汽车车身的结构分析.docx
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汽车车身的结构分析
汽车车身的结构
车顶盖通常分为固定式顶盖和敞篷式顶盖两种，固定式顶盖是常见的轿车顶盖形式，属于轮廓尺寸较大的大型覆盖件，车身整体结构的一部分。
它具有刚性强，安全性好，汽车侧翻时起到保护乘员的作用，缺点是固定不变，无通风性，无法享受到阳光及兜风的乐趣。
敞篷式顶盖一般用于档次较高的轿车或跑车上，通过电动和机械传动移动部分或全部顶盖，可以充分享受阳光和空气，体验兜风的乐趣。
缺点是机构复杂，安全性和密封性较差。
敞篷式顶盖有两种形式，一种称为“硬顶”，可移动顶盖用轻质金属或树脂材料做成。
另一种称为“软顶”，顶盖用篷布做成。
目前新型敞篷车多用硬顶形式，例如著名的标致206CC跑车。
按动电钮使后行李舱盖向后揭开，顶盖自动折叠并随支柱（车厢后柱）的摆动而向后移动，移至行李舱处降下，降入行李舱内，然后合上行李舱盖，此时整车成为一辆敞篷车。
硬顶式敞篷车的各部件之间配合相当精密，整个电控操纵机构比较复杂，但由于采用硬性材料，恢复车厢顶盖后的密封性较好。
而软顶敞篷车由篷布及支撑框架构成，将篷布及支撑框架向后折叠就可以获得敞开式车厢。
由于篷布质地柔软，折叠起来比较紧凑，整个机构也相对简单，但密封性及耐用性较差。
固定式顶盖和敞篷式顶盖有各自的优缺点，可不可以去除缺点而保留两者优点？
设计师想出了一个折中的办法，在固定顶盖上开窗口，即“天窗”，既可保持固定顶盖的优点，又可在一定程度上获得敞篷效果，两者兼顾，还可增加厢内光线。
这种方式受到汽车消费者的欢迎，在20世纪80年代后，开天窗的轿车迅速流行起来。
一般来说，天窗主要由玻璃窗、密封橡胶条和驱动机构组成。
开启的形式一般分为外滑板式、内滑板式及倾斜式。
外滑板式的玻璃窗在顶盖上面滑动；内滑板式的玻璃窗在顶盖下面与篷顶内饰衬之间滑动；倾斜式的玻璃窗前端或后端向上倾斜呈开启状态；目前多采用后两种形式。
滑板式驱动机构由支架导轨、驱动电动机、减速齿轮器、离合器、钢索带、位置传感器及限位开关构成。
整个驱动机构装置在车顶前面，由钢索带动玻璃窗在导轨上移动。
当驱动机构工作时，限位开关可检测出玻璃窗全开、全闭、倾斜向上等状态，为防止发生玻璃窗移动时受阻导致电动机超负荷运转，还设置了超载保护离合器。
顶盖天窗设计中最重要的问题是防漏水。
天窗内侧应设流水槽和嵌有密封橡胶条的框架，从缝隙漏入的水通过流水槽和排水管流出车外。
移动玻璃窗一般为褐色，可反射阳光，内则设有遮阳板，打开遮阳板后光线可射入车厢。
汽车车身从整体上分为非承载式车身和承载式车身两种。
非承载式车身的汽车有一刚性车架，又称底盘大梁架。
发动机、传动系的一部分，车身等总成部件用悬架装置固定在车架上，车架通过前后悬架装置与车轮联接。
这种非承载式车身比较笨重，质量大，高度高，一般用在货车、客车和越野吉普车上，也有少部分的高级轿车使用，因为它具有较好的平稳性和安全性。
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，发动机、前后悬架、传动系的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架装置传给车轮。
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力的作用。
经过几十年的发展和完善，承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，具有质量小，高度低，没有悬置装置，装配容易等优点，因此大部分的轿车采用了这种车身结构，例如我国生产的一汽奥迪、上海桑塔纳等国产轿车均是承载式车身。
提到轿车车身，不能不提及轿车车身的组合装配法。
目前轿车车身都是采用金属构件和复盖件的分块组合，将各种预先制好的结构件和复盖件，用焊接和铆接的方式进行组合装配。
各个车身的构件，例如风窗立柱，门立柱、门上横、前后冀子板、前后围板等零部件，除外型要严格符合设计要求外，其配合尺寸也要求一丝不苟。
这些零部件中的很大部分都是冲压出来的，需要依靠高质量的模具来保证。
所以说，一辆优良的轿车不但要有好的设计技术，更要有好的工艺制造手段。
１、什么是汽车的车轮定位
现代汽车的车轮定位是指车轮、悬架系统元件以及转向系统元件，安装到车架（或车身）上的几何角度与尺寸须符合一定的要求，保证汽车行驶的稳定性和安全性，减少汽车的磨损和油耗。
２、四轮定位维修的好处
（1）增加行驶安全
（2）直行时方向盘正直
（3）转向后方向盘自动回正
（4）减少汽油消耗
（5）减少轮胎磨损
（6）维持直线行车
（7）增加驾驶控制感
（8）降低悬挂配件磨损
３、什么情况下需要进行四轮定位
（1）每行驶10000公里或六个月后
（2）直线行驶时车子往左或往右拉
（3）直行时需要紧握方向盘
（4）直行时方向盘不正
（5）感觉车身会漂浮或摇摆不定
（6）前轮或后轮单轮磨损
（7）安装新的轮胎后
（8）碰撞事故维修后
（9）换装新的悬挂或转向有关配件后
（10）新车每行驶3000公里后
（二）主要技术参数及其作用
在GB/3730.3-92《汽车和挂车的术语及其定义》中，它规定了关于车轮定位有关参数的定义，考虑了有些汽车车桥无主销的结构；注意了有关零件和几何要素（面、线、点）相对位置的空间性；淡化了前束、外倾、后倾等参数的单一方向性；明确了前束测量的具体位置，随着汽车技术的发展，前轮定位的作用和取值范围也有较大的变化。
（a）主要定位参数
1．前束（Ｔoe）：
从汽车的正上方向下看，由轮胎的中心线与汽车的纵向轴线之间的夹角称为前束角。
轮胎中心线前端向内收束的角度为正前束角，反之为负前束角。
总前束值等于两个车轮的前束值之和，即两个车轮轴线之间的夹角。
图示1
前束的作用是消除车轮外倾造成的不良后果.车轮外倾使前轮有向两侧张开的趋势,由于受车桥约束，不能向外滚开，导致车轮边滚边滑，增加了磨损，有了前束后可使车轮在每瞬间的滚动方向都接近于正前方，减轻了轮毂外轴承的压力和轮胎的磨损。
２、外倾（Camber）：
从汽车正前方看，汽车车轮的顶端向内或向外倾斜一个角度，称为车轮的外倾。
通常情况下汽车的侧倾角为外倾。
用偏离垂直线所倾斜的角度来表示，如果顶端向外倾斜则称为正外倾角，如果向内倾斜则称为负外倾角。
图示2
侧倾的作用是为了增加汽车直线行驶的安全性。
当具有外倾角时，可使车轮在转向时偏移量减小，所以能减少转向力；另外，由于主销外倾，在垂直载荷作用下产生一施加于轴心上的分力，使车轮向内压在轴承上，以防止车轮甩脱。
３、主销后倾角（Kingpincasterangle）：
从汽车的侧面看，主销轴线（或车轮转向轴线）从垂直方向向后或向前倾斜一个角度称为主销后倾或前倾。
在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角，称为主销后倾角。
向垂线后面倾斜的角度称为正后倾角，向前倾斜的角度称为负后倾角。
通常汽车行驶过程中，主销后倾角应为正值。
主销后倾角的获得一般是在安装时，通过悬架元件相互位置来保证的。
图示3
主销后倾的作用是当汽车直线行驶偶然受外力作用而稍有偏转时，主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，可保证汽车直线行驶的稳定性。
后倾角越大车速越高，稳定力矩越大，但后倾角不宜过大,否则在转向时会导致转向沉重,主销后倾角是在前桥连同悬架安装到车架时而形成的。
４、主销内倾角（Kingpininclinationangle）：
从汽车的正前方看，主销（或转向轴线）的上端略向内倾斜一个角度，称为主销内倾。
在汽车的横向垂直平面内,主销轴线与垂线之间的夹角称为主销内倾角。
图示4
主销内倾角的作用，是使车轮在受外力偏离直线行驶时，前轮会在策略作用下自动回正。
另外，主销内倾还可减少前轮传至转向机构上的冲击，并使转向轻便。
但内倾角不宜过大，否则在转向时,会使轮胎磨损加快,主销内倾角一般在前轴制造时形成。
（b）其它定位参数
１、推进线（Thrustline）:
汽车后轮总前束的夹角的平分线就称为汽车的推进线。
图示5
２、推进角（Thrustangle）：
推进线与几何中心线之间的夹角称为推进角。
左横向偏置角（LeftLateraloffset）：
左侧前后轮中心的连线与推进线之间的夹角称为左横向偏置角。
当左后轮比左前轮更向外偏时，此状态下规定左横向偏置为正值，反之，当左前轮比左后轮更向外偏时，此状态下规定左横向偏置为负值。
如果汽车的规格值中，汽车的前后轴距已经知道，则左横向偏置既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。
图示6
３、右横向偏置角（RightLateraloffset）:
右侧前、后轮中心的连线与推进线之间的夹角称为右横向偏置角。
当右后轮比右前轮更向外偏时，此状态下规定右横向偏置为正值，反之，当右前轮比右后轮更向外偏时，此状态下规定右横向偏置为负值。
如果汽车的规格值中，汽车的前后轴距已经知道，则右横向偏置既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。
图示7
４、轮距差：
（TrackWidthDifference）左侧前后轮中心连线与右侧前后轮中心连线之间的夹角称为轮距差。
当后轮距宽度比前轮距宽度大时，此状态下规定轮距差为正值，反之，当后轮距宽度比前轮距宽度小时，此状态下规定轮距差为负值。
如果在汽车的规格值中，汽车的前后轴距已经知道，则轮距差既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。
图示8
５、轴偏置（AxleOffset）：
轮距差角的平分线与推进线之间夹角称为汽车的轴偏置。
当汽车的后轮轴向右偏时，此状态下规定轴偏置为正值，反之，当汽车的后轮轴向左偏时，此状态下规定轴偏置为负值。
如果在汽车的规格值中，汽车的前后轮距已经知道，则轴偏置既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。
图示9
６、前退缩角（FrontSetBack）：
两前轮中心的连线与推进线的垂线之间的夹角，称为前退缩角。
当右前轮在左前轮后面时，此状态下规定汽车的前退缩角为正值，反之，当右前轮在左前轮前面时，此状态下规定汽车的前退缩角为负值。
如果在汽车的规格值中，汽车的前轮距已经知道，则前退缩角既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。
图示10
7、后退缩角（RearSetBack）：
两后轮中心的连线的垂线与推进线之间的夹角，称为后退缩角。
当右后轮在左后轮后面时，此状态下规定汽车的后退缩角为正值，反之，当右后轮在左后轮前面时，此状态下规定汽车的后退缩角为负值。
如果在汽车的规格值中，汽车的后轮距已经知道，则后退缩角既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。
8、包容角（Includedangle）：
从汽车正前看，主销的轴线和车轮的轴线之间的夹角就称为包容角。
它在数值上等于主销的内倾角和轮胎的侧倾角之和。
图示11
9、转向前展（Toe-Out-On-Turn）：
在方向盘转正的情况下，汽车的两个前轮的前束值都为零时，当方向盘转动到一侧最大转向角的状态，此时汽车的两个前轮端面之间的夹角就称为汽车的转向前展。
汽车车身的结构
现代汽车的车身特别是轿车车身，不仅是现代化的工业产品和先进的交通运输工具的载体，也可以称其为一件精美的艺术品。
设计者和制造者为了降低轿车的自重，增加车身的整体刚度，大多采用了整体式承载结构，采用了大量的新材料、新结构和新工艺，这使得车身的修复工艺变得更加复杂。
所以，为了保证准确的定损核价，为了保证因事故受损的车身能够修旧如新，保证车身的修理质量，不仅修理者，从事保险理赔的事故车辆定损人员也必须十分熟悉车身的材料和结构特点、生产工艺、车身造型、车身维修工艺及特点。
（一）汽车车身的分类及构成
1.根据用途车身可以分为两大类：
客车车身、货车车身。
①客车车身依据车身的大小和特点又分为：
小客车（轿车）车身、大客车车身。
②货车车身：
货车车身通常由两部分组成，即驾驶室和货厢。
2.车身按壳体结构型式可分为3种：
①骨架式。
壳体结构具有完整的骨架（构架），车身蒙皮板就固定在装配好的骨架上。
②半骨架式。
只有部分骨架，如单独的支柱、拱形梁、加固件等，这些骨架或直接相连或借蒙皮板相连。
③壳体式。
该结构车身没有骨架，全部利用蒙皮板连接时形成的加强筋代替骨架。
中型及大型客车多采用骨架式车身，轿车和货车多采用壳体式车身。
3.按车身受力的不同可分为3类：
①非承载式车身。
车身与车架用弹性元件连接，车身不承受汽车载荷。
②半承载式车身。
车身与车架系刚性连接，车身承受车架的一部分载荷。
③承载式车身。
承载式车身没有车架，发动机和底盘各部件都直接安装在车身上。
承载式车身具有更轻的质量、更大的刚度和更低的高度，承载式车身是通过点焊将车身前部、车身底部、车身侧部和车身后部四大件焊接在一起，如图101所示。
4.车身构成
（1）车身前部。
车身前部一般为厢式结构，具有较强的刚性，用来安装布置发动机、前悬架、转向装置等部件。
如图102所示。
车身前部配有后挡泥板、两侧挡泥围板、前侧梁、前横梁和散热器上支撑等刚性较高的骨架部分，这些部件组成长方形的发动机舱，在其外部覆盖有发动机罩、前挡泥板、平衡板、散热器隔栅等面板。
车身构成四大件
车身前部构成
（2）车身底部。
车身底部是将车身前部后侧、客厢和行李厢底板连接在一起的构件，车身底部要求具有较高的刚性，用以支撑乘车人和货物并连接后悬架和后轴，车身底部由数条横梁及两侧的纵梁，构成刚性较高的承载浅盘形地板，如图103所示。
为了适当吸收车辆碰撞时的部分冲击能量，防止发动机侵入驾驶舱，前纵梁和后纵梁都设计成向上弯曲的挠曲状。
（3）车身侧部。
车身侧部用以连接车身的底部、前部、后部和顶盖，并构成客厢的侧面。
用前、中、后3根立柱和上下纵梁构成车门框，用以安装车门。
如图104为车身侧部构成部件。
由于车门面积的要求，车身侧面的刚性较弱。
车身底板构成
车身侧部构成
（4）车身后部。
车身后部有两种结构型式，一种是把客厢和行李厢隔离开布置的三厢式，一种是客厢和行李厢一体式的旅行车型。
车身后部主要由后侧板、后挡泥板、衬板、行李厢盖或背门形成行李厢舱。
图105为车身后部构成。
与车身前部相比，车身后部只有面板，而没有骨架部分，所以，其刚性比车身前部低得多。
上述四大件焊接在一起构成了车身壳体，车身壳体内部一般都设置隔音隔热和防振材料或涂层。
车身除了这四大构件以外，还包括有：
车身外部装饰件。
主要有：
装饰条、车轮装饰罩、标志等，散热器面罩、保险杠等也具有明显的装饰作用。
2汽车车身的结构
（a轿车型）
（b旅行车型）
车身后部构成
车身内部装饰件。
包括仪表板、顶棚、侧壁内衬、车门内衬等。
车身附件。
车身附件包括：
车门锁、门铰链、玻璃升降器、各种密封件、扶手及辅助车身电器元件。
为增加行车安全性，现代汽车上还配备有安全带、安全气囊及座椅头枕等。
（二）车身辅助装置
车辆发生碰撞事故，不仅会致使车身受损，同时会造成车身辅助装置及与车身连接部位的损伤。
因此，要想准确认定车身遭受碰撞后造成的损失，不仅需熟悉车身结构知识，还应熟悉与车身相关的辅助装置。
1.汽车车门及其附件
车门是车身上的重要部件之一。
车门一般只有面板组成，没有骨架，刚性比较小，车门外面板的内侧设置有隔音隔热及防振材料，内、外板之间布置有玻璃升降装置。
车门根据开启方式可以分为如下几种：
（1）顺开式和逆开式车门。
顺开式和逆开式的差别在于车门铰链的布置，顺开式铰链在前，逆开式铰链在后。
车门上都有门锁机构和限位装置，布置方便，结构简单。
缺点是乘车人入座通道截面小。
（2）推拉式车门。
车门上除了锁机构外，没有铰链，是靠车门内板前部上、下支承及后中部的移门转臂与车身连接起来，支承及转臂上一般都装置有滚轮或轴承。
车门打开后，为了防止自动关门，在下导轨的后端部装有移门缓冲器。
推拉式车门多应用在微型客车和轻型客车的中门上，优点是通道面积大。
（3）折叠式车门。
多应用于城市公共汽车和大型客车上。
车门多为单层面板及加强筋，折叠式车门结构简单。
（4）外摆式车门。
现代豪华型大客车上多数都采用外摆式车门，车门用铰链连接在车身壳体的门框柱上。
折叠式车门与外摆式车门都设计有电动或气动车门开启机构。
所有车门和门框之间都采用橡胶密封条予以密封。
2.风窗刮水和风窗洗涤设备
（1）风窗刮水器。
风窗刮水器有电动和气动两种，布置在风挡玻璃盖板下面或车身前部后挡板前面。
（2）风窗洗涤装置。
风窗洗涤装置由储液罐、洗涤泵、软管、喷嘴和控制装置组成，储液罐连同洗涤泵布置在车身前部的左侧或右侧。
3.车身通风、取暖和空调装置
车身通风、取暖和空调装置有独立式和非独立式两种。
非独立式多为整体式，布置在车身前部后挡板后面、驾驶室内仪表板下。
独立式空调暖风装置多用在大型客车上，送风装置布置在车身顶部，制冷及制热装置布置在车身底部的一侧。
4.座椅及安全带
座椅的结构和材料因车型的不同而有较大差异，布置在车身底部，为了安全和方便驾驶及乘坐，除具有一定强度外，座椅及靠背还具有前后、左右、上下调节装置。
为了在交通事故中保护驾、乘人员，避免或减少二次碰撞造成的伤害，车上设有安全带，安全带收紧及支撑机构布置在车身底板和车门中立柱上。
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