1、第一章 車身概論隨著國民經濟的發展，汽車已成為極為重要的交通運輸工具和現代社會的象征，汽車工業在帶動其它各行業的發展中，已日益顯示出其作為支柱產業的作用。車身，作為汽車上的三大總成之一，已越來越引起人們的注意，并越來越處于主導地位。（發動機、底盤、車身）據統計：客車、轎車、專用車車身質量占整車整備質量的4060%；貨車車身質量占整車整備質量的1630%；各類車身的制造成本，則高于上述比例。車身的定義：運送人、貨物或各種生產、生活資料的具有特定形狀的結構。車身的特點：10、是使生產工藝、殼體力學、人體工程學、工業設計、材料學、運輸學、心理學、經濟學、銷售學等眾多各不相同的學科緊密地聯系在一起的工

2、業產品，是技術與藝術相結合的產物；20、車身的發展取決于科學技術水平和物質技術條件； 舒適性30、與人們的生活、生產密切相關 貨物完整性保護乘員安全40、汽車的更新換代，關鍵在車身；50、車身是汽車工業中一個最年輕而又發展迅速的分支；60、整車生產能力的發展取決于車身的生產能力，汽車的更新換代在很大程度上決定于車身；70、對銷售和用戶心理有著極其重要的影響；80、技術密集型和勞動密集型相結合的產品：技術密集型大量采用最尖端技術，機械化、自動化程度很高 1自動加工、裝配線、機械手、機器人等；勞動密集型相當一部分仍需手工完成車身鈑金件的手工打磨、補焊、涂膠、內飾及附件裝配等。可以說，汽車工業發展到

3、現在（支柱產業），其重中之重為車身。車身代表了一個國家的汽車工業水平，要求高、投資大、技術難度大。車身技術的開發歷來為發達國家所重視。我國車身技術的發展可以說是近二十年的事，水平十分落后，尚不完全具備設計開發能力，任務十分艱巨。但近年來，通過技術引進，合資合作，特別是幾大轎車基地的建設，已使我國的車身技術有了很大的發展。1-1 車身的演變轎子轎式馬車汽車車身。早在5000年前的古代，世界上就有轎子出現，成為奴隸主或有一定地位的人的乘坐工具；3000年前，隨著動物的訓化，牛車、馬車開始出現。1886年，世界第一輛汽車誕生，當時僅在馬車上裝發動機，解決動力問題，設計師全力以赴解決動力、傳動裝置和操

4、縱機構。19081921年，開始提出車身的年代。1908年，美國威爾工程師在福特T型車上首次采用了輕合金桁架式框架，配上了當時最現代化的門、窗等現代車身開始出現。1912年，福特對T型汽車的生產工藝進行了極大的改進，從此，汽車車身完全形成，并為人們所認可。此時，車身的造價已超過底盤，如何改進車身制造的問題被提到了首位。而大量生產的結果，造成了生產過剩，隨之而來的必然是要求汽車美化的運動。1928年，汽車車身迎來了一個新的轉折：美國首先對車身制造的大量生產方式進行了規劃和改革運用大型沖壓件組成帶門洞的全金屬車身。鋼板沖壓車身所有構件各部分組焊。結果：減少了零件和連接件數量；減少了昂貴的手工工序；

5、 成本降低了勞動量。20年代末30年代初：接觸點焊技術開始用于車身連接，從而改進了車身的連接方式降低了勞動量，消除了以往薄板焊接變形現象。一直沿用至今。50年代：出現了承載式車身與無車架結構相結合的汽車車身的制造和用途發生了根本改變：既是底座，又是汽車的骨架和主要構件。優點：剛度高，零件數目比非承載式少，工藝性好。重量輕，各零件壽命得到平衡，經濟性改善。60年代：探索和采用新型的車身材料。特點：出現了生產批量不大的用玻璃纖維增強樹脂制成的車身； 車身內部裝飾廣泛應用了人造材料；外表覆蓋層開始采用具有彈性和高度光澤的合成漆； 在客車和部分專用車車身中開始采用鋁合金材料。60年代末、70年代初，為

6、解決車身問題開始采用如下技術：應用電子計算機技術結構分析、性能預測，技術文件管理，自動繪圖；開始實現計算機輔助設計（CAD）；經濟適用的結構。80年代以來：重空氣動力性，降低風阻；乘坐舒適、人機協調；具有風格和個性，滿足不同層次的需要；車身中大量采用輕金屬和非金屬材料，出現了全塑料車身使整車重量經濟性，載重量。保護乘員安全乘客室有足夠剛性保護撞車時安全；前后部有一定的撓性吸能、緩沖。CAD、CAM、CAT在車身設計、制造與試驗中得到大量采用。 3大大縮短了設計、制造和換型周期，降低了制造成本。1-2 我國客車車身發展概況1、2040年代，直接將貨車的貨箱去掉，加裝密封型的木質車箱。 2、50年

7、代，借鑒國外客車結構，開始制造去掉貨車駕駛室，將發動機罩在車廂內的客車。3、60年代，利用國產CA10底盤，將車架加長，改動變速系統，組織開發了真正的國產客車。如：JT660長途客車，SK660城市客車。特點：平頭式；全金屬式非承載式車身結構；整體水平接近國外50年代中期；改裝考慮了中國的道路及使用特點。4、70年代，交通和城建系統組織開發了661系列客車。 特點：基本結構與660系列相同；外形更合理，動感更強；加大了前風窗和側窗；進一步改進了底盤前軸加強、懸架變軟，改進制動。5、80年代90年代客車工業大發展： 產量、品種大幅度增加，基本滿足了我國公路客運需要 1980全國大、中、輕、微型客

8、車產量10000輛;1993全國產量39.04萬輛；其中：大、中型客車2.31萬輛；輕型客車19.77萬輛 。 生產廠家增多1980全國客車生產廠家不足40家；1993全國有200余家客車生產廠。 集中度加大集團化趨勢加快全國出現了幾家大的客車集團公司，如：中通集團、亞星公司、宇通公司、中國客車工業公司等。 技改資金投入加大，生產工藝、水平提高很快“六五”、“七五”、“八五”、“九五”期間，全行業資金投入超過200億元，建成了具有90年代國際水平的客車生產線，促進了產品品種增加和質量的大幅度提高。國家集中資金組織開發了幾種具有代表性的車型，推動了行業水平的提高如：“六五”期間組織開發的JT11

9、18H客車；“七五” 期間組織開發的JT6120客車；“九五” 期間組織開發的JT6110W、JT6110客車；天津客車廠開發的：三峰牌輕型客車等。加快了技術引進和合資合作步伐，使我國客車工業水平接近國際先進水平，滿足了我國公路客運事業的發展和高速客運的需求如：江蘇亞星：德國奔馳客車技術；安徽淝河：德國凱斯鮑爾客車技術；西安飛機公司：瑞典Volvo客車技術等。國產客車車身結構出現了大的變化10、由單一非承載式半承載式、全承載式（無車架）；20、蒙皮裝配由鉚點焊；30、結構由沖壓式型材骨架式；40、更加注重符合空氣動力學的造型；50、將舒適安全放在首位；60、現代設計、試驗方法開始在車身設計中全

10、面采用；70、大量采用輕金屬和非金屬材料：如Volvo全鋁車身。80、更加注意和重視細部設計；90、車窗由鋁型材推拉式粘接全密封式；100、中、高檔客車全部采用后置發動機布置型式。進入21世紀，我國的客車工業又取得了很大的發展，大力引進國外 5先進技術，建立起了一批合作或合資的客車企業，形成以鄭州宇通、蘇州金龍、廈門金龍為龍頭企業的中國客車業。目前，我國客車的年產值達300億元，年銷量在10萬輛以上，占世界客車產量的1/3。2007年，中國出口客車26876輛，同比增量16081輛，增長149.09%，這個幅度是客車行業銷量增長幅度的7倍；出口金額達到66.72億元，同比增量36.76億元，增

11、長122.7% ，出口企業31家。 我國客車能夠出口國外，說明我國客車的設計、制造、安全性能等已經跟國際接軌。在車身設計制造技術成熟的同時，各客車企業開始注重產品的差異化，形成了不同設計理念，如宇通客車推崇的“耐用是金”、蘇州金龍的“安全為本”等，這將更加促進我國客車產品的多元化，促進我國客車技術的不斷發展。20012002200320042005200620012006年我國客車出口數量 具有現代造型特點的客車1-3 車身對整車性能的影響車身對整車性能的影響主要有以下幾方面：1、 決定整車裝載質量的大小運輸能力的高低客車、轎車車室大小、座數多少；貨車駕駛室大小（單、雙排座）貨箱大小或容積。2

12、、決定整車的整備質量Go（自重）和造價據統計：小客車：車身約占Go和造價的4060%；大中型客車：車身約占Go和造價的6070%；廂式汽車：車身約占Go和造價的4050%。車身重量裝載重，運輸效益運輸成本、售價競爭能力。3、影響整車的動力性和燃油經濟性 Go身G裝單位裝載量油耗 G裝不變，Go身動力性 G裝不變，G0身改善發動機工作狀態。4、車身形狀與汽車的氣動阻力密切相關由：F= 流線型系數GD對F有絕對性的影響：迎風面積A不變，CDF。一般通過道路、風洞試驗，計算機摸擬等，最大限度地CD。 F與Va密切相關Va50km/h F較小；Va50km/hF汽車動力的絕大部分消耗于FQe。 CDA

13、Va （N），可知： 21.15 5、車身形狀影響汽車高速行駛的穩定性 車身形狀決定汽車的側向幾何中心10、當重心點位于中性轉向點之前：前輪側偏角1后輪側偏角2不足轉向。20、重心點位于中性轉向點之后：12過多轉向特性。30、重心點與中性轉向點重合：1=2中性轉向特性。車身形狀決定汽車迎風風壓中心若設計使風壓中心不在迎風面的對稱線上，影響直線行駛。6、影響客車的乘臥舒適性、操縱舒適性 若車輪采用獨立懸架舒適性取決于車身; 車身總體設計的座椅及其布置車身隔熱性能的好壞乘臥舒適性 通風及空氣調節操縱舒適性 密封性的好壞、上下車是否方便 儀表、開關及操縱按鈕布置是否便于操縱； 駕駛區布置是否合理；

14、視野是否良好觀光、采光等。7、與行駛安全密切相關車身應具有足夠的強度、剛度、確保發生交通事故時盡可能減少乘員傷亡：撞車吸能裝置;翻車時保證乘員有最小生存空間剛性；盡量不給乘員造成二次傷害軟化，無尖角。駕駛視野良好：不因視野不足（盲區過大）而造成交通事故行車安全。駕駛操作舒適、方便：按人機工程要求設計駕駛區、座椅、儀表等駕駛疲勞，交通事故。8、與整車宜人性密切相關（除舒適性外） 影響人們是否樂于接受外形、色彩、車內布置、內裝飾等； 影響環境的美化。9、影響整車的通過能力裙邊離地高、前后保險杠離地高等。車身（特別是客車車身）對整車性能的影響是全面的。隨著換型的加快，對車身設計提出了更高的要求，車身

15、設計的地位在汽車設計中越來越重要。底盤基礎、骨架車身風格、個性、對人的關愛1-4 車身的范圍與“三化一、車身的幾種稱謂及所包括的范圍1、白車身（白皮車身）已裝焊好，但未噴漆的車身。包括：車身構件和覆蓋件的焊接總成；前后鈑制件，車門乘客、司機門、安全門、行李艙門等。 不包括：車身附屬設備及裝飾件空調、座椅、燈具等。2、成品車身噴好漆等待往底盤上裝配的車身。與白車身相比，增加了漆前處理，噴漆等。3、車身汽車上除底盤、發動機外其它部分的總稱。在成品車身上裝配了各種附件、裝飾件等。4、車身覆蓋件覆蓋車身內部結構的表面鈑件。客車多采用有骨架車身，其內外蒙皮統稱覆蓋件。5、車身結構件支撐覆蓋件的全部車身結

16、構零件的總稱。 如：車身骨架、支承梁、柱等。6、車身焊接總成車身結構件和覆蓋件焊在一起的總成，該總成必須保證車身的強度和剛度。可劃分為：轎車、貨車駕駛室：地板、頂蓋、前圍板、后圍板、檔泥板、發動機罩等（圖1-8、1-9）。大客車：前圍骨架總成，后圍骨架總成，頂蓋骨架總成，左、右側圍骨架總成（圖1-10）。二、車身的“三化”1、原因簡化生產設計上應進行詳細技術經濟分析，提高產品質量 盡量實現“三化”。2、何為“三化”指：產品系列化、零部件通用化、零件設計制造的標準化。 實行“三化”收到很大經濟效益；工業產品設計、制造的必然方向。3、“三化”的實質產品系列化將產品合理分檔，組成系列并考慮變型。如同

17、一基型客車長途客車，可以變型為團體、旅游、城市和特種客車，形成某一系列產品。優點：車身骨架、前后風窗玻璃通用，減少了不同車型的零件數， 簡化了模具、胎具、裝焊夾具與臺架等設備成本。 注意：通用應強調結構的合理性，若兩者差別大，勉強通用，必然 出現“削足適履”，得不償失。零部件的標準化廣泛采用標準件廣泛采用專業廠生產的機械產品標準件或汽車行業標準件螺栓、螺帽、螺釘、墊圈、鎖銷等。優點：有利于產品的系列化和零部件的通用化，便于組織生產，降 低成本，提高質量、方便維修。注意：選用標準化零、部件時，要注意產品的特殊要求，選擇行業 要求的特殊標準件。 零部件的通用化零部件在同類車型中的通用問題。如:江蘇

18、亞星生產的JT663系列客車，不管是長途、城市、團體和旅游型，其車門、前后風窗、側窗、行李艙門等都可通用成本，使用維修方便性。要求：必須保證通用件的制造質量和裝配尺寸；對工藝要求很高。在“三化”思想啟迪下，近年國外發展了一種：“從標準化元件非標準化整體”設計原則。如：客車除頭、尾變化外，中部乘客區變化很小，可將車身中部設計為幾段標準化塊、僅變化頭、尾部，按載客多少組合中間的標準化車身，即可形成不同載客量的系列化產品。車身各部分的名詞術語參見：GB4780-84載貨汽車車身 名詞術語JASO Z216JB3653-84轎車車身 名詞術語ISO Z210GB/T12484-90客車車身術語1-5

19、客車車身設計技術的發展趨勢一、車身外形設計新穎和風格的體現1、借助大型風洞、三座標測量機和CAD、CAT技術，致力于降低風阻和噪聲、節能、減少車身表面沉積物的研究2、多學科結合進行車身造型的研究使乘客有美的感受和享受，美化環境跟上時代潮流，滿足不斷變化的需求。10、客車造型的兩大流派：意大利型：直線方基調特點：適應城市高層盒子形建筑，改正以往造型大圓角的肥胖臃腫感。優點：增大了車內空間，視野好，蒙皮和骨架成形簡單，模具制 造容易，便于換型。符合藝術造型統一效果的規律簡練。 意大利風格的造型曾一度風行歐洲、日本。德國型：大曲面流線形特點：組成車身的五個面由大曲面和大圓角組成，流線形好，動 感強，

20、整體感好。優點：前后風窗和側窗都采用曲面玻璃窗，視野開闊，車內明亮 爽快，特別是側上方的弧形玻璃，改善了客車的長方體笨 重感；空氣動力性好，如：O303。20、進入90年代和21世紀初方基調和大曲面流線形結合的車身外形：大曲面、小圓角更 11具時代感和動感。特點: 側窗采用大弧面玻璃；側窗立柱變細，窗尺寸增大視野，通透感；前風窗玻璃傾角較大風阻，CD0.45。重視外形細部設計：固定式全封閉側窗；外、內移門；無鉚釘車身結構；嵌入式保險杠；風阻 噪聲 清洗方便車身設計的發展趨勢10、越來越具有調和與折衷的特點：方基調與流線形之間的折衷；高地板樣式與最小風阻之間的折衷；空氣動力性與生產工藝間的協調；

21、局部與整體間的協調。20、更注重車身的細部設計，強調外形的平滑：大量使用平面曲線車燈、空氣入口、出口、車窗框等更 多地被平面曲線所代替；盡量避免采用電鍍飾件；細部設計精益求精，追求更加完美；整車外形平整、圓滑、飽滿。30、平滑的外形開始向曲中帶棱變化，雕塑感強的車身設計將打破傳統的理念。40、更加重視整車的風格與個性，強調給人以新穎的感覺。50、以人為本，崇尚人性化設計。二、先進的設計試驗方法1、客車設計的CAD系統條件：計算機工業的飛躍發展，性能價格比大幅度提高; 12軟件開發技術和外圍設備的發展：軟件豐富，外設完善，功能強大。CAD系統越來越明顯的優越性。成為客車現代設計技術最先進和實用的

22、方法。1977年，日本豐田公司就開始使用NTDFB系統豐田車身設計與制造新數據存儲系統： 功能：完成車身外形制圖工作；構筑包含曲面信息的車身外形數學模型，為進一步分析設計結果打下基礎。我國：80年代中期開始重現，先后引進、開發了中小型機CAD系統，機型限制，未能普及。90年代陸續開發了微機CAD系統。目前，CAD技術已從學校、研究所工廠全面采用。特點：10、具有客車設計的全部功能；20、僅輸入少量信息，就可高效率地完成整車及各零部件的 設計工作；30、直觀性強，設計者可以通過屏幕反復修改、評價設計結 果，充分發揮創作靈感；40、大量的設計、計算、繪圖工作由計算機及輔助設備完成， 大大縮短了設計

23、周期，提高了設計質量，減輕了勞動強度；50、設計結果復制、再現方便。2、結構分析技術已歸入CAD系統傳統分析方法資料的積累設計者的經驗長期試驗結果的總結、分析加大保險系數模型試驗構成了傳統的客車結構設計基礎。 現代結構分析技術的發展70年代：高速高性能計算機的實際應用航天分析技術對汽車領域的滲透特點10、可早期預測整車或零部件性能；20、提高了設計質量，縮短了設計周期；30、設計中隨時可進行比較和修改；40、為優化設計、可靠性設計奠定了基礎。80年代后得到了越來越廣泛的應用。主要內容a）應力分析：亦稱靜力分析，輸入靜載荷，得出車身各部應力分布情況，即靜態變形、應力、振型。b）動力學分析：亦稱動

24、態分析，輸入動載荷，得出車身結構動態剛度和強度。即：輸入隨t而變化的動載隨空間位置（x、y、z）和t變化的位移、應變和應力。結構分析可以在結構或部件被試驗之前，利用特性曲線快速地判斷特性值對設計進行比較和修改。優點：可信度高，節省時間和費用，為輕量化和優化結構設計、有限壽命設計提供科學依據。3、空氣動力性試驗空氣阻力汽車的空氣動力性高速行駛的操縱穩定性氣流噪聲是現代客車設計必須考慮的問題。采用模型或整車風洞試驗，尋求提高客車最佳空氣動力性能的措施 14 一種新的結構分析方法設計分析技術客車設計和途徑。如：日本東洋工業公司，83.10投資30億日元，建成日本最大汽車風洞試驗室：風洞直徑：10m風

25、速：10km/h230km/h主機功率：1600瓩功能：可進行空氣阻力系數、升力系數、橫向穩定性、氣流噪聲、發動機冷卻、車內換氣等一系列有關空氣動力的試驗。目前，經大量空氣動力性試驗研究，大客車的CD值：從80年代的0.60.45(93年日三菱“空中女皇”)。4、室內道路模擬試驗（MTS）室內模擬強化試驗尋求以室內模擬試驗代替室外道路試驗強度、可靠性、性能試驗節省大量的時間（4050萬公里）；大幅度縮短開發周期。70年代，美國率先開發出汽車道路試驗室內模擬設備（MTS）。特點：該設備可以模擬所有室外道路工況。如：一汽長春汽研所對CA10B汽車前軸在MTS試驗機上做24h試驗室外道路行駛2500

26、km。最先進的MTS可用五周時間完成室外80萬公里的道路試驗迅速評價整車和零部件壽命；加快試驗定型過程；提高產品質量。5、車身材料的再循環利用車身設計的新課題影響因素：10、什么材料可以“再循環利用”？20、報廢后怎樣才算是真正再循環？30、新材料比回收后的材料便宜。90年代中期，歐盟立法，2006年起汽車制造商要負責分解、回收自己制造的汽車。為實施法規，歐洲各汽車企業紛紛成立汽車分解中心。目前，各種材料的再循環情況： 鋼鐵：回收的主要部分，2/3汽車總重的含鐵金屬均可再循環。 鋁: 從低級回收高級回收；回收后降級使用與原質相同的鋁薄板和其它模壓等級產 品。玻璃：因難以將安全玻璃中的各種聚脂酸

27、酩分離出來，回收后不能用于汽車。橡膠：回收后再循環成碎屑，制成輪胎或與其它回收的塑料制成汽車部件，或與瀝青混合用于鋪路。塑料：回收后降級使用。據統計，1990年生產的每輛車上絨毛狀制品的重量約等于一輛獨輪車的重量，其中塑料約占1/3。三、更加強調功能性的車內設計原因：為了能更有效地和其它交通工具飛機、火車、輪船等競爭。結果：國內外客車制造廠都將車內設計的豪華、舒適化作為競爭的主要手段之一。目前，車內的軟化裝飾效果及各種設施的配置和功能性均以飛機的客艙為目標，而高級豪華大客車的車室設計，則已大大超過飛機客艙的水平。客車車內設計歸納起來其發展趨勢大致有以下方面：1、在裝備空調設備的基礎上，采用全封

28、閉式側窗現代高級旅游大客車的標準型式;采用雙層玻璃以利于車內保溫、降低車內噪聲、減輕空氣污染、防止冬季車窗結霜，保證任何氣候條件下乘客具有良好的視野； 16提高空調性能，采用全自動空調電腦控制車內溫度和濕度，使空調溫度的波動與設定溫度相比保持在1范圍內；利用空氣動力性試驗確定車室進、排氣口位置;采用外擺式或內移式車門提高車身密封性;采用空氣凈化設備，提高空氣潔凈度。2、努力降低車內噪聲 采用粗呢面料（織物面料）作為內飾貼面； 鋪地毯；加強導線、導管出入口及車門、踏步處的密封；內外蒙皮間噴塑處理噴阻尼涂料；提高外蒙皮的剛性，減輕行駛中的振響；采用多層復合地板，減少底盤噪聲傳入。3、提高座椅的功能

29、性利用人機工程學的研究成果,設計駕駛員和乘客座椅包括座墊、靠背和頭枕的形狀，各部分的剛度。開發式樣新穎、功能性強的新型座椅剛度、靠背角、頭枕高度、前后、左右位置和座高可調的駕駛員 座椅;帶扶手、扣手、拉手，具有靠背角、座寬可調的帶踏蹬的乘客座 椅;坐臥兩用乘客座椅;帶有液晶電視和多聲道音響設備的座椅。3、追求更加豪華和多功能的車內設施注意裝飾效果的新穎和藝術風格的個性化豪華客車：有的車內設有高級別墅的房間、咖啡廳、吧臺；燈具頂燈、壁燈琳瑯滿目；地毯、壁毯雍容華貴；有的車內外古樸典雅，具有發人幽思的藝術效果。 普通旅游客車：衛生間、冷藏室、司機臥鋪標準裝備。配套設備、裝飾件專業化生產，品種繁多，為車內設計的豪華和 17多樣化提供了極大的方便車內全部采用鑲嵌設計看不見螺釘等乘員能觸及的部位全部軟化處理防止意外傷害四、減重、節能降低成本、能耗措施：1、符合空氣動力學的外形設計FW；2、大量采用輕質材料：用鋁材作骨架、蒙皮G0；一般：G0減少10%Qe降低58%。大量使用工程塑料：如采用一種聚碳脂塑料后， GO80120kg，且沖擊強度高、透光性好，多用作：行李艙、天窗、頂蒙皮、折疊門、保險杠、地板、儀表板等，并可防銹。3、大量采用防銹材料非金屬材料工程塑料、玻璃鋼等；不銹