汽车车身车体结构

车体结构目录1、前言2、车型及车身分类3、车身构造4、车身件号命名规则5、BIW材料选择及分布6、影响车身结构的各种因素7、MLP与工艺信息的表示8、总结1、前言车身主要包括BIW和内外饰件,零件数量占整车一半以上,是汽车的骨架,在整车结构中发挥着承上启下的作用;车身是一切总装部件、发动机、底盘机构、电器元件的载体，是汽车乘坐安全性和舒适性的保障；车身既影响整车外观,又影响整车性能,是汽车的重要组成部分。2、车型及车身分类2.1车型分类根据汽车的用途、乘座人数的不同，汽车主要可以分为六大类：A轿车BMPV车C面包车D越野车(SUV)E大客车F货车而有些大类可以分为若干小类，如轿车根据车身形状可以分为三厢、两厢和两厢半；根据排量不同又可以分为微车(0.6-1)、经济型车(1.3-1.5)、中级车(1.6-1.8)、中高级车(2.0-2.8)、豪华轿车(3.0-4.2)和超豪华轿车(6.0)等。而卡车又根据载重能力不同分为微卡(1T)、轻卡(1T-3T)、中卡(4T-8T)和重卡(10T)等。车型分类大客车越野车(SUV)货车面包车MPV轿车2、车型及车身分类2.1车型分类2、车型及车身分类2.2车身分类车身壳体按照受力情况可分为非承载式、半承载和承载式（或称全承载式）三种。非承载式车身的特点是车身与车架通过弹簧或橡胶热作柔性连接。在此情况下，安装在车架上的车身对车架的加固作用不大，汽车车身仅承受本身的重力，这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阴力。而其全力则由车架承受。半承载式车身的特点是车身与车架用螺钉连接、铆接或焊接等方法刚性地连接。在此情况下，汽车车身除了承受上述各种载荷外，还在一定程度上有助于加固车架，分担车架的部分载荷。承载式车身的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础。在此情况下，上述各种载荷全部由汽车车身承受。车身种类非承载式车身半承载式车身承载式车身2、车型及车身分类2.2车身分类3、车身构造3.1车身构成分类车身主要分为以下四个方面的内容：A车体：由冲压件构成通过焊接方式连接的，不可以拆卸的车身部分，如地板、侧围等；B闭合件：由冲压件构成通过装配方式连接的，可以拆卸的车身部分，如车门等，我们通常又将车体和闭合件统称为白车身（ＢＩＷ）；C内外饰：由塑料、橡胶件构成通过装配方式连接的，可以拆卸的车身部分，如保险杠、仪表板等；D车身部件：车身上的一些总装散件和功能件，如后视镜、安全带等，有的公司也将车身部件归属于内外饰。车体内外饰闭合件车身构成(轿车)车身部件3、车身构造3.1车身构成分类3、车身构造3.2车体构成车体完全有冲压件焊接而成，在结构上可以分为以下几个大的总成：A顶盖总成B侧围总成C发动机仓总成D前地板总成E后地板总成在焊接工艺上，以上几个总成又可以分为以下两个大类：上车体：包括顶盖总成和侧围总成下车体：包括发动机仓总成、前地板总成和后地板总成车体构成下车体上车体3、车身构造3.2车体构成3、车身构造3.３闭合件构成由冲压件构成，通过铰链、螺栓方式连接的，可以拆卸的车身部分；这些零件的特点是属于外覆盖件，表面质量要求高，材料通常采用镀锌钢板，主要包括以下几部分：Ａ前后车门总成Ｂ翼子板Ｃ前罩板总成Ｄ行李箱总成闭合件构成3、车身构造3.３闭合件构成1、前保险杠总成；2、后保险杠总成；3、仪表台板总成（IP）；4、控制箱总成；5、顶盖内衬；6、地毯总成；7、前后门板内饰总成；8、立柱、门槛内饰总成；9、消音隔热系统；10、座椅、安全带系统；3、车身构造内外饰构成３.４内外饰构成由塑料、橡胶件构成，通过装配方式连接的，可以拆卸的车身部分，内外饰主要用途是满足车身外观和乘座舒适性等功能的需要，主要包括以下几个总成：1、车门锁系统；2、玻璃系统；3、玻璃升降器系统；4、车门限位系统；5、车身密封系统（密封条、夹条、玻璃尼槽等）；6、天窗总成；7、后视镜系统；8、随车工具；9、开启手柄系统。3、车身构造３.５车身部件构成车身上的一些总装散件和功能件，主要包括以下内容：3、车身构造3.6按零件大小划分在工艺上和质量管理上，由于零件的大小不同，该零件的模具制作成本、制作周期和零件的质量要求不同，我们经常根据零部件的大小来对ＢＩＷ零件进行分类，主要分为以下四类：Ａ大型外覆盖件:模具制作周期长、成本高、质量要求高，制作难度大，一般在国外制作；Ｂ大型内覆盖:模具制作周期长、成本高、质量要求高，制作难度较大，一般在国外或者台湾制作；Ｃ中型结构件:模具制作周期较长、成本较高、质量要求高，制作难度较大，一般在国内著名厂家制作，如东风、大江自信等；Ｄ小型结构件:模具制作周期短、成本低、质量要求较高，制作难度低，一般供应商自制。BIW大型外覆盖件大型内覆盖中型结构件小型结构件3、车身构造3.6按零件大小划分4、车身件号命名规则4.1白车身件号命名规则BIW侧围5401000-x015402000-x01顶盖5701000-x01发动机仓总成5302000-x01前地板总成5102000-x01后地板总成5104000-x01行李箱总成6301000-x01前罩总成8408100-x01后门车总成6211000-x016212000-x01前车门总成6111000-x016112000-x01５、BIW特殊材料选择及分布５.１镀锌钢板的选择与分布镀锌钢板的分布主要有两个方面：a用于车身外覆盖件，如下图；b用于其他特殊的结构中，如某些复杂腔体结构中。５、BIW材料选择及分布５.２高强度钢板的选择与分布为了满足一定的车身强度要求，主要是车身碰撞、弯曲刚度、扭转刚度等，通常在车身的某些零件中选用高强度钢板，其分布如下图：6、影响车身结构的各种因素6.1造型为了满足一定了汽车外型风格和审美要求，需要对汽车进行造型，根据造型结果得到内外的表面3D数据，根据这些数据进行车身结构设计。造型对车身结构的影响很大，主要表现在以下两个方面。a直接影响车身零件形状，比如外部覆盖件的形状是根据造型确定的，如车门、侧围、顶盖、翼子板、前罩板、行李箱盖等零件；b限制了车身结构的空间，比如Ａ、Ｂ、Ｃ立柱的空间大小由造型确定。6.2汽车总体布置因素为了满足一定乘坐空间、乘坐舒适性和一些汽车性能指标要求，需要在开发初期做总体布置，这些布置对车身结构有一定影响，如以下几个例子：6.2.1驾驶员视角要求，影响A立柱结构；6.2.2踏板位置要求，影响前壁板结构；6.2.3人体R点位置要求，影响座椅和地板顶盖结构；6.2.4油箱和消音器布置，影响地板结构；6.2.5安全带布置影响地板和侧围结构；6.2.6接近和离去角影响前后保险杠和相关车体总成设计；6.2.7发动机的布置影响发动机仓结构等等。6、影响车身结构的各种因素6.3成本等因素为了提高产品的市场竞争力，一般在策划前期对车身的成本、重量、配置有要求,这些指标对车身结构有较大影响,主要表现在以下几个方面：6.3.1增加配置需要车体做相应的支架或者一定形状要求,影响车身结构；6.3.2增加配置会占用一定空间,影响其他零件布置；6.3.3限制车身重量,对车身优化结构要求严格,否则难以满足安全法规；6.3.4零部件价格限制对结构设计要求严格,否则影响招标；6、影响车身结构的各种因素6.4强制性法规要求每一个国家或者地区对汽车都有一些强制性法规要求,各个地区的要求大同小异。但是这些法规中对车身影响最大的法规有三条，正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞，具体影响如下：6、影响车身结构的各种因素6、影响车身结构的各种因素6.4强制性法规要求6.4.1正面碰撞正面碰撞（如下图），主要影响整个发动机仓的结构，设计要考虑力量传递，吸能（梁和前罩）6、影响车身结构的各种因素6.4强制性法规要求6.4.2侧面碰撞侧面碰撞（如下图），主要影响前后车门，B立柱、门槛的结构，由于吸能空间很小，某些结构的零件通常选用高强度钢板。6、影响车身结构的各种因素6.4强制性法规要求6.4.3追尾碰撞追尾碰撞（如下图），主要影响地板，油箱、消音器、后桥的结构和布置，指标主要是燃油泄漏，EC法规有后门能否打开。6、影响车身结构的各种因素6.5工艺要求6.5.1焊接工艺要求在车身结构设计中，主要考虑的焊接工艺有以下几点：a适应生产线要求，比如每个工位焊接零件数量的分配要合理；b满足焊接总成运输要求；c可焊接性要求，需要对焊接空间进行校核，检查材料的焊接性好坏等；d成本和生产效率要求，比如尽量采用点焊（点焊便宜且效率高）。6、影响车身结构的各种因素6.5工艺要求6.5.2冲压工艺要求在车身结构设计中，主要考虑的冲压工艺有以下几点：a零件的成型、翻边、冲孔、缺口等可行性；b尽量减少零件的工序数量，可以减少模具数量，提高生产效率；c零件形状尽量规则，否则增加模具成本，浪费材料并且可能影响零件的制造精度。6、影响车身结构的各种因素6.5工艺要求6.5.3涂装工艺要求在车身结构设计中，主要考虑的涂装工艺有以下几点：a涂装进水、排水可行性；b电泳可行性（避免电场屏蔽）；c涂装孔的密封性能（避免车身漏水）。6、影响车身结构的各种因素6.5工艺要求6.5.4总装工艺要求在车身结构设计中，主要考虑的总装工艺有以下几点：a可装配性；b装配效率；c装配公差；d维修性。车身扭转刚性试验6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求为了保证汽车使用的可靠性，在开发中要考虑能否满足相关的试验要求，这些试验有一定的标准，有国标、行标、企标，目前这些标准的相关试验都能进行计算机模拟，这样可以降低开发风险，缩短开发周期，下面是一些相关车身试验图片。车身弯曲刚性试验6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求后门刚性（全开）6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求侧面支撑的背门扭转刚性6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求中门加力开闭疲劳试验6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求背门铰链固定点刚性6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求前门电动摇机电机安装点刚性6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求其他试验：模态、NVH、热害、道路等6、影响车身结构的各种因素6.6试验要求6、影响车身结构的各种因素6.7专利规避在设计中要检索相关专利，避开这些专利进行设计，否则可能引起知识产权纠纷，车身专利主要包括下列几点：a车身外观专利，包括整车外观、车门、侧围、后视镜、仪表板等等；b车身功能件专利，包括座椅、杯托等等；c车身结构专利，包括各种车体结构，如碰撞结构、梁结构等等。7、MLP与工艺信息的表示7.1工艺信息的3D表示下图是工艺信息的3D表示举例，该3D数据主要反映了零件形状、材料厚度方向、主次定位孔、压紧面、帖合面等信息。7、MLP与工艺信息的表示7.2工艺信息的2D表示下图是工艺信息的2D表示举例，该2D资料主要反映了单个零件的主次定位孔、压紧面等信息。7、MLP与工艺信息的表示7.2工艺信息的2D表示下图是工艺信息的2D表示举例，该2D资料主要反映了总成零件的主次定位孔、压紧面等信息。8、总结通过在以往车型开发中的一些经验教训，个人认为，开发一款成功的车型，必须包含以下几个方面的要素：1、开发团队要团结一致，设计、质量、工艺等要相互协作，积极配合；2、在项目管理、设计、工艺、质量控制等各方面，都要有相关经验丰富的人才，在汽车设计的各个环节层层把关，有问题要及早解决；3、合理、科学的工艺流程和质量控制体系，可以减少一些不必要的质量问题，如累计误差等；4、优秀、高水平的供应商。