第三章 汽车构造11上.docx

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第三章汽车构造11上

（4）油压增加阶段

为了制动最优化，当车轮转速增加到一定值后，电子控制单元给出油阀断电，关闭此阀门，进油阀同样也不带电而取制动液泵入液压制动系统，如图3-11所示。

随着制动压力的增加，车轮转速又降低。

这样反复循环地控制（工作频率为5～6次/s），将车轮的滑移率始终控制在20％左右。

图3-133油压增压阶段

第十一节汽车车身

车身是汽车的基本骨架，也是最大的部件，它决定汽车的基本形状、大小和用途。

汽车由于事故损坏时，车身达到不能修复的程度，这辆车也就报废了，从这个意义上说，车身就是汽车。

汽车由马车发展而来，最初的汽车就是像马车那样，在简单的结构件上搭载木制车身。

车身的重要作用是遮避风雨，最初的车身扭曲刚性很低，倾斜驻车时车门便不能开关。

随着汽车的进化，要求车身牢固、重量轻，而且漂亮舒适，更加重视安全性。

一、车身形状与类型

1.车身形状

车身形状有多种多样，目前主要采用的车身有六种基本形状。

（1）无后备箱轿车

这种车一般有前座和后座，适合4或6人乘坐，并可分为2门或4门轿车（图3-134）。

图3-134无后备箱车身

（2）硬顶无后备箱轿车

种车有前座和后座，金属顶盖，通常以没有门柱或有B形支柱为特征（图3-135）。

它也可以分为2或4门车。

图3-135硬顶无后备箱车身

（3）敞蓬车

目前敞蓬车具有塑料顶蓬，它可以升起或落下（图3-136）。

像硬顶轿车一样，敞蓬车没有门柱，根据需要可以制造成有或者没有后窗的。

它有2门或4门型式。

（4）有后备箱轿车

这种轿车的特征是它的尾部后备箱是客厢的延伸部分。

后备箱有一个向上开启的箱盖（图3-137）。

此种汽车流行3门或5门型式。

图3-136敞蓬车车身

图3-137有后备箱车身

（5）旅行车

如图3-138旅行车以其顶部向后延伸至全车长为特点，在车后部提供一个内部宽敞的后备箱，尾门根据车型以不同方式开启，形成后备箱的入口。

旅行车流行2门和3门型式，并有容纳9位乘客的空间。

图3-138旅行车车身

图3-139轻型车车身

（6）轻型或多用途汽车

这类汽车包括一系列的车身设计（图3-139），它可分为2轮驱动、4轮驱动（4X4）或全轮驱动。

小型货车车身可以有标准驾驶室、有较大的驾驶室（有些已在前排座后面增加后排座）等不同设计。

有些车型带有敞开或封闭的载货空间。

野外运动汽车引起热心于野外活动者的兴趣，人们希望在道路上和道路外都能用。

微型厢式车是为家庭设计的一类休闲车。

图3-140典型的有车架车身

2.车身类型

按有无车架可分为有车架式车身和无车架整体式车身两大类。

（1）有车架车身

图3-140为典型的有车架车身结构示意图，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；车厢通过减震装置与车架相连接，基本上不承受荷载。

早期轿车车身大都采用这种结构形式。

20世纪80年代以后，轿车车身的结构转向以无车架整体式结构为主。

（2）无车架整体式车身

图3-141为典型的无车架整体式车身结构示意图。

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，由于汽车行驶中的震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震、隔震措施，以充分发挥其优势。

图3-141典型的无车架整体式车身

20世纪80年代以后，轿车基本上采用整体式车身结构，加之各种新技术的应用，使轿车整体性能达到了新的水平。

由于车身结构不同，在受到碰撞产生变形或损毁时，其钣金修复的模式也不相同。

一般说，对有车架式车身，宜将车架与壳体拆开分别进行修复。

对车架的修复主要是按技术要求恢复其几何位置，从而恢复汽车的动力性能；对壳体的修复主要是恢复其空间几何形状，更换受损件等传统钣金操作。

将上述两部分试装调整后，重新进行表面装饰。

对于整体式车身的修复要求则高得多，要同时考虑车身各部分相对几何位置满足汽车动力性能要求和车厢的内部结构形状要求两部分。

通常只能在专门的牵引台架上采用液压牵引方法，对整体车身进行校正。

按照受力情况可分为非承载式、半承载式和承载式三种。

1）非承载式车身

车身以弹性元件与车架相连，车身除承受自重、货物、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，有些高级轿车常常采用这种形式的车身。

2）半承载式车身

车身与车架是用焊接、铆接或螺钉联接的，载荷主要由车架承受，车身也承受一部分。

这种结构车身是为了避免非承载式车身相对于车架位移时发出的噪声而设计的。

由于重量大，现在很少采用。

3）承载式车身

车身代替车架来承受全部载荷，由于无车架故重量轻，且底板高度降低，使上、下车方便。

但振动和噪声会直接传入车内，舒适性差。

如果装有隔声和防振设备，则可消除这些缺点。

二、有车架式车身

在传统的车架式车身结构中，车架是汽车的底座，车身和汽车上所有主要零部件都固定安装在车架上。

车架必须有足够的强度承受汽车运行时的各种荷载，甚至在发生碰撞时，仍能保持汽车其它部件的正常位置。

因此，车架是汽车最重要的部分。

车身与车架通常用螺栓连接在一起。

为了减少震动和噪声，在连接点处将特制的橡胶座垫置于车身与车架之间将它们隔开。

某些高级汽车车身与车架之间还安装有减震器，可将汽车高速行驶时传至车身的震动减至最小。

修理此类汽车时，应当小心，以免损坏减震装置。

图3-142为车身与车架组装的示意图，图中黑圈点所在位置即是橡胶座垫。

图3-142车架式车身中的橡胶块

现代化高强度钢车架的侧梁（纵梁）通常是用槽钢或盒形截面组合钢梁制成的，车架横梁、托架与纵梁一般用铆钉连接。

大多数传统车架前部窄而后部宽，这样可使汽车便于转弯。

车架式车身由车架、前车身和主车身组成。

1.传统车架

传统车架以框架式较普遍。

图3-143所示为典型的框架式车架示意图。

图3-143框架式车身（黑色部分为扭力箱结构）

中心车架梁框架式车架具有一根中心车架梁，因而其乘坐室地板做得比其它型式车架的车低，可降低重心高度，是大多数传统车架所采用的型式。

框架式车架各部分组件的名称如图3-144所示。

图3-144框架式车架的组件名称

1.后横梁2.后弹簧槽3.稳定器座4.传动系支梁5、13.扭力箱6.主横梁7.前横梁8.车架角9.上操纵臂垫片槽10.前车架梁11.弹簧槽12.纵梁14.后悬架横梁15.后车架梁

2.前车身

前车身部分由散热器支架、前翼板和前挡泥板构成。

散热器支架由上、下、左、右四根支架焊接而成一个单独的结构。

散热器支架、前翼板和前挡泥板用螺栓连接成一体。

前车身各部分的相对关系如图3-145示。

图3-145有车架式车身的前车身

1.前挡泥板2.机罩锁定器3.散热器支架4.前翼板5.发动机罩6.机罩铰链7.盖板8.围板

3.主车身

图3-146示为主车身结构示意图。

主车身是由围板、下车身、顶板组成有乘坐室和后备箱的空壳体。

围板由左右前车身立柱、内板、外板、盖板组成。

下车身的前面有一传动轴槽，供传动轴通过。

下车身前端与横梁焊接在一起再连接到车架上。

图3-146有车架式车身的主车身

1.门槛外板2.前地板3.盖板侧外板4.围板5.前车身立柱6.前盖板7.顶板8.后盖板9.后顶盖侧板10.中部地板11.车身中柱

三、无车架式车身

1.结构特点

图3-147所示为典型无架式车身，整个车身没有单独的车架，采用飞机机身设计理念设计而成。

无架式车身整体承受外力，具有如下特点：

（1）它由一个个以压力加工而成的不同形状的薄钢板散件（钣金件）点焊连接成一个整体，具有良好的抗弯曲和抗扭曲的性能。

（2）由于无车架结构，整个车身几何空间比较小。

（3）从传动和悬挂系统传来的震动和噪声直接进入地板槽，可能引起车身强烈震动，设计时需要附加抑制震动和噪声的隔震或减震装置。

（4）一旦车身损坏变形，则要采用特殊矫正装置来恢复原状。

（5）由于车身底部与地面距离较小，防腐蚀措施更为突出。

图3-147无架式车身的零部件名称

1.挡泥板加强件2.前车身铰柱3.挡泥板4.内外前梁5.前横梁6.散热器支架7.支柱支承8.防火板9.前围上盖板10.风扇立柱（A柱）11.顶盖梁12.顶盖侧梁13.保险杠支承14.后备箱盖15.折线16.后顶盖侧板17.车轮罩18.止动销19.后车门锁定立柱（C柱）20.中部立柱（B柱）21.门槛板

无架式车身主要部件是焊接在一起的，形成一个紧密结构，有助于在碰撞时保护车内乘员。

由于这种车身刚性强，受撞击时，冲击能量传递和分散遍布车身每一个角落，远离冲击点的一些部位受损的情况切不可忽视。

否则，由于修理不当或漏修，将导致汽车动力性能明显下降，如操纵不自如、油耗增加等。

2.前置发动机后轮驱动汽车的车身

前置发动机、后轮驱动轿车整体式车身可分成三个部段：

前车身、乘坐室（侧车身）和后车身。

发动机、传动装置、前悬挂和操纵系统装在前车身；差速器和后悬挂装在后车身。

车身底上的纵梁和横梁与车身焊接在一起，保证了整体具有足够的强度和刚度。

现将这三部分的结构介绍如下:

（1）前车身

图3-148为典型前置发动机、后轮驱动轿车的前车身结构示意图。

由于发动机、前悬挂和传动装置都安装在前挡泥板和前车身的前纵梁上，因此，前车身必须具有极高的强度和制造精度，除了外壳，如发动机罩、前翼板、前裙板用螺栓（钉）连接之外，所有其它的部件都焊接在一起，形成一个整体。

图3-148前置后驱轿车的前车身

1.前悬架横梁2.机罩锁支架3.前横梁4.散热器侧支架（侧挡板）5.散热器上支架6.前挡泥板7.机罩铰链8.前围上盖板9.盖板侧板10.前围板11.前纵梁

（2）侧车身

侧车身将前车身、车顶板连接起来形成乘坐室。

图3-149为典型前置发动机、后轮驱动轿车的侧车身结构示意图。

侧车身构件又作为车门的支架，为保证乘坐室整体结构具有足够的强度和刚度，在设计时增加了纵横方向的加强板件，以形成一个强固的箱形结构。

图3-149前置后驱轿车的侧车身

1.中支柱2.地板主侧梁3.外侧护板4.盖板侧板5.前车身柱下角撑板6.盖板侧托架7.前车身上部外柱8.前车身柱上部内侧加强板9.前车身上部内柱10.中支柱上部外侧加强板11.顶盖内侧梁12.顶盖外侧梁13.顶盖水槽14。

顶盖内侧板15.后侧板支架16.后侧板17.后侧板下部延长板18.行李托架至地板连接件19.后轮罩外板凹.后轮罩中心撑板

前侧梁、后地板侧梁、地板及横梁是最主要的结构部件。

前侧梁类似一个车架的框架。

这些构件和地板的基本布局和形状将依照悬架和车身底部结构的大小和形状作稍微的变化（图3-150）。

图3-150前置后驱轿车的车身底部

1.地板主侧梁2.前地板下加强梁3.前侧梁4.前横梁5.前地板6.前地板1号横梁7.中部地板前板8.中部地板9.后地板侧板10.后地板11.后地板1号横梁12.后侧板支架13.后侧板下部延长板14.后地板侧梁15.门槛外板

1）车身底部前段。

由于车身底部前段的前侧梁和前横梁直接影响前车轮的定位，故它们由高强度钢制造，形成箱形截面。

为防止迎面碰撞时乘坐室的损毁，前侧梁均为上弯式，这样在碰撞时所有构件将弯曲并吸收冲击能量。

2）车身底部中段。

车身底部中段主要包括地板、横梁和地板主侧梁。

地板的中心有传动轴通道，它能阻止地板扭曲。

此外，地板主侧梁和横梁位于前排座下面和后排座前面，从而强化了左侧和右侧的刚性，在侧面碰撞事故中可防止地板折曲。

3）车身底部后段。

车身底部的后侧梁，从后排座下边延伸到接近后桥，在那里形成一个大的上弯结构并延伸到后地板。

此弯曲结构像前侧梁一样，可以吸收后端碰撞时的能量。

车身底部前段、中段和后段三部分结构如图3-151所示。

这三张图是采用仰视的形式绘制的。

（a）前段（b）中段（c）后段

图3-151车身底部三部分结构示意图

从图3-151a中可以看出，车身底部前段的前侧梁和前横梁直接影响前车轮定位。

这类部件用高强材料制成箱形截面构件，外形呈上弯形，有利于发生碰撞时吸收更多的冲击能量，防止迎面冲撞乘坐室。

车身底部中段主要包括地板、横梁和地板主侧梁。

地板中心有传动轴通道。

地板主侧梁和横梁位于前、后排座之间，增强了侧面碰撞时的刚性（见图3-151b）。

车身底部的后段如图3-151c所示，后侧梁从后排座下边延伸至附近，形成向上弯的结构。

这种结构有利于吸收因车后碰撞所形成的冲击能量。

（3）后车身

后车身结构有两种形式：

一种是轿车式，其后备箱与乘坐室是分离的；另一种是旅行车后吊门式，后备箱与乘坐室是不分开的。

图3-152、图3-153分别为这两种形式后车身示意图。

图3-152前置后驱轿车的后车身

1.后座软垫托架2.后围上盖板3.顶盖内侧板4.后备箱门铰链5.后轮置6.后侧板7.后围板8.后备箱后壁板9.后地板

图3-153前置后驱旅行车的后车身

1.顶盖内侧后板2.车身后底板上下板3.车身后底板上板4.后侧板5.后轮罩内板6.后轮罩外板7.顶盖侧板内前板8.顶盖内侧板

3.前置发动机前轮驱动汽车的车身

（1）结构特点

在前置发动机前轮驱动客车中，发动机安装在汽车的前面，并由发动机驱动前轮，这种汽车也称前轮驱动（FWD）汽车。

通常由后轮占有的空间，可以用于加大乘坐室。

其悬架装置也简化，重型汽车的装备质量明显减小。

由于发动机、传动轴、前悬架装置和操纵装置都设置在车身前部，故加强车身的方法较后轮驱动汽车有很大不同。

前置发动机前轮驱动汽车有如下特点：

1）变速器和差速器结合成一体，取消了传动轴，自重显著减少。

2）由于噪声和振动都限制在车身的前部，因而汽车的总体噪声和振动减小。

3）由于发动机和传动装置设在前部，前悬架和前轮的负荷增加。

4）汽车的内部空间增大，因为取消了传动轴或后驱动桥。

5）由于油箱可设在车中心底部，后备箱的面积可增大，其内部也更平整。

6）由于发动机装在前面，在迎面碰撞时，这里有较大的向前惯性力，所以发动机的安装组件要相应加强。

前置发动机后轮驱动汽车的发动机是纵向配置的，而前轮驱动汽车的发动机可以纵向安装或横向安装，两种发动机的支撑方式是不同的。

1）纵向安装发动机的支撑。

发动机由连接左、右前侧梁的前悬架梁支撑。

这种配置发动机的安装与后轮驱动汽车发动机的安装方式相同。

2）横向安装发动机的支撑。

发动机支撑在4个点上，即发动机的前、后安装中心构件（通过汽车的纵向中心线）及左、右前侧梁。

（2）前车身

前车身包括发动机罩、前翼板，散热器上支架、散热器侧支架、前横梁、前侧梁、前挡泥板和用薄钢板冲压的前围板。

一个高强度结构的汽车前段还包括加强侧梁和能支撑发动机变速传动机构和悬架的发动机安装座。

采用轻型简单结构的塑料保险杠。

前轮驱动和后轮驱动汽车的前悬架几乎是相同的。

两种汽车都使用滑柱式独立前悬架。

前车身的精度对前轮定位有直接影响，所以在完成前车身修理以后，一定要检查前轮的定位。

1）纵向安装发动机的前车身。

纵向安装发动机（包括4WD）的前车身几乎与后轮驱动的后车身相同，只是其前挡泥板和前侧梁有所不同（图3-154），其前挡泥板与盖板的上、下侧梁焊接在一起，以增强前挡泥板的强度和刚度。

前轮驱动汽车的前侧梁比后轮驱动的相应构件要大且重，因为它必须承受较重的汽车前部的载荷。

扭力箱焊接在与悬架臂连接的前侧梁的后端。

2）横向安装发动机的前车身。

横向安装发动机汽车前车身（图3-155）的下围板和前侧梁与后轮驱动汽车或纵向安装发动机的前轮驱动汽车完全不同。

原因是转向操纵机构的齿轮齿条装在前围板的下部，转向传动杆系通过前横梁后部的大开口和悬架臂一起装在直对开口下面的结构上。

图3-154前置前驱轿车纵向安装发动机的前车身

1.前悬架横梁2.前横梁3.机罩锁支架4.散热器侧支架5.散热器上支架6.机罩铰链7.盖板8.前挡泥与盖板的下连接侧板9.前围板10.前挡泥板与盖板的上连接侧板11.前侧梁

图3-155前置前驱轿车横切向安装发动机的前车身

1.发动机安装中心构件2.前横梁3.前横梁后部构件4.机罩锁支架5.散热器侧支架6.散热器上支架7.前侧梁延伸件8.前侧梁9.前挡泥板10.机罩锁链11.盖板12.盖板上侧板13.转向齿轮箱支承梁14.前围板

（3）后车身

后车身（图3-156）由后门板、下后板、后侧板、后轮罩外板、后轮罩内板、后地板和后地板侧梁构成。

由于发动机动力传动系统安装在汽车的前部，油箱安装在中央地板下面，这使后地板侧梁比后轮驱动汽车的低。

后地板侧梁的较低部分就与后悬架臂连接。

采用独立的滑柱式悬架用以改进转向操纵性能和驱动的稳定性，这样当发生后尾碰撞时，对后轮定位的影。

向比后轮驱动汽车要大得多。

因此每次在后车身修理完成后都应当检查后轮的定位。

在后轮驱动汽车，后地板前部以点焊连接到中央地板的后端。

然而，在前轮驱动汽车上，中央地板和后地板是以连接侧连接并加强的。

四轮驱动汽车的后车身类似于后轮驱动汽车，在此不更多叙述。

图3-156前置前驱轿车的后车身

1.下后板2.后地板3.后门下板4.后侧板5.盖板内侧后板6.后轮罩外板7.后轮罩内板8.顶盖内板9.后门板