第一章-车身基本结构

2012汽车车身构造

辽宁省交通高等专科学校汽车工程系单元1课程概述学习目标：

1.掌握本门课程的主要内容和作用

2.了解汽车车身结构及外形的发展历程和影响因素。

23一、课程介绍

汽车车身构造课程是汽车整形技术专业的一门核心课程，也是后续各专业能力的培训课程，如汽车钣金维修、汽车涂装修复及汽车美容护理等基础课，还是汽车保险专业及汽车定损与评估专业的专业基础课程。总学时数：理论环节40学时+实践环节24学时=64学时考核方式：考试70分+实践10分+平时20分=100分主要内容：车身的发展历程、车身的结构分类、车身常用材料、轿车车身结构及车身附件和客货车的车身结构等。4二、车身结构及外形的发展车身最早是用木材制成骨架，外表钉上木板制成。

1905年时才开始以钢板、铝板来覆盖汽车的车身，从此车身的设计才有了较大的进步，车身外表以各种压模冲压成各种曲面形状1916年，美国出现全部使用钢骨架及冲压成型钢板组成的汽车车身，奠定了现代汽车的基础。1940年以后，随着焊接及加工技术的发展，汽车车身结构发生了很大的变化，曲面玻璃、塑胶制品等各种新材料应用到汽车上，汽车车身的涂装也有相应的变化。

4早期的木质车身5马车型汽车早期的汽车外形是由马车的外形发展而来,只能称为“无马的马车”6箱型汽车汽车的速度逐渐提高。马车型汽车很难抵挡风雨，因此人们加了一个大箱子，上面装有门窗。随着车速的提高，空气阻力大的问题就暴露出来。7甲壳虫汽车箱型汽车的后期，人们逐渐意识到空气阻力的重要性。影响空气阻力的因素1934年，美国克莱斯勒公司生产的气流牌小汽车，首先采用了流线型的车身外形（卡尔·比尔）。1949年，甲壳虫汽车才大规模的生产。（费迪南德·波尔舍）8船型汽车甲壳虫汽车的缺点：一是乘员活动空间狭小，二是对横向风的不稳定性。1949年，福特公司推出了具有历史意义的福特V8。船形车身存在的问题：由于车的尾部过分的伸长，形成了阶梯状，高速行驶时会产生较强的空气涡流，因此影响了车速的提高。9鱼型汽车缺点：汽车后窗倾斜大、面积大、因此降低了车身的强度，车内温度高汽车高速行驶时易产生很的升力。升力使汽车与地面附着力减小，使汽车行使稳定乡和操作性降低最早的鱼形汽车是1949年美国的别克牌汽车为了克服船型汽车尾部呈阶梯状而产生较强的空气涡流的缺点，设计者将汽车的后窗倾斜，最后就成为了斜背式。看起来像鱼的脊背，即鱼型车身。10楔型汽车鱼形汽车带来的问题，使人们开始致力于既减少空气阻力又减小升力的空气动力性的研究。楔型汽车对于目前所考虑到的高速汽车，已接近理想造型。对一般轿车而言，车身只是一种准楔形。绝对的楔形会影响汽车的实用性11子弹头汽车是楔形汽车的一种变化子弹头子弹头型汽车12未来汽车的外型外形会更节能，更环保，更个性1314单元2车身结构分类学习目标：

1.能够正确描述轿车、客车及货车车身结构分类方法

2.能够正确描述承载式和非承载式车身结构特点

15一、轿车车身结构分类(一)按车身承载方式分类(二)按车身外形分类(三)按车身材料分类(四)按轿车车身尺寸分类(五)按轿车车身结构分类(六)按车身壳体结构分类16(一)按车身承载方式分类有独立车架，车架和车身为弹性连接。车身壳体不承载或只承受很小的载荷。支柱较细、风窗玻璃较大。优点：减振性好、工艺简单、易于改型、安全性好。缺点：整车质量大、承载面高、成本高。非承载式车身17非承载式车身18承载式车身无车架，车身壳体承受全部载荷。优点：质量小、生产性好、安全性好缺点：底盘与车身结合部易发生疲劳损坏，减振、消音效果不够好，车身变形后的测量与修复难度较大。(一)按车身承载方式分类19承载式车身20承载式车身21承载式车身222324（二）按车身外形分类车身外形决定因素：座椅位置和数量、车门数量、顶盖变化、发动机和备胎的位置等。1.按车身背部结构分类折背式直背式舱背式短背式252.依据侧窗数、座位数三厢式：四个以上侧窗、两排以上座位、两个以上车门。二厢式：乘客室与行李箱同段布置。（二）按车身外形分类263.按用途及车门数（二）按车身外形分类27（三）按车身材料分类钢制车身轻金属车身塑料车身混合式车身28（四）按轿车车身尺寸分类紧凑型轿车；中高级轿车；豪华轿车

A级B级C级车的分类方式属于欧系分类，德国大众的轿车分类法具有代表性，将轿车分为A、B、C、D级，其中A级车又可分为Aoo、Ao和A等三级车，相当于我国微型轿车和普通型轿车；B级和C级分别相当于我国的中级轿车和中高级轿车；D级车是相当于我国大红旗等高档轿车。车分A－F级29轴距排量车型代表A002.0～2.2～1.0奥托、奇瑞QQ等A0级2.2～2.31.0～1.3夏利、雨燕等A级2.3～2.451.3～1.6捷达、伊兰特、桑塔纳等B级2.45～2.61.6～2.4奥迪A4、帕萨特、雅阁等C级2.6～2.82.4～3.0奥迪A6、宝马5系、奔驰C级别D级2.8～3.0～奥迪A8、宝马7系、奔驰S级、雷克萨斯等E级高级车,象奔驰E级、劳斯莱斯等F级:一般为赛车30（五）按轿车车身结构分类31（五）按轿车车身结构分类32车身壳体开式封闭式（六）按车身壳体结构分类33二、客车车身结构分类(一)按车身用途(二)按车身承载型式(三)按车身壳体的组成形式(四)其他分类：按车身材料、发动机布置型式、豪华程度等分类。34（一）按车身用途分类城市客车车身：地板低，门多且尺寸较大，座位少，车内高度较大，有的为双层结构。长途客车车身：一般为一扇乘客门，座椅较多且布置较密，高靠背，地板高度大，有的为卧铺车。旅游客车车身：结构上与长途客车相似，外观讲究、注重舒适性，视野开阔。35（二）按车身承载型式非承载式车身直接在三类汽车底盘的车架上组装而成的。车身借悬伸梁及橡胶垫与车架连接。半承载式车身车身下部保留有强度和刚度均较车架低的底架。承载式车身无车架，分为基础承载式和整体承载式两种类型。36非承载式客车车身37半承载式车身38承载式客车车身39骨架式车身、薄壳式车身结构、复合车身（三）按车身壳体的组成形式分类将薄壳式和骨架式结构的优点融为一体的结构，通常是第二立柱与最末立柱之间为框架结构，前围和后围为薄壳结构。40三、货车车身的结构分类(一)按驾驶室与发动机的相对位置分类(二)按驾驶室与车厢的连接关系分类

41（一）按驾驶室与发动机的相对位置分类长头式短头式平头式42（二）按驾驶室与货厢的连接关系分体式：驾驶室、货厢和车架各成一体。连体式：驾驶室和货厢连为一体，车身一般为薄壳式结构。货车根据不同的用途，有不同的货箱型式。43单元3车身常用材料学习目标：1.能够正确描述钢板的性质2.能够正确描述钢板的不同类型的拱曲的特点3.能够正确描述车身常用钢板的种类及特点4.能够正确描述铝板、塑料、橡胶在汽车车身上的应用。5.能够正确描述车用玻璃的种类及各类型玻璃的特点与应用6.能够正确描述车身用衬垫材料的种类及应用44在汽车车身上使用的材料主要是由车身的三大部分:壳体、装饰、装备的特性所决定的，还包括一些辅助用材。

例举常见的汽车车身材料和使用范围？45指车身骨架及其覆盖件，是未经任何修饰的车身框架。

白车身46被动安全性（碰撞）使用寿命噪音刚度正面碰撞抗振动性能隔音能力静态尾部碰撞（追尾）腐蚀车身结构隔音动态侧面碰撞隔绝风噪抗扭其它（翻车）空腔共振抗弯轻型结构设计轻型结构制造轻型结构材料经过优化的套件特制薄板（轧制、焊接）高强度钢板最佳力传输路径（定位于功能）成型加工技术，IHU工艺点焊，铝合金，镁合金复合结构均匀的结构过渡点焊粘接CFK（碳纤维增强塑料）经过优化的几何形状（轻型造型结构）激光焊接，冲压铆接，冲压铆接粘接对白车身越来越多的要求可以通过使用高强度钢板来满足。这种钢板正在逐渐取代传统的钢板。47一、车身用钢板（一）钢板的性质（二）钢板的拱曲（三）车身用钢板的种类48（一）钢板的性质1.塑性：钢板在超过弹性极限的外力作用下屈服而产生永久变形。（延性和展性）2.弹性：在弹力作用下恢复变形的性能。49（一）钢板的性质

3.残余应力50（一）钢板的性质4.加工硬化退火处理，恢复钢板的加工性51（一）钢板的性质5.热变形：普通钢材当加热温度为800～1000℃，即可开始变形，直到温度降至650℃，但是温度再降至400～200℃时，钢材即发生青热脆化，比常温时缺乏延展性，而无法继续加工，必再重新加热方可加工。总结钢板的热处理方式？52

在钢板边缘上加热，则受热部分产生膨胀当以水冷却时，因温度迅速降低而塑性变形，能达到弯曲成形或整形的效果。（一）钢板的性质53（二）钢板的拱曲钢板拱曲是指车身钣金的曲率。车身钣金为提高整体的强度及良好的外形，各钣金零件设计成为各种曲面，这样的曲面就是拱曲。①低拱曲(低曲率)。钣金面的曲面非常缓和；②高拱曲(高曲率)。急剧变化的曲面；③结合拱曲。一块钣金零件有低拱曲和高拱曲混合的拱曲；④逆拱曲。钣金面向内侧挤型的曲面。54（二）钢板的拱曲车顶车门55（二）钢板的拱曲发动机盖56（二）钢板的拱曲钢板拱曲的应用57（二）钢板的拱曲钢板拱曲的应用58轮盖受冲击时拱曲面的变形

59（三）车身钢板的种类60（三）车身钢板的种类经高温轧延后制成的钢板，称为热轧钢板

1.热轧软钢板2.冷轧软钢板热轧钢板再经常温轧延及调质处理后的钢板，称为冷轧钢板或磨光钢板。高强度钢板的抗拉强度达6MPa以上，具有普通软钢板的2～3倍的破坏强度。3.高强度钢板61现代车身高强度钢板的应用62钢板应用碳钢及低合金结构钢冷轧钢板：车身外板深冲用优质碳素结构钢冷轧钢板：轮盖、车门内板、油箱。高强度钢板：车身外板表面处理钢板：车身外板、油箱、排气管不锈钢板：饰件、扶手634.表面处理钢板的种类64二、铝合金铝为银白色的金属，相对密度2.7，熔点657℃，而铁的相对密度为7.8，熔点1535℃。在实用金属中除镁及铋外，以铝为最轻，其纯度可高达99.99％，而通常为98.0％～99.7％。铝在纯金属状态下，性质柔软，强度不大，故不适宜单独作为构造用材料。但是，加入其他金属制成合金后，常温或高温加工容易，且可获得相当优良的力学性能，此种合金称为轻合金。目前用于汽车上的铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝合金在汽车上的使用量最多,主要应用于发动机和底盘部件,变形铝合金包括锻造铝合金和铝合金板材等,主要应用于车身和冷却空调系统部件。6566（1）经济性。虽然它的强度、刚性不如传统的钢铁车身，但它大大减轻了车身质量，重要的是减少燃油消耗，改善车辆的操纵性。铝的比重大约是钢铁的三分之一，在车身制造中铝的应用可以使车辆减小20％～30％质量，可以减少l0%的燃油消耗，这意味着每百公里大约节省0.5L燃油。

（2）环保性。铝车身的环保性能优于钢铁车身，不仅是可以减少燃油的消耗，重要是减少在生产制造过程中污染物的排放。因为99％的铝可以被循环利用，在一定程度上补偿了从铝矿石冶炼铝产生的成本和高消耗。67（3）防腐蚀性。铝暴露在空气中很快在表面形成一层致密的氧化物，这层氧化物是三氧化二铝，使金属铝和空气隔绝开来，防止氧气的进一步腐蚀。

（4）可加工性。铝有良好的塑性和刚性，一定厚度的板材可以制造整车和部分板件。铝材的一致性要比钢材好，它能够很好地通过冲压或挤压加工成形。（5）安全性。铝材具有高的能量吸收性能，使它成为一种制造车身变形区的理想材料，以增加车身的被动安全性。68三、塑料

塑料是以合成树脂为基体，并加入某些添加剂制成的高分子材料

塑料的种类很多，按其热性能不同，可分为热固定塑料和热塑性塑料两大类。69三、塑料塑料具有许多优良的物理、化学性能，主要有以下几点。（1）质量轻。（2）化学稳定性好。（3）比强度高。（4）电绝缘性好。（5）耐磨、减磨性好。（6）吸振性和消声性好。塑料也有不少缺点，与钢材相比其力学性能较低；耐热性较差(一般只能在100℃以下长期工作)；导热性差；容易吸水，吸水后性能恶化。此外，塑料还有易老化、易燃烧、温度变化时尺寸稳定性差等缺点

70三、塑料车身的塑料件在某些强度和刚性要求不高，但要求有良好成形的零件中使用较多。例如水箱前饰罩、通风栅板、车灯壳及饰罩、内把手及内扶手等。强化玻璃纤维塑钢(FRP)：蒙皮及外板制件。聚丙烯树脂（PP）：车内灯、烟灰缸盖、收音机、冷气栅格等。

ABS聚合体：前挡泥板、蓄电池盖及油门踏板、门板、冷气机外壳、保险杠等。71四、橡胶

橡胶是一种高分子材料，汽车上有许多零件是用橡胶制造的，如轮胎、车门窗密封条、风扇传动带、缓冲垫、油封、制动皮碗等。

1.橡胶的基本性能（1)极高的弹性。这是橡胶独特的性能。橡胶在起初受载荷时变形量很大，但随着外力的增加，橡胶又具有很强的抵抗变形的能力。它可以作为减振材料，用于制造各种减轻冲击和吸收振动的零件。（2)良好的热可塑性。橡胶在一定温度下会失去弹性而具有可塑性，当橡胶处于热可塑性状态时，容易加工成各种形状和尺寸的制品，而且当外力去除后，仍能保持该变形下的形状和尺寸。（3)良好的黏着性。黏着性是指橡胶与其他材料黏结成整体而不分离的能力。橡胶有很强的吸附能力，能与其他材料黏结成整体，如汽车轮胎就是利用橡胶与棉、毛、尼龙等牢固黏结在一起而制成的。（4)良好的绝缘性。大多数橡胶是绝缘体，是制造电线、电缆等导体的理想材料。此外，橡胶还具有良好的耐寒、耐蚀和不渗漏水、气等性能。橡胶的缺点是导热性差，硬度和抗拉强度不高，容易老化等。72四、橡胶为了防风、防雨以保护车厢内不受雨水、灰尘侵入的影响，都在车门或车窗上与车身配合的间隙部分使用很多的防水橡胶密封，其他像行李箱的框缘上也装上橡胶密封条，保护行李箱内的货物。73

黏合剂又称黏结剂，它是将两种材料黏结在一起，或填补零件裂纹、空洞等缺陷的材料。

五、汽车用黏合剂

1.环氧树脂黏合剂2.酚醛树脂黏合剂

3.氧化铜黏合剂74在现代汽车结构和修理中，密封材料和粘合剂起到越来越重要的作用。

六、车用密封胶般车用密封剂有稀薄密封剂、稠密封剂、涂刷密封剂和固体密封剂等多种类型，它们的应用部位和使用方法也有所不同。

75七、汽车玻璃钢化玻璃：后风窗及侧车门76夹层玻璃：前风窗及侧车门七、汽车玻璃77有机玻璃：遮阳板、灯罩、标牌七、汽车玻璃78特殊功能玻璃：(1)单面透视玻璃。(2)控制风窗玻璃。(3)控制阳光玻璃(4)导电玻璃。(5)显示器系统玻璃。七、汽车玻璃79八、衬垫材料人造革：装饰件泡沫塑料：地毯、垫条、密封条、座垫、靠背、顶盖内饰板80单元4车身的主要性能1.密封性：主要位置是门窗缝隙。2.隔热性：设置隔热层(玻璃纤维、胶合板等)，主要部位为顶盖及前围。3.防震和降噪性：在蒙皮内侧和骨架所形成的腔内填充发泡材料。4.防腐性：在底盘、钣金件内部表面喷涂防锈漆。5.安全性：车身刚度匹配、材料、力传播控制、车内软化、安全保护装置。81（一）车身的密封性车身的密封性是指关闭车身全部门、窗和孔口盖时，车身的防雨水和防尘土能力。

82（二）车身的隔热性

车内温度是保证舒适性的重要因素之一。83（三）车身的防震和降噪性

轿车车内的噪声通常是由空气动力噪声、机械噪声及空腔共鸣所引起。

84（四）车身的安全性

汽车的安全性通常被划分为主动安全性和被动安全性。

车身壳体刚度在不同部位是有所差异的

85（四）车身的安全性正面碰撞的壳体完全设计86（四）车身的安全性减轻行人伤害的措施：87（四）车身的安全性车身前部形状的安全设计88（四）车身的安全性侧面碰撞89（四）车身的安全性减小颈部伤害的装置

90（四）车身的安全性91练习选择1.采用加热后激冷的方法修复车身钢板表面凸凹不平是利用钢板的（）。A.弹性B.塑性C.热变形D.加工硬化2.随着敲击整形的进行，发现难度越来越大，可能的原因是（）。A.钢板弹簧太大B.钢板塑性不足C.加工硬化现象严重D.敲击时手劲越来越小3.汽车油箱一般使用（）钢板。A.普通B.高强度C.镀锌D.镀铅锡924.下列（）适合制做排气管。A.不锈钢板B.高强度钢板C.镀锌钢板D.镀铅锡钢板5.保险杠面罩常用的材料是（）A.钢板B.FRPC.PPD.ABS6.现代轿车前风窗常用的材料是（）。A.钢化玻璃B.夹层玻璃C.有机玻璃D.普通玻璃93练习一、选择1.非承载式车身承载面高的原因是（）A.车轮大B.车箱高C.底盘和车身间有钢板弹簧D.底盘和车身间有车架。2.承载式车身维修困难的原因是因为（）。