作成不可拆卸的，如此增加焊接部件，可提高车头刚度，但维修性能较差。29 散热器面罩功能：保护散热器不受冲击，并为散热器提供足够的通风面积。其外形必须满足造型要求，是汽车的重要装饰件材料铜板、铝合金、塑料特点易损零件，可拆卸主要要求：隔热隔音、自身质量轻、刚性强结构组成：一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料

19、，内板起到增强刚性的作用功能使用：发动机盖开启时一般是向后翻转，也有小部分是向前翻转。向后翻转的发动机盖打开至预定角度，不应与前档风玻璃接触，应有一个约为10毫米的最小间距。为防止在行驶由于振动自行开启，发动机盖前端要有保险锁钩锁止装置，锁止装置开关设置在车厢仪表板下面，当车门锁住时发动机盖也应同时锁住。加强板、隔音棉外层为铝铂材料,中间为海绵层,底层为牛皮纸。特点：是轻、防水、防火、防霉变、吸音效果好30 发动机盖锁锁体结构分类分为钩子锁、舌簧锁及卡板锁三种形式31 发动机盖支撑杆式、液压、气弹簧32 翼子板功能特点翼子板包容车轮，防止泥水飞溅，并与其他外覆盖件组成车身外表面，应满足外观要求

20、。结构设计时需校核车轮跳动到极限位置时是否与翼子板或轮罩相碰。材料特性：一般由钣金件冲压而成，有些车的前翼子板用有一定弹性的塑性材料(例如塑料)做成。塑性材料具有缓冲性，比较安全结构特点：由于翼子板外形较复杂，设计时应仔细考虑其分块与工艺性、外观的关系。为了方便维修：采用螺钉连接33 载货车头的结构型式托架式结构整体式结构翻转式结构34 车头结构设计注意事项A 应有必要的强度和刚度。因为车头受力复杂，易发生变形或撕裂，尤其要注意减小车架变形对车头的影响，因此车头悬置的结构和布置要恰当。B 外形设计应与整体协调，为了改善空气动力性能和视野性，尽量压低车头高度和缩短车头长度。C 车前板制件用于保护

21、发动机及其附件免受泥水浸蚀，并为发动机提供足够的散热通风面积，所以应考虑防雨、流水、挡泥、密封和通风系统。此外还应保证接近和维修发动机的方便性。D 当撞车时，前后板制件总是首当其冲，在容易碰瘪或变形的部位，设计时应考虑修复的可能性，尽量避免不可拆的双层结构。当必须采用双层结构时，其中一层应开孔洞，以便伸进修理工具，或将其做成可拆式的。35 后板制件组成由后翼子板、后围板、翼子板加强板、护板以及支撑板等组成一个刚性框架，固定在车身后端的地板上，形成行李箱。它们全部由焊接连接材料：A: 玻璃纤维 B: 聚酯纤维 + 铝箔纸 C: 聚酯纤维36 行李箱也称后备箱行李箱容积的大小衡量一款车携带行李或其

22、他备用物品的能力 （通常5003000L)具有密封、防水、防行李丢失的功能 组成行李箱盖和发动机罩一样，也是由外板和内加强板组成，前端悬挂在两个铰链上，后端用锁固定。37 后行李箱锁：机械式、电动遥控式38 气弹簧基本原理：以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定，与机械弹簧不同的是，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准

23、气弹簧的弹性系数介于1.2和1.4之间39气弹簧种类：自由型气弹簧 自锁型气弹簧 随意停气弹簧 阻尼气弹簧 牵引式气弹簧40 车身驾驶舱功能：驾驶员及乘员的载体41 驾驶舱的要求：足够的刚度和强度：支撑操作、乘坐和生存空间安装操纵行驶设备：风窗、仪表板、方向盘、后视镜等保证驾驶员及乘员的舒适性：座椅、空调、天窗、密封、减振保证驾驶员及乘员的安全性：雨刮器、安全带、安全气囊、软化层等进出的方便性：车门及其附件42 钣金件组成：前围总成、前风窗、A/B/C立柱、车门总成、侧围（后翼子板）总成、后围总成、后风窗、顶盖总成、地板总成位置：上部是前风窗下横梁，左右为A立柱，下部与前地板连接43 前围板特

24、点：对比车身其它部件而言，前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热，它的优劣往往反映了车辆运行的质量功能要求：要有足够的刚度和强度：保证驾驶员的前方生存空间隔离发动机舱和驾驶舱：隔热、隔音、隔振仪表板、空调等附件的安装：确定安装支架的位置是空调管路、电线、拉杆、各个踏板、转向柱等的通道，保证密封43 A柱作用：支撑前风窗玻璃，连接前围板总成、连接挡泥板总成、顶盖纵梁、门槛，固定 前车门铰链要求：保证视野、刚度和强度45 B柱作用：支撑顶盖纵梁、门槛，安装 前车门锁扣，固定后车门铰链、安装安全带要求：刚度和强度、保证上下车方便性、保证视野46 C柱作用：支撑顶盖纵梁、门槛，安装 后车门锁扣，连接后

25、地板、连接后行李箱总成要求：刚度和强度、保证视野47 后风窗支柱作用：支撑顶盖纵梁、门槛，支撑后风窗、连接后地板、连接后行李箱总成要求：刚度和强度48 车顶盖位置：车厢顶部的盖板，与顶盖圈梁连接要求：为了安全，车顶盖应有一定的强度和刚度，防止翻车时侵占室内空间与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。顶盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递49车顶盖分类：固定式顶盖、敞篷式顶盖、可移动顶盖式顶盖固定式顶盖 固定式顶盖 敞篷式顶盖 可移动顶盖式顶盖 可移动顶盖式顶盖两种形式：一种称为“硬顶”，另一种称为“软顶”硬顶式敞篷车 软顶敞篷车50

26、 地板位置：地板骨架总成 ,除了顶盖总成与其无关外 ,车身的前围、后围、ABC立柱都有连接关系要求：承受静、动载荷：足够的刚度、强度密封防尘、隔振、隔热、降噪作用：前风窗对驾驶员和乘员的视野、安全和舒适等性能以及汽车的外形、空气阻力等都有较大影响51 风窗玻璃根据不同使用部位及要求，汽车安全玻璃分为夹层玻璃钢化玻璃明暗自动调节玻璃单面透视玻璃夹层玻璃含义：用一种透明可粘合性塑料膜贴在二层或三层玻璃之间，将塑料的强韧性和玻璃的坚硬性结合在一起，增加了玻璃的抗破碎能力当玻璃碎裂时，玻璃碎片会粘在一起，使玻璃碎片不致散落而伤人，并保证司机有一定的视野来处理紧急情况作用：加入PVB胶片后的夹层玻璃柔韧

27、性、抗穿透能力增强了，这在一程度上能防止司机在紧急刹车时由于惯性太大而将头部冲出车窗外。多功能化防弹玻璃是在夹层玻璃中夹一层非常结实而透明的化学薄膜。这不仅能有效地防止枪弹射击，而且还具有抗浪涌冲击、抗爆、抗震和撞击后也不出现裂纹等性能。还可以在玻璃夹层中夹很细的康铜丝来代替拉杆天线，既可避免天线杆拉进拉出的麻烦，又不致发生腐蚀，一般在前风挡玻璃上。或者在前风挡玻璃上方夹层上一层彩色膜片，由深而浅，在某种程度上起遮阳作用。如果在两夹层玻璃间夹上尼龙热线反射薄膜，则能起到隔热的作用，它可以让太阳的可见光透入，而近红外光谱热线大部分都能被反射回去，从而降低车内的温度。在夹层玻璃中间或钢化玻璃表面，装上很细的电热丝，通电后可加热玻璃，以防止结霜，保持玻璃的透明度，使其有较好的视野。 钢化玻璃钢化玻璃是将普通玻璃加热到高温，而后用压缩空气急剧冷却，如此经过淬火后的玻璃，其强度大为提高，而且由于玻离表面形成残余压应力层，当玻璃受力超过抗张强度时，首先从内层开始破裂，并迅速发展成龟裂，使玻璃碎成无锋利边缘的小块，飞出的动