第一章汽车车身结构与设计概述

1、汽车车身结构与设计第一章 概述主要参考书目n黄天泽，汽车车身结构与设计，机械工业出版社n郭竹亭，汽车车身设计（上、下），吉林科学技术出版社n乐玉汉，轿车车身设计，高等教育出版社n谷正气，轿车车身，人民交通出版社n雷雨成，汽车车身设计与制造，哈尔滨工业大学出版社n张朴，汽车计算机辅助开发技术，北京理工大学出版社nJ Pawlowski，Vehicle body engineering，LondonnJohn Fenton，Vehicle body layout and analysis，London考核方式n闭卷考试 2小时n平时成绩，包括考勤和大作业，占总成绩的40 1 概述n本课程的意义、特

2、点n车身设计的特点n车身设计的要求n汽车车身的发展状况n车身组成简介n车身基本类型n车身设计中的三化问题n车身设计的最新发展1.1本课程的特点、意义n课程特点n涉及的知识范畴比较广泛。n结构设计、分析、制造n车身材料、人机工程学n空气动力学等n概念性问题较多，要求系统了解车身设计的基本过程、方法以及进行设计工作时需要把握基本的设计原则。n课程意义n从19世纪末世界上诞生第一辆四轮动力车以来，汽车已成为人们重要的代步工具。 100多年来n汽车给人们带来了巨大的方便n推动了社会其他众多行业的发展n引起环境问题n安全性问题1.1本课程的特点、意义n环境问题n消耗能源n制造所需各种材料n燃烧产生动力的

3、能源n排放污染n废气污染n噪声污染n安全问题n直至今日，全世界每天仍有千余人死于车祸n故在目前以至今后很长一段时间内，汽车工业的发展仍将围绕节能、低污染、安全这样的目标进行开发。1.1本课程的特点、意义欧洲从欧洲从19921992年起开始实施欧年起开始实施欧标准标准 19961996年起开始实施欧年起开始实施欧标准标准 20002000年起开始实施欧年起开始实施欧标准标准 20052005年起开始实施欧年起开始实施欧标准标准 20092009年开始实施欧年开始实施欧标准标准 将在将在20142014年实施欧年实施欧标准。标准。我国：我国：20002000年起实施年起实施GB14961GB149

4、6119991999汽车排放污染物限值及测试汽车排放污染物限值及测试方法方法（等效于欧（等效于欧标准）标准） 20042004年年9 9月月1 1日我国开始执行欧日我国开始执行欧排放标准排放标准 20072007年年1 1月月1 1日起执行欧日起执行欧排放标准排放标准 20102010年年1 1月月1 1日起执行欧日起执行欧排放标准排放标准 北京已在北京已在20132013年年2 2月执行京月执行京（欧（欧 ）排放标准。）排放标准。 单车排放要比现行单车排放要比现行“国四国四”标准降低标准降低40%40%左右。左右。 联合国欧洲经济委员会(ECE)、欧洲经济共同体(EEC，现为欧盟EU)、日本

5、、美国等主要国家和地区，从70年代起每35年就修订一次相关的法规或标准，各种车辆噪声的限值有了大幅度的降低。我国最初于1979年颁布了GB1495-79机动车辆允许噪声和对应的GB1496-79机动车辆噪声测量方法。 2002年又重新颁布了GB1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法，其中规定了2005年l月1日以后生产的轿车必须达到74dB(A)的加速行驶车外噪声限值。 2008年初，在重庆统一召开了“噪声测试方法”讨论会，准备对车外噪声测量方法进行修改以符合国际法规的新发展。 n学习车身结构与设计与改善环境问题与安全性问题之间有着怎样的联系？n节能 n1973年石油危机以来，世

6、界性的节油要求给汽车的燃油经济性提出了更高的要求。n消费者也更愿意购买燃油经济性好的汽车1.1本课程的特点、意义n国务院2012年颁发的节能与新能源汽车产业发展规划提出，到2015年乘用车平均燃油消耗量要降至6.9升/百公里，2020年要降到5升/百公里。2013年国产乘用车百公里平均油耗为7.38升。意味着未来几年平均油耗需要累积下降30%以上n与欧洲相比，中国2020年设定的油耗标准并不算高，欧盟正在实施的是到2015年每公里二氧化碳排放120g的限值，并在讨论制定2020年每公里二氧化碳排放量95克限值。n这算下来百公里油耗5升对应的二氧化碳排放为117克，因此中国2020年油耗限值之比

7、欧盟2015的目标稍严格有效的节能措施包括哪些？1.1本课程的特点、意义n改进动力系统以降低燃油消耗率。n优化发动机与传动系统的参数匹配。n发动机功率与传动比n采用新能源技术n电能、太阳能、煤基燃料、氢燃料等n减少汽车的自身重量。 n轿车车身整车4060n货车车身整车1630n改进车身造型以降低风阻1.1本课程的特点、意义合理利用能源n低污染n排气污染n改进能源n混合动力、电动车、太阳能n使燃油充分燃烧，减少气体泄漏，将废气中有害气体转化为无害气体n加强交通管理，减少由加、减速、制动、起动带来的污染。 减少排气污染与节能密切相关。1.1本课程的特点、意义n噪声污染n车内噪声与车身结构密切相关n

8、车外噪声n发动机运转噪声n燃烧噪声n机械噪声n冷却风扇噪声n进气噪声 n排气噪声1.1本课程的特点、意义汽车车身的内部气流，合理设计进、排气流的通道可降低由此产生的噪声n汽车行驶时的噪声n轮胎噪声n风噪声1.1本课程的特点、意义合理汽车造型，改善其空气动力性能，可减少风噪声n安全问题n主动安全性n汽车本身所具有的能够安全行驶，不产生侧滑、甩尾、失去控制等事故的能力。上述主动安全性与汽车的空气动力性能是分不开的。各车轴上的重量分配，取决于车身中载荷的分配情况，由此进一步决定了汽车重心和风压中心的位置，直接影响汽车稳定性和操纵性。n被动安全性1.1本课程的特点、意义n被动安全性n汽车一旦发生安全事

9、故，汽车的有关结构和装置能够保护司机与乘客不受伤害或减少伤亡的能力。n车身作为碰撞能量的储存器，对于碰撞安全性具有决定性的作用。n车身或车架结构采取加强措施n安全带n安全气囊1.1本课程的特点、意义车身附件车身前部或尾部采用吸能保险杠车门内外板之间设置加强纵置管梁 不论是从节能、降低污染、提高安全性哪个方面，进一步研究车身结构、造型，都可以产生一定的效果。 车身结构的研究对于提高汽车产品的性能有着重要的意义。1.1本课程的特点、意义n车身对汽车美学具有极其重要的意义。n对社会来说，车身已经成为复杂的周围环境的一个重要组成部分。运动的雕塑n车身造型被认为是汽车设计的灵魂，直接影响汽车的市场销路。

10、1.1本课程的特点、意义n车身的造型及设计已成为提高汽车产品竞争力的重要手段n机械部分: 底盘 发动机 车身n车身改型较另外两个总成快，能快速响应消费者要求n美观的汽车造型n电器部分1.1本课程的特点、意义肌肉心脏骨骼血液n研究车身结构n提高产品性能n节能n降低污染n提高安全性n车身的隔音隔热、通风取暖、密封性。仪表和开关的布置都是行驶舒适性的重要组成部分。n车身造型直接影响汽车的市场销路。1.1本课程的特点、意义1.2 车身设计的特点n涉及的知识面广泛n空气动力学、人机工程学、造型艺术、车身材料、防振隔音、密封、通风取暖等n车身组件多为空间结构n骨架结构件多为空间曲梁n大型覆盖件多为空间曲面

11、 保证大批量生产时仍具有高的形状精度和配合精度，需要特定的方法。1.3车身设计的要求n1、车身造型：外观美，提高市场竞争性 （课本第五章：去掉此章节）n2、空气动力学性能n降低风阻，提高燃油经济性：n保证汽车的气动稳定性，提高行车安全性n侧风作用n高速行驶 （课本第六章：空气动力学）节能、低污染n3、人机工程学：n舒适性n振动（疲劳、疾病）n噪声（疲劳、听闻效果差、听力损伤）n密封性，防止尘土和雨水的侵入n通风及气温调节（课本第八章：车身结构分析与设计）（课本第十章：座椅设计） （课本第十二章：汽车的通风、采暖与制冷）1.3车身设计的要求1.3车身设计的要求n视野性n驾驶员在操作时，不改变操作

12、姿势的状态下对道路和周围环境的可见范围，或乘员在正常乘坐状态下对车外环境的可见范围。n乘用方便性n考虑乘员、驾驶员进出车厢和行李、货物安装是否方便。不同类型的车辆需根据其结构特点及功能的不同加以考虑。（课本第四章：人体工程学在车身设计中的应用）n4、机械工程学方面：n安全性（刚度、强度）n正常行驶时的防护措施；发生意外时的补救措施n内饰件的软化结构；座椅靠枕、扶手；n安全带、安全气囊的配置n方向盘的防撞击软化结构n车身客厢部分的骨架加强n车门内外板之间的的纵向加强梁n吸能保险杠（补充碰撞安全性设计方面的内容）1.3车身设计的要求n可靠性n既要保证在常规负荷下车身结构的有效性，又要考虑在可能发生

13、的非正常情况下，结构与机构仍具有使用性。通过一些附加装置来保证。n车门的安全锁n发动机罩的安全拉钩n驾驶室的翻转机构1.3车身设计的要求n耐用性n针对一些常用的机构，要求在整车寿命期限内能够正常使用。（雨刮、玻璃升降器）n维修、拆装的方便性n车身设计时应考虑经常维修、包养的零部件的可及性和方便性。（课本第九章：车身部件结构设计涉及相关内容）1.3车身设计的要求n5、车身设计时同时还需要考虑：n市场的需求n购买对象的爱好、能力n尽量降低成本n相关的法律法规n推荐性法规 (汽车平顺性脉冲输入)n强制性法规n排放标准（排气消声器设计）n噪声标准：如2005年1月1日后M1类车车外加速噪声轿车必须低于

14、74dBn安全性标准1.3车身设计的要求M1类车辆至少有4个车轮，或有3个车轮，且厂定最大总质量超过1t，除驾驶员座位外，乘客座位不超过8个的载客车辆。 1.3车身设计的要求n车身造型n空气动力性能n人机工程学方面n机械工程学方面n商业运作方面规律n国家相关的法律法规机动车的诞生机动车的诞生n人类使用车辆已有4000多年历史。车辆的特点是具有沿地面滚动的车轮。在漫长的历史岁月里，车辆一直由人力或畜力驱动，直至18世纪发明了动力机械后，才出现了机动车。1.4 汽车车身的发展世世界界最最早早的的机机动动车车n17691769年，法国炮兵工程师尼古拉斯年，法国炮兵工程师尼古拉斯古诺制成了世界古诺制成

15、了世界最早的机动车。该车总长度超过最早的机动车。该车总长度超过7m,7m,前面有一个直径前面有一个直径为为1.3m1.3m的蒸汽锅炉，其后由两个的蒸汽锅炉，其后由两个50L50L的气缸驱动前轮。的气缸驱动前轮。1.4 汽车车身的发展n1769年发明的蒸汽车是古代交通运输年发明的蒸汽车是古代交通运输（人力、畜力或风帆驱动）与现代交通（人力、畜力或风帆驱动）与现代交通运输（动力机械驱动）的运输（动力机械驱动）的分水岭分水岭。交通工具交通工具发明年发明年份份首创者首创者蒸汽车蒸汽车17691769（法）尼古拉斯（法）尼古拉斯古诺古诺蒸汽动力船（动力桨）蒸汽动力船（动力桨）17861786（美）约翰（

16、美）约翰菲奇菲奇铁路蒸汽机车铁路蒸汽机车18081808（英）理查德（英）理查德特拉维西克特拉维西克蒸汽二轮摩托车蒸汽二轮摩托车18671867（法）佩罗尼克（法）佩罗尼克蒸汽动力飞艇蒸汽动力飞艇18831883（法）亨利（法）亨利吉法德吉法德1.4 汽车车身的发展各种各种机动机动车的车的诞生诞生机动车机动车诞生年份诞生年份发明人发明人第一辆蒸汽汽车第一辆蒸汽汽车17691769年年（法）尼古拉斯（法）尼古拉斯古诺古诺第一辆电动汽车第一辆电动汽车18471847年年（美）摩西（美）摩西法默法默第一辆内燃机汽车第一辆内燃机汽车18851885年年（德）卡尔（德）卡尔奔驰奔驰1.4 汽车车身的发展

17、1.4 汽车车身的发展n一、车身造型一、车身造型 同一时代的汽车造型，虽然种类繁多，但总有共同之处，这种共同之处就构成了某一历史阶段汽车造型的类别。n1、酷似马车的汽车雏形、酷似马车的汽车雏形n1885年内燃机汽车刚诞生后的“马车形”时代n沿用了马车的车轮、钢板弹簧、车身等部件，在座位下面安装了发动机，就像装上了动力的马车，又被人称为“没有马的马车”。是车身最原始最朴素的形式。1.4 汽车车身的发展 卡尔奔驰于1885年利用一个自制的单缸、水冷、0.55kW的内燃机制成第一辆第一辆内燃机汽车内燃机汽车Benz，于1886年获得了专利。没有马的马车没有马的马车Daimlern18861886年，

18、哥特里布年，哥特里布戴姆勒和他的密友威廉戴姆勒和他的密友威廉梅巴赫梅巴赫制造了一个制造了一个0.462L0.462L、单缸风冷、单缸风冷0.81kW0.81kW的发动机，安的发动机，安装在一辆改装的马车上，活象没有马的马车。装在一辆改装的马车上，活象没有马的马车。1.4 汽车车身的发展18921892年的标致汽车年的标致汽车Peugeotn标致家族于标致家族于1515世世纪开始发迹，经纪开始发迹，经营过许多轻、重营过许多轻、重工业工厂。工业工厂。 阿芒阿芒标致在标致在18881888年开始生产自行年开始生产自行车，车，18911891年开始年开始生产汽车。生产汽车。 这辆车是为摩洛这辆车是为摩

19、洛哥王族生产，装哥王族生产，装璜豪华，请注意璜豪华，请注意 4 4个自行车车轮。个自行车车轮。1.4 汽车车身的发展中国保存第一车中国保存第一车n我国保存的最早我国保存的最早的汽车是在颐和的汽车是在颐和园的慈禧太后的园的慈禧太后的座驾座驾18981898年年出产的出产的奔驰汽车奔驰汽车。这是这是19021902年袁世年袁世凯为了取宠于慈凯为了取宠于慈禧而从香港买来禧而从香港买来的贡品。的贡品。1.4 汽车车身的发展n2 方箱式造型方箱式造型 Square Box stylen把汽车的发动机从座位下面移到汽车头部，为尺寸和功率较大的发动机提供了宽阔的空间，使汽车的形状变成车头和客舱两个方正的部分

20、，这就是方箱式造型。1.4 汽车车身的发展福特福特T T型汽车型汽车Ford Model Tn福特汽车公司由亨利福特汽车公司由亨利福特创建于福特创建于 19031903年。福特年。福特T T型汽车型汽车于于19081908年推出，是汽车发展史上第一辆普及到千家万户年推出，是汽车发展史上第一辆普及到千家万户的汽车，至的汽车，至19271927年停产换型共生产了年停产换型共生产了 15001500万辆万辆，是影，是影响非常广泛的汽车。响非常广泛的汽车。1.4 汽车车身的发展n福特福特T T型汽车型汽车汽车外形方正，车身各部分界线十分明显，汽车外形方正，车身各部分界线十分明显，车灯、门铰链、备胎等都

21、暴露在外面，前翼板、踏脚板、车灯、门铰链、备胎等都暴露在外面，前翼板、踏脚板、后翼板连在一起并占据了车身两侧。后翼板连在一起并占据了车身两侧。1.4 汽车车身的发展 1915年福特T型车此外，请参见课本P3 图11 捷克斯洛伐克产太脱拉轿车1.4 汽车车身的发展n3、流线形造型 Streamline Style n1934年克莱斯勒.气流牌（chrysler airflow）n在飞机风洞中进行了气动实验，气动阻力比箱形车大为降低n德国大众甲克虫汽车n波尔舍博士受到甲克虫的启发设计1.4 汽车车身的发展1934年的克莱年的克莱斯勒气流型汽车斯勒气流型汽车n造型整体感强，各部分线条连贯，汽车头部圆

22、滑，造型整体感强，各部分线条连贯，汽车头部圆滑，4个翼板与车身贴合，个翼板与车身贴合，车灯、备胎等隐入车身内，前风窗玻璃分成左右两块。该车对以后若车灯、备胎等隐入车身内，前风窗玻璃分成左右两块。该车对以后若干年的汽车造型产生强烈的影响。干年的汽车造型产生强烈的影响。1.4 汽车车身的发展大众甲壳虫大众甲壳虫Volkswagen Beetlen1931年由设计师费迪南德年由设计师费迪南德保时捷主持设计，保时捷主持设计，1940年工厂建成投产，年工厂建成投产，至至1981年总产量已超过年总产量已超过 2000万辆，是汽车发展史上生产时间最长万辆，是汽车发展史上生产时间最长(60年）、产量最大的汽车

23、。年）、产量最大的汽车。1.4 汽车车身的发展n凯迪拉克汽车公司于凯迪拉克汽车公司于 1902年由亨利年由亨利雷兰德创建，雷兰德创建，1908年通用汽车公司成立年通用汽车公司成立时并入该公司，成为一个时并入该公司，成为一个分部，其产品素以精美豪分部，其产品素以精美豪华著称。图示汽车采用了华著称。图示汽车采用了V16缸发动机和缸发动机和液力自动变液力自动变速器速器，表明汽车技术在当，表明汽车技术在当时已趋于成熟。时已趋于成熟。 1.4 汽车车身的发展1938年的凯迪拉克年的凯迪拉克 Cadillac1940年的林肯汽车年的林肯汽车Lincolnn林肯是福特汽车公司生产高级轿车的分部，成立于林肯是

24、福特汽车公司生产高级轿车的分部，成立于1922年，年，其目的是与通用汽车公司的凯迪拉克分部进行竞争。该种其目的是与通用汽车公司的凯迪拉克分部进行竞争。该种车型以美国第车型以美国第 16任总统阿伯拉罕任总统阿伯拉罕林肯命名，历届美国总林肯命名，历届美国总统的座驾用得最多的就是这种车型。统的座驾用得最多的就是这种车型。1.4 汽车车身的发展n这是一辆末代皇帝溥仪的座驾，这是一辆末代皇帝溥仪的座驾，1.4 汽车车身的发展40年代初美国派克年代初美国派克(Packard)汽车汽车德国德国VW82型型军用汽车军用汽车n1941年开始生产，大部分零部件与甲壳虫型年开始生产，大部分零部件与甲壳虫型轿车通用，

25、是德国军队最普及的军用汽车。轿车通用，是德国军队最普及的军用汽车。1.4 汽车车身的发展二战中的美国二战中的美国吉普吉普Jeepn吉普的名字出自英语吉普的名字出自英语GP的谐音，的谐音，在美国作战车辆分类中，是指在美国作战车辆分类中，是指广泛通用广泛通用(General Purpose)的意思。这种汽车适于小股机动的意思。这种汽车适于小股机动部队作战，也可作为指战员的交通工具，安装武器或通讯装备，部队作战，也可作为指战员的交通工具，安装武器或通讯装备，可用飞机空运，甚至改装成两栖车辆，其用途十分广泛。可用飞机空运，甚至改装成两栖车辆，其用途十分广泛。1.4 汽车车身的发展吉普斯特轿车吉普斯特轿

26、车 Jeepstern在二战后，为了迎合顾客对吉普魅力的向往，美在二战后，为了迎合顾客对吉普魅力的向往，美国甚至还生产了一种沿用了吉普的造型和部件的国甚至还生产了一种沿用了吉普的造型和部件的轿车轿车吉普斯特。吉普斯特。1.4 汽车车身的发展1946年的福特年的福特轿车轿车Fordn这是二十世纪这是二十世纪40年代中期最典型的汽车造型。年代中期最典型的汽车造型。可见其造型仍可见其造型仍然酷似克莱斯勒气流型汽车的流线型造型，侧面保留了然酷似克莱斯勒气流型汽车的流线型造型，侧面保留了4个个翼板的凸包，前风窗玻璃分成左右两块。翼板的凸包，前风窗玻璃分成左右两块。1.4 汽车车身的发展苏联吉斯苏联吉斯1

27、10高级轿车高级轿车n由位于莫斯科市的斯大林汽车厂于由位于莫斯科市的斯大林汽车厂于1946年开始生产，解放初年开始生产，解放初期是我国国家最高领导人的座驾和用以迎送元首级贵宾。期是我国国家最高领导人的座驾和用以迎送元首级贵宾。1.4 汽车车身的发展苏联嘎斯苏联嘎斯M20胜利牌轿车胜利牌轿车n由苏联的高尔基汽车厂于由苏联的高尔基汽车厂于1946年开始生产的普及型轿车，年开始生产的普及型轿车，具有优美的侧面和斜背。具有优美的侧面和斜背。解放初期我国大量购进，作为公务解放初期我国大量购进，作为公务用车。用车。1.4 汽车车身的发展1948年的别克年的别克轿车轿车Buickn别克是通用汽车分公司的一个

28、生产别克是通用汽车分公司的一个生产中高级中高级轿车的分部，由轿车的分部，由戴维戴维别克创建于别克创建于1903年。该车的侧面造型针对年。该车的侧面造型针对 4个翼板凸个翼板凸包做了一些变革，其前翼板向后延伸的形式持续了几年。包做了一些变革，其前翼板向后延伸的形式持续了几年。1.4 汽车车身的发展1948年的赫德森年的赫德森轿车轿车Hudsonn该车亦在侧面造型方面寻求变革，突破了该车亦在侧面造型方面寻求变革，突破了4个翼板个翼板凸包的格局，做出了平顺的侧面，十分雅致。凸包的格局，做出了平顺的侧面，十分雅致。1.4 汽车车身的发展n4 三箱式造型（船形三箱式造型（船形） Three Box St

29、ylen将乘客舱前移，加长尾部，使汽车的侧视图前后部对称，形成发动机舱、乘客舱和行李舱三部分，这就是三箱式造型，又称为船形或浮桥形。n大灯、散热器、翼子板与车身板件浑然一体（如课本13美国旁蒂克轿车）1.4 汽车车身的发展1.4 汽车车身的发展1949年的斯蒂倍克轿车年的斯蒂倍克轿车Studebakern该车由著名的设计大师雷蒙该车由著名的设计大师雷蒙娄威设计，使车身尾部延娄威设计，使车身尾部延伸至长度与头部相当，汽车的侧型前后对称，伸至长度与头部相当，汽车的侧型前后对称，是现代是现代三箱式轿车的始创。三箱式轿车的始创。这种造型又称为船形或浮桥形。这种造型又称为船形或浮桥形。1952年的福特轿

30、车年的福特轿车Fordn50年代初期的美国轿车全部采用了三箱式的造型形年代初期的美国轿车全部采用了三箱式的造型形式，挡风玻璃开始采用整块的曲面玻璃。式，挡风玻璃开始采用整块的曲面玻璃。1.4 汽车车身的发展1950年的凯迪拉克年的凯迪拉克轿车轿车Cadillacn注意：前风窗分成左右两块曲面玻璃，前注意：前风窗分成左右两块曲面玻璃，前大灯与前翼板结合成圆筒状，尾部向上翘。大灯与前翼板结合成圆筒状，尾部向上翘。1.4 汽车车身的发展1952年的别克轿车年的别克轿车Buickn注意：别克轿车的特色注意：别克轿车的特色前翼板向后延伸。前翼板向后延伸。1.4 汽车车身的发展1.4 汽车车身的发展195

31、219481956年的雪佛兰年的雪佛兰轿车轿车Chevroletn雪佛兰是通用汽车公司的一个普及型轿车分部，于雪佛兰是通用汽车公司的一个普及型轿车分部，于 1911年由路易斯年由路易斯雪佛兰创建。该车是雪佛兰创建。该车是 50年代中年代中期的典型车型，注意前大灯上部的期的典型车型，注意前大灯上部的“帽檐帽檐”。1.4 汽车车身的发展1956年的奥兹莫比尔轿车年的奥兹莫比尔轿车Oldsmobilen奥兹莫比尔是通用汽车公司的一个分部，由兰森奥兹莫比尔是通用汽车公司的一个分部，由兰森奥兹创建奥兹创建于于 1897年，年，1908年并入通用汽车公司。年并入通用汽车公司。2004年年4月月29日，日，

32、最后一辆奥兹莫比尔驶离生产线最后一辆奥兹莫比尔驶离生产线1.4 汽车车身的发展1956年的福特雷鸟轿车年的福特雷鸟轿车Ford Thunderbirdn50年代的福特轿车一律采用圆形的尾灯。年代的福特轿车一律采用圆形的尾灯。1.4 汽车车身的发展1956年的凯迪拉克轿车年的凯迪拉克轿车Cadillacn注意：前大灯上面的注意：前大灯上面的“帽檐帽檐”，前保险杠两个炮，前保险杠两个炮弹形的护牙，夸张的前后风窗，翘起的尾部。弹形的护牙，夸张的前后风窗，翘起的尾部。1.4 汽车车身的发展1959年的凯迪拉克轿车年的凯迪拉克轿车Cadillacn50年代末期美国汽车夸张的造型风格：双式前年代末期美国汽

33、车夸张的造型风格：双式前大灯、夸张的前风窗、宽大的保险杠、高翘的尾大灯、夸张的前风窗、宽大的保险杠、高翘的尾翅、复杂的镀铬装饰件。翅、复杂的镀铬装饰件。1.4 汽车车身的发展1959年的别克轿车年的别克轿车Buickn尾部倾斜向上伸出的夸张造型、双式前大灯、尾部倾斜向上伸出的夸张造型、双式前大灯、夸张的前风窗。夸张的前风窗。1.4 汽车车身的发展n5、鱼型车n把船型车的背部不断倾斜，成为背部类似鱼的脊背的鱼型车。n甲克虫 船型 鱼型1.4 汽车车身的发展滑背阶梯背斜背鱼型车 1.4 汽车车身的发展滑背式滑背式阶梯背阶梯背式式半滑背半滑背式式斜背式斜背式n6、楔型车n60年代初期出现楔型车n楔形

34、造型的特点是汽车的侧视图前小后大，头部前端尽量低矮，腰线前低后高，尾部保持较大的厚度并向上翘。车身后部象刀切一样平直，形似楔子。n楔形车诞生于60年代，正值船型车盛行时期，在当时并没有起到引导车身外形向前发展的作用，70年代后才逐渐推广。1.4 汽车车身的发展1.4 汽车车身的发展楔型车1.4 汽车车身的发展1971年的福特野马跑车年的福特野马跑车Ford Mustangn注意：前保险杠下部和尾部的空气动力注意：前保险杠下部和尾部的空气动力扰流板扰流板1.4 汽车车身的发展法拉利法拉利512型跑车型跑车Ferrari 512n世界最著名的超级跑车之一，于世界最著名的超级跑车之一，于1971年推

35、出，极具魅力的年推出，极具魅力的造型、鲜红欲滴的色彩、鲨鱼鳃式的进气口、五角星状的造型、鲜红欲滴的色彩、鲨鱼鳃式的进气口、五角星状的铝合金车轮，采用铝合金车轮，采用中置发动机后轮驱动中置发动机后轮驱动，水平对置，水平对置12缸缸4.9L、323kW的发动机，最高车速的发动机，最高车速313.6km/h，售价，售价21万美元。万美元。1.4 汽车车身的发展1996年的莲花跑车年的莲花跑车Lotus Esprit V8n莲花是著名的英国跑车生产公司，由柯林莲花是著名的英国跑车生产公司，由柯林查普曼查普曼创建于创建于1971年。该车配备双涡轮增压年。该车配备双涡轮增压V8缸缸3.5L发动机，最高车速

36、发动机，最高车速277km/h。1.4 汽车车身的发展1993年的麦克拉伦年的麦克拉伦F1跑车跑车McLaren F1n麦克拉伦赛车队由著名赛车手兼设计师布鲁斯麦克拉伦赛车队由著名赛车手兼设计师布鲁斯麦克拉伦创麦克拉伦创建于建于60年代，该车队也设计生产赛车和跑车。该车名为年代，该车队也设计生产赛车和跑车。该车名为F1，其实用于道路行驶，采用其实用于道路行驶，采用V12、6.0L发动机和碳纤维车身。发动机和碳纤维车身。n7、贝壳型轿车n目前探索和设计的新型轿车车型。n主要特点：车身在纵、横向轮廓形状及截面积按一定合理的规律圆滑渐变，整个车身十分光顺，造型更加新颖。1.4 汽车车身的发展1.4

37、汽车车身的发展贝壳型n总结车身发展的过程：n马车型n箱型n甲克虫型n船型n鱼型n楔型n贝壳型n思考：车身造型为什么会有上述发展变化？1.4 汽车车身的发展 车身造型的变化并不单纯地由于不同时代人们“审美”观点的变化而变化。n机械：行驶n人体工程：舒适n空气动力学等：高速 而是在各种技术发展的基础上不断追求性能更高的理想外形的一个发展过程。1.4 汽车车身的发展二、车身材料 车身上采用的材料除了金属以外，还大量采用一些非金属材料（塑料、橡胶、复合材料）。n金属材料车身的发展n冷轧钢板n高强度钢板（轻量化、节能）n微量合金化 Si P Mn Ti等n回火退火型钢板（热处理工艺）1.4 汽车车身的发

38、展n镀覆钢板日益俱增（提高抗腐蚀）n镀锌钢板nZnMn、ZnFe、ZnNi等合金电镀钢板n有色金属的用量不断增加n铝合金 （密度小， 1/3）n镁合金 （强度高）1.4 汽车车身的发展 n非金属材料n复合材料：纤维增强塑料n从60年代初至今，从覆盖件、结构件、内饰件到整体车身都有玻璃钢件。n已有几十个车型、几百万车辆全复合材料车身的汽车在世界各地奔驰。n世界各国所展示的未来汽车几乎都是用复合材料制成。1.4 汽车车身的发展思考：复合材料究竟有什么好处使得它具有如此好的前景？又有哪些问题使得它目前仍无法彻底代替金属材料呢？（车身材料一章中具体介绍）1.4 汽车车身的发展汽车网汽车网-中国汽车报中

39、国汽车报2010年年8月月6日：日： “宝马创新日未来汽车”活动中，Megacity（译为“超大城市”）电动汽车的外观设计效果图及关键模块部件首次曝光，该车计划2013年上市。“超大城市” 将成为世界上第一款采用碳纤维整体车身的大批量量产车。碳纤维优点较多，但成本高昂。 “超大城市”使用的碳纤维由欧洲最大碳纤维制造商SGL集团提供，宝马与该集团建立了合资公司，在美国生产碳纤维。以前SGL主要致力于研发、生产航空航天用碳纤维，此次宝马与其合作研发出汽车用碳纤维。碳纤维可以回收再利用，从而降低成本。 碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，抗拉弹性模量为230000430000Mpa

40、亦高于钢。 碳纤维车身能比钢质车身减轻50%的重量，比铝车身轻约30%。 碳纤维不存在腐蚀生锈的问题，比普通金属耐用。 在极端气候条件下，碳纤维的性质几乎不发生变化，这是金属材料很难实现的。 使用碳纤维制造车身，可以省去高成本、繁琐的涂装工艺。 有人说，碳纤维几乎是目前可知的最能让汽车减重的完美材料。 1.5 车身组成简介n车身n白车身n未涂漆的封闭性结构。n车身骨架结构件和覆盖件的焊接总成n结构件：车身结构中的梁、支柱，支承车身覆盖件。 （课本P7 图110 大客车车身骨架）n覆盖件：包覆车身结构件，具有较大空间曲面形状。n包括车门、发动机罩、行李舱盖在内，铰接。n车身附件承载框架结构1.5

41、 车身组成简介n车身附件n外装件：n在车外对车身起保护、装饰作用，以及具有独立功能的车身附件n前后保险杠、车门防撞装饰条、散热器面罩、密封条、车外后视镜等n内装件：n在室内起装饰作用、对人体起保护作用或具有独立功能的车内附件。n内饰（车门、车顶、地板、侧壁）、座椅、安全带、扶手、 遮阳板、仪表板、车内后视镜等1.5 车身组成简介n电器附件n雨刮器、洗涤器、空调装置、收放机、仪表、前灯、尾灯及各种指示灯。 不同类型的汽车车身组成不完全相同，以三厢轿车为例解释车身本体结构中的主要组成部分：1.5 车身组成简介n底板n顶盖n前、后围板n侧围n发动机罩n行李箱盖n前、后翼子板n挡泥板1.5 车身组成简

42、介1.5 车身组成简介n1、底板（6地板总成）n车身乘客箱地板乘客箱地板和行李箱底板行李箱底板形成的一个整体零件。n地板从结构上要保证足够的刚度和强度。n从上面承受乘客和货物的重量，n从下方承受悬架传递的冲击振动载荷。1.5 车身组成简介n2、顶盖（18）车身乘客厢顶部的盖板n为了减少高速行驶时的空气阻力，顶盖的造型力求与前风挡的形状平顺连接。n顶盖内层应敷设防振隔热材料n降低阳光辐射热的传导n减少行驶时顶盖的颤振n为了防止翻车事故下的严重伤亡，常在顶盖下增加一定数量的加强梁或加强筋来提高顶盖的强度和刚度。1.5 车身组成简介n3、前围板（22）用来隔断发动机舱和乘客舱的装置，位于前风挡的下侧

43、。n挡板上留有许多孔口，以便操纵拉线、拉杠。n为防止发动机舱里的废气和噪声进入客厢在挡板上要有密封装置。n为减少发动机舱的高温向客舱辐射，挡板上有隔热装置。n为减少发生事故时对乘员的伤害，前围板应具有足够的刚度和强度。1.5 车身组成简介n4、后围板（12）乘客舱与行李舱之间的隔板，位于后风挡的下侧。n可加强乘客舱后部的刚度。n对于二厢车，其乘客舱和行李舱是相通的，此时不存在上述意义的后围板，此时需要加强后侧门框来增强乘客厢的刚度。1.5 车身组成简介n5、左、右侧围车体侧面的结构件和覆盖件n对于轿车，侧围主要包括：n前、中、后立柱（A、B、C柱）（20、19、14）n上边梁（17）n门槛（7

44、）n后翼子板（11）1.5 车身组成简介n6、前、后翼子板遮盖车轮的车身外板。n后翼子板必须保证车轮跳动所需的极限空间。n前翼子板必须提供车轮转动和跳动时的最大极限空间。n7、发动机罩覆盖发动机舱的盖板n隔热、隔音n保证刚度以避免运行时发生颤振导致大的噪声。n发动机罩的翻转机构的设计应保证发动机接近的方便性。1.5 车身组成简介n8、行李厢盖覆盖行李舱的盖板n要求有较好的刚性，防止颤振，可在内衬板上加强筋以提高其刚性。n9、挡泥板车轮的内挡板n和翼子板一样要提供车轮运动的极限空间n后挡泥板为后底板的一部分n前挡泥板位于发动机舱内，常安置发动机的附件，或蓄电池等装置，故要求足够的强度、刚度1.5

45、 车身组成简介 前围板、后围板、侧围、顶盖、地板中的乘客厢部分共同构成了车身乘坐厢体，直接关系到乘员的视野、舒适和安全，是车身中的重要部分。 货车驾驶室结构见课本课本P6图图19 其前围板、后围板的概念不同于轿车1.5 车身组成简介1.6 车身类型n一、按承载方式划分n1、非承载式车身 独立车架n2、半承载式车身 n3、承载式车身无独立车架有车架无车架n1、非承载式车身：非承载式车身：n具有独立完整的车架。n发动机、传动系统、转向系统、悬架都安装在车架上。n车身与车架之间柔性连接。1.6 车身类型非承载式车身,SUV、越野车用的较多代表车型：长城哈弗H3 丰田普拉多 JEEP牧马人1.6 车身

46、类型这种车身为什么称之为非承载车身？这种车身为什么称之为非承载车身？n悬架传递的力及发动机振动产生的载荷主要由车架来承受。n车架受载荷以后会产生一定的弯曲或扭转变形，由于车架变形产生的载荷经弹性元件后，大部分能量被弹性元件所吸收，故车身所受载荷较小。1.6 车身类型路面不平度发动机振动悬架车架弹性元件车身 这种车身不承载吗？这种车身不承载吗？n要承受由车架变形产生的部分载荷。n车身自重n乘员、货物的重量n车辆行驶时的惯性力n行驶时的空气阻力故非承载车身只是所承受的路面载荷及发动机引起的振动载荷相对较小。1.6 车身类型 非承载车身中车架为主要的承载部件 车架的类型：框式车架梯形车架周边式车架脊

47、梁式车架（中梁式）综合式车架（X型车架）其他类型车架1.6 车身类型车架框式车架梯形车架两根纵梁和若干横梁组成。广泛用于货车和直接由货车改装的大客车。轿车上已很少采用。1.6 车身类型车架1.6 车身类型车架周边式车架由梯形车架发展而来，主要为了降低地板的高度。1.6 车身类型车架1.6 车身类型车架车架中边梁与门槛的位置关系1.6 车身类型车架周边式车架与梯形车架相比，中边梁紧贴门槛梁，可降低地板的高度。中边梁布置在坐舱的两侧，有利于提高侧向撞击的安全性中边梁与前、后边梁之间采用箱形断面梁连接，可提高车架的抗扭能力。框式结构（梯形、周边式）车架的抗扭能力比其他形式的车架较小，须依靠车身来弥补

48、。箱形断面提高抗扭能力1.6 车身类型车架脊梁式车架车架的中部是一个矩形断面的纵梁，前后端是类似喇叭形状的开口，在前面的开口部装入变速箱和传动轴。具有较强的承受弯曲和扭矩的能力。脊柱梁结构具有一定的空间高度，对车身布置有一定影响。价格高，只在运动车上采用。1.6 车身类型车架1.6 车身类型车架综合式车架（X）（课本P9图112、13）框式车架与中梁式车架相综合产生的一种结构，中间为脊梁式，两侧类似于边框式。扭转刚度较高，允许车轮有较大跳动空间，某些高越野性车采用这种车架。捷克的TATRA-111，138侧向载荷传递较差，侧面撞击安全性差。对于前置发动机后轮驱动的车辆，传动轴布置困难。目前已很

49、少使用。1.6 车身类型车架1.6 车身类型车架其他类型车架平台型把底板与车身分离，与车架焊接成整体车身底部平整，有利于车身下部气流的改善车架结构刚性较高。1.6 车身类型车架空间车架整车刚性较高，车身只起到外壳的作用，可采用轻质材料。不适合表面造型复杂的车身。1.6 车身类型车架分析非承载车身的优点：分析非承载车身的优点：n车架起到保护车身的作用，车身变形小，延长了车身的使用寿命。n车身不直接承力，振动较小、乘坐舒适。（高级轿车）n碰撞时，能量主要由车架吸收，提高乘员的安全性。n车身承载小，可细化支柱加大风窗面积，改善视野性。n底盘车架车身，相对独立，整车装配工艺性好，且便于改装、便于维修。

50、1.6 车身类型分析非承载车身的缺点：分析非承载车身的缺点：n车架的质量一般较大，故使得整车质量增加。n整车高度增加，导致汽车稳定性降低。n车架是汽车中最大的部件，由厚钢板冲压、焊接而成需要有大型的冲压和焊接设备。n成本较高。1.6 车身类型哪些类型的车采用这种非承载式车身结构？哪些类型的车采用这种非承载式车身结构？n货车n货车驾驶室只占汽车长度的小部分，不可能采用承载结构n有骨架式（课本图114）n无骨架式（课本图115、116）n高级轿车n为了追求舒适性，高级轿车可采用非承载式车身。n没有完整的封闭构架的开式车身(敞篷车)很难采用承载式结构，多为非承载式车身。1.6 车身类型1.6 车身类

51、型n2、半承载式车身、半承载式车身n具有车架，但车架与车身之间采用焊接或螺栓刚刚性连接性连接，车身部分承受载荷。车架是主承载体。n半承载式车身中车架的刚度和强度较小，质量也小，称之为底架底架n底架与车架并无本质区别课本p12图图117：半承载式大客车车身：车身骨架纵梁的下端与底架中悬臂横梁焊接在一起。由于仍然保留底架，使大客车的轻量化仍受到限制。1.6 车身类型n3、承载车身、承载车身n没有分离的完整车架，车身直接承受由地面和动力系统传来的载荷。n承载式车身由冲压成型的薄钢板焊接组装成箱式结构。箱式结构可以提供较大的刚度、强度。n在安装发动机和悬架部位，仍需要采用加强梁或辅助车架，辅助车架与车

52、身之间采用弹性连接。1.6 车身类型1.6 车身类型1.6 车身类型1.6 车身类型副车架结构型式分析承载车身的优点分析承载车身的优点n车身整体具有较高的抗弯、抗扭刚度，质量较小。n去掉车架，可降低车身地板和整车的高度，有利于改善行车稳定性。n承载式车身是焊接组装成的厢式结构，易实现焊接工艺的自动化。制造工艺好，生产率高。1.6 车身类型分析承载车身的缺点分析承载车身的缺点n来自传动系、悬架的振动直接传给车身，使乘坐舒适性受到影响。必须采取有效的隔音、隔振的措施。n改型困难。n车身损坏时修复也比较困难。1.6 车身类型哪些类型的车采用这种承载式车身结构？哪些类型的车采用这种承载式车身结构？n部

53、分客车n基础承载n整体承载n大多数中级、普通级、微型轿车n轻量化、降低油耗、降低车身高度，提高稳定性1.6 车身类型n部分承载式客车n基础承载（参见课本P12图118a）n车身侧围以下部分构成车身的主要承载体。n非承载部分骨架件可以较细，以提高视野性。n多用于长途客车n足够的安放行李的空间。n安放车轮的空间。n人位于车轮的上方，安全性较好。1.6 车身类型n部分客车n整体承载（参见课本P12图118b）n整个车身做成一个厢式框架，整个车身都参与承载。n在满足强度、刚度要求条件下，可减轻车身质量n车窗的立柱较粗、柱距较窄，视野性较差。1.6 车身类型 a b总结：按承载方式分车身类型n非承载车身

54、（有独立车架）n有骨架车身n无骨架车身n半承载车身（有车架，不独立）n承载式车身（无车架）对于大客车 对于部分轿车n整体承载式 采用副车架n基础承载式1.6 车身类型n二、针对轿车，按车身外形划分 （介绍一些习惯叫法）n阶梯背车：折背式、三厢式n有明显的发动机舱、乘员舱、行李舱n二门式、四门式（按门数）n普通型、硬顶型（按有无中立柱）1.6 车身类型1.6 车身类型n斜背式：快背式、鱼型n后风窗与行李厢连接近于平直，比阶梯背式更接近于流线型，空气阻力降低。1.6 车身类型n短背式：n鸭尾式：背部很短，整车长度缩短n后窗与行李箱盖为一整体的后部车门1.6 车身类型n平背式：方背式n车身的后部近乎于直线1.6 车身类型n三、按车身使用材料分n钢制车身n轻金属车身（主要轻金属为铝）n复合材料车身n混合式车身1.6 车身类型n四：按汽车的使用范围及车身造型划分：n乘用车：私人的代步工具n普通乘用车：有中柱，箱式封闭车厢n硬顶乘用车：侧门无支柱1.6 车身类型2004年试行，2005年新实行的标准，89年标准：载货车、客车、轿车、越野车、自卸车、牵引车、半挂车1.6 车身类型n轻便乘用车：