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第1章汽车车身构造总论烟台大学机电汽车工程学院先进制造技术研究所张俊华2014-9-4•1886年德国工程师KarlBenz和GottliebDaimler分别发明的三轮和四轮汽油汽车，当时的汽车几乎没有车身。1.1汽车车身的功用与发展历史1-1•进入20世纪，随着车速的提高，迎面风使乘员难以忍受，因而人们考虑增加挡风板，并且由于遮风挡雨及舒适性的需要，设计人员日益重视车身设计。这一时期的汽车车身基本沿用了马车的车身结构，车身多为木结构形式。1-2•1900年出现了第一个全金属车身，但由于当时的金属冶炼技术和加工技术不能满足车身制造的要求，因而到1912年才有爱德华·巴特首次制成了全金属的实用车身。•1920年，由于材料、成型、焊接等方面技术的进步，汽车车身出现了整体车身结构的设计思想，即用薄壁结构制成硬壳式金属整车车身，汽车车身由敞蓬为主转变为以封闭的箱式车身为主。•1924年通用汽车公司在生产的奥克兰轿车上首先采用了Duco彩色面漆，从而一改汽车清一色的黑色传统形象，为以后的车身美学造型创造条件。1-3•1925年文森桌·兰西亚在整体式车身结构的基础上发明了承载式车身（整个车身承受载荷），车身由钢板冲压成型的金属结构和大型覆盖件组成，这种金属结构的车身一直沿用至今。第一个成批量生产的承载式车身1-4•汽车车身历史的转折期是1928年，当时美国费城Budd公司运用了大型冲压件组成的带门洞和窗洞的全金属的一项专利。用薄钢板冲压出车身所有的构件并将各部分进行对焊，通过减少零件和连接数量大大减少了生产工序和降低成本。•20世纪30年代末至40年代中期由于二次世界大战使得军用吉普车得到了大力的发展。战后，吉普车的诸多优点应用与民用车上。•20世纪50年代是车身发展的黄金时期，出现了诸如造型、结构、力学、工艺等汽车车身的综合课题•20世纪80年代以后，由于材料、工艺等技术的迅猛发展，汽车车身在各方面都发生了质的飞跃。现代轿车车身•汽车犹如一个个移动的精巧建筑物游戈在道路上，现代汽车已不仅是一种交通工具，优美的车身更是科技造就的艺术品。汽车车身是实现汽车使用功能的重要部分，车身的设计制造水平也与整车技术性有着直接的关联，汽车车身的品质将影响整车的动力性、经济性、平顺性、操纵稳定性、乘座舒适性、行驶安全性等。•汽车车身的涉及面远远超出一般机械产品的范畴，诸如：工程力学、工业设计、空气动力学、人机工程学、材料学、电子学、自动控制学、环境学、人体医学、生物工程学、机械学、制造工艺学、化工、经济管理等，汽车车身的发展状况直接反映出一个国家的科技和工业水平。从功能上来说：•车身应对驾驶员提供便利的工作条件，对乘员提供舒适的乘坐条件，保护他们免受汽车行驶时的振动、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。•汽车车身上的一些结构措施和设备还有助于安全行车和减轻事故的后果。•车身应保证汽车具有合理的外部形状，在汽车行驶时能有效地引导周围的气流，以减少空气阻力和燃料消耗。•车身还应有助于提高汽车行驶稳定性和改善发动机的冷却条件，并保证车身内部良好的通风。•汽车车身是一件精致的综合艺术品，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的感受，点缀人们的生活环境。1.2汽车车身的分类按用途分类:轿车货车驾驶室客车专用车身按车的受力形式分类:非承载式车身承载式车身半承载式车身2-1一.轿车1、按车门分①二门及三门——小排量②四门及五门——中高级2、按排量①微型轿车1.0L以下②经济型轿车1.0L—1.6L③中级轿车1.6L—2.5L④中高级轿车2.5L—4.0L⑤高级轿车4.0L以上3、按车座分①单排座(跑车)②二排座(中级以下，4~6座)③三排座高级车，7~8座)4、按车顶分封闭式硬顶软顶车敞篷车1、按背门分①折背式②直背式③仓背式④短背式2、其他①MPV多用途车②SUV运动型轿车③客货两用车Pick-Up两厢式旅行车StadionWagon1、按车头形式分类（1）长车头CBE（CabBehindEngine）特点：①发动机接近性好②轴荷分配好③平面撞车安全性好④面积利用率低⑤车头零件多（2）平头车COE（CabOverEngine）CAE（CabAlongsideEngine）特点：①其优缺点于长车头相反②注意驾驶室地板的刚度、强度及隔热、密封、发动机的散热通风二.货车2、按座位排数来分类：单排双排三.客车1、普通2、双层及铰链四.专用车身按车的受力形式分类1、非承载式车身：悬挂于车架上的车身结构形式（1）特征：①有独立完整的车架②车架及车身之间采用弹性元件做柔性连接③绝大部分载荷由车架承担（2）应用：①敞篷车②货车、客车、越野车③高级轿车（BENZS600）非承载车身（3）优点：①舒适性好：车身与车架之间通过弹性悬置装置连接，能达到一种良好的隔振效果，提高乘坐舒适性。发动机不是直接固定在车身上，噪声不易传入车内。②整车纵向刚度大③平稳性好：由于底盘的质量大，从而能够降低后减缓由路面传至车身上的各种冲击，提高车身寿命。④安全性好：车辆发生碰撞时，车架吸收一部分撞击能量，安全性能得到提高。④车身承载系数小。便于变型车的开发，以及车身外形的变化和换型设计。⑤由于底盘和车身是分别作为组件先行装配的，并在最后装配之前能够单独进行检查、试验和必要的调试，简化了总装配过程。缺点：⑴对冲压设备、工装夹具要求高⑵车身笨重、质量大、高度高2、承载式车身：无独立车架的车身结构（1）特征：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础，车身负载通过悬架装置传给车轮。（2）应用：大部分轿车、大客车（3）优点：①自重轻：由于车身所有承载构件采用刚性焊接，有利于车身结构最佳化设计。从而可实现车身质量小，刚度高，并且降低成本。②整车高度低：室内可利用的有效空间增大，可降低地板高度和整车高。车门门槛降低，使上下车更方便。③装配容易：制造工艺性好，生产率高。④翻车安全性高（4）缺点：①舒适性较差：振动、噪声易直接传入车内②整车纵向刚度低③设计要求高，不易改型：车身损坏后难以修复，不利于车身变型等改型设计④防腐要求高⑤对冲压设备要求高。3、半承载式车身：车身骨架于车架横梁刚性连接的车身结构形式（1）特征：①有独立完整的车架②车架与车身刚性连接（2）应用：一般用于大客车（3）优缺点：介于非承载式与承载式车身之间补充一下轿车的参考分类标准（德国大众）轿车的分类推荐微型经济型普通级中级中高级高级大众分级A00A0ABCD发动机排量(L)1.01.0-1.31.3-1.61.6-2.02.0-2.52.5轴距(m)2.0-2.22.2-2.32.3-2.452.45-2.62.6-2.82.8装备质量(Kg)680680-800800-970970-11501150-13801380总长(m)3.3-3.73.7-4.04.0-4.24.2-4.454.45-4.84.8中华人民共和国国家标准GB/T3730.1-2001汽车和挂车类型的术语和定义一、汽车MOTORVEHICLE1、乘用车PASSENGERCAR2、商用车辆COMMERCIALVEHICLE二、牵引车TRAILER三、汽车列车COMBINATIONVEHICLES乘用车PASSENGERCAR在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。它也可牵引一辆挂车。普通乘用车saloon(sedan)活顶乘用车convertiblesaloon高级乘用车pullmansaloon(pullmansedan)(executivelimousine)小型乘用车coupe敞篷车convertible(opentourer)(roadster)(spider)舱背乘用车hatchback旅行车stationwagon商用车辆COMMERCIALVEHICLE用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。乘用车不包括在内。客车BUS小型客车minibus城市客车city-bus长途客车interurbancoach旅游客车touringcoach货车GOODSVEHICLE普通货车generalpurposegoodsvehicle越野货车off-roadgoodsvehicle1.3汽车车身的构成一、车身构成汽车车身既是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。车身结构上应满足视野、乘坐、美观、安全、可靠、耐用等功能要求。车身(body/bodyassembly)：车身本体及装饰件、附件的总称。3-1车身本体（bodyshell/mainbody）内、外装饰件（内饰件：upholstery;外饰件：exteriortrimmingparts）车身附件（bodyaccessories）车身电子装置车身本体（白车身bodyinwhite）：车身结构件及覆盖件的总成并包括翼子板、发动机盖、行李箱盖和车门，但不包括附件及装饰件的未涂漆的车身。现代轿车车身本体的组成构件大体分为三类：覆盖件、车身结构件（梁和支柱）及结构加强件。车身覆盖件(coverpanel)：包覆骨架的表面板件，指：车身中包覆梁、支柱等的构件，具有较大空间曲面形状的表面和车内板件。功用有：封闭车身、体现车身外观造型及增大结构强度和刚度等。车身结构件（structuralmember/bodystructure）（梁、支柱）：支撑覆盖件的全部车身结构零件。功用：它是车身承载能力的基础，对保证车身所要求的结构强度和刚度非常重要。此外，还具有以下作用：1、安装车身各种构件或附件，如车门铰链、发动机罩、玻璃、密封条等。2、焊接以连接各车身覆盖件，组成车身的封闭壳体；3、完成车身各种活动部分的动态配合；4、设置流水槽结构和车身通风道；结构加强件：主要用于加强板件的刚度，提高各构件的连接强度。一般车身本体货车车身本体：货车驾驶室轿车车身本体：车身焊接总成及四门两盖客车车身本体：由车身骨架与车身蒙皮等构成的组合体。内、外装饰件：车身外部及内部起装饰与保护作用的零部件的总称。1.外装件主要有：前后保险杠、车门防撞装饰条、散热器面罩、外饰件、玻璃、密封条和车外后视镜等。2.内饰件主要有：车门内护板、车顶顶棚、地板及侧壁的内饰等。车身附件：车身中具有独立功能并成为一个分总成的机构。如：座椅、仪表板、空调、后视镜、玻璃升降器、安全带、雨刮器、车灯、遮阳板、扶手、车门机构及附件、车内后视镜等车身电子装置：主要包括：刮雨器、洗涤器、空调装置、仪表、开关、前灯、尾灯和各种指示照明灯等。总结1车身的功用2车身按用途分为那几类？3何为承载车身？何为半承载车身？何为非承载车身？个有何特点及优缺点？4汽车车身由那几部分构成？5车身本体车身覆盖件车身附件内、外装饰件6车身结构件的功用？7车身本体的组成构件大体分为那三类？8自己查SUVMPV的含义？1.4.1车架的结构要求轿车车架应满足以下结构要求：①支承发动机、驱动装置和悬架等总成构件，并根据底盘及车身的总布置设计要求来控制各构件的运动。②承受由车身和底盘零部件传来的作用力。③车架结构应对车身座舱具有安全保护作用。当车辆发生正面碰撞时，撞击能量应首先由车架承受，通过有目的的车架纵梁断面分级，使撞击能量传到指定部位。④连接并支承车身，同时将外力传到车身上。1.4车架结构4-11.4.2车架的型式和构造轿车车架一般有以下几种形式：一、边梁型车架主要由前边梁、中边梁、后边梁、发动机支承横梁、中横梁、后横梁和防振梁等构件组成。车架梁一般为板厚2mm--3mm的箱形梁，由封闭和开口梁终端面型式。车架中变梁布置在紧贴车身门槛内侧的地板下。1、边梁型车架的布置形式（如下页图）①中边梁布置在开口门槛的断面内。②中边梁布置在封闭门槛梁的断面外。2、边梁车架具有以下特点：①边梁型车架的扭转刚性与其他形式车架相比较小，必须依靠车身来弥补。②由于中边梁紧贴车身门槛，室内地板高度可降低，能有效改善室内空间。③中边梁布置在座舱的两侧，有利于车身侧向撞