第一章车身概论1

汽车车身结构与设计教材名称：汽车车身结构与设计主编：黄天泽、黄金陵著，机械工业出版社，2007年6月第1版主讲：南昌大学机电工程学院黄菊花2第一章车身概论本章要点车身概论及其名词术语车身的承载类型和构造汽车“三化”问题引言1.1车身的特点1.2车身及其名词术语1.3车身的承载类型和构造1.4“三化问题”引言一、汽车的重要作用1、汽车工业——美国被称为“汽车轮子上的国家”汽车工业我国、我省重要支柱产业.飞机——面到面火车——线到线汽车——点到点，可以到世界任何角落2、中国汽车工业“2010年，中国将成为世界第一大汽车生产和销售国。”中国汽车产业是新中国建立以后，在所有传统产业中仅有的，从无到有发展起来的，而今天已经变成一个大产业，1950年的时候，全国汽车保有量仅有5.43万辆，一汽1953年奠基兴建，1956年建成并投产，一汽投放到全国的汽车产量为1654辆，1958年产量1.6万辆，1961年由于国家经济困难，全国汽车当年产量3500辆，到了1967年，我们产量是2万辆，1978年改革开放的元年，我们全国的汽车产量为14.5万辆。中国汽车产业是自从改革开放以来最具有代表性的产业，它的改革和开放最具有代表性。汽车工业是在计划经济形势下执行指定性计划时间更长，计划最严密，不管从它的生产材料的供应，还是销售、分配都是最严密的，直到1989年的时候，汽车工业还是作为国家指定性计划产品，那时候全部汽车特别是轿车的分配完全是国家指定化供应。1994年我国颁布《汽车产业政策》后，我们的开放到了一个非常有序的阶段，我们开放的主要目的是为了应对即将参加的世贸组织谈判，1994年产业政策发布的时候，全国汽车产量为135万辆，到十年之后发布的第二个汽车产业政策时，我们的汽车产量已经达到了500万辆。继2006年全国汽车产销量突破700万辆大关后，2007年又跨上一个新台阶，产量达到888.24万辆，销量达到879.15万辆。2008年以来，受次贷危机影响，中国汽车产业发展脚步放缓。金融危机给汽车产业带来巨大冲击的同时，汽车产业也迎来了难得的发展机遇。2009年，随着国家《汽车产业调整和振兴规划》的及时出台及配套政策的实施，对中国汽车产业的企稳回暖起到了积极的促进作用，中国汽车市场企稳回暖。2009年1-5月份，中国汽车市场复苏迹象渐显，汽车市场结束了2008年四季度的下降趋势，汽车销量达到480万辆，首次超过美国，成为全球最大的汽车市场。2010年预计1300多万辆.二、车身的重要地位

现代汽车：沿着“底盘”—“发动机”—“车身”逐步发展完善过来的——车身工程是汽车工业中最年轻而又发展迅速的一个分支,越来越起到重要作用车身——越来越居于主导地位，具体为：1、从质量（重量）看：轿车车身占整车重量的40~60%，货车车身占整车重量的16~30%2、从制造成本看：超过上述的上限值3、节能、节材看：减少重量将节约能源和材料4、制造技术看：技术密集型、劳动密集型，而在中国汽车制造中，车身为薄弱环节，5、从汽车的更新换代来看：车辆的更新换代在于车身(以前为8-10年,现在更短)，整车的开发关键在车身，车身的开发涉及的关键设备投资费用高、技术难度大。6、从安全性看：

可见，汽车发展在于车身

.1.1车身的特点

一、车身的涉及面

1、车身功能：车身是载运乘客或货物的移动建筑物，相当于一个移动的家或流动仓库2、车身涉及面广：车身造型艺术、内部装饰、取暖通风、防振隔音、密封照明、座椅设计、人体工程学等.汽车车身的技术发展状况足以直接放映出一个国家的工业水平和完备程度。综合起来看，由于汽车车身的独特性，它使得生产工艺、结构力学、人体工程、技术美学、用户心理、交通运输工程、企业管理乃至供销等各种学科甚至很多非技术性领域的知识紧密地结合在一起。

二、车身造型

早期：附加的美化工作现在：成为探讨车身的整体艺术形象,研究和利用各种各样日新月异的材料的装饰性能及其生产方式的学科，它同时还需要权衡车身造型对整车结构、性能和工艺的影响。世界各国汽车（特别是轿车）车身造型

20世纪20年代：采用薄板冲压件和结构件以减轻重量图1-120世纪30年代：流线型以减少因车速提高而引起的阻力，图1-220世纪40年代：因二次大战而停顿。20世纪50年代：采用更豪华的内饰，尾翼以改善空气动力性图1-3、欧洲崇尚简朴简练，图1-420世纪60年代：随着汽车覆盖件技术和材料发展，外形更简洁，流行性造型更易实现，外观更美，图1-520世纪70年代：由于石油危机，更节能环保的车型出现，即汽车轻量化、流行性造型减少风阻,节能化如图1-6。图1-7菲亚特公司的大客车，古罗马建筑稳重的高级客车而如今，不同的品牌有不同的风格：如前脸：U型脸（大众），劳斯—莱斯（王者风范，宫廷立柱式的前脸等）

三、车身材料1、金属和轻合金,以防锈镀锌钢板较多

2、各种非金属材料（如塑料、橡胶、符合材料、玻璃、油漆、纺织品、木材等）材料应用总趋势：以非金属材料代替金属材料，在金属材料中又以非铁（有色）金属取代部分钢铁。

3、复合材料以后将越来越广，如玻璃钢、碳纤维等

汽车一般部件重量每减轻1%，可节油1%；运动部件每减轻1%，可节油2%。国外汽车自身质量同过去相比已减轻了20%～26%。预计在未来的10年内，轿车自身的重量还将继续减轻20%。美国李尔公司已将车厢内饰件全部实现了模块化供货，车厢内被简化为前座、后座、仪表板、车门衬、车门和行李箱衬等六大件。这些部件及所有电气、机械设备都已预先装配好，可在整车装配线上直接安装。其次是电子化趋势。例如，豪华轿车的座椅总成具备电动调整、预热等功能，还有的具备腰部按摩功能，并逐步向经济型轿车扩散。

表1汽车车身材料构成（%）年份1978

2009塑料51015铝合金3810高强度钢31015非高强度钢594940其他3023201-2车身及其名词术语

１、车身包括：白车身及其附件白车身通常是指已经焊好但尚未喷漆的白皮车身,包括车身结构件和覆盖件。２、覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件。３、车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件的总称。４、车身前板制件：车头部分的零部件。1.3车身的承载类型和构造

从结构和设计观点，按车身承载形式来分类。可将车身分为非承载式、半承载式和承载式3大类。一、非承载式（有车架式）

（一）、框式车架

1、边梁式（或梯形）车架

特点:老式货车和轿车上，便于改装,现在应用不多）

2、周边式车架结构：图1-11所示，边框加横梁组成。特点：可降低地板高度，车架前后窄、中间宽类似于缓冲臂或抗扭盒，利于吸收由地面不平引起的冲击和降低车内的振动、噪声。提高了整车的横向稳定性，同时也减少了横梁的悬伸长度，广泛应用于中、高档轿车上。（图1-11）

（二）脊（中）梁式车架结构：多由一根位于车身对称轴上的较粗的纵梁和若干根横向悬伸托架构成.特点：具有较大的抗扭刚度，同时结构上容许车轮有较大的跳动，便于装独立悬架，多用于越野车，但因维修不便，制造工艺复杂，应用不多。（三）、综合式车架结构：图1-12所示，前后便于安装发电机和驱动桥，中间短的脊梁骨有利于提高抗扭刚度.特点：前后便于安装发电机和驱动桥，中间短的脊梁骨有利于提高抗扭刚度。图1-14为货车驾驶室的结构解剖图图1-15为货车驾驶室的结构

骊威剖面图非承载式车身结构的优点和缺点：优点：1、轮胎和悬架系统对整车（车身）有吸振、缓冲和减噪的作用，绕性橡胶垫也可起到缓冲和吸振的作用，以提高乘坐舒适性和车辆使用寿命。广泛用于中、高档轿车上。2、底盘和车身可以分开制造、装配，便于专业化协作。3、以车架为整车的基础，便于车架上各部件的总成和部件安装，也便于改装成其他用途的汽车。4、碰撞时，车架对车身可起到缓冲和保护作用缺点：1、由于车身不考虑承载，要求车架有足够的强度和刚度，使整车重量增加。2、底盘和车身之间装有车架，整车高度增加。可以分开制造、装配，便于专业化协作。3、车架是整车上最重、最大的零件，需要大型的冲压及焊接设备，工装、焊接夹具等一系列贵重设备。

二、半承载式（底架）半承载式是过渡型的结构结构:车身下部仍保留有车架（此时多称为底架）但强度和刚度略低于车架。图1-17为半承载式大客车车身主要特点：车身下部与底架组合成为一体，车身也能分担部分弯曲和扭转载荷。强度和刚度可稍低于非承载式的车架.

三、承载式（无车架式）结构：承载式车架分为：基础承载式和整体承载式.图1-18所示目的：进一步减轻汽车的自重力以及使车身结构合理化（一）基础承载式（二）整体承载式

（一）基础承载式图1-19所示为基础承载式苏式大客车图1-20所示为基础承载式日野牌大客车如图1-21~图1-23基础承载式事例（二）整体承载式结构：如图1-18（b）特点：车身上下形成一个整体，可以设计出等强度结构，翻车时可以保证乘员安全，使用寿命长，但客车立柱太粗，立柱距离过短，如图1-24如图1-27中，前有缓冲，在撞车后乘客部位变形不大，能保证乘客安全。如图1-27中4，前有缓冲，在撞车后乘客部位变形不大，能保证乘客安全。图1-28为照上述原则设计的轿车。前后保险杠和轮罩刚性小，属弹性结构。图1-29图1-30为照上述原则设计的轿车。承载式车架的缺点：1振动直接传至车身，乘坐舒适性差改型困难为了改善乘坐舒适性，在前后端加装有副车架（如图1-32，图1-33），以提高乘坐舒适性。1.4“三化”问题

“三化”：产品系列化、零部件通用化、零件设计的标准化。目的：简化生产，提高产品品质，降低成本实践表明：实行“三化”可以收到很大的经济效益。在“三化”思想的启迪下，国外在设计轿车车身时，又发展了一种设计原则：“从标准化元件—非标准化整体”。例:驾驶室的通用化1为通用件相同的基础框架一、平头驾驶室和长头驾驶室的通用化设计的基本思路：1）将平头驾驶室的内发动机罩移到驾驶室前面2）改变相应的车门、前围、后围、侧围外形尺寸3）零部件