2012汽車車身構造

遼寧省交通高等專科學校汽車工程系單元1課程概述學習目標：

1.掌握本門課程的主要內容和作用

2.了解汽車車身結構及外形的發展歷程和影響因素。

23一、課程介紹

汽車車身構造課程是汽車整形技術專業的一門核心課程，也是后續各專業能力的培訓課程，如汽車鈑金維修、汽車涂裝修復及汽車美容護理等基礎課，還是汽車保險專業及汽車定損與評估專業的專業基礎課程。總學時數：理論環節40學時+實踐環節24學時=64學時考核方式：考試70分+實踐10分+平時20分=100分主要內容：車身的發展歷程、車身的結構分類、車身常用材料、轎車車身結構及車身附件和客貨車的車身結構等。4二、車身結構及外形的發展車身最早是用木材制成骨架，外表釘上木板制成。

1905年時才開始以鋼板、鋁板來覆蓋汽車的車身，從此車身的設計才有了較大的進步，車身外表以各種壓模沖壓成各種曲面形狀1916年，美國出現全部使用鋼骨架及沖壓成型鋼板組成的汽車車身，奠定了現代汽車的基礎。1940年以后，隨著焊接及加工技術的發展，汽車車身結構發生了很大的變化，曲面玻璃、塑膠制品等各種新材料應用到汽車上，汽車車身的涂裝也有相應的變化。

4早期的木質車身5馬車型汽車早期的汽車外形是由馬車的外形發展而來,只能稱為“無馬的馬車”6箱型汽車汽車的速度逐漸提高。馬車型汽車很難抵擋風雨，因此人們加了一個大箱子，上面裝有門窗。隨著車速的提高，空氣阻力大的問題就暴露出來。7甲殼蟲汽車箱型汽車的后期，人們逐漸意識到空氣阻力的重要性。影響空氣阻力的因素1934年，美國克萊斯勒公司生產的氣流牌小汽車，首先采用了流線型的車身外形（卡爾·比爾）。1949年，甲殼蟲汽車才大規模的生產。（費迪南德·波爾舍）8船型汽車甲殼蟲汽車的缺點：一是乘員活動空間狹小，二是對橫向風的不穩定性。1949年，福特公司推出了具有歷史意義的福特V8。船形車身存在的問題：由于車的尾部過分的伸長，形成了階梯狀，高速行駛時會產生較強的空氣渦流，因此影響了車速的提高。9魚型汽車缺點：汽車后窗傾斜大、面積大、因此降低了車身的強度，車內溫度高汽車高速行駛時易產生很的升力。升力使汽車與地面附著力減小，使汽車行使穩定鄉和操作性降低最早的魚形汽車是1949年美國的別克牌汽車為了克服船型汽車尾部呈階梯狀而產生較強的空氣渦流的缺點，設計者將汽車的后窗傾斜，最后就成為了斜背式。看起來像魚的脊背，即魚型車身。10楔型汽車魚形汽車帶來的問題，使人們開始致力于既減少空氣阻力又減小升力的空氣動力性的研究。楔型汽車對于目前所考慮到的高速汽車，已接近理想造型。對一般轎車而言，車身只是一種準楔形。絕對的楔形會影響汽車的實用性11子彈頭汽車是楔形汽車的一種變化子彈頭子彈頭型汽車12未來汽車的外型外形會更節能，更環保，更個性1314單元2車身結構分類學習目標：

1.能夠正確描述轎車、客車及貨車車身結構分類方法

2.能夠正確描述承載式和非承載式車身結構特點

15一、轎車車身結構分類(一)按車身承載方式分類(二)按車身外形分類(三)按車身材料分類(四)按轎車車身尺寸分類(五)按轎車車身結構分類(六)按車身殼體結構分類16(一)按車身承載方式分類有獨立車架，車架和車身為彈性連接。車身殼體不承載或只承受很小的載荷。支柱較細、風窗玻璃較大。優點：減振性好、工藝簡單、易于改型、安全性好。缺點：整車質量大、承載面高、成本高。非承載式車身17非承載式車身18承載式車身無車架，車身殼體承受全部載荷。優點：質量小、生產性好、安全性好缺點：底盤與車身結合部易發生疲勞損壞，減振、消音效果不夠好，車身變形后的測量與修復難度較大。(一)按車身承載方式分類19承載式車身20承載式車身21承載式車身222324（二）按車身外形分類車身外形決定因素：座椅位置和數量、車門數量、頂蓋變化、發動機和備胎的位置等。1.按車身背部結構分類折背式直背式艙背式短背式252.依據側窗數、座位數三廂式：四個以上側窗、兩排以上座位、兩個以上車門。二廂式：乘客室與行李箱同段布置。（二）按車身外形分類263.按用途及車門數（二）按車身外形分類27（三）按車身材料分類鋼制車身輕金屬車身塑料車身混合式車身28（四）按轎車車身尺寸分類緊湊型轎車；中高級轎車；豪華轎車

A級B級C級車的分類方式屬于歐系分類，德國大眾的轎車分類法具有代表性，將轎車分為A、B、C、D級，其中A級車又可分為Aoo、Ao和A等三級車，相當于我國微型轎車和普通型轎車；B級和C級分別相當于我國的中級轎車和中高級轎車；D級車是相當于我國大紅旗等高檔轎車。車分A－F級29軸距排量車型代表A002.0～2.2～1.0奧托、奇瑞QQ等A0級2.2～2.31.0～1.3夏利、雨燕等A級2.3～2.451.3～1.6捷達、伊蘭特、桑塔納等B級2.45～2.61.6～2.4奧迪A4、帕薩特、雅閣等C級2.6～2.82.4～3.0奧迪A6、寶馬5系、奔馳C級別D級2.8～3.0～奧迪A8、寶馬7系、奔馳S級、雷克薩斯等E級高級車,象奔馳E級、勞斯萊斯等F級:一般為賽車30（五）按轎車車身結構分類31（五）按轎車車身結構分類32車身殼體開式封閉式（六）按車身殼體結構分類33二、客車車身結構分類(一)按車身用途(二)按車身承載型式(三)按車身殼體的組成形式(四)其他分類：按車身材料、發動機布置型式、豪華程度等分類。34（一）按車身用途分類城市客車車身：地板低，門多且尺寸較大，座位少，車內高度較大，有的為雙層結構。長途客車車身：一般為一扇乘客門，座椅較多且布置較密，高靠背，地板高度大，有的為臥鋪車。旅游客車車身：結構上與長途客車相似，外觀講究、注重舒適性，視野開闊。35（二）按車身承載型式非承載式車身直接在三類汽車底盤的車架上組裝而成的。車身借懸伸梁及橡膠墊與車架連接。半承載式車身車身下部保留有強度和剛度均較車架低的底架。承載式車身無車架，分為基礎承載式和整體承載式兩種類型。36非承載式客車車身37半承載式車身38承載式客車車身39骨架式車身、薄殼式車身結構、復合車身（三）按車身殼體的組成形式分類將薄殼式和骨架式結構的優點融為一體的結構，通常是第二立柱與最末立柱之間為框架結構，前圍和后圍為薄殼結構。40三、貨車車身的結構分類(一)按駕駛室與發動機的相對位置分類(二)按駕駛室與車廂的連接關系分類

41（一）按駕駛室與發動機的相對位置分類長頭式短頭式平頭式42（二）按駕駛室與貨廂的連接關系分體式：駕駛室、貨廂和車架各成一體。連體式：駕駛室和貨廂連為一體，車身一般為薄殼式結構。貨車根據不同的用途，有不同的貨箱型式。43單元3車身常用材料學習目標：1.能夠正確描述鋼板的性質2.能夠正確描述鋼板的不同類型的拱曲的特點3.能夠正確描述車身常用鋼板的種類及特點4.能夠正確描述鋁板、塑料、橡膠在汽車車身上的應用。5.能夠正確描述車用玻璃的種類及各類型玻璃的特點與應用6.能夠正確描述車身用襯墊材料的種類及應用44在汽車車身上使用的材料主要是由車身的三大部分:殼體、裝飾、裝備的特性所決定的，還包括一些輔助用材。

例舉常見的汽車車身材料和使用范圍？45指車身骨架及其覆蓋件，是未經任何修飾的車身框架。

白車身46被動安全性（碰撞）使用壽命噪音剛度正面碰撞抗振動性能隔音能力靜態尾部碰撞（追尾）腐蝕車身結構隔音動態側面碰撞隔絕風噪抗扭其它（翻車）空腔共振抗彎輕型結構設計輕型結構制造輕型結構材料經過優化的套件特制薄板（軋制、焊接）高強度鋼板最佳力傳輸路徑（定位于功能）成型加工技術，IHU工藝點焊，鋁合金，鎂合金復合結構均勻的結構過渡點焊粘接CFK（碳纖維增強塑料）經過優化的幾何形狀（輕型造型結構）激光焊接，沖壓鉚接，沖壓鉚接粘接對白車身越來越多的要求可以通過使用高強度鋼板來滿足。這種鋼板正在逐漸取代傳統的鋼板。47一、車身用鋼板（一）鋼板的性質（二）鋼板的拱曲（三）車身用鋼板的種類48（一）鋼板的性質1.塑性：鋼板在超過彈性極限的外力作用下屈服而產生永久變形。（延性和展性）2.彈性：在彈力作用下恢復變形的性能。49（一）鋼板的性質

3.殘余應力50（一）鋼板的性質4.加工硬化退火處理，恢復鋼板的加工性51（一）鋼板的性質5.熱變形：普通鋼材當加熱溫度為800～1000℃，即可開始變形，直到溫度降至650℃，但是溫度再降至400～200℃時，鋼材即發生青熱脆化，比常溫時缺乏延展性，而無法繼續加工，必再重新加熱方可加工。總結鋼板的熱處理方式？52

在鋼板邊緣上加熱，則受熱部分產生膨脹當以水冷卻時，因溫度迅速降低而塑性變形，能達到彎曲成形或整形的效果。（一）鋼板的性質53（二）鋼板的拱曲鋼板拱曲是指車身鈑金的曲率。車身鈑金為提高整體的強度及良好的外形，各鈑金零件設計成為各種曲面，這樣的曲面就是拱曲。①低拱曲(低曲率)。鈑金面的曲面非常緩和；②高拱曲(高曲率)。急劇變化的曲面；③結合拱曲。一塊鈑金零件有低拱曲和高拱曲混合的拱曲；④逆拱曲。鈑金面向內側擠型的曲面。54（二）鋼板的拱曲車頂車門55（二）鋼板的拱曲發動機蓋56（二）鋼板的拱曲鋼板拱曲的應用57（二）鋼板的拱曲鋼板拱曲的應用58輪蓋受沖擊時拱曲面的變形

59（三）車身鋼板的種類60（三）車身鋼板的種類經高溫軋延后制成的鋼板，稱為熱軋鋼板

1.熱軋軟鋼板2.冷軋軟鋼板熱軋鋼板再經常溫軋延及調質處理后的鋼板，稱為冷軋鋼板或磨光鋼板。高強度鋼板的抗拉強度達6MPa以上，具有普通軟鋼板的2～3倍的破壞強度。3.高強度鋼板61現代車身高強度鋼板的應用62鋼板應用碳鋼及低合金結構鋼冷軋鋼板：車身外板深沖用優質碳素結構鋼冷軋鋼板：輪蓋、車門內板、油箱。高強度鋼板：車身外板表面處理鋼板：車身外板、油箱、排氣管不銹鋼板：飾件、扶手634.表面處理鋼板的種類64二、鋁合金鋁為銀白色的金屬，相對密度2.7，熔點657℃，而鐵的相對密度為7.8，熔點1535℃。在實用金屬中除鎂及鉍外，以鋁為最輕，其純度可高達99.99％，而通常為98.0％～99.7％。鋁在純金屬狀態下，性質柔軟，強度不大，故不適宜單獨作為構造用材料。但是，加入其他金屬制成合金后，常溫或高溫加工容易，且可獲得相當優良的力學性能，此種合金稱為輕合金。目前用于汽車上的鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁合金在汽車上的使用量最多,主要應用于發動機和底盤部件,變形鋁合金包括鍛造鋁合金和鋁合金板材等,主要應用于車身和冷卻空調系統部件。6566（1）經濟性。雖然它的強度、剛性不如傳統的鋼鐵車身，但它大大減輕了車身質量，重要的是減少燃油消耗，改善車輛的操縱性。鋁的比重大約是鋼鐵的三分之一，在車身制造中鋁的應用可以使車輛減小20％～30％質量，可以減少l0%的燃油消耗，這意味著每百公里大約節省0.5L燃油。

（2）環保性。鋁車身的環保性能優于鋼鐵車身，不僅是可以減少燃油的消耗，重要是減少在生產制造過程中污染物的排放。因為99％的鋁可以被循環利用，在一定程度上補償了從鋁礦石冶煉鋁產生的成本和高消耗。67（3）防腐蝕性。鋁暴露在空氣中很快在表面形成一層致密的氧化物，這層氧化物是三氧化二鋁，使金屬鋁和空氣隔絕開來，防止氧氣的進一步腐蝕。

（4）可加工性。鋁有良好的塑性和剛性，一定厚度的板材可以制造整車和部分板件。鋁材的一致性要比鋼材好，它能夠很好地通過沖壓或擠壓加工成形。（5）安全性。鋁材具有高的能量吸收性能，使它成為一種制造車身變形區的理想材料，以增加車身的被動安全性。68三、塑料

塑料是以合成樹脂為基體，并加入某些添加劑制成的高分子材料

塑料的種類很多，按其熱性能不同，可分為熱固定塑料和熱塑性塑料兩大類。69三、塑料塑料具有許多優良的物理、化學性能，主要有以下幾點。（1）質量輕。（2）化學穩定性好。（3）比強度高。（4）電絕緣性好。（5）耐磨、減磨性好。（6）吸振性和消聲性好。塑料也有不少缺點，與鋼材相比其力學性能較低；耐熱性較差(一般只能在100℃以下長期工作)；導熱性差；容易吸水，吸水后性能惡化。此外，塑料還有易老化、易燃燒、溫度變化時尺寸穩定性差等缺點

70三、塑料車身的塑料件在某些強度和剛性要求不高，但要求有良好成形的零件中使用較多。例如水箱前飾罩、通風柵板、車燈殼及飾罩、內把手及內扶手等。強化玻璃纖維塑鋼(FRP)：蒙皮及外板制件。聚丙烯樹脂（PP）：車內燈、煙灰缸蓋、收音機、冷氣柵格等。

ABS聚合體：前擋泥板、蓄電池蓋及油門踏板、門板、冷氣機外殼、保險杠等。71四、橡膠

橡膠是一種高分子材料，汽車上有許多零件是用橡膠制造的，如輪胎、車門窗密封條、風扇傳動帶、緩沖墊、油封、制動皮碗等。

1.橡膠的基本性能（1)極高的彈性。這是橡膠獨特的性能。橡膠在起初受載荷時變形量很大，但隨著外力的增加，橡膠又具有很強的抵抗變形的能力。它可以作為減振材料，用于制造各種減輕沖擊和吸收振動的零件。（2)良好的熱可塑性。橡膠在一定溫度下會失去彈性而具有可塑性，當橡膠處于熱可塑性狀態時，容易加工成各種形狀和尺寸的制品，而且當外力去除后，仍能保持該變形下的形狀和尺寸。（3)良好的黏著性。黏著性是指橡膠與其他材料黏結成整體而不分離的能力。橡膠有很強的吸附能力，能與其他材料黏結成整體，如汽車輪胎就是利用橡膠與棉、毛、尼龍等牢固黏結在一起而制成的。（4)良好的絕緣性。大多數橡膠是絕緣體，是制造電線、電纜等導體的理想材料。此外，橡膠還具有良好的耐寒、耐蝕和不滲漏水、氣等性能。橡膠的缺點是導熱性差，硬度和抗拉強度不高，容易老化等。72四、橡膠為了防風、防雨以保護車廂內不受雨水、灰塵侵入的影響，都在車門或車窗上與車身配合的間隙部分使用很多的防水橡膠密封，其他像行李箱的框緣上也裝上橡膠密封條，保護行李箱內的貨物。73

黏合劑又稱黏結劑，它是將兩種材料黏結在一起，或填補零件裂紋、空洞等缺陷的材料。

五、汽車用黏合劑

1.環氧樹脂黏合劑2.酚醛樹脂黏合劑

3.氧化銅黏合劑74在現代汽車結構和修理中，密封材料和粘合劑起到越來越重要的作用。

六、車用密封膠般車用密封劑有稀薄密封劑、稠密封劑、涂刷密封劑和固體密封劑等多種類型，它們的應用部位和使用方法也有所不同。

75七、汽車玻璃鋼化玻璃：后風窗及側車門76夾層玻璃：前風窗及側車門七、汽車玻璃77有機玻璃：遮陽板、燈罩、標牌七、汽車玻璃78特殊功能玻璃：(1)單面透視玻璃。(2)控制風窗玻璃。(3)控制陽光玻璃(4)導電玻璃。(5)顯示器系統玻璃。七、汽車玻璃79八、襯墊材料人造革：裝飾件泡沫塑料：地毯、墊條、密封條、座墊、靠背、頂蓋內飾板80單元4車身的主要性能1.密封性：主要位置是門窗縫隙。2.隔熱性：設置隔熱層(玻璃纖維、膠合板等)，主要部位為頂蓋及前圍。3.防震和降噪性：在蒙皮內側和骨架所形成的腔內填充發泡材料。4.防腐性：在底盤、鈑金件內部表面噴涂防銹漆。5.安全性：車身剛度匹配、材料、力傳播控制、車內軟化、安全保護裝置。81（一）車身的密封性車身的密封性是指關閉車身全部門、窗和孔口蓋時，車身的防雨水和防塵土能力。

82（二）車身的隔熱性

車內溫度是保證舒適性的重要因素之一。83（三）車身的防震和降噪性

轎車車內的噪聲通常是由空氣動力噪聲、機械噪聲及空腔共鳴所引起。

84（四）車身的安全性

汽車的安全性通常被劃分為主動安全性和被動安全性。

車身殼體剛度在不同部位是有所差異的

85（四）車身的安全性正面碰撞的殼體完全設計86（四）車身的安全性減輕行人傷害的措施：87（四）車身的安全性車身前部形狀的安全設計88（四）車身的安全性側面碰撞89（四）車身的安全性減小頸部傷害的裝置

90（四）車身的安全性91練習選擇1.采用加熱后激冷的方法修復車身鋼板表面凸凹不平是利用鋼板的（）。A.彈性B.塑性C.熱變形D.加工硬化2.隨著敲擊整形的進行，發現難度越來越大，可能的原因是（）。A.鋼板彈簧太大B.鋼板塑性不足C.加工硬化現象嚴重D.敲擊時手勁越來越小3.汽車油箱一般使用（）鋼板。A.普通B.高強度C.鍍鋅D.鍍鉛錫924.下列（）適合制做排氣管。A.不銹鋼板B.高強度鋼板C.鍍鋅鋼板D.鍍鉛錫鋼板5.保險杠面罩常用的材料是（）A.鋼板B.FRPC.PPD.ABS6.現代轎車前風窗常用的材料是（）。A.鋼化玻璃B.夾層玻璃C.有機玻璃D.普通玻璃93練習一、選擇1.非承載式車身承載面高的原因是（）A.車輪大B.車箱高C.底盤和車身間有鋼板彈簧D.底盤和車身間有車架。2.承載式車身維修困難的原因是因為（）。