第1章汽車車身概論第一頁，共44頁。一、車身的涉及面廣總的來看，由于汽車車身的獨(dú)特性，使得其生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)力學(xué)、人體工程學(xué)、技術(shù)美學(xué)、交通運(yùn)輸工程、用戶心理、企業(yè)管理乃至供銷等各種彼此分野很大的學(xué)科甚至很多非技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)緊密地結(jié)合在一起。第一節(jié)車身的特點(diǎn)第二頁，共44頁。二、車身造型設(shè)計(jì)風(fēng)格獨(dú)特汽車已經(jīng)發(fā)展成為一種普及的現(xiàn)代化交通工具，它以其具有動(dòng)感的造型特點(diǎn)加上裝飾和色彩，既可以美化市容市貌、點(diǎn)綴大自然環(huán)境，又能給人以美的享受和強(qiáng)烈的精神感染。它已成為人們喜聞樂見以及與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，不可缺少并具有雙重功能的工藝美術(shù)品。第三頁，共44頁。汽車車身造型是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的。他已由早期對汽車車身那種附加的美化工作逐步地發(fā)展成為探討車身的整體藝術(shù)形象、研究和利用各種日新月異的材料的裝飾性能及其生產(chǎn)方式的學(xué)科，同時(shí)還需權(quán)衡車身造型對整車結(jié)構(gòu)、性能和工藝的影響。第四頁，共44頁。圖1－1梯形造型的大客車第五頁，共44頁。三、車身使用材料品種多汽車車身所采用的材料品種多（這在前面已經(jīng)述及），同時(shí)還使用各種非金屬材料，如木材、棉紡織品、絲織品、皮革、玻璃、塑料、橡膠、油漆、膩?zhàn)?、?fù)合材料、化學(xué)纖維等，并以非金屬材料代替部分金屬材料，在金屬材料中又以非鐵（有色）金屬取代部分鋼鐵成為材料應(yīng)用的總趨勢。第六頁，共44頁。一、車身的承載類型車身殼體按照受力情況可分為非承載式、半承載式和承載式(或稱全承載式)三種。第二節(jié)車身的承載類型與整體構(gòu)造第七頁，共44頁。(1)非承載式車身非承載式車身（如圖1－2）的汽車有剛性車架，又稱底盤大梁架。車身本體懸置于車架上，用彈元件連接。車架的振動(dòng)通過彈性元件傳到車身上，大部分振動(dòng)被減弱或消除，發(fā)生碰撞時(shí)車架能吸收大部分沖擊力，在路面狀況差的道路上行駛時(shí)對車身起到保護(hù)作用，因此車廂變形小，平穩(wěn)性和安全性好，而且?guī)麅?nèi)噪音低。但這種非承載式車身比較笨重，質(zhì)量大，汽車質(zhì)心高，高速行駛穩(wěn)定性較差。貨車駕駛室是最典型的非承載式車身的實(shí)例。第八頁，共44頁。圖1－2非承載式車身第九頁，共44頁。圖1－3邊梁式車架第十頁，共44頁。1)車架車架有框架式、脊梁式和綜合式三大類，而在框架式又分為邊梁式（或梯形式）和周邊式兩種，其中邊梁式是采用最廣泛的一種車架。第十一頁，共44頁。圖1－4周邊式車架第十二頁，共44頁。圖1－5綜合框架式車架第十三頁，共44頁。2)非承載式車身的優(yōu)點(diǎn)。非承載式車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于：①簡化裝配工藝②易于改型③安全④使用壽命長第十四頁，共44頁。3)非承載式車身的缺點(diǎn)。非承載式車身結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：①整車自重增加。由于設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不考慮車身承載，故必須保證車架有足夠的強(qiáng)度和剛度，從而使整車自重增加。②整車高度增大。由于底盤和車身之間裝有車架，所以使整車高度增加。③制造設(shè)備昂貴。車架是汽車上最大而且質(zhì)量較大的部件，所以必須具備有大型的壓床以及焊接、工夾具和檢驗(yàn)等一系列復(fù)雜設(shè)備，因而其制造設(shè)備價(jià)格昂貴。第十五頁，共44頁。（2）半承載式車身半承載式車身是一種過渡型的結(jié)構(gòu)，車身下部仍保留有“車架”，不過它的強(qiáng)度和剛度可稍低于非承載式的車架，為了區(qū)別，一般可將它稱為“底架”。半承載式車身的特點(diǎn)是車身與車架用螺釘連接、鉚接或焊接等方法剛性地連接。在此種情況下，汽車車身除了承受車身應(yīng)承受的各項(xiàng)載荷外，還在一定程度上有助于加固車架，分擔(dān)車架的部分載荷。第十六頁，共44頁。（3）承載式車身承載式車身（如圖1－6）的汽車沒有車架，車身就作為發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤各總成的安裝基礎(chǔ)。在此種情況下，各種載荷全部由汽車車身承受。第十七頁，共44頁。圖1－6承載式車身第十八頁，共44頁。1)承載式車身的種類。根據(jù)承載式車身上、下受載荷程度不同，可以將承載式車身（特別是大客車車身）分為基礎(chǔ)承載式和整體承載式兩種類型。第十九頁，共44頁。圖1－7基礎(chǔ)承載式車身第二十頁，共44頁。圖1－8整體承載式車身第二十一頁，共44頁。2)承載式車身的優(yōu)點(diǎn)。承載式車身的汽車沒有剛性車架，只是加強(qiáng)了車頭、側(cè)圍、車尾、底板等部位，車身和底架共同組成了車身本體的剛性空間結(jié)構(gòu)。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負(fù)荷。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)的剛度，質(zhì)量小，高度低，汽車質(zhì)心低，裝配簡單，高速行駛穩(wěn)定性較好。第二十二頁，共44頁。3)承載式車身的缺點(diǎn)。承載式車身的缺點(diǎn)主要有：①質(zhì)量和制造成本會(huì)有所增加。由于取消了車架，來自傳動(dòng)系和懸架的振動(dòng)和噪聲將直接傳給車身，而車廂本身又是易于形成引起空腔共鳴的共振箱，因此會(huì)大大地惡化乘坐舒適性，所以必須采用大量的隔聲防振材料，從而導(dǎo)致成本和質(zhì)量都會(huì)有所增加。②改型較困難。第二十三頁，共44頁。二、汽車車身結(jié)構(gòu)由各種各樣的骨架件和板件通過焊接拼裝而成的轎車車身，也就是行業(yè)俗稱的“白車身”，它的各個(gè)部分都有相關(guān)的名稱，不論在汽車制造廠、修理廠或者配件商店，人們一聽到某個(gè)名稱就知道它是屬于車上的哪一部分，安裝在什么位置上。車身的骨架件和板件多用鋼板沖壓而成，車身專用鋼板具有深拉延時(shí)不易產(chǎn)生裂紋的特點(diǎn)。根據(jù)車身不同的位置，一些要防止生銹的部位使用鋅鋼板，例如翼子板、車頂蓋等；一些承受應(yīng)力較大的部位使用高強(qiáng)度鋼板，例如散熱器支承橫梁、上邊梁等。第二十四頁，共44頁。1）轎車車身轎車車身（如圖1－9）主要由發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、車頂蓋、行李箱蓋、翼子板、前圍板、立柱等幾部分構(gòu)成的。轎車車身結(jié)構(gòu)中常用鋼板的厚度為0.6～3mm，大多數(shù)零件用材厚度是0.8～1.0mm。第二十五頁，共44頁。圖1－9轎車白車身第二十六頁，共44頁。1)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋(又稱發(fā)動(dòng)機(jī)罩)是最醒目的車身構(gòu)件，是買車者經(jīng)常要查看的部件之一。對發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的主要要求是隔熱隔音、自身質(zhì)量輕、剛性強(qiáng)。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋在結(jié)構(gòu)上一般由外板和內(nèi)板組成，中間夾以隔熱材料，內(nèi)板起到增強(qiáng)剛性的作用，其幾何形狀由廠家選取，基本上是骨架形式。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋開啟時(shí)一般是向后翻轉(zhuǎn)，也有小部分是向前翻轉(zhuǎn)。第二十七頁，共44頁。2)車頂蓋。車頂蓋是車廂頂部的蓋板。對于轎車車身的總體剛度而言，頂蓋不是很重要的部件，這也是允許在車頂蓋上開設(shè)天窗的理由。從設(shè)計(jì)角度來講，重要的是它如何與前、后窗框及與支柱交界點(diǎn)平順過渡，以求得最好的視覺感和最小的空氣阻力。第二十八頁，共44頁。3)行李箱蓋。行李箱蓋要求有良好的剛性，結(jié)構(gòu)上基本與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋相同，也有外板和內(nèi)〖JP2〗板，內(nèi)板有加強(qiáng)筋。一些被稱為“二廂半”的轎車，其行李箱向上延伸，包括后擋風(fēng)玻璃在內(nèi)，使開啟面積增加，形成一個(gè)門，因此又稱為背門，這樣既保持一種三廂車形狀又能夠方便存放物品。第二十九頁，共44頁。4)翼子板。翼子板是遮蓋車輪的車身外板，因舊式車身該部件形狀及位置似鳥翼而得名。按照安裝位置又分為前翼子板和后翼子板，前翼子板安裝在前輪處，因此，必須要保證前輪轉(zhuǎn)動(dòng)及跳動(dòng)時(shí)的最大極限空間，因此，設(shè)計(jì)者會(huì)根據(jù)選定的輪胎型號(hào)尺寸用“車輪跳動(dòng)圖”來驗(yàn)證翼子板的設(shè)計(jì)尺寸。第三十頁，共44頁。5)前圍板。前圍板是指發(fā)動(dòng)機(jī)艙與車廂之間的隔板，它和地板、前立柱連接，安裝在前圍上蓋板之下。前圍板上有許多孔口，作為操縱用的拉線、拉桿、管路和電線束通過之用，還要配合踏板、方問機(jī)柱等機(jī)件安裝位置。第三十一頁，共44頁。（2）客車車身大客車車身主要由車身骨架（如圖1－10所示）、外覆蓋件和內(nèi)覆蓋件等幾部分組成。第三十二頁，共44頁。圖1－10大客車車身骨架第三十三頁，共44頁。（3）貨車車身貨車車身主要由駕駛室（貨車平頭駕駛室結(jié)構(gòu)如圖1－11所示）和貨廂兩部分組成。第三十四頁，共44頁。圖1－11貨車平頭駕駛室第三十五頁，共44頁。第三節(jié)汽車車身設(shè)計(jì)方法在外形和結(jié)構(gòu)上，汽車車身殼體（特別是轎車車身）是由許多具有空間曲面外形的大型覆蓋件（如頂蓋、翼子板和發(fā)動(dòng)機(jī)罩等）組成。對整車外形來說，既要求其整體協(xié)調(diào)給人以美感，又必須保證必要的流線型；在裝配這些大型覆蓋件時(shí)，對互換性和裝配精確度也有較嚴(yán)格的要求。第三十六頁，共44頁。一、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)過程分為兩個(gè)階段，即初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)。1)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)車身主要完成以下幾方面的工作：1)繪制1∶5車身布置圖2)繪制彩色效果圖3)雕塑1∶5模型第三十七頁，共44頁。（2）技術(shù)設(shè)計(jì)1)繪制1∶1線形圖2)雕塑1∶1油泥模型3)制作1∶1內(nèi)部模型4)繪制車身主圖板5)繪車身零件圖6)樣車試制和試驗(yàn)第三十八頁，共44頁。(3)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)汽車車身外形和主體結(jié)構(gòu)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)，一是設(shè)計(jì)工作量大；在普通機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，制圖工作約占整個(gè)工作量的50%~60%，而在傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)工作中，可以說幾乎絕大部分時(shí)間都在從事這種繁瑣的、重復(fù)性的工作；若遇車身局部外形和尺寸改動(dòng)導(dǎo)致制圖工作返工，那就會(huì)更增大工作量；還有模型制造、樣車試制和試驗(yàn)等，這樣的工作量能少嗎。二是設(shè)計(jì)周期長；由于設(shè)計(jì)工作量大，樣車的試制、試驗(yàn)及改進(jìn)后再試制和試驗(yàn)，這樣肯定會(huì)使設(shè)計(jì)周期加長。第三十九頁，共44頁。二、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法車身現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法（當(dāng)前國外的汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用）通常分為概念設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)兩階段來進(jìn)行。第四十頁，共44頁。(1)概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)是多部門（企業(yè)的研究、設(shè)計(jì)、工藝等部門，企業(yè)的銷售、市場預(yù)測、材料供應(yīng)等部門）參與進(jìn)行的，這種做法也被稱之為“同時(shí)工程”（Simultaneousengineering）。汽車的外形設(shè)計(jì)和內(nèi)飾選定等主要來自用戶的要求。在三維模型制作中，必須同時(shí)進(jìn)行對同類車型的改進(jìn)和模型風(fēng)洞試驗(yàn)，以獲得較符合實(shí)際的數(shù)據(jù)，并以此作為工程設(shè)計(jì)的雛形。第四十一頁，共44頁。2)工程設(shè)計(jì)國外工程設(shè)計(jì)和國內(nèi)技術(shù)設(shè)計(jì)兩者所需時(shí)間基本上差不多（都不少于3年），但生產(chǎn)準(zhǔn)備到大量投產(chǎn)則國內(nèi)花的時(shí)間比國外長得多。工程設(shè)計(jì)包括車身設(shè)計(jì)和車身試制兩個(gè)方面：1)車身設(shè)計(jì)2)車身試制第四十二頁，共44頁。三、電子