汽车车身结构与设计128083.docx
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1、第一章 车车身概论随着国民经经济的发展展,汽车已已成为极为为重要的交交通运输工工具和现代代社会的象象征,汽车车工业在带带动其它各各行业的发发展中,已已日益显示示出其作为为支柱产业业的作用。车身,作为为汽车上的的三大总成成之一,已已越来越引引起人们的的注意,并并越来越处处于主导地地位。(发发动机、底底盘、车身身)据统计:客客车、轿车车、专用车车车身质质量占整车车整备质量量的4060%;货车车车身质量占占整车整备备质量的116300%;各类车身的的制造成本本,则高于于上述比例例。车身的定义义:运送人人、货物或或各种生产产、生活资资料的具有有特定形状状的结构。车身的特点点:10、是使使生产工艺艺、壳
2、体力力学、人体体工程学、工工业设计、材材料学、运运输学、心心理学、经经济学、销销售学等众众多各不相相同的学科科紧密地联联系在一起起的工业产产品,是技技术与艺术术相结合的的产物;20、车身身的发展取取决于科学学技术水平平和物质技技术条件; 舒适性30、与人人们的生活活、生产密密切相关 货物物完整性 保护乘员员安全40、汽车车的更新换换代,关键键在车身;50、车身身是汽车工工业中一个个最年轻而而又发展迅迅速的分支支;60、整车车生产能力力的发展取取决于车身身的生产能能力,汽车车的更新换换代在很大大程度上决决定于车身身;70、对销销售和用户户心理有着着极其重要要的影响;80、技术术密集型和和劳动密集
3、集型相结合合的产品:技术密集型型大量采采用最尖端端技术,机机械化、自自动化程度度很高自动加工工、装配线线、机械手手、机器人人等;劳动密集型型相当一一部分仍需需手工完成成车身钣钣金件的手手工打磨、补补焊、涂胶胶、内饰及及附件装配配等。可以说,汽汽车工业发发展到现在在(支柱产产业),其其重中之重重为车身。车车身代表了了一个国家家的汽车工工业水平,要要求高、投投资大、技技术难度大大。车身技技术的开发发历来为发发达国家所所重视。我国车身技技术的发展展可以说是是近二十年年的事,水水平十分落落后,尚不不完全具备备设计开发发能力,任任务十分艰艰巨。但近近年来,通通过技术引引进,合资资合作,特特别是几大大轿车
4、基地地的建设,已已使我国的的车身技术术有了很大大的发展。1-1 车身的的演变轿子轿式式马车汽车车身身。早在50000年前的的古代,世世界上就有有轿子出现现,成为奴奴隶主或有有一定地位位的人的乘乘坐工具;3000年年前,随着着动物的训训化,牛车车、马车开开始出现。1886年年,世界第第一辆汽车车诞生,当当时仅在马马车上装发发动机,解解决动力问问题,设计计师全力以以赴解决动动力、传动动装置和操操纵机构。1190819211年,开始始提出车身身的年代。1908年年,美国威威尔工程师师在福特TT型车上首首次采用了了轻合金桁桁架式框架架,配上了了当时最现现代化的门门、窗等现代车身身开始出现现。1912年
5、年,福特对对T型汽车车的生产工工艺进行了了极大的改改进,从此此,汽车车车身完全形形成,并为为人们所认认可。此时时,车身的的造价已超超过底盘,如如何改进车车身制造的的问题被提提到了首位位。而大量量生产的结结果,造成成了生产过过剩,随之之而来的必必然是要求求汽车美化化的运动。1928年年,汽车车车身迎来了了一个新的的转折:美美国首先对对车身制造造的大量生生产方式进进行了规划划和改革运用大大型冲压件件组成带门门洞的全金金属车身。钢板冲压车车身所有构构件各部分分组焊。结果:减减少了零件件和连接件件数量;减少了昂昂贵的手工工工序; 成成本降低了劳劳动量。20年代末末30年代代初:接触触点焊技术术开始用于
6、于车身连接接,从而改改进了车身身的连接方方式降低了劳劳动量,消消除了以往往薄板焊接接变形现象象。一直沿沿用至今。50年代:出现了承承载式车身身与无车架架结构相结结合的汽车车车身的的制造和用用途发生了了根本改变变:既是底底座,又是是汽车的骨骨架和主要要构件。优点:刚度度高,零件件数目比非非承载式少少,工艺性性好。 重量轻轻,各零件件寿命得到到平衡,经经济性改善善。60年代:探索和采采用新型的的车身材料料。特点:出出现了生产产批量不大大的用玻璃璃纤维增强强树脂制成成的车身; 车身内部部装饰广泛泛应用了人人造材料; 外表覆盖盖层开始采采用具有弹弹性和高度度光泽的合合成漆; 在客车和和部分专用用车车身
7、中中开始采用用铝合金材材料。60年代末末、70年年代初,为为解决车身身问题开始始采用如下下技术:应用电子子计算机技技术结构分分析、性能能预测,技技术文件管管理,自动动绘图;开始实现现计算机辅辅助设计(CCAD);经济适用用的结构。80年代以以来:重空气动动力性,降降低风阻;乘坐舒适适、人机协协调;具有风格格和个性,满满足不同层层次的需要要;车身中大大量采用轻轻金属和非非金属材料料,出现了了全塑料车车身使整车车重量经济济性,载重量。保护乘员员安全乘客室有有足够刚性性保护撞撞车时安全全; 前后部部有一定的的挠性吸能、缓缓冲。CAD、CCAM、CCAT在车车身设计、制制造与试验验中得到大大量采用。大
8、大缩缩短了设计计、制造和和换型周期期,降低了了制造成本本。1-2 我国客客车车身发发展概况1、2040年代代,直接将将货车的货货箱去掉,加加装密封型型的木质车车箱。2、50年年代,借鉴鉴国外客车车结构,开开始制造去去掉货车驾驾驶室,将将发动机罩罩在车厢内内的客车。3、60年年代,利用用国产CAA10底盘盘,将车架架加长,改改动变速系系统,组织织开发了真真正的国产产客车。 如:JTT660长途客车车,SK6660城市客车车。 特点:平头式; 全全金属式非非承载式车车身结构; 整整体水平接接近国外550年代中中期; 改改装考虑了了中国的道道路及使用用特点。 4、700年代,交交通和城建建系统组织织
9、开发了6661系列列客车。 特特点:基本结构构与6600系列相同同; 外外形更合理理,动感更更强; 加加大了前风风窗和侧窗窗; 进进一步改进进了底盘 前轴加加强、悬架架变软,改改进制动。 5、800年代990年代客车工工业大发展展: 产量、品种种大幅度增增加,基本本满足了我我国公路客客运需要1980全全国大、中中、轻、微微型客车产产量100000辆;1993全全国产量339.044万辆;其中:大、中中型客车22.31万万辆; 轻型型客车199.77万万辆 。 生产厂家增增多1980全全国客车生生产厂家不不足40家家;1993全全国有2000余家客客车生产厂厂。 集中度加大大集团化化趋势加快快
10、全国出现现了几家大大的客车集集团公司,如如:中通集集团、亚星星公司、宇宇通公司、中中国客车工工业公司等等。 技改资金投投入加大,生生产工艺、水水平提高很很快 “六五”、“七五”、“八五”、“九五”期间,全全行业资金金投入超过过200亿亿元,建成成了具有990年代国国际水平的的客车生产产线,促进进了产品品品种增加和和质量的大大幅度提高高。 国家集中中资金组织织开发了几几种具有代代表性的车车型,推动动了行业水水平的提高高如:“六五五”期间组织织开发的JJT11118H客车车; “七七五” 期间组组织开发的的JT61120客车车; “九九五” 期间组组织开发的的JT61110W、JJT61110客车
11、;天津客车厂厂开发的:三峰牌轻轻型客车等等。加快了技技术引进和和合资合作作步伐,使使我国客车车工业水平平接近国际际先进水平平,满足了了我国公路路客运事业业的发展和和高速客运运的需求如:江苏亚亚星:德国国奔驰客车车技术; 安徽淝河河:德国凯凯斯鲍尔客客车技术; 西安飞机机公司:瑞瑞典Vollvo客车车技术等。国产客车车车身结构构出现了大大的变化10、由单单一非承载载式半承载式式、全承载载式(无车车架);20、蒙皮皮装配由铆铆点焊;30、结构构由冲压式式型材骨架架式;40、更加加注重符合合空气动力力学的造型型;50、将舒舒适安全放放在首位;60、现代代设计、试试验方法开开始在车身身设计中全全面采用
12、;70、大量量采用轻金金属和非金金属材料: 如如Volvvo全铝车车身。80、更加加注意和重重视细部设设计;90、车窗窗由铝型材材推拉式粘接全密密封式;100、中中、高档客客车全部采采用后置发发动机布置置型式。进入21世世纪,我国国的客车工工业又取得得了很大的的发展,大大力引进国国外先进技技术,建立立起了一批批合作或合合资的客车车企业,形形成以郑州州宇通、苏苏州金龙、厦厦门金龙为为龙头企业业的中国客客车业。 目前前,我国客客车的年产产值达3000亿元,年年销量在110万辆以以上,占世世界客车产产量的1/3。20007年,中中国出口客客车268876辆,同同比增量1160811辆,增长长149.
13、09%,这这个幅度是是客车行业业销量增长长幅度的77倍;出口口金额达到到66.772亿元,同同比增量336.766亿元,增增长1222.7% ,出口企企业31家家。 我国国客车能够够出口国外外,说明我我国客车的的设计、制制造、安全全性能等已已经跟国际际接轨。在在车身设计计制造技术术成熟的同同时,各客客车企业开开始注重产产品的差异异化,形成成了不同设设计理念,如如宇通客车车推崇的“耐用是金金”、苏州金金龙的“安全为本本”等,这将将更加促进进我国客车车产品的多多元化,促促进我国客客车技术的的不断发展展。200120066年我国客客车出口数数量 具有现现代造型特特点的客车车1-3 车身对对整车性能能
14、的影响车身对整车车性能的影影响主要有有以下几方方面:1、 决定整车装装载质量的的大小运输能力力的高低客车、轿车车车室大大小、座数数多少;货车驾驾驶室大小小(单、双双排座) 货箱大大小或容积积。2、决定整整车的整备备质量Goo(自重)和和造价据统计:小小客车:车车身约占GGo和造价的的40660%; 大中型型客车:车车身约占GGo和造价的的60770%; 厢式汽汽车:车身身约占Goo和造价的的40550%。 车身重量量装载重重,运输效益益 运输成成本、售价价竞争能能力。 3、影响响整车的动动力性和燃燃油经济性性 Go身G装单位装装载量油耗耗 G装不变,GGo身动力性性 G装不变,GG0身改善发发
15、动机工作作状态。4、车身形形状与汽车车的气动阻阻力密切相相关 由:F= (NN),可知知: 流线型系数数GD对F有绝对对性的影响响:迎风面积AA不变,CCDF。 一般通过过道路、风风洞试验,计计算机摸拟拟等,最大大限度地CD。 F与Va密切相关关 Va550km/h FF较小; Va550km/hF汽车动力力的绝大部部分消耗于于FQe。 5、车车身形状影影响汽车高高速行驶的的稳定性 车身形状决决定汽车的的侧向几何何中心10、当重重心点位于于中性转向向点之前: 前轮侧偏偏角1后轮侧侧偏角2不足转向向。20、重心心点位于中中性转向点点之后: 112过多转向向特性。30、重心心点与中性性转向点重重合
16、: 11=2中性转向向特性。车身形状状决定汽车车迎风风压压中心若设计使风风压中心不不在迎风面面的对称线线上,影响直线线行驶。6、影响客客车的乘卧卧舒适性、操操纵舒适性性 若车轮采用用独立悬架架舒适性取取决于车身身; 车身总体设设计的座椅椅及其布置置 车车身隔热性性能的好坏坏 乘卧舒适适性 通通风及空气气调节 操纵舒适适性 密密封性的好好坏、上下下车是否方方便 仪表、开关关及操纵按按钮布置是是否便于操操纵; 驾驶区布置置是否合理理; 视野是否良良好观光、采采光等。 7、与行行驶安全密密切相关车身应具具有足够的的强度、刚刚度、确保保发生交通通事故时尽尽可能减少少乘员伤亡亡: 撞撞车吸能装装置; 翻
17、车时保保证乘员有有最小生存存空间刚性; 尽尽量不给乘乘员造成二二次伤害软化,无无尖角。驾驶视野野良好:不因视野不不足(盲区区过大)而而造成交通通事故行车安全全。 驾驶操作作舒适、方方便: 按人机工工程要求设设计驾驶区区、座椅、仪仪表等驾驶疲劳劳,交通事故故。 8、与整整车宜人性性密切相关关(除舒适适性外) 影响人们是是否乐于接接受外形、色色彩、车内内布置、内内装饰等; 影响环境的的美化。9、影响整整车的通过过能力裙边离离地高、前前后保险杠杠离地高等等。车身(特别别是客车车车身)对整整车性能的的影响是全全面的。随随着换型的的加快,对对车身设计计提出了更更高的要求求,车身设设计的地位位在汽车设设计
18、中越来来越重要。底盘基基础、骨架架车身风风格、个性性、对人的的关爱1-4 车身的的范围与“三化 一一、车身的的几种称谓谓及所包括括的范围 1、白车车身(白皮皮车身)已装焊焊好,但未未喷漆的车车身。包括:车身身构件和覆覆盖件的焊焊接总成; 前后后钣制件,车车门乘客、司司机门、安安全门、行行李舱门等等。不包括:车车身附属设设备及装饰饰件空调、座座椅、灯具具等。2、成品车车身喷好漆漆等待往底底盘上装配配的车身。与白车身相相比,增加加了漆前处处理,喷漆漆等。3、车身汽车上上除底盘、发发动机外其其它部分的的总称。在成品车身身上装配了了各种附件件、装饰件件等。4、车身覆覆盖件覆盖车身身内部结构构的表面钣钣
19、件。客车多采用用有骨架车车身,其内内外蒙皮统统称覆盖件件。5、车身结结构件支撑覆盖盖件的全部部车身结构构零件的总总称。如:车身骨骨架、支承承梁、柱等等。6、车身焊焊接总成车身结结构件和覆覆盖件焊在在一起的总总成,该总总成必须保保证车身的的强度和刚刚度。可划划分为: 轿车、货货车驾驶室室:地板、顶顶盖、前围围板、后围围板、档泥泥板、发动动机罩等(图图1-8、11-9)。大客车:前前围骨架总总成,后围围骨架总成成,顶盖骨骨架总成,左左、右侧围围骨架总成成(图1-10)。二、车身的的“三化”1、原因 简简化生产 设设计上应进进行详细技技术经济分分析, 提提高产品质质量 降降低生产成成本 尽量实现现“
20、三化”。 22、何为“三化”指:产品系系列化、零零部件通用用化、零件件设计制造造的标准化化。实行“三化化”收到很很大经济效效益; 工业产品品设计、制制造的必然然方向。3、“三化化”的实质产品系列列化 将产品品合理分档档,组成系系列并考虑虑变型。如同一基型型客车长途客车车,可以变变型为团体体、旅游、城城市和特种种客车,形形成某一系系列产品。优点:车身身骨架、前前后风窗玻玻璃通用,减减少了不同同车型的零零件数, 简化化了模具、胎胎具、装焊焊夹具与台台架等设备备成本。注意:通用用应强调结结构的合理理性,若两两者差别大大,勉强通通用,必然然 出现现“削足适履履”,得不偿偿失。零部件的的标准化广泛采采用
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