BMWE60(宝马5系)白车身结构解析

1、德国宝马BMW5系列白车身结构解析（编译自德国宝马公司内部资料）宝马5系列车外形图宝马5系列车侧视图(0291.02d)C)R3006）d)C)R3006）853宝马5系列车外形结构图目录第一章E60（即宝马5系列）白车身引言第二章材料钢铝第三章车身的结构引言该车身结构的新的特点系统概貌白生自结构组件一一减重型的铝制前部构件GRAV一一侧面筋条和顶棚一一侧壁板一一车底部构件车后部构件针对各国的全型号一一正面壁板和组件第四章接缝接合技术引言钢件接合技术铝件的接合技术钢件和铝件的接合技术第五章GRV“减重型的铝制前部构件GRAV特点概貌减重型的铝制前部构件组件_轮罩发动机支座一一正面壁板第六章碰撞

2、特性一一正面碰撞一一侧面碰撞一一车尾部碰撞一一ATZ前部碰撞一一人丁乙后部碰撞-第一章E60（即宝马5系列）白车身引言一种现代的汽车车身必须符合很多的要求。而最重要的要求门然就是给乘坐者提供良好的内部空间。另外就是车在碰撞的情况受到的伤害最低为佳。此外，发动机和动力排都要坚实地悬固在车身上面。整个车的重暈全集中在车身结构的四个点上，对车身有很高的承受静力和动力的要求。此外车身承载件还必须有很高的疲劳强度，在出现事故Z后承受的修理费尽最的低。同样车身重暈和强度也极人的影响着车在运行时的行驶性能。为了最优地实现所有的上述的要求，在设计布局的时候要给予特别的注意。多年以来在宝马公司在制造第一台样机Z

3、前就通过计算和模拟方法实施了对所有构件的性能进行了优化。在最近的一些年，所有的汽车生产厂家对车的重暈越来越加人的趋向一直进行不懈地克服。由于发动机的功率越来越高，车架和车身就要承受更高的负荷，相应地就增人了尺寸。同时人类在这些年来变得越来越高人，这使整车和车的内部空间也要求加大。在近几十年里人们对车的舒适性的要求也越来越高，也有了系列化的舒适性配置及特种配置。所有的这些发展现象都使车的重量增加，也就导致了行驶能力的变坏，这又一次迫使人们去提高发动机的功率。为了不陷入这个怪圈或者走出这个怪圈，宝马公司研发了E60。此车身一定要有明显的改变，但是要实施的前提可能性是构件不但在几何形状上优化，材质的

4、选择方面也要优化。E60就是第一台这一类的车：车前面构件是铝制的，年座仓和车的后厢却是由钢件制成的。使用了这种混合式材质的方法和高强度的钢材，使车体（不算车门和前后盖板重量）重量降到了255公斤，重量分布也明显改善了。下面按照顺序论述有关材质的选择，材料特性，车身结构，焊接接缝方法和碰撞特性。第二章材料现代车身要满足很多的要求。在最可能小的外形尺寸时要有尽可能人的内部空间。在岀现车祸时要给乘驾者最好的防护。这个动力排，也即发动机，变速箱牢固的在车身上良好工作。另外车身要有非常好的静态和动态刚度，以便使宝马车实施它的名副其实的行驶性能。另外，车的承载构件要有很高的疲劳强度，在出现事故Z后承受的修

5、理费尽暈的低。为了实施和完成上面的这些要求，宝马公司的战略就是对每一个结构件为达到它的最优效能要使用最好的材料。钢钢料无疑是最为常用的材料。采用各种新型的钢合金使用在备门需要的方位处。在宝马E60的车身上面使用了9种不同型号的合金，下面分别叙述这些不同的性能和使用范例。为了使解析更加方便起见，要先了解下面的三个定义：-Rp-屈服极限，单位为N/mm2-Rm-抗拉强度，单位为N/mm2A80破断延伸率，单位为%Rp和Rm两个参暈对于部件的强度，耐受碰撞能力和构件的厚度是很重要的。A80这个参数是对冲压车间去衡量材料的成形能力的一个尺度。Abb.1:F&stigk-eitundUmfcrmbark

6、eit图1各种钢材的强度和成形能力图内文字的涵义X强度Y成形能力1深冲成形钢IF-钢，各向同性钢，BH-钢，微晶合金钢DP-钢TRIP-钢CP-钢MS-钢Bor-钢深冲成形钢（例如，DC05）这种标准材料在构件上而使用时没有特别的强度要求。但这种结构钢件由于它的儿何形状复杂，要求它的成形度很高，就不可能使用高强度的钢。常常是对于入门者有时不明白为何一个结构件不能用高强度的钢。顶棚的外板就是实例。原因是顶棚成形暈和对来讲不是很人，好像看来适于使用高强度的钢。但如果你仔细研究就会确定，在边边角角的那些地方就是成形的关键部位。（看图2）o这种深冲成形材料屈服限范围是120-140N/mm2,最大的抗

7、拉强度是450N/mm2,破断拉伸率A80是40%。在车身制造中使用普通方法和工装可以很容易对这种材料进行焊接。还有一些件使用这种材料，例如，车底板和行李厢底板。Abb.2:DachauBenhautE50图2E60车顶棚外板IF类钢（例如，H220Y）对于非常复杂造型的零部件，不但要求深冲也需要拉延，有不同的冲延深度，就要使用这种IF类的材料。这种类型的钢的结构是晶格无间隙，是在铁索体的中间晶格内没有了碳和氮的原子,这就使这种合金钢表现出非常低的碳和氮的含暈，表现了非常好的成形能力和可焊性。这种钢的屈服限是180-260N/mm2,最人的抗拉强度是440N/mm2，破断拉伸率A80是32%o

8、这种钢典型使用是在深冲拉延件，它的冲延深度有时不是完全一样的，譬如，侧而框架。见下图。KT-i却KT-i却Abb.3SsitGnrahmGn.ESO图3侧面框架KT-11369各向同性的钢料（H220I）人多数使用拉延法制成的成形的构件的钢材都是各向同性的材料，也即在拉延的各个方向上的流变特性完全一致，在深冲的各个方位上的厚度减少暈是它的判断标准。和其他的钢种不一样的是，这种钢不是在其宽度上流变，而是在其厚度上。它的屈服限的范围是220-300N/mm2,最人的抗拉强度是440N/mm2，破断拉伸率A80是36%.这种钢的加工方法普通，可以焊接和钎焊。例如，在E60车身上的C柱加强件就是有这种

9、钢制造的。图4C柱的加强件烘烤破化BH钢（例如，H220B）很难成形的构件，在制造过程中还应该能够提高强度的时候就常常使用这种BH型钢材。除了在冷作过程中提高强度以外，这种钢料在车身通过油漆的烘干炉的流程里面，在20分钟和170度的温度下，可以提高强度大约40N/mm2.通过在合金成分内加上磷以及使碳成分老化来实施这种效果。BH钢本身的屈服限是180300N/mm2,最人抗拉强度是500N/mm2,A80拉伸延伸率为30%。BH钢在使用气体保护焊和电阻焊的焊接设备时可以实施良好的焊接。这种钢的典型使用地方是在结构件上，例如在顶棚弓条，这个件必须要有高强度，但不易成形制造。还有就是外表面板，例如

10、车门外表面板。这种件尽管有高的成形率，还要有非常好的表明状况和抗变形的强度，这都可以使用BH钢制造。7272IEAbb.5:TiirauBenhautE60图5:E60车门外而板IEAbb.5:TiirauBenhautE60微晶合金钢（例如，H420LA）构件使用这种钢材制造具有高强度和高防碰撞的能力。唯一的是它的成形能力差。微晶件的强度的提高是离析硬化造成的，这种由于在钢的成分里面由最精微分布的硝慕碳和极小含量的钛規帆元素。这些元素在含量为0。01%时就会人人提高它的屈服限。这种钢材的屈服限是340-420N/mm2,最人抗拉强度是620N/mm2，破断延伸率A80是20%o在使用气体保护

11、焊和电阻焊的焊接设备可以实施良好的焊接。这种钢使用的范围的实例比如发动机的后支撑架，车身内部侧面框架。Abb.6:M&tortragerhintenE60图6发动机后撑架Abb.6:M&tortragerhintenE60双晶像钢DP钢（例如340X）在碰撞时要接受人量能星的高强度的结构件或者是高抗压强度的车身外面板都使用这种钢材，简称为DP钢。在热轧过程里加入合金和使用合适温度就可以制造出具有多种金相组织的这种板材。这种钢材内提高了强度，在金相组织内除了软相外还增加了硬相，它的金相组织内人多数是软的铁索体，还有人约20%的硬马丁体的金相。这种钢材的屈服限是300-340N/mm2最人抗拉强度

12、是600N/mm2,破断延伸率A80是20%。在使用气体保护焊和电阻焊进行焊接时会淬火变硬。在宝马公司目前还没有使用这种钢材，但这种钢的原理适合于下面的TRIP钢。TRIP钢（例如H400T钢）TRIP钢是英文缩写。原文是TransformationInducedPlasticity（变形产生塑性）。这种钢和上面讲的DP钢一样多用于结构件。这种钢材制造具有高强度和高防碰撞的能力。这种钢也被称为RA钢，即残存奥氏体钢，和上面讲的DP钢一样隶属于多晶像钢。钢内在铁素体和贝氏体的基本晶格矩阵内还特别含有残存奥氏体成分。在成形加工时这种成分变成硬化马丁体，使材料明显地强化。这种钢材的屈服限是380-4

13、50N/mm2最人抗拉强度是800N/mm2，破断延伸率A80是25%。这种钢的可焊性仅仅局限在使用气体保护焊和电阻焊的进行焊接。在焊接的时候在受热区和焊接的地方都会出现淬火现象。把这种钢和其他高强度的钢混合焊接是不合适的。使用铜基钎焊的方法，例如MIG钎焊不适合于这种钢。在E60车身上，车身A柱内柱采用了这种钢。Abb.7:A-SauleE80inn*n图7车身A柱内柱7272Abb.8:Sei1enaufprall&chutzAbb.8:Sei1enaufprall&chutz复合相钢（例如，D680C）（英文缩写为CP钢）这种钢材制造的结构件要具有非常高的强度，在碰撞时要接受很高能暈。这

14、种钢是热轧细晶粒钢。由于合金内的一些元素和使用特殊冶炼方法在这种钢内具有非常精细的微晶结构。这种结构的成分是铁素体，马丁体和贝氏体。内部很高含量的马丁体处于最细微的离析状态。CP钢的特姝的特点在冷强化时还附加有BH钢的功能。但和普通的BH钢不一样的是，有这种特姝功能更提高了成形能力。DP钢和TRIP钢同样有这种功能。CP钢的屈服限是680-720N/mm2最人抗拉强度是1150N/mm2,破断延伸率A80是10%o这种钢的可焊性仅仅是有条件的局限使用气体保护焊和电阻焊的进行焊接。在焊接的时候在受热区和焊接的地方都会出现淬火现彖。把这种钢和其他高强度的钢混合焊接是不合适的。使用在铜基钎焊的方法，

15、例如MIG钎焊不适合于这种钢。在E65车身上，发动机支撑架后加强板采用了这种钢。另外E65B柱加强件也使用D680C（CP-800）钢材。马丁体金相钢（例如，D900MS）对于要求接收很高碰撞能暈而且变形很小的结构件使用这种钢，缩写称为MS钢。和上面讲的CP钢一样，这种MS钢也具有精细的金相组织。通过马丁体和铁素体成分的合适配比可获得非常高的强度。这种钢在加人变形量的时候还有烘烤硬化钢的效应。这种钢的屈服限是750-1100N/mm2,最大抗拉强度是1400N/mm2，破断延伸率A80是5%oMS钢制成的结构件人多是用于螺栓固定的构件，在损坏时必须全套更换。在E60车身上这种钢用来制造车门内侧

16、防撞的加强件。图8车门内侧防撞的加强件7272硼钢（例如，BTR165）在结构件不但要有最高强度而且还要有高的成形能力时，就要使用硼钢。使用这种钢可以使重暈极人减轻。硼钢内含有极少量的硼，但使钢的硬度会明显提高。原始钢料的强度和微晶合金钢是一个等级的，在温度人约为900C时进行成形。然后在封闭的水冷却的压力机内通过压力淬火使钢的强度极人的提高。成站件最小的屈服限可达到1300N/mm2。宝马公司第一次使用这种硼钢是用在E46Cabrio车身上，用于A柱加强件。在E60车身是在B柱上段加强件上。Abb.9:Vers-tarkungB-Sauleoben图9B柱上段加强件铝宝马公司C经有了长期使用

17、轻金属铝合金的经验，宝马是世界上第一个人批暈使用铝合金制造整个502发动机的厂家。在车身制造中一直使用铝合金，例如3.0CSL车的车门。后来在E52车身的全套开发和研制中也使用了铝合金。在E60车身结构设计上，宝马又迈岀了新的一步。车身的每个件都按照各门不同的要求使用最合适的材料。车身前部由于要减少重暈全使用铝合金，所以后来又称为“减重型铝质前车”，德文的缩写称Z为GRAV。.铝镁合金对于不是外面板的复杂冲压板件来讲使用5000系列的铝镁合金制造。调整合金内的镁含量的多少，AlMg铝镁合金可具有非常好的成形特性。但在深冲成形后在外表而上可看见像火烧的点痕和细的条纹，这称谓为流变图纹。由于这个原

18、因，5000系7272列的铝镁合金没有能使用在制造外面板。这种合金属于天然%更化合金，不能硬化淬火，因而只使用在承受一般载荷的结构件。当镁的含暈人于3.5%时，会出现镁的成分有离析和的危险。这会导致晶化离析性的腐蚀。所以宝马公司使用的铝镁合金的镁含量全低于3.5%o铝镁合金的屈服限是llO160N/mm2,最人抗拉强度是300N/mm2,5000系列的合金主要使用范围是车内部件，例如，E60车的正面内壁板或是支撑件。Abb.10;Stirnwand图10正面内瓏板铝镁硅合金在对于强度有高的要求或是对表面状况质量有高的要求时，使用6000系列的铝镁硅合金。这种合金不但适用于深冲板林也适用于拉压型

19、材。和5000系列的不同点是,6000系列在供货状态时的屈服限就高，但由于这种合金在油漆工艺的烘干过程还能受热硬化，最后的强度还会明显提高。因为6000系列的合金和5000系列的合金相比，在成形的过程中没有流变图纹，因而6000系列的合金可以用于制造外部面板。这种合金主要用于有高强度要求的外部构件和结构件。比如在E60车身上，发动机仓外罩和发动机内撑横梁就是6000系列合金制造的。见图。图11图11发动机仓外罩可抗碰撞的铝合金为了在撞车时发动机横梁按照一个规律弯扭，保证有最好的能量接受，宝马公司和Alcan公司合作研发了更高强度铝硅镁承受碰撞的铝合金。这种合金的屈服限是160N/mm2,最人抗

20、拉强度是240N/mm23宝马在E60车身上首次把这种合金用于制造发动机仓外撑横梁上。Abb.12:MotortragerauBenAbb.12:MotortragerauBen7272图12发动机仓外撑横梁727200M8O2Abb.13:Federstiitze00M8O2Abb.13:Federstiitze铸铝合金使用铸铝合金件允许构件有多样造型，和冲压件和比较，有较大可利用空间。宝马公司使用的铸铝合金里面铜的含量非常低，这就排除了可能产生的腐蚀。宝马公司使用的铸铝合金的型号是GAIMg5Si2Mn,货胡名称是MagsimaL这种合金的屈服限是140-220N/mm2,最人抗拉强度是2

21、40N/mm2。在浇口周围的破断延伸率是10%,但离开浇口越远，这个数字会降低到人约为6%。在宝马车铝合金压力铸造的构件是减震弹簧支承座以及V型支撑座的架子。图13减震弹簧支承座第三章车身的结构在本文里而把E60车身的结构分成如下几个部分:一一车身前部，一一车身侧面框架和顶棚，一一侧而板前部，一一车身底部，一一车身后部7272该车身结构的新特点E60车身结构设计的新的亮点是车身前部使用了“减重型铝质前车”，德文的缩写称Z为GRAV。.宝马是第一家使用这种结构方式的厂家，在人批量生产时候就混合使用了钢铝材料。在本文里而要对这种“减重型铝质前车”GRAV专门有论述章节。系统概貌一一白车身图14E6

22、0白车身（图内黄色代表钢材料，兰色代表铝材料）白车身的几种类别：在E60车身有四种类别：一一左方向盘不带天窗一一右方向盘不带天窗左方向盘带天窗7272右方向盘带天窗车身的刚度参数E60车身达到了如下的参数，见下面表格。白车身的静态刚度数值撑架的重暈（不带车门，盖板，前面板和前部侧板）弯曲1通道弯曲1门槛弯曲2尾部中线弯曲2尾部纵向梁扭曲1扭曲2剪切扭曲255kg650075001900100018500仃0005500整车的动态刚度数值1弯曲26Hz1扭曲29Hz2扭曲37.5Hz材料使用E60车的长远目标在于：不身和配置的总重量（不包括行驶部和发动机）要比E39车身减少重量人约是50kg。对

23、于白车身的前提目标是总重量不能超过342kgo这个参数和E39的白车身相比减少了22kgo而且E60的空间还增加了4%,功能还上了一个档次。直到C柱内侧的所用的全部钢板全是双面热镀锌的材料，C柱内侧的板是电镀锌的。和E39车身相比，E60使用的高强度和特高强度的钢板的比重从人约50%提高到85%。结构组件白车身由下面几部分组成:一一车身前部（GRAV）,7272一车身侧而框架和顶棚，一一侧而板前部，一一车身底部，车身后部一一“减重型铝质前车”GRAV“减重型铝质前车”GRV是最新的研发成果，专门章节叙述。1弹赞减震支座2发动机架3支架正面板4连接板外5横梁正而板正面板A柱内支板一不身侧而框架和

24、顶棚，v.Abbw:mdDidiosbk）gtorto-EQmo;rtf=a（?rtfan|图16E60车身侧面框架和顶棚解体图（灰色一深冲件，浅绿色一IF钢，绿色一各向同性钢料，褐色一烘烤硕化钢，单紫色一微晶合金钢，红色一硼钢）各种材料的抗拉极限值的一览表1顶棚外面板深冲件200N/mm22上过风板BH钢300N/mm23顶棚弓条同上4车尾后窗同上5C柱支撑加固件BH钢500N/mm26车尾覆盖件BH钢220N/mm2C柱承拉板，车尾覆盖件BH钢300N/mm2C柱加强件各向同性钢340N/mmm29侧面框架IF钢240N/mm2B柱上加强件硼钢1300N/mm2B柱下加强件微晶合金钢500

25、N/mm2A柱上加强件微晶合金钢500N/mm2A柱加强件支撑微晶合金钢500N/mm214碰撞盒微晶合金钢500N/mm215侧面框架内前件微晶合金钢500N/mm216B柱内件微晶合金钢500N/mm2B柱使用了两个加强（上部和下部）使Z提高了强度。另外，在A柱和C柱上也同样进行了加强。这样在侧面碰撞时不会使车框的钢条发生弯变。，在A柱和C柱上的加强也使在正血碰撞和尾部碰撞时也有助于防止车框的钢条发生弯变。7272在两个门槛旁安上侧而框架端件，以便安放门槛覆盖件。在不带天窗的白车身上在两侧的框条架Z间有顶棚加固条。在带天窗的白车身上在A柱和C柱内一共有四个流水的管道。新的亮点是采用中心螺纹

26、连接方式固定车门的折页，这样在A柱和C柱上就需要加固。在A柱的下部安设了抗碰撞盒，这样在车的前面有碰撞的时候可以接收由前轮传导来的力（参看有关碰撞特性的章节）。和E39车身和比，升车千斤顶的支点有了变化。车门折页中央螺纹固定方式车门折页在A柱和B柱上面是以中央螺纹固定方式固定的。在A柱上是从外向内固定的，而在B柱上是从里向外固定的。AlIIfBnrTVMHiuiiimma图仃车门折页A柱的车门折页B柱的车门折页折页固定板有三种：B柱折页固定板上50mm处有通孔一一B柱折页固定板下60mm处有通孔A柱折页固定板上下60mm处带有M12的螺纹孔72727272Abb.18Abb.18Iuruzlw

27、niarQIndxErklarung1luraclwniofhrwin2TurschanififTu*hrt&n3GogcnhaHfiflu*hnton4OogcihahntTtr*?ovn3图18车门折页1前车门折页2后车门折页3后车门折页固定板4前车门折页固定板在B柱上的折页两种固定板形状不一样，不会混淆。折页固定板可以调节上下左右的固定位置，在调节车门时折页固定板可以随动的。螺扣最多是5扣。提示：详细的车门固定的资料在随车技术文件“外饰，车门，罩板”章节。在维修的时候要注意，在折页固定板和车身Z间绝不可以有油漆和蜡等夹在里而。抗碰撞盒这个件是专门为E60车研发的可变形的元件，它是侧血框架

28、的一个组成部分，固定在A柱的下面。它可以接收在正血碰撞时由前轮传导到门槛旁侧血框架的丿丿。处b.iO:Crash-BoxIndexErklarungfCrash*Bex图19:抗碰撞盒1抗碰撞盒升车千斤顶的支点升车千斤顶的支点和E39的车不一样。以前的是在门槛的旁边固定一个销子。而现在的新结构是中间有个孔，两边有K子固定。这表明在使用维修时要掀开门槛上的覆盖件以便安设升车千斤顶。IndaiErkliirungiVanbaboraulnalmaAbb.20:V/zgorhaborMfinalirK)Abb.20:V/zgorhaborMfinalirK)图20升车千斤顶的支点A柱加固板在A柱内，

29、在上而和下面有两块水平加固板。它提高了车在碰撞时的强度。Abb21SchottbkchaindsrAAbb21SchottbkchaindsrASiulaIndiaErkldrungSchotlbkciiSadobcnSchottbbliA&lduntMi图21A柱内的加固板图21A柱内的加固板1上板，2下板拉伸弹簧固定件在后备厢上的拉伸弹簧固定件现在有三个吊点，这样可以影响开盖和关盖的力量。Ilm处b,22;HkFMop-pfinschafniarIndciCrklarungHdtQiZugbdcrZugkdct口GlgungFrvntkkfipinhxrifrf图26前部发动机仓盖板的折页

30、区的构造前人灯的范围在这个区间，为了把前保险杠覆盖件安装在侧面板上面加了一个U型的轨道梁。这个梁是用固定卡子固定到侧面板上。见图27。At-b.2T:KomifuklienmDorcScharv.vcrfarIndeaErklorung1SoilcfirRadhausKluki3C-Cpw图28:侧而面板的固定方法1贯通螺栓用的专门垫片2轮罩固定扎3C型卡子提示：轮罩和侧面板的固定用了三个R子。这些定位孔是在侧面板深冲成形Z前就已经冲出来了。这样，这些孔不会是非常圆的。在固定R子的时候一定要注意到这一点。7272底板结构结构在这个部分必须使用高强度的钢。他b.20:LhlurbduECOExp

31、lcsonsxcich-ungforau-TmIdqlqDtcn;qua-IF-SilUo他b.20:LhlurbduECOExplcsonsxcich-ungforau-TmIdqlqDtcn;qua-IF-SilUo：brmtiBdkohsrdznbjSubic：lih-Mi(rc4agicmm图36:防撞板：各个件用的材料1外板，冲压件，2mm板2内板，冲压板，6mm板3导向管，冲压件，3mm板针对各国的全型号正面面板和组件E60的白车身在右方向盘的情况带标准顶棚和可开启天窗。右方向盘车身的正面而板和它的组件和左方向盘的一样，投影相反。针对美国的车型上面，可变形件是固定在保险杠后面，起着

32、防撞板的作用。第四章接缝接合技术引言在E60车身钢件区里面使用了各种接缝接合方法，例如Mag式焊接方法，Mig式钎7272焊接合，激光焊接，点焊接合以及卷边接合。在车身的铝件区和钢铝过渡区，人多数是采用冲钏接合和焊贴接合方法。另外在车身前面的铝件区由于它的电磁性能也使用MIG惰性气体保护焊。在铝制的外部而板的构件使用卷边和全压边的接合方法。在铝件上的这些方法也同样可用于轻金属的结构件。钢件接合技术点焊粘贴接合和原来传统的点焊焊接技术札I比，点焊粘贴接合有三个明显优点。首先，由于接合方式是面接触受力状况改善，使车身的刚度提高（看图1）。由于刚度的提高也改善了车身降低噪声的效果。因为整个表面的粘合

33、和密封的效果的改善，也提高了防腐的能力。使用的粘合材料是1K环氧化物粘合剂，这种粘合剂的优点在于有很高的机械强度，而且可以实施口动化的工艺操作。提示：在维修的时候进行粘合是不可行的，要另外有其他的粘合点。Abb.37Einllu&so.iltu:hcSloHiikcitgnPunkisdi.viilhlaboriIndaiErkliirungIndciBklarungXllmlangPititclv.VQifikkbcn21.yDjifiairischoSkifigkit(Hi)3VoniorwagaKVaficoni1.knihn图.37:点焊粘合方法对动态刚度的影响x在点焊粘合区y动态刚度

34、1在1号处扭曲2在1号弯曲处3车身前部摇晃7272MIG钎焊MIG钎焊，即这种惰性气体保护焊和一般焊接的区别在于，使用的材料是青铜焊丝,它和要粘焊的棊底材料不互熔，但却有非常高的粘合强度，有时其至能够高于基底材料的强度。由于使用的温度较低，对锌覆盖层的影响小一些。由于钎焊料和基底材料之间的不同的电化学电位，在粘焊的部位内有良好的防止腐蚀的能力。提示：在对高强度的钢进行焊合的时候不容许使用铜棊的钎焊料。铝件接合技术冲钏拼合冲钏拼合技术是纯正的机械加工方法，过程里而没有加热。要拼合的构件采用冲钏接合。这种方法不需要预先钻孔。在冲钏过程中冲钏的两个平面都要露岀来以便加工。在E60车身上面采用半孔钏接

35、。把冲钏件放入冲压工装内，把钏钉冲进上而板件内，把下面件的钏钉头钏死。为了防止腐蚀，钏钉表明也要专门的覆盖护层。鉴于在有交变和振动负载时，钏钉的受力过人，可以在很高受力的部位加一道点焊的工艺过程。提示：如图内所示，在冲钏过程中在钏钉和工件的表明Z间会有空隙。在这个空隙内的空气在冲钏过程中受到挤压，接缝处会形成一条通道，以后会从这里进水。为了防止住这个现象的产生，所有的冲钏处都要用PVC胶密封。7272IndoiErklarungIndciErklarung1StCfTflQlA.SpanncnmitHindaihaltor2IliodaihaUrBStstnpelautecton3SUncni

36、etGObarwFoatsildurGh&tanMn4FutoihDScNifidkicpf&UolriMER;Hiub图38:冲钏过程图内的涵义A和固定台一起夹紧BA和固定台一起夹紧B打进冲头C打穿上件D空间封闭E拉回冲头2固定台3冲钏件4接合件5钏钉钉牢锁住式拼合方法钉牢锁住式拼合方法和冲钏方法很近似。但在冲钏方法里不使用其他的物资，因为这个过程式纯粹的冲压成形过程。在钉牢锁住式拼合方法里，钏头的受力相对小些。在E60车身上仅仅是外部而板使用这种方法。EMVMig-焊接接缝鉴于车前而的铝制部件都是使用冲钏拼合的方法彼此连接的，在车前而内部的电导参数要给明，这和焊接的参数不一样，特别是对于快

37、速老化的连接方位更是重要。前车构件的不良的导电性会导致和外部的电磁波，例如从发动机点火装置来的，形成涡流。这个涡流又会产生电磁波，干扰无线电接受。为了解决上面讲的问题，前车的所有的部件彼此Z间连接处都要用Mig的短焊缝连接一下，这种焊缝被称Z为防电磁的EMV焊缝。7272提示：在进行维修时，上面讲的焊缝被两个M5的门装螺钉所代替，螺钉带有专门的覆盖层。两个螺钉埋入接合区，为确保连接螺钉连接可靠，要预先钻孔。钢件和铝件的接合技术冲钏拼合钢和铝Z间会形成电解，会使铝件损伤。所以在钢件和铝件的接合的时候一定要注意在缝隙内有没有电解质。在E60车身钢件和铝件的连接处采用拼贴和冲钏相接合方法。这时粘合剂

38、不但起着密封的作用，也起着对接合方位的增强强度的作用。使用的粘合剂是1K环氧基的粘合材料。这种粘合剂的优点是高强度，可以方便使用口动化的工艺过程。提示：在铝件和铝件间的冲钏连接方法中使用的材料PVC也用于这里，以防止钏钉和工件Z间的空间内进水。第五章GRV减重型的铝制前部构件在本章节技术文件里，对E60车使用的缩写GRAV是德文的“减重型的铝制前部构件”的缩写。以下称为GRAV.oGRAV是E60车身的一个组成部分。宝马公司是世界第一家使用这种结构的汽车生产厂家。在原来的Z8白车身C经使用过铝制的部件，那是全部铝制的白车身，但在世界上只有7个维修点。但GRAV车身是钢铝混合车身，在宝马的组织网

39、络内到处可以维修。GRAV车的新特点钢件和铝件混合使用结构使用了合适的焊合接缝的工艺技术-对于电磁干扰采取了专门的措施GRAV的优点前部车身的重量减轻了车桥的负荷分批和车的行驶特性进一步优化由于重量减少使整个行驶舒适性提高了-减少了废气排放概况GRV减重型的铝制前部构件处b3Q:GRAV图.39:GRAV结构概况1弹簧减震杆支撑2发动机支架3支撑架面板4连接件，外部5横梁而板6而板7A柱，内段组件轮罩由于使用了压力铸造的弹簧减震杆支撑减少了各单件的数暈，空间增人。见构件图：Rmo刃a巧Ahb.40：RdhaunE60Eplosbri!；3Mchri-nj|Uau-AJuminiumMagrei

40、umIciaitinj:bclltcaunAluminiumguRLaocung;LibMkrobjiartorStnhll图.40:E60的轮罩的解体图（兰色=铝镁合金；浅褐色=铸铝合金；浅紫色二微晶合金钢）部件明细和材料的拉伸极限值:前端支撑板AlMg3,5Mn140N/mm2前端支撑板的闭板AlMg3,5Mn140N/mm2侧板支撑座的闭板AlMg3,5Mn140N/mm2弹簧支撑座GAlMg5Si2MnA柱加长件AlMg3,5Mn140N/mm26支撑座加长件侧而板，微晶合金钢420N/mm27侧框架连接件微晶合金钢420N/mm28支撑架加长件侧而板，后板，微晶合金钢420N/mm2

41、9支撑架钢接合件侧板，微晶合金钢420N/mm210侧板支撑座的闭板AlMg3,5Mn140N/mm211支撑座侧板，下部AlMg3,5Mn140N/mm212支撑座侧板AlMg3,5Mn140N/mm2支撑座支撑座的复杂造形的铝制部件是由5000系列的钢材制造的，属于门然碘化。在铝件对铝件和钢件对铝件的连接处采用拼贴和冲钏的方法连接。提示：在维修时更换支撑座的前部构件的时候，对能产生电磁场的焊缝要更换上门埋式的螺钉。正如对所有的粘合处加以注意那样，在粘合处的全长上要査看是否足够的粘合良好，一方面是检查平面的粘合，一方面也要查看在小缝隙内是否进水，不能漏贴。bb41:FcdofUHz-dInd

42、fiirErklirung1Aiiqu&s图.41:支撑座1浇口支撑座是铝合金的，材料的商业名称是Magsigmal59o和所有的薄壁的铸件的情况一样，在构件的全长上的破断拉伸率是不一样的，离开浇口越远的地方，它的破断拉伸率就越小。在V型件的固定处左近的破断拉伸率人约是14%,而在支撑座下端仅仅是6%。提示：尽管在支撑座的上段有很高的破断拉伸率，在这个方位打车身号码时最人要使用500克的锤子，以便不破坏铸件的组织结构。如果在事故Z后明显识别出支撑座受到过很人的外力，即使没有看到支撑座有明显的损坏也要更换。例如，当经受了车祸事故以后支撑座外边缘有外部损伤，要进行更换，有时肉眼看不见，但在受力时内

43、部会产生微小的裂纹。A柱的车内段Abb.4?;A-Saukiitinsnibhu-/MunrwmUgsfung;gclb-TRIPSkihl;Liladlahl.txun-DU-Shlill图42:A柱的车内段（兰色=铝镁合金；黄色=TRIP钢；浅兰二微晶合金钢，褐色=BH钢）图内明细和所用材料规格一览表：1横梁面板AlMg3,5Mn140N/mm22横梁盖子BH钢300N/mm2A柱内段TRIP钢500N/mm2A柱加强段，下段BH钢350N/mm2A柱板，下段微晶合金钢500N/mm2A柱板，上段，微晶合金钢500N/mm2横杆支座，前件BH钢300N/mm28防碰撞盒微晶合金钢500N/

44、mm29防碰撞盒支座BH钢300N/mm210连接处加强段，夕卜，BH钢300N/mm211连接处，外11连接处，外BH钢300N/mm212连接板，外12连接板，外BH钢300/mm272727272由于A柱内段在行驶运行的时候，特别是在碰撞时，受到了高的负载，因此这个构件使用高强度的TRIP型号的钢。提示：在对A柱的车内段进行点焊的时候一定要注意，要使用宝马公司认可的焊机,要有合适的正压力和焊接功率。-发动机支座架在这个车身上面使用了铝合金和钢的混合结构。见下图。Abb.43：Abb.43：hhlocingcfFooEacphshnsacichwoglgrtln-/durniniumMag

45、nzjuniSliriumLcg；tlau-X*JuminiumMagfwiumL-igryng;vhkn415,5GrastiFagisrurig;tialbruvn-PJuniiuTiguftLsgiafw-1RIP-SUH;lila-htkrokiark)rinhl;taun-DU-Sishl)图43:发动机支座架的分解图（绿色=钳镁硅合金；兰色=钳镁合金；紫色=防碰撞钳合金；浅褐色=铸钳合金；黄色=TRIP型号钢；浅紫色二微晶合金钢；褐色=BH钢）图内明细和所用材料规格一览表:11发动机支撑座外套AlMgSi1120N/mm272722发动机支撑座，前方，外部2发动机支撑座，前方，外部

46、3前部板的接板AlMgSi0,54发动机支撑座，前部，内段发动机支撑座延长段，前部,发动机支撑座加固件，后部防碰撞铝合金160N/mm2150N/mm2AlMgSi0,5150N/mm2内段防碰撞钳合金160N/mm2微晶合金钢500N/mm27发动机支撑座，后部微晶合金钢500N/mm2发动机支撑座，前部，外段：见下图。向血.44:hlolctragG向血.44:hlolcYandCJCQ.DJXbb.D2:QufrftrftgBrSlinrYandCJCQ.DJ72727272图.52:正而板横梁正面板横梁是采用内高压成形方法制造而成的。在这种方法中，把铝管放在金属的模具内，在管的内腔通入

47、高压油，使管子弯成模具要求的造型。正而板横梁和正而板下件用激光焊方法焊接。发动机仓隔板Abb.63:fronrv.wndAqjroakroijmODTlDAtrAbb.63:fronrv.wndAqjroakroijmODTlDAtr72727272lndiErklarunglndinnn.vandAggr-igatcfauniTronrv.vand图53：发动机仓隔板1加强板2仓隔板发动机仓隔板和弹簧减震座以及正而板都是采用冲钏和粘贴的方法接合的。由于电磁起电的原因在发动机仓隔板，正而板下件和弹簧减震座Z间采用MIG惰性气体保护焊。提示：在更换轮罩的时候，要断开发动机仓正而板，正面板下件和弹

48、簧减震座的连接，则每一个分开的EMV的会起电的焊缝都要用两根带专门镀层的M5的螺钉替换上。在连接区内安好螺钉，事先要钻孔。正血板外支撑座和外连接件JMTLDI)Abb.54:SSlrnwarid/Vcibinckrxjau(knIndexErklarung1Strnmand2Wbifiriungaufbn图54:正而板外支撑座和外连接件1一一正而板外支撑座，2一一外连接件正面板外支撑座和外连接件对于前部车身的结构刚度人小是非常重要的。为了能够承受高强的扭曲力矩，在外连接件处再附上一块加固板。第六章碰撞特性为了保证对车内人员和内部物品的在碰撞时有最人的安全，在宝马公司的车身开发和研制中注重了下列

49、的事宜：承载的结构有高强度最优化利用变形量特别刚性的座舱在座仓内部最人限度的给乘客提供空间前部的布局要非常紧凑高效的护身制动系统除了下面讲的条件外，在E60的车身上面还要实现最低车身重量的要求。碰撞试验时按照法律的要求进行的真正仿真的试验。实际的爭故状态在实验室内事先是难以预测的，所以在车身开发和研制中要分析公司原来的有关事故的调查资料。只有能够达到这些要求的车才是用户满意的车。7272采用在实验室内再现式的碰撞试验，可以使车身的结构和乘客护身系统实现优化，以便让乘客在车祸的时候得到最大限度的防护。正面碰撞正面碰撞有两种，一种针对美国的，一种针对欧洲的，目的都是为了尽可能最真实表现车祸事故的状

50、况。两种方法是有区别的。欧美的方法是不一样的。NCAPNewCarAssessmentProgram“噺车评估规划”对车的结构和乘客护身系统提出了最高的要求，C做为消费者保护试验。按照欧洲的NCAP规程进行的正而碰撞：在欧洲的NCAP规程里面，车速是以64km/h的车速开行,40%的障碍物横在正面，车内有四个假人，两个成年人，一个三岁小孩和一个六岁小孩，障碍物是可变形的铝制管架。Abb3B:FrontJ.QashEUra.HCAP图.55:按照欧洲的NCAP规程进行的正面碰撞按照美国的NCAP规程进行的正面碰撞：在美国的NCAP规程里面，车速是以56km/h的车速开行，100%的障碍物横在正面

51、。内有两个假人，障碍物是全刚性不可变形的。但在美国还可以按照高速公路安全保险协会的规定试验，也即车速也是以64km/h的车速开行，40%的障碍物横在正面。在这两种方式里面，对于不同的地区把单项伤害评估和总体伤害评估放在一起就是进行的评估的主要准则。23mptiAbb3D:Frontd.QaahL6.NCAPAbb.56:按照美国的NCAP规程进行的正而碰撞7272在正面碰撞时受力的传导：在正面碰撞时外力经过保险杠的支架传进车身。固定在保险杠撑架上的抗碰撞件把力又传到发动机支撑座上。它和前桥撑架以及弹簧减震支座一起会产生碰撞后的变形。车和障碍物的碰撞接触面较小的时候，这些力经过横梁从保险杠侧面抗

52、碰撞件,前板和前桥支撑座传导分配到车的左右两面。然后，受的力再同时经过发动机支撑座传导到底板组件，经过发动机到正面板加强板到变速箱通道，经过年轮传到轮罩内的门槛加长件的可变形件，传到A柱加强段和侧面框架上。同样的重要传导路径是，承受的负荷经过弹簧减震座和轮罩上的支撑座传到侧而框架上。经过在弹簧支撑座后而的可变形范围区限定了传到在A柱上的力，在A柱周围区间乘客座舱不受力。如b07;KrdlpladbvimFrantd-Crash图57:正而碰撞时受力的传导Jibb58:KMitpladirboitnFrontal-CrashamUntcrbdi图.58:正而碰撞时在底车身上的受力的传导侧面碰撞侧

53、面碰撞有三种试验。目的也是为了尽可能最真实表现车祸事故的状况。欧美的方法是不一样的。NCAPNewCarAssessmentProgram“新车评估规划”对车的结构和乘客护身系统提出了最高的要求。在前两种方法里面，都是采用两个假人，一个在司机座位上，另外一个在司机座位后面。在这三种方法中，对于不同的地区把单项伤害评估和总体伤害评估放在一起就是进行的评估的主要准则。另外这些试验还使人们了解了可能会受到很高负荷的一些局部的结构部件的一些特性。按照欧洲NCAP规则的侧面碰撞：在按照欧洲NCAP规则的侧面碰撞，以50km/h的速度，在司机座位一侧的可变形的铝制管架障碍物和车进行碰撞。M;SfiiUnG

54、raUinahEURQHGAPAbb.59:按照欧洲NCAP规则的侧而碰撞在欧洲NCAP规则对侧面路障碰撞时，速度是以30km/h的速度的和K径为250mm的路障进行碰撞。29&mhQbb.s；PkH-Seiten-CMshTOzhEUROIIW图.60:按照欧洲NCAP规则对路障进行碰播按照美国的LINCAP规则的侧面碰撞：这个规则的英文全文是LINCAPLateralImpactNewCarAssessmentProgam,即新车侧浙碰撞规划。碰撞障碍物的速度为38.5mph（每小时迈），和度为27度。bb.01;SfiiUnCrAinazhUIIGAP图：按照LINCAP规则的侧而碰撞在

55、侧面碰撞时受力的传导：如果在侧而碰撞是行驶的障碍物碰撞到车上，首先是碰撞力传到车门加固板和门锁7272上面，然后传到A柱，B柱和C柱上进行分担。在继续变形时再传到在B柱和C柱的车门加固板的保险挂钩。此外由于构件C经相互挤压也使车门内板压到门槛上，侧而车身面板被压死。这就使框架的座舱内受力变形。如果这种挤压变形继续加人的时候，门槛上的力就继续传给座位下横梁板，再传给连接板梁，变速箱支撑座和底板板梁克到车身的另外一侧，同时对顶棚也加力了。对于不带天窗的车身来讲顶棚向另外一侧传力，对于带天窗的车身则是由很高强度的天窗分担了很大一部分力量。如果B柱靠在座椅旁，则高刚度的座椅框架会传到车的另外一侧。m.62:在侧面碰撞时受力的传导一一车尾部碰撞按照美国的法律，即FMVSS301(FederalMotorVehicleSafetyStanda