3汽车车身结构.ppt

1. 熟悉车身结构类型及主要性能 2. 掌握轿车车身构造 3.熟悉车身常用材料及其性能 4.了解客车、货车车身构造 【学习目标 】 3.1 汽车车身概述 3.2 轿车车身结构 3.3 客车车身结构 3.4 货车车身结构 【学习内容 】 【本节内容 】 3.1.1 汽车车身的分类 3.1.2 汽车车身材料 3.1.3 汽车车身的连接方式 3.1.4 车身的主要性能 ¡一、按车身承载情况分类 ¡按汽车车身的承载情况，车身结构主要有两种类型 ：有车架的非承载式车身结构和无车架的承载式车 身结构除此之外，还有一种介于两者之间的半承 载式车身结构 （一）非承载式车身 非承载式车身又称为车架式车身，其典型特征是在车身下面 有一个车架结构，车身壳体通过螺栓安装在车架上，发动机、变 速器、悬架等大总成也安装在这个车架上这些大总成的重量和 地面冲击力主要由高强度的车架承载，而不是直接作用在车身上 在发生碰撞事故时，碰撞力可能会先作用在车架上，然后再向 车身传递为了降低路面噪音，缓冲振动，提高舒适性，往往在 车架与车身之间、车架与发动机和变速器之间安装一些橡胶衬垫 当前，非承载式车身在轿车上已很少应用，而主要用在一些 SUV、大客车和载货车上。

如图3-1所示 图3.1 非承载式车身结构 （二）承载式车身 承载式车身典型特征是没有车架，发动机、变速器、悬架等 大总成直接安装在车身结构上，它们的重量和路面载荷主要由车 身结构承载在发生碰撞事故时，碰撞力也直接作用在车身构件 上，并沿着车身传递 在承载式车身结构中，车身板件、横梁和纵梁通过点焊或激光焊 焊接在一起或粘接在一起，形成一个整体的车身箱体结构这种 结构既轻便又结实乘员舱的刚度比非承载式车身更大，在碰撞 中，汽车的前部和后部可以按照受控的方式溃缩，而乘客舱则得 到最大程度的保护如图3-2所示 图3.2 承载式车身结构 （三）半承载式车身 半承载式车身车身与车架是用焊接、铆接或螺钉 连接的，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 二、按车身形状或车顶型式分类 按车身形状和车顶型式，可以将汽车分成以下几类 （一）普通轿车 普通轿车的车身特征是有一根中柱支撑车顶，根据 车门数量又分为两门轿车如图3-3（a）所示和四门 轿车如图3-3（b）所示两种 （a）两门轿车 （b）四门轿车 图3-3普通轿车 （二）硬顶轿车 硬顶轿车的车身特征是没有支撑车顶的中柱，它的 车顶结构被强化，以保证有足够的强度。

硬顶轿车 也有双门和四门两种版本，这种车在我国比较少见 ，基本都是进口车如图3-4所示 图3-4硬顶轿车 （三）舱背式轿车 舱背式轿车的车身特征是尾部有一个较大的尾门， 其优点是可以获得更大的后部存储空间，一般以紧 凑型小轿车居多，如奇瑞如图3-5所示 图3-5舱背式轿车 （四）活顶轿车 活顶轿车的车身特征是采用了可收缩的帆布顶篷， 顶篷内带有钢管骨架车顶可以向下折叠，收到座 椅后面一些活顶轿车采用了活动的可收缩的硬顶 这种车也叫敞篷跑车，在我国也比较少见，基本 都是进口车如图3-6所示 图3-6活顶轿车 （五）旅行轿车 旅行轿车的车身特征是车顶向后水平延伸，直到车 身的后部，车身尾部采用了后舱门或尾门，可以获 得较大的储物空间，如东风本田CRV如图3-7所示 图3-7旅行轿车 （六）厢式轿车 厢式轿车的特征是采用了宽大的箱形车身，增大了 内部承载空间全尺寸厢式轿车通常采用全周边式 车架和前置发动机、后轮驱动的型式微型厢式轿 车体型较小，常常采用承载式车身结构和前置发动 机、前轮驱动的型式我国常见的厢式轿车有广州 本田奥德赛、江淮瑞风、上海通用GL8等如图3-8 所示 图3-8厢式轿车 （七）SUV 即运动型多功能车，一般采用四轮驱动，底盘通常 比轿车稍高一些，提高了车辆的通过性，适合于在 崎岖路面或越野行驶。

SUV通常被归到越野车一类 ，在山地、雪地、泥泞等不良路面上能够充分发挥 其优势我国常见的SUV有北京吉普、三菱帕杰罗 、长城赛弗等如图3-9所示 图3-9 SUV 三、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 按车身背部结构分为： （一）折背式车身 折背式车身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3-10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 图3-10 折背式车身 （二）直背式车身 直背式车身是指车身的后风窗和行李厢连接近似平 直，比折背式更趋流线型，有利于降低空气阻力， 且使后行李厢的空间加大这种车型也叫做快背式 、溜背式车身等，如图3-11所示 图3-11 直背式车身 （三）舱背式车身 舱背式车身是指车身顶盖较折背式长，后背角度比 直背式小，后行李厢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3-12所示 图3-12 舱背式车身 （四）短背式车身 短背式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3-13所示 图3-13 短背式车身 四、按驱动方式分 （一）前置发动机后轮驱动（FR） 前置发动机后轮驱动发动机、离合器、变速器结成 一个整体安装于车辆的前部，主减速器、差速器安 装于车辆后部，两者用传动轴连接如图3-14所示 图3-14 前置发动机后轮驱动 的布置方式 优点：附着力大，发动机散热好，离合器，变速器 操纵方便，操纵机构简单，维修方便行李箱内较 宽敞整车质量均匀 缺点：噪音大，驾驶空间小，影响踏板的布置和乘 坐舒适性差传动轴长，增加整车质量，影响传动 系统效率 应用：载货汽车，部分轿车和客车如红旗7560、 广州标致、伏尔加、日产公爵、丰田皇冠、丰田凌 志等 （二）前置发动机前轮驱动（FF） 汽车整体十分紧凑，前轮为驱动轮，在变速器和驱动桥之 间省去了万向节和传动轴如图3-15所示 前置发动机前轮驱动的发动机布置可以横置，也可以纵置 在发动机横向布置时，变速器轴线与驱动桥轴线平行， 主减速器可以采用结构、加工都较简单的圆柱斜齿轮副 在发动机纵向布置时，将发动机的曲轴轴线布置成平行于 车身轴线，主减速器则大多采用主、从动齿轮轴线垂直的 准双曲面或曲线齿锥齿轮副。

图3-15 前置发动机前轮驱动 优点：结构十分紧凑，车身底盘高度降低，有助于提 高汽车的乘坐舒服性和高速行驶的稳定性操纵简便 ，发动机散热条件好 缺点：坡道行驶性能差，如上坡时，重量后移，前驱 动轮的附着重量减小，易于打滑下坡时，重量前移 ，前轮负荷过重，制动不当易引起车辆颠覆（故货车 不用）前轮既是驱动轮，又是转向轮，需要使用等 速万向节，使结构较为复杂；且前轮的轮胎寿命较短 应用：微型和中型轿车（广泛应用），中高级和高级 轿车（应用日渐增多）如采用发动机前纵置、前轮 驱动的传动系布置形式的，如一汽奥迪、上海桑塔纳 、天津夏利等轿车采用发动机前横置、前轮驱动的 传动系布置形式的，如：福特探索、丰田卡雷纳、丰 田塞莉卡、丰田佳美、日产千里马、本田雅阁等轿车 （三）后置发动机后轮驱动（RR） 后置发动机后轮驱动，如图3-16所示 优点：传动系结构紧凑，后轮附着力大，车内噪声 低，车厢面积利用率高，驾驶员工作条件好 缺点：发动机冷却条件差，发动机和离合器、变速 器的操纵机构都较复杂、维修调整不便 应用：大、中型客车，少数轿车和微型汽车应用 此种驱动方式如保时捷车 图3-16后置发动机后轮驱动 （四）中置发动机后轮驱动（MR） 将发动机布置于驾驶室后面的汽车的中部，后轮驱动， 有利于实现前、后轴较为理想的轴荷分配，是赛车和部 分大、中型客车采用的方案。

客车采用这种方案布置时 ，能得到车厢有效面积的最高利用如图3-17所示 图3-17 发动机中置后轮驱动传动 示意图 （五）四轮驱动（4WD） 充分利用所有车轮与地面之间的附着条件，以获得 尽可能大的驱动力，提高其通过性在变速器后要 设置分动器，将动力分配给各驱动轮如图3-18所 示 1-前桥 2-离合器 3-变速器 4-后传动轴 5-后桥 6-后桥减速器 7-分动器 8-前传动轴 9-前桥减速器 10-发动机 图3-18 四轮驱动结 构图 一、车身用金属材料 随着汽车的发展对环保的要求，车身的质量越来越 轻，安全性能越来越高，普通的钢材已不能适应汽 车发展的需要在车身上开始大量应用不同种类的 新材料，如高强度钢、超高强度钢、铝合金、塑料 件等新材料的大量应用使车身板件性能发生了非 常大的改变，传统的修理方法已经不能很好修复已 损坏的车身板件所以要了解车身上主要材料的种 类和性能，才能有针对性地对新型车身进行高质量 的修复 （一）金属材料的主要性能 金属材料的性能，是指用来表征材料在给定外界条 件下的行为参量当外界条件发生变化时，同一种 材料的某些性能也会随之变化通常金属材料的主 要性能是指机械性能和工艺性能。

1.金属的机械性能 金属的机械性能即金属材料的力学性能所谓力学 性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能力 学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强 度等 ①强度强度是指在外力作用下材料抵抗变形和断 裂的能力，是材料最重要、最基本的力学性能指标 之一 静载时的强度测定可对材料进行拉伸试验 ②疲劳金属材料在极限强度以下，长期承受交变 负荷(即大小、方向反复变化的载荷)的作用，在不 发生显著变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲 劳 金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次N的 应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为 疲劳极限在重复或交变力作用下，循环一定周次 后断裂时所能承受的最大应力，叫疲劳强度此时 ，N称为材料的疲劳寿命某些金属材料在重复或 交变应力作用下没有明显的疲劳极限，常用疲劳强 度表示 ③塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变 形而不致破裂的能力称为塑性许多零件或毛坯是 通过塑性变形而成形的，要求材料有较高的塑性； 并且为防止零件工作时脆断，也要求材料有一定的 塑性塑性也是金属材料的主要力学性能指标之一 常用的塑性指标有断后伸长率δ和断面收缩率ψ ④韧性是指金属材料在冲击力(动力载荷)的作用 下而不破坏的能力。

金属的韧性通常随加载速度的 提高、温度的降低、应力集中程度的加剧而减少 韧性高的材料在断裂前要发生明显的塑性变形，由 可见的塑性变形至断裂经过了一段较长的时间，能 引起注意，一般不会造成严重事故；韧性低的材料 ，脆性大，材料断裂前没有明显的征兆，因而危险 性极大评定材料韧性的力学性能指标是冲击韧度 和断裂韧度 ⑤硬度是指金属抵抗更硬物体压入其表面的能力 硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强 度、塑性等的一个综合性能指标硬度是各种零件 和工具必须具备的性能指标机械制造业所用的刀 具、量具、模具等，都应具备足够的硬度才能保证 使用性能和寿命因此硬度是金属材料重要的力学 性能之一 2.金属材料的工艺性能 工艺性能指金属材料在加工过程中所表现出来的性 能，即接受加工难易程度的性能工艺性能主要有 铸造性、切削加工性、焊接性、可锻性、冲压性、 热处理工艺性等在设计机械零件和选择加工方法 时，都要考虑金属材料的工艺性能，如灰铸铁具有 优良的铸造性能和切削加工性能，常用来铸造机械 零件；但其锻造性能差，不能锻造，焊接性能也较 差低碳钢的锻造性能和焊接性能都很好热处理 工艺通常作为改善切削加工性能或使零件得到所要 求的最终性能而安排在有关工序之间。

（1）铸造性铸造是将熔融金属浇注。