汽车车身结构复习资料.docx

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1、汽车车身结构复习资料车身结构复习 1.1 汽车车身的定义 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 。 1.2汽车车身的发展历史 a马车b厢形车c甲壳虫d船形e鱼形f楔形 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 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、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。 1.4车身名词 车身结构不包

2、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。包括安装的覆盖件但不包括附件和内饰件。 车身装配总成喷漆工序完成后，安装全部附件和内饰件。 第二章 车身结构的分类 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)发动机、底盘各总成工作时通过其支承传递的力；(3)汽车行驶时通过轮胎、悬架传来的力。 2.1 车身壳体按照受力情况可分为：非承载式、承载式两种 非承载式车身和承载式车身一般可按照有无刚性车架划分。 车架就是支承车身的基础构件，一般称为底盘大梁架。 一、车架的功用:车架是汽车各总

3、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。同时，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 。 二、车架的分类 1、边梁式车架 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。 2、周边式车架 车架的特点：(1)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。 (2)车架前端做得较窄，以允许转向轮有较大的偏转角度。 (3)车架后端向上弯曲，保证了悬

4、架变形时车轮的跳动空间 3、中梁式车架 优点：重量轻，重心低，行驶稳定性好，其结构使车轮跳动1 空间比较大，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：但这种车架制造工艺复杂，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。 4、综合式车架 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。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点，可以提高扭转刚度。 5、钢管式车架 顾名思义，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，在质量相等的情况下，往往可以得到比承载式车架更强的

5、刚度，这也是很多跑车厂仍乐于用它的原因。 三、对车架的要求：1有足够的强度。2有足够的弯曲刚度。3有适当的扭转刚度。4尽量减轻质量。 2.2非承载式车身：即有刚性车架的车身 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。 非承载式结构类型优缺点：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，便于总装组

6、织生产和改换车型。 这类车身结构型式的缺点：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。 非承载式轿车车身车前钣制件的特点 非承载式轿车车身前部较薄弱，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。(货车的情况亦相同) 2.3承载式车身结构 特点是汽车没有车架，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。 承载式车身结构型式的

7、优缺点：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。 2 全承载式客车车身骨架 二、车身结构按材料分1、钢制车身：镀锌钢板、高强度钢板2、轻金属车身：铝合金、镁合金3、非金属车身：塑料、碳素纤维材料 第三章 车体结构 汽车车身板壳按构建组成特点可分为车身骨架、覆盖件和结构加强件三个类型。 车身骨架：按作用分为车体主体骨架、加强板和附件固定件 车身骨架作用

8、： 1）车身主体骨架是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和附件固定板 2)加强用的，如发动机罩加强梁、大客车顶盖上的纵梁和底架周边的搁梁，在后悬架处底架上设置的加强横梁等。 3)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 上横梁吸收上方碰撞能量 下边梁吸收对方车辆的撞击能量；防止与对方车辆车架的错位 前纵梁主要吸能部件 车体主体骨架：按受力方向来分 1、纵向受力元件是前纵梁及斜撑、地板边梁、

9、传动轴通道和顶盖及其边梁； 2、横向受力元件是前围板，前部斜地板，前后座椅支撑梁，后壁 (有些结构以后座靠背后面的对角斜撑代替后壁)，后横梁或后围板等，顶盖也是横向受力元件。 3、高度方向的受力元件是前、中、后门立柱等。 车体主体骨架结构：按用途分由三部分组成： 1、封闭式的主体(供乘坐的车厢)而车厢部分主要承受分散在地板上的重力，如车体自身的重力、乘客重力和悬挂在门柱上的车门重力等等。2、敞开的前部(安置发动机的部位)3、大多数车身后部都有行李箱。 第四章 汽车前后板制件 4.1车头即由前板制件各部分组成。 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。1、在

10、有车架的非承载式车身(如:越野车)，其车头板制件几乎全是与车身本体或车架用螺钉连接的。 2、承载式轿车车身的车头 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，3 但维修性能较差。 载货车头的结构型式 1、托架式结构 2整体式结构 3翻转式结构 (一)散热器面罩 散热器面罩的功能是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。 散热器面罩常用的材料有铜板、铝合金、塑料。 塑料中常用的有AB

11、S树酯、PP及聚丙烯等。ABS树酯散热器面罩具有质量轻、耐腐蚀，机械强度好、耐冲击的优点之外，还具有较好的尺寸稳定性和二次加工性(即电镀、涂料、粘结) 可以采用塑料注射成型等高效率大量生产方式，尤其不象钢板冲压件那样受拉延深度、冲压圆角等限制，所以能充分满足造型的要求，且方便更换。为提高装饰效果，还可在表面进行花纹处理。 散热器面罩是易损零件，可拆卸 、发动机盖 a对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。 b发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用。 c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

12、与前档风玻璃接触，应有一个约为10毫米的最小间距。 d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。 发动机盖加强板、隔音棉 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。 发动机盖支撑 种类：杆式、液压、气弹簧 (三)翼子板 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。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。 (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。) 翼子

13、板的特点 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。 翼子板的连接 平头车翼子板 为了方便维修：采用螺钉连接 4.2 后板制件 轿车后端板制件是由后翼子板、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。 后行李箱 a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他备用物品的能力 总成、后围总成、后风窗、顶盖总成、地板总成 5.1.1前围板 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。要求： a要有足够的刚度和强度：保证驾驶员的前方生存空间 b隔离发动机舱和驾驶舱：隔热、隔音、隔振

14、c仪表板、空调等附件的安装：确定安装支架的位置 d是空调管路、电线、拉杆、各个踏板、转向柱等的通道，保证密封 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。 5.1.2 A、B、C柱；后风窗支柱 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 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 C柱:作用：支撑顶盖纵梁、门槛，安装后车门锁扣，连接后地板、连接后行李箱总成 要求：刚度和强度、保证视野 后风窗

15、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 5.1.3 车顶盖 车顶盖是车厢顶部的盖板，与顶盖圈梁连接。 要求：a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 5 b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。 c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。 车顶盖的分类 车顶盖通常分为固定式顶盖、敞篷式顶盖、可移动顶盖式顶盖三种 5.1.4地板 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：1、承受静、动载荷：足够的刚度、强度2、密

16、封防尘、隔振、隔热、降噪 5.2 风窗玻璃 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。 根据汽车的不同使用部位及要求，汽车安全玻璃可分为：夹层玻璃、钢化玻璃、明暗自动调节玻璃、单面透视玻璃 5.3前风窗密封 风窗玻璃与窗框竖边之间的连接方式：橡胶条嵌接式、直接粘接式 5.3雨刮器 分类 按数量分：单刮、双刮、三刮 按用途分：前雨刮器、后雨刮器 按连杆结构分：四连杆雨刮器、曲柄连杆雨刮器、齿条齿轮 按刮片的固定形式：无骨式刮片、有骨式刮片 雨刮器 工作过程 一般情况下在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋扭，设有低速、高速、间歇3个档位。 汽车座椅 一、作用

17、：1、用于支承乘员的质量：给驾驶员提供良好的工作条件；并为乘客创造舒适和安全的乘坐条件。 2、缓和和衰减由车身传来的冲击和振动 二、座椅的结构：骨架、座垫、靠背和调节装置等组成。 三、座椅褥垫 1、分散弹簧和人体间的压力，使座椅表面具有柔软的触感。 2、具有吸收振动和噪声的功能，所以要求褥垫应柔软、平坦、具有一定弹性，且无明显永久变形。 采用橡胶海绵、聚氨酯和泡沫塑料等作为弹性元件，这是因为其质量轻(相对密度为01202)、弹性好、内部的大量气孔有良好的阻尼作用。相对阻尼系数在025左右，固有频率在3Hz左右，且能模塑成形，容易实现座椅的体形化，满足合理的体压分布要求。 四、座椅的蒙皮 蒙皮是

18、包在座垫和靠背总成外表面的一层材料，可用它来修饰座垫的表面。其色彩应符合车身内饰的统一要求。蒙皮应包得很结实，以加强褥垫的作用，使载荷能均布在弹簧上。 蒙皮材料 常用棉布、毛织品、皮革、人造革、塑料和粘胶织品等。 车门、车窗极其附件和密封 车门的作用: 供人,货物进出汽车,采光. 车门的结构型式主要有：全尺寸内外板结构、滚压窗框结构、全尺寸车门内板结构。 6 车门的要求:1)具有必要的开度，并能使车门停在最大开度上，以保证上、下车方便 2)安全可靠。车门能锁住，行车或撞车时门不会自动打开。 3)开关方便，玻璃升降方便。4)具有良好的密封。5)具有足够的刚度，不易变形下沉，行车时不振响。6)制造

19、工艺性好，易于冲压并便于安装附件。7)外形上与整车协调 车门附件 包括车门铰链、车门开度限制器、带有内、外操作手柄的门锁、定位器、车门密封条，在门内、外板之间还装有玻璃、玻璃导槽和导轨及玻璃升降器、旋转窗等。 门护板：装饰和保护 要求:耐老化、耐脏、具有一定的柔软度 车门内板及前内护板等多采用复合板材，经真空吸塑成型而成。 车门铰链:主要包括固定部分(即铰链座，固定在门框上)、活动部分(安装在车门上)和轴。 车门铰链有合页式和臂式两种。 车门的开度限制器 车门的开度限制器用以限制车门的最大开度，防止车门外板与车体相碰，还必须能使车门停留在最大开度，起着防止车门自动关闭的作用。车门的最大开度一般

20、在65o70o 玻璃升降器 升降器的要求：1）操作性 指玻璃在升降时所需操作力的大小 2）耐久性 指玻璃升降器能正常工作的次数即玻璃从下止点升至上止点，再由上止点降到下止点为工作一次。3）可靠性 指玻璃在升降过程种，能准确的停留在任意位置的能力 4）平稳性 指玻璃在整个升降行程中，保持其水平位置不变的能力。常用每100mm长度上的不平行度表示。 5）耐超载性 常用符合强度和操作强度表示。“符合强度”表示在窗玻璃中央施加额定的载荷时，玻璃不产生连续下降；“操作强 度”表示在摇摆转动轴上施加额定转矩时，不允许构件产生变形和出现异常现象。 6）耐振性 指汽车在行使中出现振动时，升降器能保持玻璃开度位

21、置不变的能力。 密封条 密封条的固定方式：1）粘接。用粘接剂。 2）机械固定。多用卡扣或卡槽3）夹持。金属骨架夹持。 汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种:主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有操纵稳定性、制动性能、平顺性等 被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力，目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统)等。 当汽车发生碰撞事故时，汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞， 安全气囊=传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring) 当汽车以

22、50kmh的速度撞击前方障碍物时，安全气囊系统的保护动作过程可分为4步(a)，碰撞约10ms后，SRS达到引爆极限。引爆管引爆产生大量热能，点燃气体发生剂叠氮化钠药片，使其受热分解。此时驾驶员尚未因碰撞惯性向前倾。(b)，碰撞约40ms后，安全气囊完全充气膨胀，体积变到最大。驾驶员由于碰撞惯性力作用向前扑，此时系在驾驶员身上的安全带迅速收紧，吸收了部分冲击能量。(c)，碰撞约60ms后，驾驶员头部及身体上部快速压向已膨胀的安全气囊，人体的冲击能量被7 弹性气囊吸收并扩散。安全气囊背面的排气孔在气体张力和人体压力的作用下，向外排气，排气节流阻尼进一步吸收人体与安全气囊之问弹性碰撞产生的动能，有效

23、地保护了驾驶员的生命安全。 (d)，碰撞约110ms后，大部分气体已从安全气囊逸出，气囊变瘪，防止了驾驶员被膨胀的气囊憋气窒息。在安全带作用下，驾驶员上身后倾回到座椅靠背上，汽车前方恢复视野。座椅安全带的型式 按安装方式可分为三种型式，即两点式、三点式和四点式安全带 安全带作用:汽车行驶中，因紧急制动或碰到障碍物而减速时，乘员由于惯性向前继续运动，一旦碰撞到转向盘，仪表板、前风窗玻璃等部件上，就会造成伤害。为了尽可能避免或减少伤害，一般采用对乘员的动作进行约束的方法。座椅安全带就是防止乘员在车内冲撞和抛出车外的廉价而有效的装置。既使在碰撞过程中，它也能限制乘员惯性能量的释放，利用车身减速度把乘员的惯性能量吸收并传递出去，达到防止或减轻乘员受伤害的目的。座椅安全带1、安全带卷收器的卷收惯性力必须要在1-7N之间。2、车感指标：当车体以0.45g的水平加速度运动,织带必须要在50mm内锁止 3、带感指标：当织带以0.8-2g的加速度拉出,织带必须要在50mm内锁止。4、安全带对汽车的倾斜角度敏感，卷收器倾斜12以下不锁止。27以上锁止. 座椅安全带总成 座椅安全带通常由：织带、织带长度调整节器、带扣锁、卷收器、织带方向调整器、安装部件组成 8