汽车车身结构与设计课件01-绪论.pptx

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1、车 身 工 程车辆与动力工程学院 车辆工程教研室-彭巧励绪论引言 汽 车发动机车 身底 盘车身及其名词术语车 身白车身附件l已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身lBody in Whitel主要用来表示车身结构件和覆盖件的焊接总成，l此外尚包括前、后板制件与车门，l但不包括车身附属设备及装饰件等。车身覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件。车身结构件：支撑车身覆盖件的全部车身结构零件的总称。车身及其名词术语 车身焊（铆）接总成：l 车身结构件和覆盖件焊（铆）接在一起即成为车身焊（铆）接总成，l 该总成必须保证车身的强度和刚度，l 可划分为地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、门立柱和仪表板等分总成。车身及

2、其名词术语 车身前板制件：l 指车头部分的零部件，l 包括水箱框架和前脸、前翼子板、挡泥板、发动机罩以及各种加强板、固定件等。车身及其名词术语车身及其名词术语轿车白车身结构分解图：1.发动机罩前支撑板轿车白车身结构分解图：2.水箱固定框架轿车白车身结构分解图：3.前裙板轿车白车身结构分解图：4.前框架轿车白车身结构分解图：5.前翼子板轿车白车身结构分解图：6.地板总成轿车白车身结构分解图：7.门槛轿车白车身结构分解图：8.前门轿车白车身：9.后门轿车白车身结构分解图：10车轮挡泥板轿车白车身结构分解图：11后翼子板轿车白车身结构分解图：12后围板轿车白车身结构分解图：13行李舱盖轿车白车身结构

3、分解图：14后立柱：“C”柱轿车白车身结构分解图：15后围上盖板轿车白车身结构分解图：16后窗台板轿车白车身结构分解图：17上边梁轿车白车身结构分解图：18顶盖轿车白车身结构分解图：19中立柱：“B”柱轿车白车身结构分解图：20前立柱：“A”柱轿车白车身结构分解图：21前围侧板轿车白车身结构分解图：22前围板轿车白车身结构分解图：23前围上盖板轿车白车身结构分解图：24前挡泥板轿车白车身结构分解图：25发动机罩轿车白车身结构分解图：26门窗框车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件

4、）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车外部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）

5、车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）车身零部件名称（车内部件）承载式轿车车身壳体零件分解图捷达轿车的车身壳体桑塔纳轿车的车身总成迈巴赫轿车的车身迈巴赫轿车的车身底板Audi A4 的车身结构丰田凯美瑞的车身结构大众途锐的车身结构本田雅阁的车身结构红和黄分别代表了最重要的承

6、载安全件和次重要的承载件，最重要安全件主要是对碰撞起关键作用的件，像车门和保险杠的防撞梁，以及车身A柱、门槛等骨架结构；次重要的承载件主要是一些内板。帕萨特的车身结构甲壳虫的车身结构 车身安全件（红色零件）货车平头驾驶室结构分解图：1.顶盖货车平头驾驶室结构分解图：2.上边梁货车平头驾驶室结构分解图：3.后围板货车平头驾驶室结构分解图：4.后围角板货车平头驾驶室结构分解图：5.后框货车平头驾驶室结构分解图：6.前柱货车平头驾驶室结构分解图：7.门槛货车平头驾驶室结构分解图：8.车门货车平头驾驶室结构分解图：9.踏脚板货车平头驾驶室结构分解图：10地板货车平头驾驶室结构分解图：11地板横梁货车平

7、头驾驶室结构分解图：12纵梁货车平头驾驶室结构分解图：13前围侧板货车平头驾驶室结构分解图：14前围板货车平头驾驶室结构分解图：15仪表板解放CA1092型货车驾驶室壳体：IVECO平头货车驾驶室Benz平头货车驾驶室中国重汽平头货车驾驶室上海汇众平头货车驾驶室大客车车身骨架焊接总成：1.风窗框上横梁大客车车身骨架焊接总成：2.风窗立柱大客车车身骨架焊接总成：3.风窗框下横梁大客车车身骨架焊接总成：4.前围立柱大客车车身骨架焊接总成：5.前围搁梁大客车车身骨架焊接总成：6.前围下横梁大客车车身骨架焊接总成：7.门立柱大客车车身骨架焊接总成：8.侧围立柱大客车车身骨架焊接总成：9.裙立柱大客车车

8、身骨架焊接总成：10侧围裙边梁大客车车身骨架焊接总成：11腰梁大客车车身骨架焊接总成：12斜撑大客车车身骨架焊接总成：13后围下横梁大客车车身骨架焊接总成：14后围搁梁大客车车身骨架焊接总成：15后围立柱大客车车身骨架焊接总成：16后窗框下横梁大客车车身骨架焊接总成：17后窗立柱大客车车身骨架焊接总成：18后窗框上横梁大客车车身骨架焊接总成：19顶盖纵梁大客车车身骨架焊接总成：20上边梁大客车车身骨架焊接总成：21侧窗上梁大客车车身骨架焊接总成：22顶盖横梁大客车车身骨架焊接总成：23侧围搁梁奔驰O404大型客车的承载式车身骨架：底架纵格栅底架横格栅典型的半承载式客车车身骨架：大客车车身骨架车

9、身的承载类型和构造：车 身（承载型式）非承载式承 载 式半承载式有车架式无车架式非承载式车身非承载式（有车架式）车身用于：货车（微型货车除外）在货车底盘基础上改装成的大客车 专用汽车 大部分高级轿车非承载式车身非承载式（有车架式）车身特点：装有单独的车架；车身通过多个橡胶垫安装在车架上；载荷主要由车架来承担，车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收，车身结构不承担载荷。注意：由于车架并非绝对刚性，所以车身在一定程度上仍承受着由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷非承载式车身 车架是跨装在汽车前、后轴上的桥梁式结构。车 架（结构型式）框 式综合式脊梁式边梁式周边式非承载式车身：框式车架边梁式（或梯形）车架：

10、由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成,用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。非承载式车身：框式车架边梁式（或梯形）车架：非承载式车身：框式车架边梁式（或梯形）车架：便于安装车身（包括驾驶室、车箱或其他专用车身和特种装备等）；便于布置其他总成；有利于满足改装变型和发展多品种的需要。广泛应用在货车、专用汽车和直接用货车底盘改装的大客车以及早期的轿车上。非承载式车身：框式车架周边式车架：由边梁式车架派生而来，目的是为了适应轿车车身应尽量降低地板高度的要求。非承载式车身：框式车架周边式车架：前后两段的纵梁收缩，中部纵梁加宽，前端宽度取决于前轮最大转向角，后端宽度取决于后轮轮距，中部宽度由车

11、身门槛梁的内壁宽决定。前后狭窄端通过“缓冲臂”或“抗扭盒”与中部纵梁焊接相连，前缓冲臂位于前围板下部倾斜踏板前方，后缓冲臂位于后座下方。非承载式车身：框式车架周边式车架：由于这种曲柄式结构，容许缓冲臂有一定程度的弹性变形，可以吸收来自不平路面的冲击并降低车内的噪声。中部的宽度接近于车身地板的宽度，既提高了整车的横向稳定性，又减小了车架纵梁外侧装置件的悬伸长度。其缺点是结构复杂和成本较高。广泛应用于高级和中级以上的轿车上。非承载式车身：脊梁式车架脊（中）梁式车架：由一根位于车身对称中心线上的较粗的纵梁和若干根横向悬伸托架构成；非承载式车身：脊梁式车架脊（中）梁式车架：具有很大的抗扭刚度，结构上容

12、许车轮有较大的跳动空间，便于安装使用独立悬架；缺点是制造工艺较复杂且不便于维修；故应用不广泛，仅被一些高越野性汽车(如捷克斯洛伐克的Tatra111/138/148)采用。非承载式车身：综合式车架综合式车架：综合框式车架和脊梁式车架而成。非承载式车身：综合式车架综合式车架：前、后端近似于边梁式车架，中部为一短脊梁管，前、后端便于安装发动机和后驱动桥。中部脊梁的宽度和高度较大，可提高抗扭刚度。也称X形车架，多用于轿车。右图所示综合式车架：前部是边梁式，而后部是中梁式非承载式车身：综合式车架综合式车架：装有综合式车架的英国凯旋牌（Triumph）轿车车身非承载式车身：货车驾驶室：最典型的非承载式车

13、身。骨架总成由地板、前骨架、后骨架等组合件构成；在骨架上再装焊前围、后围、顶盖、门槛等外覆盖件后构成驾驶室总成；这种结构内有骨架、外覆蒙皮，故称有骨架式。非承载式车身：货车驾驶室：该驾驶室利用各蒙皮板相互连接时所形成的加强肋来起骨架的作用；能适当减轻自重；这种结构称为无骨架式。非承载式车身：货车驾驶室：非承载式车身：非承载式车身结构的优点：除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用之外，挠性橡胶垫还可以辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形并降低噪声，既延长了车身的使用寿命，又提高了乘坐舒适性，故非承载式车身仍广泛应用于高级轿车和部分中级轿车。底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，既可简化装配工艺，又

14、便于组织专业化协作。由于有车架作为整车的基础，便于汽车各总成和部件的安装，易于更改车型和改装成其他用途的车辆，因此货车、专用汽车和由货车底盘改装成的大客车长期以来都保留着车架。发生撞车事故时，车架可以对车身起到一定的保护作用。非承载式车身：非承载式车身结构的缺点：由于设计计算时不考虑车身承载，故必须保证车架具有足够的强度和刚度，从而会导致整车自重的增加。由于底盘和车身之间装有车架，使整车高度增大。车架是汽车上最大而且质量最大的零件，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昂贵的制造设备。半承载式车身：一种过渡结构；在车身下部仍保留“车架”，但其强度和刚度可稍低于非承载式车架，

15、一般称之为“底架”。之所以称之为半承载式车身，是由于车身也分担部分载荷，以此来减轻车架的自重。此种结构型式主要用于大客车。半承载式车身：车身骨架（立柱）下端与底架纵梁两侧悬伸的横梁（俗称牛腿）刚性相连。特点：车身下部与底架组合成为一个整体，车身能分担部分弯曲和扭转载荷。缺点：保留有底架，因此大客车的轻量化受到一定程度的限制。承载式车身（无车架式）：为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化，在大客车和轿车上采用无车架的承载式车身。大客车车身（车身上下受载程度）基础承载式整体承载式承载式车身（无车架式）：大客车车身承载式大客车车身受力原则简图a)基础承载式 b)整体承载式承载式车身（无车架式）：基础

16、承载式 苏联生产的3-695、德国的Mercedes-O321H、英国的Berliet-PLH、匈牙利的Ikarus-55和Ikarus-200系列以及日本生产的日野HINO，尼桑NISSAN，欧洲各国流行的大客车（如德国的Neoplan、法国的Renault等）均可归属此种类型。承载式车身（无车架式）：基础承载式日野牌发动机后置式大客车车身骨架，其侧窗很宽（达1770mm），窗柱较细，但腰梁（为贯通式）以下设计成较强的框架结构，与地板下的支撑构件相结合而构成基础承载式车身结构。目前欧洲不少国家的厂家生产的大型旅游客车，其地板以下为一较强的空间框架，一般称之为格栅式（Grille type）结

17、构，它的特点：1)该结构系由截面尺寸相近的冷弯型钢杆件所组成，易于建立较符合实际结构的有限元计算模型，从面可以提高计算精度。2）容许设法变动杆件数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而可以达到等强度设计的目的。3）作为基础承载件的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。4）在承载相同的情况下，冷弯型钢的成本比无缝钢管约低40-60%；冷弯型钢可以定尺或倍尺供应，故可提高材料利用率；以冷弯型钢代替钢板冲压件，既可简化构件的成形过程，又能节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种生产创造了条件。承载式车身（无车架式）：基础承载式承载式车身（

18、无车架式）：基础承载式 瑞典生产的Scania K 112型大客车车身构思独特承载式车身（无车架式）：基础承载式其底架是由前、中、后三段相互连接而成的。前段副车架1（上装油箱）、前悬架（空气弹簧）和转向操纵机构等形成一单独的组件后段副车架3（上装有动力总成）和后悬架（空气弹簧）等，也构成一单独组件。前、后两段的后端面和前端面分别与中段格框结构2刚性相连。格框结构的横向中部做成下凹形，以便于地板成凹形，这样既提高了车身的抗扭刚性，又降低了地板高度。格框结构随轴距长短之不同将地板下部分隔成几个行李舱。承载式车身（无车架式）：基础承载式这种前、后副车架可根据需要予以延长，从而改装成有车架式的车身结构

19、。上述这些借施给广大用户提供了随意选购的方便性。承载式车身（无车架式）：整体承载式顾名思义，这种结构应是整个车身都参与承载，由于车身的上、下部结构形成一个统一的整体，在承受载荷时，以强济弱，可使整个车身壳体达到稳定平衡状态。因此，如果能够从理论分析和结构上进行深人探讨，以发挥材料最大潜力，就有可能设计出等强度的空间结构，使车身质量最轻而强度与刚度最大。前苏联生产的吉尔3-127,3-155和拉斯 35255,3-677,波兰生产的沙恩CAN,英国Leylend公司生产的National与Royal Tiger Doyen、美国通用汽车公司生产的RTS IIR型和格鲁曼国际公司生产的Grumma

20、n Flxible 870型以及瑞典生产的Scania K112等型大客车车身都可归属此种类型。上图1-24所示为Leyland公司英国生产的National牌大客车，其特点是顶盖上的孤形横梁与两侧的立柱（二者为贯通式）和地板下的槽形横梁构成一较强的封闭环，然后利用纵向构件（如顶盖纵梁、顶盖侧纵梁、腰梁和底圈梁等将这些封闭环连接起来，从而构成一刚性很强的空间框架结构。据该公司声称该车车身结构能确保翻车时乘员的安全性，而且使用寿命长，但其缺点在于窗立柱太粗柱距过窄，以致视野性较差，而且外蒙皮上铆钉累累、影响美观，整车造型也显得臃肿而不大方。因此，与欧洲各国时兴的大客车对比就显得难免有些相形见绌了

21、。该公司于1980年开始设汁的Royal Tiger Doyen型高级大客车，原则上仍保留空间框架整体承载式结构，其特点是采用 形的地板（通道平面离地面高度为1276mm，乘客座椅下的平台比通道平面高出150mm），因此，在前、后和两侧等几个方向上撞车时乘客们都处于遭受冲撞部位的上方。承载式车身（无车架式）：整体承载式承载式车身（无车架式）：整体承载式如图所示，轿车承载式车身，其前端由两根前纵梁、前围板、两侧挡泥板、前围内侧板等形成一刚性较强的框架；中部系由左、右侧围（包括车门上框，门槛梁和前、中、后立柱等）和地板、顶盖、前围板、前风窗框、行李舱围板、后窗框等构成的盒形结构；其后端则由与后纵梁

22、相焊接的行李舱地板及后轮内、外轮罩所构成。由于改善视野性的需要，趋向于增大玻璃部分的总面积，相应地就要求减小腰线以上的立柱、门框和窗柱的截面尺寸以及采用扁平的顶盖，所以轿车承载式车身的强度和刚度通常主要由车身下部来予以保证。承载式车身（无车架式）：整体承载式剖面线部分表示刚性结构，无剖面线部分表示弹性结构。从图中第4方案可见,在车身前部和后部均为弹性结构而中部为刚性结构的情况下，能确保乘员安全。按照这种刚性匹配方案设计制造的汽车称为安全汽车。承载式车身（无车架式）：整体承载式承载式车身（无车架式）：整体承载式 德国生产的Volkswagen K 70型轿车承载式车身也是遵照上述原则来设计的。车

23、身上的各个部件基本上都是采用的传统结构。前保险杠到前轮罩和后保险杠到备胎轮罩这两段的刚性都很小，属于弹性结构，主要起缓冲吸能作用；前轮罩到前围板和备胎轮罩到后围板这两段的刚性中等。而中间载人的车厢部分的刚度则很大此处的杆件均系采用封闭截面而且设置有加强板。承载式车身（无车架式）：整体承载式法国生产的Renault 16 型中级轿车承载式车身是一种设计上较为成功的结构。因其尾部造型为快背式（fastback）,行李舱盖开口很大在车身设计上着眼于加强车身底部的刚性，将中部边梁和前、后起副车架作用的构件与地板组成一体而形成一平台式的结构。地板前横梁与车身前围板相连，门槛与车身侧壁相连，顶盖和侧壁采用

24、装有密封条的铅垂夹板相连，这样处理可以收到排除雨水、增加顶盖刚性和造型挺拔别致等一举多得的效果。承载式车身（无车架式）：承载式车身的主要缺点：1)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，因此会大大恶化乘坐舒适性，为此，必须采用大量的隔声防振材料，从而成本和质量都会有所增加。2）改型较困难。承载式车身（无车架式）：从节能、轻盘化和降低车高的角度出发，展望轿车车身结构的发展趋势，似乎应是承载式车身，但是，对于美国、日本、德国、法国、意大利，英国和苏联等发达国家，近年来他们生产的轿车结构分析的统计表明，即使是整体承载式车身，其前端和后端大多数仍加装副车架（Subframe)，或是前端装有副车架，后者也称为短车架或部分式车架(Stub Frame)，这主要是为了改善乘坐舒适性的缘故。因此，严格说来，这类车身似应归之于半承载式。承载式车身（无车架式）：有什么问题吗?