汽车车身概论课件

一、关于车身1.汽车主要部分发动机总成、底盘总成、电器设备总成和车身总成四大部分组成。2.客车、轿车和多数专用汽车车身的质量占整车自身质量的40%~60%，货车车身质量占整车质量的16%~30%二、车身的定义（车身的作用）1.安全防护2.容纳空间3.承载基础4.美观作用第1章汽车车身概论1三、车身的构成1.骨（底）架+蒙皮（白车身+涂装）骨（底）架：安全件，承载件蒙皮：组成容纳空间，造型起美观作用2.结构件+非结构件结构件：接受力、承受力的组件，有刚度、强度、疲劳强度、韧性等严格的技术要求，如：横纵梁，加强筋。非结构件：受力很小或无，技术要求较低，如：引擎盖，翼子板，行李舱舱盖，车顶等面积较大，结构简单，平铺型蒙皮组件。四、车身组建涉及材料、机加工工艺等诸多学科1.材料：90%为金属，10%为非金属，按使用量由高到低依次为合成塑料、玻璃、油漆、合成有机或无机密封胶。22.机加工。主要有冲压、焊接、电镀，塑料成型、粘接、密封等。3.人机工程学。安全性要求，如碰撞安全、视野等，舒适性要求，空间大小，风噪隔音，振动等。4.空气动力学。风阻面积等。五、车身设计的发展汽车是机械怪物，是危险品，是消费品，但从我们汽车人的角度来看同时是科技产物，是工艺品，可以走入顶级设计殿堂的便成为了艺术品，并形成文化。艺术，最简单，直观的就是以车身造型来展现。下面以保时捷汽车的历史来看汽车车身的发展演变。31990年巴黎车展上展出费迪南德·保时捷设计的汽车。在最初的发明制作时各部分造型已初具成型，但功能相对简单，美观性差。41928年身兼戴姆勒克莱斯勒技术指导、董事会成员等职的费迪南德·保时捷发明了传奇的梅赛德斯SS和SSK机械增压跑车。51933年计划生产32型轿车，这就是大众的鼻祖。61948年在费利·保时捷的领导下，一款以大众部件为基础的356跑车诞生了。这是第一款以保时捷来命名的底盘由轻金属制成的跑车。在车身两侧出现了后视镜，车身的流线型更加合理圆润，一些地方开始出现尖角变形。

71953年保时捷550spyder，装备有1.5升发动机，4个凸轮轴，110匹马力81961年保时捷开始研发356，车身设计有费利·保时捷的儿子——亚历山大·保时捷来进行。造型上简洁大方，出现雾灯和转向灯。

91963年法兰克福车展保时捷推出356接班人911，尾部安装平置风冷发动机，并于次年开始生产。此时的造型已经相对成熟，车身表面出现局部的点线面的突出，且各个局部衔接到位。10于是在1965年，装配有356上四缸引擎的911诞生。111974年911turbo（930款）的诞生掀开了保时捷历史的新纪元，它是一款废气增压汽车。保时捷是第一家将电镀车身运用在系列车型上的厂家。由于速度的不但提升，高速行驶中的车身受空气动力学因素的影响较重，此前的车身不再完美，与此同时便在车身上出现了扰流翼，但此时的扰流翼还是和车身连为一体的，并没有将其完全提炼出来，并且进气格栅也在车身上开始突出。

12131975年保时捷推出924，第一款发动机前置，变速箱和驱动后置的运动车。在外观上，整体造型和尺寸没有明显的改变，但前后保险杠等都经过重新设计，时髦的连贯式的尾灯开始使用。车身上黑色的塑胶材质逐渐取代了原先的电镀金属部件。

141989年在费利·保时捷80岁生日庆典上，经典的911carrera2（964款）问世，它配有新型手自一体变速箱。

151993年底特律车展上，保时捷推出了一个全新的研究成果：一辆安装了中置水平发动机的敞篷车boxter。圆形大灯的坡度变缓，整体造型趋于柔美。外形的改变有着重要的影响。个别车型已经明显将扰流翼提出来，成为单独一个部件，造型更加圆润浑厚。

16第四代保时捷911：代号993

171996年boxster被推向市场，boxster使保时捷品牌的市场大大年轻化。与此同时，老一代风冷技术淡出市场，新时代的标志：液冷技术全面启动，并产生了996车型。不使用其标志性的蛙眼大灯组合。不过911还是保留了不少经典元素。在车灯的造型上不再拘泥于单一型，排气筒也和车身融为一体。181997年新款911carreracoupe运用了水冷引擎、六缸技术及四阀门技术，变得更快、更安全。Turbo的LED前转向灯“镶嵌”在巨大的进气口上，十分别致。1998年911的演变在新型敞篷车上得以延续。并且推出了划时代的速度机器：GT1；同年提出卡宴的生产方案。192000年高性能保时捷CarreraGT跑车在巴黎卢浮宫首度面世，成为跨世纪的产品。202003款的保时捷911GT2动力来自一台3.6升水平对置6缸发动机,产生有380匹马力以及386牛米的扭力。延续了保时捷911四十年来一贯坚持的运动传统，车身外观变得更为流畅简洁，经典的圆形大灯，前鬼脸大灯下增加了两个小灯。

21222005第六代保时捷911：代号997

2320111年，广州车展上保时捷正式发布新一代911（代号为991）[3]。新车型共两款，在外观细节方面，保时捷进行了与时俱进的修改和调整，雾灯和前导流版采用了一体嵌入式的设计。新车尾部，后车灯也进行了重新设计，造型更显锐气与动感。此外，新车的后外视镜被安置到了车门上，后扰流板也进行了加宽处理，并可伸展以提高行驶稳定性。新一代保时捷911车内多处添加镀铬装饰，档次再度升级。全新一代911还配备了天窗，在保时捷911的历史中只有第一代911Targa车型，配有全景玻璃车顶。242015年法兰克福车展保时捷MissionE概念车现代的造型更具时尚合理，造型大气简洁，各个造型元素统一而富有变化，不仅符合工业生产的的批量化生产，而且也满足了功能上的舒适人性化。

25一、车身的承载类型车身整体按照受力情况可分为非承载式、半承载式和承载式(或称整体式)三种。第二节车身的承载类型与整体构造26(1)非承载式车身非承载式车身（如图1－2）的汽车有刚性车架，又称大梁式车身或大架式车身。车身与车架上用弹元件连接。车架为重力，反作用力，振动的主要承受件，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在路面状况差的道路上行驶时对车身起到保护作用。因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。货车驾驶室是最典型的非承载式车身的实例。27图1－2非承载式车身28图1－3边梁式车架29车架车架有框架式、脊梁式和综合式三大类，而在框架式又分为边梁式（或梯形式）和周边式两种，其中边梁式是采用最广泛的一种车架。车架材料：货车车架5mm回型钢，或工字钢。强度高，不易变形。30图1－4周边式车架31图1－5综合框架式车架32（2）非承载式车身应用及工作环境非承载式车身或大梁式车身或大架式车身，主要应用在载货货车，载客客车上。货车和客车主要的应用功能要求为承载力要求，如货车，额定载量为XX吨，客车额定载客人数为XX人。主要受力为自身承载重力，在实际当中，由于载货或载客质量，数量随机变化且复杂，其载重重力时刻处于不均匀，甚至出现超载的状态，因此要求必须有刚强度的承载件以应对不断变化的承载重力，以及与之对应的反作用力，汽车行驶时不断变化的应力。货车和客车，行驶路径复杂，道路因素影响较大。货车和客车常规行驶速度较低，因此在自身重量级行驶时风阻要求较低，轻量化要求低。33（3）基于以上应用及工作环境总结：非承载式车身的优点如下：①简化装配工艺②易于改型③安全④使用寿命长非承载式车身的缺点如下：①整车自重增加。由于设计计算时不必须保证车架有足够的强度和刚度，从而使整车自重增加。②整车高度增大。③制造设备昂贵。车架是汽车上最大而且质量较大的部件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列复杂设备，因而其制造设备价格昂贵。34（2）半承载式车身半承载式车身是一种过渡型的结构，车身下部仍保留有“车架”，不过它的强度和刚度可稍低于非承载式的车架，为了区别，一般可将它称为“底架”。半承载式车身的特点是车身与车架用螺钉连接、铆接或焊接等方法刚性地连接。在此种情况下，汽车车身除了承受车身应承受的各项载荷外，还在一定程度上有助于加固车架，分担车架的部分载荷。分析区别：底盘和底架35（3）承载式车身承载式车身（如图1－6）的汽车没有车架，车身就作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。36图1－6承载式车身371)承载式车身的种类。根据承载式车身上、下受载荷程度不同，可以将承载式车身（特别是大客车车身）分为基础承载式和整体承载式两种类型。38图1－7基础承载式车身39图1－8整体承载式车身402)承载式车身的优点。承载式车身的汽车没有刚性车架，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。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷。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，高度低，汽车质心低，装配简单，高速行驶稳定性较好。413)承载式车身的缺点。承载式车身的缺点主要有：①质量和制造成本会有所增加。由于取消了车架，来自传动系和悬架的振动和噪声将直接传给车身，而车厢本身又是易于形成引起空腔共鸣的共振箱，因此会大大地恶化乘坐舒适性，所以必须采用大量的隔声防振材料，从而导致成本和质量都会有所增加。②改型较困难。分析区别：越野型汽车和SUV

42二、汽车车身结构由各种各样的骨架件和板件通过焊接拼装而成的轿车车身，也就是行业俗称的“白车身”，它的各个部分都有相关的名称，不论在汽车制造厂、修理厂或者配件商店，人们一听到某个名称就知道它是属于车上的哪一部分，安装在什么位置上。车身的骨架件和板件多用钢板冲压而成，车身专用钢板具有深拉延时不易产生裂纹的特点。根据车身不同的位置，一些要防止生锈的部位使用锌钢板，例如翼子板、车顶盖等；一些承受应力较大的部位使用高强度钢板，例如散热器支承横梁、上边梁等。431）轿车车身轿车车身（如图1－9）主要由发动机盖、车顶盖、行李箱盖、翼子板、前围板、立柱等几部分构成的。轿车车身结构中常用钢板的厚度为0.6～3mm，大多数零件用材厚度是0.8～1.0mm。44图1－9轿车白车身451)发动机盖。发动机盖(又称发动机罩)是最醒目的车身构件，是买车者经常要查看的部件之一。对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。发动机盖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，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。发动机盖开启时一般是向后翻转，也有小部分是向前翻转。462)车顶盖。车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、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。473)行李箱盖。行李箱盖要求有良好的刚性，结构上基本与发动机盖相同，也有外板和内〖JP2〗板，内板有加强筋。一些被称为“二厢半”的轿车，其行李箱向上延伸，包括后挡风玻璃在内，使开启面积增加，形成一个门，因此又称为背门，这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品。484)翼子板。翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此，必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此，设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。495)前围板。前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱连接，安装在前围上盖板之下。前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。50（2）客车车身大客车车身主要由车身骨架（如图1－10所示）、外覆盖件和内覆盖件等几部分组成。51图1－10大客车车身骨架52（3）货车车身货车车身主要由驾驶室（货车平头驾驶室结构如图1－11所示）和货厢两部分组成。53图1－11货车平头驾驶室54第三节汽车车身设计方法在外形和结构上，汽车车身壳体（特别是轿车车身）是由许多具有空间曲面外形的大型覆盖件（如顶盖、翼子板和发动机罩等）组成。对整车外形来说，既要求其整体协调给人以美感，又必须保证必要的流线型；在装配这些大型覆盖件时，对互换性和装配精确度也有较严格的要求。55一、传统设计方法传统的车身设计过程分为两个阶段，即初步设计和技术设计。1)初步设计初步设计车身主要完成以下几方面的工作：1)绘制1∶5车身布置图2)绘制彩色效果图3)雕塑1∶5模型56（2）技术设计1)绘制1∶1线形图2)雕塑1∶1油泥模型3)制作1∶1内部模型4)绘制车身主图板5)绘车身零件图6)样车试制和试验57(3)传统设计方法的特点传统设计方法设计汽车车身外形和主体结构有两个明显的特点，一是设计工作量大；在普通机械设计工作中，制图工作约占整个工作量的50%~60%，而在传统的车身设计工作中，可以说几乎绝大部分时间都在从事这种繁琐的、重复性的工作；若遇车身局部外形和尺寸改动导致制图工作返工，那就会更增大工作量；还有模型制造、样车试制和试验等，这样的工作量能少吗。二是设计周期长；由于设计工作量大，样车的试制、试验及改进后再试制和试验，这样肯定会使设计周期加长。58二、现代设计方法车身现代设计方法（当前国外