《数控机床故障诊断与维修》-第一章汽车车身结构 - 复制

第一章汽车车身结构

第一章

汽车车身结构车身作为车辆的重要组成部分，对整车的安全性、动力性、经济性、舒适性及操控性有着重要的影响，同时汽车的个性化也是通过车身设计表现出来。车身结构包括：车身壳体、车前板制件、车门、车窗、车身外部装饰件和内部覆饰件、座椅以及通风、暖气、空调装置等。在货车和专用汽车上还包括货箱和其他装备。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。车身壳体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。非承载式车身其特点是车身通过橡胶软垫或弹簧与车架作柔性连接。车架是支承全车的基础，承受着在其上所安装的各个总成的各种载荷。车身只承受所装载的人员和货物的重量及惯性力，在车架设计时不考虑车身对车架承载所起的辅助作用。半承载式车身其结构特点是车身通过焊接、铆接或螺钉与车架刚性连接，车架是承受各个总成载荷的主要构件，车身在一定程度上有助于加固车架，分担车架所承受的一部分载荷。承载式车身其特点是汽车没有车架，车身就作为发动机和底盘各总成的安装基体，车身兼有车架的作用并承受全部载荷。为了减小汽车的整车质量和节约材料，大多数中级、普通级、微型轿车和部分客车车身常采用承载式结构。货车驾驶室只占汽车长度的小部分，不可能采用承载结构。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。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。按车身形状或车顶不同分类1、普通轿车2、硬顶轿车3、舱背式轿车4、活顶轿车5、旅行轿车6、厢式车7、SUV8、轻型载货汽车汽车车身结构组成1、前段：前保险杠和前围板之间，包括：保险柜、进气格栅、散热器支架、前纵梁、前横梁、发动机支座，前翼子板、前悬架拱形座2、中段：构成乘员室的所有车身构件：地板，车顶，车颈板、风窗玻璃、车门，A柱、B柱、C柱3、后段：后风窗玻璃到后保险杠之间：后侧围板（后翼子板）、行李箱、后地板、后纵梁、行李箱盖、后保险杠4、左侧和右侧：驾驶员坐在驾驶席上，其左手侧为车辆左侧，其右手侧为右侧车身钣件及链接方式（1）钣件：冲压或模制而成（2）钣件的连接：第一种：焊接、粘接、铆接，用于永久固定第二种：紧固件连接，用于可拆卸的静止零件第三种：铰接，用于安装可以转动或开闭的零件承载式车身与车架式车身1、承载式车身：（1）材料：车身前段采用高强度钢，乘员室用高强度或超高强度钢，覆盖件或吸能区采用低强度或中强度钢，甚至玻璃纤维或特质塑料（2）抗扭箱形结构：中段与前、后段的结合处布置一些抗扭箱形结构。（3）应力车身设计（4）变形吸能区（5）基本特征1）承载式车身是用点焊或激光焊接的方式，将形状各异的冲压薄板连接在一起，构成一个整体结构。这种结构重量轻，刚度大，具有较强的抗弯曲或扭曲变形能力。2）与车架式车身相比，省去了车架，不仅减轻了质量，而且增大了有效承载空间，是汽车更加轻便和紧凑。3）动力传动系统和底盘各系统的振动和噪声直接传递到车身底板上，所以承载式车身增加隔音材料十分必要。4）必须对底盘钣金件进行有效的防腐处理（6）前置前驱：FF发动机安装在两根前纵梁之间，可以横置或者纵置，变速器与主减速器、差速器组合在一起，构成变速驱动桥。前轮既是转向轮，又是驱动轮。对于前部车身的强度高于前置后驱车型。（7）前置后驱：FR发动机与变速器安装在车身前部，动力通过传动轴传递到后桥壳内的主减和差速器，后桥壳和后悬架安装在后部车身的构件上。（8）中置后驱：MR发动机和动力传动系统位于乘员室和后桥之间，操纵性和转弯性能比较好（9）后置后驱：RR发动机位于后桥的后面，多见于大客车（10）空间构架车身基本结构与承载式车身相似，有金属薄板冲压件焊接在一起构成车身箱体，外面覆盖一层塑料板或玻璃纤维板的外皮。（11）组合式承载式车身由特殊塑料和碳纤维等其他材料构成拓展：轿车车身布置与底盘布置型式的关系前置后驱（FR）

前置前驱（FF）

中置后驱（MR）

后置后驱（RR）

全轮驱动（nWD）

前置后驱（FR）国内外大多数货车(含皮卡)、部分轿车(尤其是高级轿车)和部分客车都采用这种驱动型式，但采用该型式的小型车很少。

前置后驱（FR）采用了前置后驱驱动型式的整车具有如下优势：1．在拼合良好的路面上启动、加速或爬坡时，驱动轮的负荷增大(即驱动轮的附着压力增大)，其牵引性能比前置前驱型式优越；2．轴荷分配比较均匀，因而具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性，并有利于延长轮胎的使用寿命；3．发动机、离合器和变速器等总成临近驾驶室，简化了操纵机构的布置；4．转向轮是从动轮，转向机构结构简单、便于维修。前置后驱（FR）同时，FR型式具有如下的弊端：1.由于采用传动轴装置，不仅增加车重，同时降低动力传动系的传动效率，影响了燃油经济性；2.纵置发动机、变速器和传动轴等总成的布置，使驾驶室空间减小，影响乘坐舒适性；同时，地板高度的降低也受到限制；3．在雪地或易滑路面上启动加速时，后轮推动车身，易发生摆尾现象。前置前驱（FF）这是轿车(含微型、经济型汽车)上比较盛行的驱动型式，但货车和大客车基本上不采用该型式。这种布置形式目前主要在发动机排量为2.5L以下的乘用车上得到广泛应用。前置前驱（FF）采用了前置前驱驱动型式的整车具有如下优势：1．省略传动轴装置，减轻了车重，结构比较紧凑；2．有效地利用了发动机室的空间，驾驶室内空间较为宽敞，并有利于降低地板高度，提高乘坐舒适性；3．发动机靠近驱动轮，动力传递效率高，燃油经济性好；4．发动机等总成前置，增加前轴的负荷，提高了轿车高速行驶时的操纵稳定性和制动时的方向稳定性；5．在积雪或易滑路面上行驶时，前轮牵拉车身，有利于保证方向稳定性；6．行李箱布置在汽车后部，所以有足够大的行李箱空间。前置前驱（FF）采用了前置前驱驱动型式的整车具有如下缺点：1.启动、加速或爬坡时，前轮负荷减少，导致牵引力下降；2.前桥既是转向桥，又是驱动桥，结构及工艺复杂，制造成本高、维修保养困难。3.前桥负荷较后轴重，并且前轮又是转向轮，故前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短。中置后驱（MR）

是大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的型式。此外，某些大、中型客车也采用该型式中置后驱（MR）采用了中置后驱驱动型式的整车具有如下优势：对于运动型车1．可获得最佳的轴荷分配，操纵稳定性和行驶平顺性较好2．发动机临近驱动桥，无需传动轴，从而减轻车重，具有较高的传动效率。3．重量集中，车身平摆方向的惯性力矩小，转弯时，转向盘操作灵敏，运动性好。对于大、中型客车具有车厢内的面积利用率较高、车内噪音小、传动轴短、传动效率高等优点。中置后驱（MR）采用了中置后驱驱动型式的整车具有如下缺点：对于运动型车1.发动机的布置占据了车厢和行李箱的一部分空间，通常，车厢内只能安放2张座椅。2.对发动机的隔音和绝热效果差，乘坐舒适性有所降低。对于大、中型客车1．发动机需要特殊设计，且其冷却和防尘不易。2．远程操纵机构复杂，维修保养不便。3．地板高度难于降低。后置后驱（RR）

是目前大、中型客车流行的布置型式，少数微型或普及型轿车也采用该型式后置后驱（RR）

采用了后置后驱驱动型式的整车具有如下优势：1．重量集中于汽车的后部，发动机距驱动轴很近，因而驱动轮负荷大，启动加速时牵引力大，且传动效率高，燃油经济性好。2．有利于车身内部布置，车厢内的面积利用率高。3．易于将发动机与车厢隔开，减少车厢内的振动和噪声，乘坐舒适性良好。4．可在地板下设置容积很大的行李仓。后置后驱（RR）

采用了后置后驱驱动型式的整车具有如下缺点：1.前轮附着力小，高速时转向不稳定，影响了操纵稳定性。2.水箱布置困难，不利于发动机的散热。3.发动机防尘困难。4.发动机和变速器等总成远离驾驶员，远程（Remote）操纵机构的布置较复杂。5.故障不宜及时判别，维修保养困难。全轮驱动（nWD）

全轮驱动，是指汽车的总布置型式为全部车轮都是驱动轮。一般来说，发动机安装在汽车的前部（也有的在汽车的中部），一般在越野车和部分轿车上使用全轮驱动（nWD）

全轮驱动也分两种形式：一种是全时全轮驱动，即全部时间都是全轮驱动；另一种是短时全轮驱动，它可以切断某个桥的动力，以减少燃料消耗和磨损，只在需要时再使用全轮驱动。过去只有越野车采用4轮驱动，一般的越野车，变速器后面装有手动分力器，前后车轴各装一个称为驱动桥的部件。变速器输出的扭矩通过分力器和传动轴，分别传递到前后车轴上的驱动桥，再通过驱动桥将扭矩传递到轮子上。现在有些轿车也用上4轮驱动装置，比如奥迪A4quattro、欧蓝德4驱版。现在轿车的马力都比较大，加速时重心后移，全车重量就会向后轴移动，造成前轴轻飘。前轮驱动的轿车即使在良好的路面上也会打滑，4轮驱动就可以防止这种现象发生。全轮驱动（nWD）

采用了全轮驱动驱动型式的整车的主要优点是良好的驾驶操控性和行驶性，缺点是比较废油，经济性不好2、承载式车身钣件前端车身结构件前纵梁横梁挡泥板挡泥板亦称车轮内挡板，和翼子板一样，要求保持车轮运动的极限空间。后轮挡泥板是后底板的一部分。前挡泥板在发动机舱内的部分有时为排除舱内废气而开通气孔，并在其上部经常安置发动机附件或蓄电池等装置，所以要求有一定的强度和刚度。减振器塔座固定前悬架系统的减振器支柱和螺旋弹簧，他的变形会影响车轮定位参数，因此强度要求很高。通常与翼子板挡泥板一起加工成型。前围板前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱联接，安装在前围上盖板之下。前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。为防止发动机舱旱的废气、高温、噪声窜入车厢，前围扳上要有密封措施和隔热装置。在发生意外事故时，它应具有足够的强度和刚度。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。前端车身的非结构件保险杠总成为车身前段重要的安全部件，也是二手车中最常损坏的部件，主要由杠皮，杠体，吸能装置，卡子等组成。进气格栅翼子板翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。后翼子板无车轮转动碰擦的问题，但出于空气动力学的考虑，后翼予板略显拱形弧线向外凸出。现在有些轿车翼子板已与车身本体成为一个整体，一气呵成。但也有轿车的翼予板是独立，尤其是前翼子板。发动机罩发动机罩是车身上覆盖发动机舱的盖板。为了便于接近发动机，发动机罩是可开启的，它可向后翻转、向前翻转或向侧翻转。翻转方向取决于罩盖尺寸的大小与发动机接近的方便性。发动机罩要求隔热隔音，自身质量轻、刚性强。结构上一般有外板和内板，中间夹以隔热材料。货车的发动机罩有时与驾驶室底板合为一体，开启时连同驾驶室一起上翻。中段车身的结构件底板车身客厢板与后行李厢底板成为一个整体零件。底板不仅从上面承受乘客和载货，而且从下方承受悬架和传动轴带来的冲击振动。承载式车身底板多呈盆形结构，非承载式车身底板下有车架，在底板和车架联接处有弹性元件隔振，并可防止因承受载荷而产生的应力集中。底板下面应采取可靠的防蚀措施，并涂有防振胶。立柱轿车车身侧围一般有：三根立柱前柱、中柱和后柱。前柱支承顶盖、安装风窗玻璃与前门密合，前柱上部常因玻璃曲面的形状而形成扭曲断面或不等断面。中柱支承顶盖或固定后门，顺开式后门的铰链安装在中柱上。后柱支承顶盖，逆开式后门的铰链安装在后柱上。车顶纵梁

车顶横梁车窗车窗的基本功能是保证视野和采光。为了保证安全，所有车窗都要求安装安全玻璃，前风客窗装夹层玻璃，侧窗装钢化玻璃，旨在一但发生撞车事故，车窗玻璃不会飞落碎片伤入。玻璃固定方式有直接粘接式与橡胶密封固定式。玻璃可升降的车门窗要充分注意玻璃升降导轨的密封与防振性。近代后窗玻璃都装有电热丝，可以除霜，以保证后视野的清晰。中段车身的非结构件后搁物板车门车门有旋转门、折叠门、推拉门和外摆式平衡门等各种形式。为了节省停车时的车辆间距面积，还有向上折翻的翼形门。除轿车和客车有前、后门之外，旅行车还有背门，可用于客、货的出入。大客车有安全门、行李舱门和驾驶员专用门。大客车为节省车门开启的旋转空间。多采用滑动的推拉式或折叠门。车顶版对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、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。为了安全，特别是为了防止翻车事故情况下的严重伤亡，要求顶盖有一定强度与刚度。一般在顶盖下增加一定数量的加强梁。仪表板仪表板位于发动机挡板后，驾驶员面前，用来安装全部仪表、开关锁钮及其它电器装备。仪表一般集中固定于可独立拆卸的仪表盘上。现代汽车的仪表板多采用钢骨架的软化塑料敷面整体式结构，仪表板质量都比较轻。副仪表板副仪表板亦称“通道”。为了避免仪表板上仪表过分拥挤，仪表板中部向下延伸而成为仪表板的补充空间。在副仪表板上可以安装部分开关、收录机、烟灰缸、杂物厢等。通常副仪表板包容了变速杆与手制动柄的孔口。副仪表板表面也需要软化，造型上与仪表板浑然一体。仪表板与副仪表板都要求与整车的内饰设计协调。新雅阁豪华型副仪表板后端车身的结构件后段车身很多的构件与前段车身相似，如纵梁、后减振器塔座、后翼子板、后保险杠行李箱行李厢是乘客放置随身携带小件行李的场所。前置发动机的车身、行李厢