汽车制造工艺及结构

汽车制造工艺及结构车辆结构知识•现代车辆结构越来越复杂，通常一辆普通的轿车可能是由一万多个零部件组装而成。为了便于学习车辆结构，一般都将车辆分为底盘和车身两大部分。底盘通常是指包括发动机和车架在内的各大底盘系统，而车身是指安装车架上的车身本体及电气、附件和内饰件等。但因为现代承载式车辆已经没有严格意义上的底盘，所以这里我们按功能将车辆零部件分成几大部分1.汽车的基本构成2.车身分类和构成3.承载式车身结构和车身板件4.车架式车身结构和车身板件需要掌握的知识点一.汽车的基本构成•1.汽车通常由车身及其附件、动力总成、转向系统、悬架系统、制动系统、电气附件等几大部分组成1.1动力总成动力总成通常是指发动机以及与之紧密相连的离合器、变速器、主减速器和差速器等部件。当前，大多数汽车发动机都采用往复活塞式内燃机，它是由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系等部分组成。1.曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。缸体活塞曲柄连杆机构2.配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆,凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。凸轮轴及气门工作原理2.汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。目前汽油机的燃料供给系有：化油器式燃料供给系；汽油喷射式燃料供给系；液化石油气燃料供给系以及其它混合燃料供给系统等。化油器式燃料供给系是汽油机传统的供给系仍在广泛应用，而汽油喷射式燃料供给系在汽油机上的使用已经普及。3.机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套（在机体内）等组成，其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中，从而维持发动机电动正常工作的温度4.润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面。在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。火花塞发电机分电器使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程，叫发动机的起动。完成起动所需要的装置叫起动系。转动曲轴使发动机起动的方式很多，汽车发动机常用的有两种：①人力起动：起动最为简单，只须将起动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的起动爪内，以人力转动曲轴。②电动机起动：电动机起动是用电动机作为机械动力，当将电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就传到飞轮和曲轴，使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。1.2转向系统转向系统的作用是控制汽车的行驶方向。它主要由转向盘、转向机、转向传动机构、转向助力装置、液压助力管路和助力油等部件组成。汽车转向系分为机械转向系和动力转向系。机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，传力件都是机械的。动力转向系以发动机或电动机作为主要动力能源。主要有液压助力转向和电动助力转向。l.转向盘2.安全转向轴3.转向节4.转向轮5.转向节臂6.转向横拉杆7.转向减振器8.机械转向器转向器1.3悬挂系统悬挂系统的作用是连接车轮与车架或车身，将地面驱动力从行驶系传递到车身或车架，同时缓冲地面的冲击力。它主要由悬架摆臂、减振器、横向稳定杆等部件组成。悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。悬挂系统的分类根据汽车导向机构不同可分为独立悬架、非独立悬架。非独立悬架：特点是两侧车轮由一根整体式车桥相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。三角臂转向节1.4行驶系统是将发动机的驱动力传递到路面，由此产生路面对汽车的反向作用力，驱动车辆在路面上行驶。汽车的行驶系统主要由车架、车桥、车轮与悬架构成1.5制动系统制动系统的作用是在行驶中根据需要降低汽车的速度，使汽车停止或在坡道上驻车，对保证汽车的行驶安全十分重要。它主要由制动踏板、制动助力器、主动主缸、制动轮缸、制动蹄或制动钳、制动鼓或制动盘、制动管路、制动液、制动防抱死控制（ABS）系统等部件组成。根据国家强制标准的规定，汽车制动系统必须满足行车制动系、应急制动系和驻车制动系的要求，部件可以共用，但至少应有两套彼此独立的控制装置。制动系统形式分类:鼓式刹车、碟式刹车、盘式制动器。刹车鼓刹车盘1.6电气设备汽车上传统的电气设备用于发动机的起动、点火、内部和外部照明、信号装置以及各种仪表等，主要包括蓄电池、起动和充电系统、点火系统、照明装置、转向和制动信号装置、车速里程表等各种仪表，现代汽车还装备了空调系统、音响系统、中控门锁和防盗系统、风窗雨刮和清洗系统、电动门窗和天窗、电动和加热座椅、除霜除雾系统、计算机控制和CAN总线系统、GPS系统等电子电气系统，这些装置大大提高了汽车的安全性和舒适性。我国汽车电气系统大多采用12V蓄电池电压，负极搭铁。二、车身分类和构成1、按车身承载情况分类。1.1非承载式车身1.2承载式车身1.3半承载式车身1.1非承载式车身非承载式车身又称为车架式车身，其典型特征是在车身下面有一个车架结构，车身壳体通过螺栓安装在车架上，发动机、变速器、悬架等大总成也安装在这个车架上。这些大总成的重量和地面冲击力主要由高强度的车架承载，而不是直接作用在车身上。在发生碰撞事故时，碰撞力可能会先作用在车架上，然后再向车身传递。为了降低路面噪音，缓冲振动，提高舒适性，往往在车架与车身之间、车架与发动机和变速器之间安装一些橡胶衬垫。当前，非承载式车身在轿车上已很少应用，而主要用在一些SUV、大客车和载货车上。1.2承载式车身承载式车身的典型特征是没有车架，发动机、变速器、悬架等大总成直接安装在车身结构上，它们的重量和路面载荷主要由车身结构承载。在发生碰撞事故时，碰撞力也直接作用在车身构件上，并沿着车身传播。在承载式车身结构中，车身板件、横梁和纵梁通过点焊或激光焊焊接在一起或粘接在一起，形成一个整体的车身箱体结构。这种结构既轻便又结实。乘员舱的刚度比非承载式车身更大，在碰撞中，汽车的前部和后部可以按照受控的方式溃缩，而乘客舱则得到最大程度的保护。承载式车身结构需要更复杂的装配工艺，采用了一些新材料和新技术，如厚重的冷轧钢被更轻、更薄的高强度钢或铝合金所替代。因此，在维修事故车时也应当采取完全不同的修理方法，需要采用新的处理、矫直和焊接工艺。目前，承载式车身因轻便安全、节能环保、技术成熟而在轿车上得到了广泛的应用。估损和维修人员应当系统掌握这种车身的碰撞损坏分析和维修技术，后面将重点对这种车身结构进行详细介绍。车身的构成和车身板件1.车身的构成:为了便于理解，我们将车身结构分成三个车身段来讲解，即前段、中段和后段.估损人员应当了解每段中包含哪些零件，它们是如何建造的前段又称为车头部分，包括前保险杠和前围板之间的所有部件，如保险杠、进气格栅、水箱支架、前纵梁、前横梁、发动机支座、前翼子板、前悬架拱形座等构件。中段又称为中间部分，包括构成乘员舱的所有车身构件，如地板、车顶、车颈板、风挡玻璃、车门、A柱、B柱、C柱等。后段又称为尾段或后尾，包括后风挡玻璃到后保险杠之间的所有布局，如后侧围板（后翼子板）、行李箱、后地板、后纵梁、行李箱盖、后保险杠等构件。左侧和右侧在进行事故勘察，制作查堪报告和定损单时，经常要说明是车辆的左侧还是右侧受损，是维修左侧还是右侧的哪个零部件，在查阅配件信息和专业的估损资料时，也要区分左右两侧的配件。为避免混淆，行业中对车辆的左右侧规定如下：驾驶员坐在驾驶席上，其左手侧为车辆左侧，右手侧为车辆的右侧车身板件及连接方式车身板件:车身板件包括金属板件（又称为钣金件）和塑料板件，一般是通过冲压或模制而成的。一辆汽车用到的板件有很多，通常它们的名称就说明了其位置和主要功能车身板件的连接方式车身板件的连接方式有多种。第一种是焊接、粘接或铰接，主要用于安装永久固定的静止零件，如纵梁、散热器支架、地板、车顶、立柱和后侧围板等。第二种是用各种紧固件（如螺栓、螺母、卡夹等）连接，用于安装可以拆卸的静止零件，如进气格栅、保险杠、车身内饰等零件。第三种是铰接，用于安装可以转动或开闭的零件，如发动机舱盖、行李箱盖、车门等。•焊接是一种永久性连接，是通过加热熔化焊接材料，使两个零件交融到一起，冷却后便形成永久连接。金属和塑料零件都可以用焊接方式连接。•压装或卡装是通过过盈配合或卡夹将零件固定到一起。这种装配方式因有利于降低生产成本而得到越来越广泛的应用。•胶粘零件是利用高强度的环氧树脂或专用粘结剂将零件固定到一起。金属和塑料零件都能用粘结剂粘合。三、承载式车身结构和车身板件承载式车身结构的车身材料：承载式车身为了保护乘员安全，在车身设计时就针对不同位置的强度和刚度要求，采用了不同的结构和材料。如车身前段需要承载动力总成，一般多采用一些高强度钢。乘客舱需要有很高的强度，一般多采用高强度或超高强度钢。而覆盖件或吸能区多采用低强度或中强度钢，有时甚至采用玻璃纤维或特质塑料承载式车身中的钢材强度情况●侧面加强区极高强度钢●乘员保护区超高强度钢●承载骨架区高强度钢●中强度钢●高强度钢●超高强度钢承载式车身的基本特征前面我们讲过，承载式车身是将车架和车身合为一体，具有以下主要特征：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，构成了一个整体结构。这种结构重量轻，刚性大，具有较强的抗弯曲或扭曲变形能力。与车架式车身相比，省去了车架，不但减轻了重量，而且增大了有效承载空间，使汽车更加轻便和紧凑。动力传动系统和底盘各系统的震动和噪声直接传递到车身底板上，而承载式车身就像一个大音箱，具有放大噪音的作用。因此，在承载式车身内增加隔音材料显得格外重要。如果隔音材料安装不当，将会使乘客舱内有很大的噪音。车身的金属薄板与路面很接近，容易受到水、盐等污物的沾染和腐蚀。FF型承载式车身结构：FF（FrontEngineFrontDrive）的含义是发动机前置前轮驱动。越来越多的轿车采用这种驱动型式，其特点是：发动机安装在两根前纵梁之间，可以是纵置的，也可以是横置的；变速器与主减速器、差速器组合在一起，构成变速驱动桥，前车轮既是转向轮，也是驱动轮FR（FrontEngineRearDrive）的含义是发动机前置后轮驱动，一般用在高级轿车和卡车上。其特点是：发动机和变速器安装在车身前部，动力由传动轴传递到后桥壳内的主减速器和差速器，后桥壳和后悬架安装在后部车身的构件上。因为发动机、变速器、主减速器和差速器是各自独立的总成，其质量在车辆的前后部得到均匀的分布FR型承载式车身结构MR型承载式车身结构：MR（MiddleEngineRearDrive）的含义是发动机中置后轮驱动。RR型承载式车身结构：RR（RearEngineRearDrive）的含义是发动机后置后轮驱动，多用在大客车和一些跑车上承载式