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看图学习汽车钣金
来源:本站整理  作者:佚名  2013-08-05 06:21:44



第二章 机动车车身结构
第一节 汽车车身组成与分类
    一、汽车车身零部件组成
    汽车车身是驾驶人的工作场所,也是容纳乘客和货物的场所。汽车车身一般由壳体、车身前后板制零件、车门及其附件、车身内外装饰件、座椅及车身附件等构成。为保证行车乘员安全,在车上还装置有安全带、安全气囊及座椅头枕等。

    二、轿车车身结构分类
    1.轿车车身结构的分类方法
    (1)按车身承载方式分类承载轿车车身按承载方式可分为非承载式车身和承载式车身。
    (2)按车身外形分类轿车车身的形状,主要由座椅位置和数量、车门数量、顶盖变化、发动机和备胎的布置等因素决定。
    ①按车身背部结构分类。有折背式车身、直背式车身、舱背式车身、短背式车身。
    ②按车身厢体结构分类。轿车根据车身厢体结构可分为三厢式和两厢式轿车两种,如图2-1所示。三厢式是一种最为流行的有代表性的车型,车身为封闭、刚性结构,有四个以上侧窗、两排以上座位和两个以上车门。由于发动机室、乘客室、行李箱分段隔开形成相互独立的三段布置,故称之为三厢式轿车(如图2-1 a所示)。两厢式轿车后部形状按较大的内部空间设计,将乘客室与行李箱布置在同一段,故称之为两厢式轿车(如图2-1b所示)。

    ③按用途及车门数分类。轿车按用途及车门数分为二门轿车、四门轿车、二门旅行车、四门旅行车等,如图2-2所示。

    ④变型车身。轿车有很多种变型车,主要是指车身部分的改变。例如,使折背式车身顶盖向后延到车尾的二厢式旅行车,以及使驾驶人座椅前移的一厢式多用途车等,如图2-3和图2-4所示。

    (3)按车身壳体结构分类轿车车身具有安置发动机、装载乘员和行李的作用,实现这些作用的车身壳体可分为开式和闭式两种。
    ①开式壳体。开式壳体即通常所说的不带顶盖的敞篷式车身。这种车身壳体还可分为两种结构:一种是由底板、侧壁、前壁和后壁四大部件所构成的;另一种是由底板、前壁和侧壁三大部件所构成的(如图2-2c、d所示)。

    ②闭式壳体。这种车身壳体由板件构成一个封闭的系统,是轿车车身壳体最普遍的一种结构形式,呈现为由基本结构板件所构成的一个封闭的平行六面体。这种车身主要包括前壁、带有前窗内框的前隔板总成、带有后窗框的顶盖、内部的纵梁、后隔板、门框下梁、带有后轮罩的侧壁和后壁、底板、前悬架支架、后悬架横梁等,另外还有可拆卸的前后保险杠、前后翼子板、行李箱盖和发动机罩等,如图2-5所示。

    除此之外,轿车车身还有按豪华程度以及车身用途等多种分类方法。但从车身维修的角度来说,按车身材料和车身壳体结构分类的实际意义更大。

    2.轿车非承载式车身结构特点
    非承载式车身也称车架式车身。这种形式的车身是以弹性元件与车架相连,车身除承受自重和货物及乘客的重量引起的载荷以及行驶时的空气阻力和惯性力外,其他的载荷则由车架承受。由于车身与车架的连接件能吸收一部分由地面和发动机传来的振动和噪声,所以能改善乘坐舒适性,非承式车身广泛用于客车及货车,有些高级轿车也采用这种形式的车身。

    图2-6所示为典型的车架式车身结构示意图,轿车的壳体与车架是可分离的两个部分。车架承受汽车运行所受到的荷载;车厢通过减振装置与车架相连接,基本上不承受荷载。早期承载式车身大都采用这种结构形式。20世纪80年代以后,承载式车身的结构转向以无车架整体式(即承载式)结构为主。

    3.轿车承载式车身特点
    承载式车身又称为整体式车身,车身代替车架来承受全部载荷。承载式车身虽然没有独立的车架,但由于车身主体与类似于车架功能的车身底板,采用组焊等方式制成整体刚性框架,使整个车身(底板、骨架、内外蒙皮、车顶等)均参与承载。这样分散开来的承载力分别作用于各个车身结构件上,车身整体刚度和强度同样能够得到保证。当车身整体或局部承受适度载荷时,壳体不易发生永久变形,即刚性结合角在正常载荷作用下,一般不会永久性变形。而且这种由构件组成的刚性壳体,在承受载荷时“牵一发而动全身”,依作用力与反作用力平衡法则,“以强济弱”地自动调节,使整个壳体在极限载荷内始终处于稳定平衡状态。

    图2-7所示为典型的承载式车身结构示意图。整体车身不再依靠车架承受荷载,而是将汽车的动力系统、行驶系统等主要部件直接安装在车身的指定位置上。这样做,可以大大减轻汽车自身质量,降低整车重心高度,是现代轿车设计的主导结构。但是,由于汽车行驶中的振动和噪声直接传给车身,影响汽车的舒适性,因此,要求采取更为有效的防振、隔振措施,以充分发挥其优势。

    承载式车身由于无车架故重量轻,且地板高度降低,使上、下车方便。但振动和噪声会直接传入车内,舒适性差。如果装有隔音和防振设备则可消除这些缺点。

    4.车身背部结构不同的分类
    (1)折背式车身 这是指车身的背部有角折线条的车身形式,也被称为浮桥式、船形等,如图2-8所示。其主要特征是车身由明显的头部、中部和尾部三部分组成,大多数都布置有两排座位,这种轿车按车门数可分为二门式和四门式。

    (2)直背式车身 这种车身的后风窗和行李箱连接近似平直,比折背式更趋流线型,有利于降低空气阻力,且使后行李箱的空间加大。这种车型也叫做快背式、溜背式车身等,如图2-9所示。

    (3)舱背式车身 这种形式的车身顶盖较折背式长,后背角度比直背式小,后行李箱与后窗演变为一个整体的背部车门。这种车型也叫半快背式车身,如图2-10所示。

    (4)短背式车身 这种车身由于背部很短而使整车长度缩短,从空气动力学的角度考虑也是有利的;同时,这种形式的车身可减少车辆偏摆,有利于稳定性。这种车型也叫鸭尾式车身,如图2-11所示。

    三、客车车身结构分类
    1.按车身用途分类
    (1)城市客车车身城市客车由于站距短,乘客上下车频繁,因此底板离地高度一般较小,乘客门较多或尺寸较大。为了增大过道宽度和站立面积,座位多采用单双排座(1+2)的布置形式。车内高度相对较大;为保证站立乘客的视野,车顶的凸度一般较小。为了缓解城市公共交通紧张,提高客车的面积利用率,目前城市双层客车也较多。

    (2)长途客车车身长途客车由于旅客乘坐时间长,客流量比较稳定,因此一般只有一扇乘客门。但为保证座椅的乘坐舒适性和人人有座,座椅布置较密集,且一般采用高靠背。为了使底板下有较大的行李空间,底板离地高度一般在1m以上。另有一类远距离长途客车为卧铺客车。

    (3)旅游客车车身旅游客车与长途客车没有本质上的差别,但其外观、舒适性等往往更豪华和讲究、更注重乘客的居往性、,如车上附设卫生间,甚至烹调室和卧室等。为观光方便,旅游客车的视野也较开阔。

    2.按车身承载形式分类
    类似于轿车车身,按承载形式客车车身可分为非承载式、半承载式和承载式三种。
    (1)非承载式车身 非承载式车身是直接在三类底盘的车架上组装而成的,车架边梁两侧的悬伸梁(俗称牛腿)用螺栓与边梁相连,底横梁支撑在悬伸梁上,车厢侧立柱与底横梁焊接;为弥补悬伸梁与车架边梁上平面度的误差及缓和路面对车身的冲击和振动,在底横梁及悬伸梁之间安装有橡胶缓冲垫,如图2-12所示。

    这种结构的车身,当汽车在崎岖不平的路面上行驶时,载荷主要由车架来承担,车架产生的变形则由橡胶缓冲垫的挠性所吸收,所以车身是不承载的。目前国产客车大多采用这种结构,如图2-13所示。

    (2)半承载式车身半承载式车身是一种过渡性结构,其车身下部保留有强度和刚度均较车架低的底架,车身骨架(立柱)的下端与底架纵梁两侧悬伸的横梁刚性相连,车身下部与底架组成一整体(如图2-14所示),因此车身也能分担一部分弯曲和扭曲载荷,所以称为半承载式。其优点是可以降低整车重量。

    (3)承载式车身为了进一步减轻客车的自身重量并使车身结构更趋合理,在有些客车上采用无车架的承载式结构。
    根据客车车身上下受载程度的不同,又可将承载式结构分为基础承载式和整体承载式两种,如图2-15所示。

    ①基础承载式。这种结构的原理如图2-15a所示。它是将车身侧围腰线以下部分,包括窗台梁以下到地板的侧壁骨架和底部结构,设计成为车身的主要承载件,而其顶盖和窗柱均为非承载件。这种结构的底部纵向和横向构件一般可采用(a)基础承载式(b)整体承载式薄壁钢或薄板来制造,其高度可达0. 5m左右,故可充分利用车身地板下面的空间来作为行李箱。但因底部结构的截面高度较大,导致车身地板离地距离较大,因此这种结构的车身一般只用于长途客车或旅游客车上。如日本日野公司和尼桑公司生产的旅游大客车、德国生产的尼奥普兰客车、法国生产的雷诺客车等均属于这种结构。

基础承载式结构采用空间框架结构,其特点是采用凹形地板(通道平面离地高度约为1. 2m,乘客座椅下的平台比通道平面高出150mm),因此当前后和两侧遭到撞击时,乘客均处于遭受冲击部位的上方,故其安全性较好。

    ②整体承载式。这种结构的原理如图2-15a所示。整体承载式车身的上下部结构形成一个统一的整体,整个车身均参与承载。当车身承受载荷时,各构件以强济弱,可使整个车身壳体达到稳定平衡状态。如英国利兰公司生产的皇家虎玉牌、美国通用公司生产的RST-2型、瑞典生产的斯堪尼亚K112型等大客车车身均属于此类。

    (4)薄壳式车身 薄壳式车身(如图2-16所示)又称为应力壳体式车身结构,是飞机机身薄壳结构的移植和运用。它没有像骨架式车身那样的独立骨架,构成车身整体并取代骨架作用的是板块式构件,结构应力也由这些板式构件承担,如顶盖、车底、侧板、车身构件等。

    薄壳式车身结构具有整体刚度好、材料消耗小、壳体质量轻、工艺性好和生产效率高等许多优点,但其承载能力要受车身整体
尺寸的限制。

    薄壳式客车车身的车底用优质钢板冲压而成。为确保车底承载能力和装配发动机及底盘各总成的需要,一般还加焊了加强结构。车内底板同样覆盖以隔声、绝热、密封为目的的地板装饰材料。薄壳式车身广泛应用于旅行客车车身构造。

    (5)复合式结构这是一种将薄壳式和骨架式结构的优点融为一体的复合式结构,通常是第二立柱与最末立柱之间为框架结构,前围和后围为薄壳结构。

    除了以上分类方法和形式外,大客车车身也有按车身材料、发动机布置形式、豪华程度等分类方法。
    弄清不同形式车身的特征,有针对性地采取维修工艺,对保证维修质量是极其重要的。

    四、载货车车身结构分类
    1.按驾驶室与发动机的相对位置分类
    (1)长头式 长头式车身的发动机布置在驾驶室之前,单独有凸出的发动机罩,如图2-17所示。这种形式车身的发动机维修方便,操纵机构也较简单,汽车在路况较差的情况下通过性较好。其缺点是轴距和总长相对较大,视野较差。所以长头式车身多用于中型和重型货车。

    (2)短头式 短头式车身是将发动机的一小部分伸入到驾驶室内,如图2-18所示。汽车的轴距略为缩短,驾驶室内部较拥挤,发动机维修不如长头式方便,总的特点与长头式没有太大的差异。

    (3)平头式。这种形式车身的驾驶室布置在发动机之上,如图2-19所示。汽车的轴距和总长较短,机动性好,视野良好,面积利用系数(载货面积与总面积之比)高。为了避免驾驶室内夏天比较闷热等情况发生,驾驶室须加强隔热、通风、隔振和密封等措施。目前,由于结构的改进使平头式车身的优点比较显著,因而它们在现代轻型、中型货车上得到了广泛的采用。

    2.按驾驶室与货厢的连接关系分类
    (1)分体式这是绝大多数货车车身的形式,驾驶室、货厢和车架各成一体。驾驶室常以三点支承在车架上,为减少驾驶室振动和车架歪扭变形对驾驶室的影响,其中两点往往采用弹簧或橡胶衬垫的浮式连接。货厢大多为前栏板固定、侧栏板和后栏板可翻的栏板式货台,栏板通常为钢板冲压件采用点焊连接组合而成的整体式钢结构。

    (2)连体式这种形式车身的驾驶室与货厢连为一体,是微型和轻型货车中的一种结构形式。这类车往往由轿车和小型客车变形而来,其车身一般也是由原形演变而来的薄壳式结构。另有一类由轿车和小型客车变形而来的货车,车身虽为分体式,但驾驶室和货厢在造型上还是追求一体化的效果,而且驾驶室和货厢也都是薄壳式结构。

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