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1、第22章 汽车车身及附属设备,主讲教师：,第22章 汽车车身及附属设备,22.1 概述 汽车车身(body)是汽车的重要组成部分之一。车身的主要作用在于保证驾驶员便于操纵以及为乘客或货物提供容纳空间。消除或减轻汽车行驶时汽车自身和外界给驾驶员、乘客和货物造成的影响，保证行车安全和减轻事故后果。 汽车车身结构应包括车身壳体、车前板制件、车门、车身外部装饰件、内部覆饰件、车身附件、坐椅、通风和暖气等。在货车和专用汽车上，还包括货箱和其他设备。 车身壳体是全体车身部件的安装基础，通常是指主要承力元件(纵、横梁和支架等)以及与它们相连的板件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数有明显的骨架，而轿车车身和
2、货车驾驶室的骨架则不明显。车身壳体包括其敷设的隔音、隔热、防振和密封等材料涂层。 车身的外饰件主要指保险杠、散热器面罩、灯具和后视镜等附件，以及装饰条、车轮装饰罩、标志等装饰件。,第22章 汽车车身及附属设备,车身的内饰件主要有仪表板、顶棚、侧壁、坐椅及地毯等表面覆饰物。在轿车上，目前广泛采用天然纤维或合成纤维的纺织品、皮革及人造皮革或多层复合材料等装饰材料；在客车上则大量采用纤维板、工程塑料板、铝板、花纹橡胶板、纸板和复合浆饰板等装饰材料。 车身附件有：门锁、门铰链、玻璃升降器、各种密封件、风窗刮水器、风窗洗涤器、遮阳板、内视镜、无线电收放机及杆式天线等。 坐椅是车身内重要装置之一。它由骨架
3、、坐垫、靠背和调节机构组成。坐垫和靠背应具有一定的减振作用。调节机构可使座位前后或上下移动以及调节坐垫和靠背的倾斜角度。有些汽车坐椅还有弹性悬架和减振器，以便适合不同驾驶员的体重和坐姿的调节。在一些货车驾驶室和客车车厢中还设置长途行车需要的卧铺。 车身内的通风、暖气、冷气以及空调装置是维持车内良好环境，保证驾驶员和乘客安全舒适的一些重要装置。此外，现代汽车为保证行车安全，汽车上广泛采用了被动安全装置，如安全带、头枕、气囊等。少数汽车还采用了主动安全装置，如ABS、ASR、防撞雷达装置、超声停车器等。,第22章 汽车车身及附属设备,22.2 车身结构 22.2.1 车身分类 车身壳体按照受力情况
4、可分为非承载式、半承载式和承载式(或称全承载式)三种。 1. 承载式车身(unitized body) 承载式车身也称为无车架式车身。该种车身不仅承受自身与装载乘客和货物的重力及其汽车行驶中各种阻力，而且还承受发动机及底盘各部件的重力及其工作时通过支架传给车身的力以及汽车行驶时由路面通过车轮或悬架传给车身的力。因此得名承载式车身。承载式车身是汽车发动机及底盘等各总成的安装基础。该车身自重轻，重心低，但来自传动系和悬架的振动和噪声易传入车身内。车身易变形。,第22章 汽车车身及附属设备,2. 半承载式车身(semi-integral body) 半承载式车身则是车身骨架与车架用螺钉、铆钉或焊接等
5、方法刚性地连接而成。该种车身除承受上述各种载荷外，还在一定程度上加固了车架，分担了车架的部分载荷。 3. 非承载式车身(separate frame construction) 非承载式车身是车身与车架通过橡胶垫等作柔性连接而成，因此车身对车架的加固作用不大。该种车身仅承受自身及装载乘客和货物的重力及其汽车行驶中的惯性力和空气阻力。而车架则承受发动机、底盘各部件的重力及其工作时通过支架传给车架的作用力和汽车行驶过程中路面的各种力、力矩。该车身自重大，整车高度较高，制造成本增大。 为了节约材料及轻量化设计，目前多数中、轻级、微型轿车和部分客车车身常采用承载式车身，货车和开式车身的敞篷车只能采用非
6、承载式车身。高级轿车为提高其舒适性，减轻发动机及底盘各总成工作时的振动以及汽车行驶时由路面产生的冲击影响，则采用非承载式车身。,第22章 汽车车身及附属设备,22.2.2 轿车车身 轿车车身和货车驾驶室都没有明显的骨架，而是由外部覆盖件和内部板件等焊合而成的空间结构，轿车一般采用承载式或非承载式车身。 1. 轿车车身 图22.1和图22.2分别是典型的承载式和非承载式轿车车身壳体结构。将两图仔细比较就可以看出，前者比后者更坚固。前者地板有较完整、厚度也较大的纵、横承力元件，前部有两根断面尺寸较粗大的纵梁(图22.1)，并与两侧的前挡泥板5和散热器固定框6等焊接成一刚性较好的空间框架，为发动机、
7、前悬架等部件的安装提供了坚实可靠的基础。而非承载式车身通过弹簧或橡胶垫与车架作柔性连接。其前车钣制件通常并不是焊接在车身上，而是用螺钉连接其车架上。因此，非承载式车身前端较薄弱。在这种情况下，车架是安装汽车各个总成和承受各种载荷的主体，而车身不承受各种载荷。但是高级轿车为了乘坐舒适，仍然多采用非承载式车身。,第22章 汽车车身及附属设备,图22.1 典型的承载式轿车车身壳体1顶盖 2后风窗上横梁 3后围板 4地板 5前挡泥板 6散热器固定框,图22.2 典型的非承载式轿车车身壳体 1顶盖 2前风窗上横梁 3地板,第22章 汽车车身及附属设备,2. 车门(door)、车窗(window)及附件和
8、密封结构 车门是车身上非常重要的部件之一，按其开启的方式可分为顺开式、逆开式、水平移动式、上掀式和折叠式等几种。 顺开式车门比较安全，因为汽车行驶中可借气流的压力关上车门，并方便驾驶员倒车时向后观察，故被广泛采用。逆开式车门在汽车行驶中若关闭不严，易被气流冲开，不安全，因而用得较少。通常为改善上下车方便性而使用或用于迎宾礼仪车。水平移动式车门的特点是车门开启时沿着车身滑道移动。当车身侧壁与障碍物距离较小时，车门仍能全部开启，故被广泛应用于微型客货两用车的中门。上掀式车门(又称飞冀式车门)广泛用于轿车和轻微型客货车的后门，也用于大客车行李仓的仓门。折叠式车门则被广泛应用于大、中型客车上。目前对于
9、豪华型大客车，为方便乘客上下车，而广泛采用外摆门。,第22章 汽车车身及附属设备,如图22.3所示，车门通常由门外板3、门内板2、窗框等组成。门内板是各种附件安装基体，其上装有：门铰链14、升降玻璃4及导轨，玻璃升降器手柄12、门锁8、车门开度限位器13等附件。有的汽车车门内还有冷气、暖气、遥控门锁和防盗车门报警传感器等。,图22.3 车门及其附件 1三角窗 2门内板 3门外板 4升降玻璃 5密封条 6内锁止按钮 7门锁外手柄8门锁 9内护板 10拉手 11门锁内手柄 12玻璃升降手柄 13限位器 14门铰链,第22章 汽车车身及附属设备,车门通过铰链安装在车身体上，应与车身本体曲面相匹配。对
10、于左一车门铰链的安装轴线对地面应稍有倾斜。这样，当车门打开放手后，能在重力作用下自动关闭。车门开度应有车门开度限位器限制。汽车行驶中，车身壳体会产生反复扭转变形，为防止车门与门框摩擦产生噪声，同时提高车身的密封性，门与框之间设置了橡胶密封条5。 汽车前、后窗通常采用视野好而又美观的曲面安全玻璃，借橡胶密封条嵌合在窗框上(或用粘合剂粘接在窗框上)，如图22.4所示。为便于自然通风，汽车的侧窗玻璃一般可前、后或上、下移动，在玻璃与导轨之间装有尼绒或植绒橡胶等材料的密封槽，如图22.5所示。有些汽车的侧窗玻璃采用茶色或隔热层，可使车内具有宁静、安闲、舒适感和保温作用。另外，有些高级客车和轿车因其室内
11、有完善的冷气、暖气、通风及空气调节装置，故常将侧窗玻璃设计成固定式，以提高车身的密封性。,第22章 汽车车身及附属设备,车身装配型 车门装配型 双重装配型图22.4 车门与车身的密结构,图22.5 典型的门窗玻璃密封结构 1门框 2密封条 3门窗玻璃,第22章 汽车车身及附属设备,22.3 安全防护装置 随着汽车数量的增加，带来交通运输日益繁忙，汽车事故增多，由此引起的人员伤亡、财产损失已成为不容忽视的社会问题。为此，汽车上设置了一些安全防护装置，其功用主要是当汽车发生事故时，能有效地减轻人员伤亡和汽车的损坏程度。主要体现在以下几个方面： (1) 对乘员施加约束，避免汽车碰撞时乘员与车内物体撞
12、击或被抛出车外； (2) 产生缓冲作用，避免出现较大的减速度和碰撞人； (3) 加大人体与汽车构件的接触面积，避免产生点接触，减少碰撞造成的单位面积挤压力或使碰撞力转移到人体非要害部位。,第22章 汽车车身及附属设备,22.3.1 车外防护装置 车外防护装置通常包括车身壳体结构防护措施、保险杠(bumper)及护条(见图22.6)、前翼子板和风窗玻璃等。 根据碰撞安全性的要求，车身壳体的乘客舱还应有较大的结构强度与刚度，而在车身的头部、尾部等离乘员较远的部位刚度相对较小，以便在碰撞时，前者尽量的减小变形，保护乘员；而后者变形较大以吸收冲击能量。对乘客舱的地板、前围内板、后围板等为提高车身刚度一
13、般采用宽大的部件。门、窗支柱和中立柱内部贴上较厚的加强板。为防止汽车碰撞时整个乘客舱构架产生剪切变形和坍塌，最重要的是加固门窗周边的拐角，可在其上贴加强板或加大拐角的过渡转角。 为使车身头、尾部的刚度较小，一般在粗大或强固的部件上开孔或开槽来削弱其刚度，或者使构件在汽车碰撞时承受弯曲载荷。如车身前部安装发动机的纵、横梁一般都较粗大。现代轿车将前部纵梁有意设计成Z字形，以便在碰撞时折叠变形。吸收冲击能量，另外，为加强乘员舱侧面刚度，车身采用较粗大门槛，并用横梁将左右两根门槛连接起来共同受力。在车门外板内表面焊接瓦楞状加强板等技术措施。,第22章 汽车车身及附属设备,汽车的前后端装有保险杠(bum
14、per)，保险杠不仅有装饰功能，更重要是保护车身及乘员安全的功能。如图22.6是轿车前保险，另外许多新式轿车两侧还装防护条。保险杠和防护条的安装高度应符合规定、以便在撞车时两车均能起保护作用。碰撞时除保险杠外，常使人受伤的构件主要有：前翼子板、大灯、发动机罩、车轮、风窗玻璃等。这些构件应设计成光滑平整。,图22.6 轿车前保险杠 1保险杠外罩 2保险杠支架,第22章 汽车车身及附属设备,22.3.2 车内防护装置 车内防护装置包括：安全带、头枕、安全气囊、安全玻璃等。 安全带(safety belt)是为了固定驾驶员和乘员身体以避免发生碰撞设置的。实践证明，安全带是最有效的防护装置，可大幅度地
15、降低碰撞事故的受伤率和死亡率。因此，我国GBJ41671993标准对国产轿车、乘用汽车强制安装安全带并规定其安装固定点。目前的轿车上前排座椅装用三点式(如图22.7所示)、后排座椅装用两点式或三点式结构。,图22.7 座椅三点式安全带及头枕 1外侧上部固定点 2导向板 3肩带 4头枕 5腰带 6收卷器 7外侧地板固定点 8内侧地板固定点 9锁扣 10插板,第22章 汽车车身及附属设备,安全带采用合成纤维织成，包括斜跨前胸的肩带3，绕过人体胯部的腰带5，在坐椅的内外侧地板各有一固定点8和7，第三个固定点l位于坐椅外侧车身支柱的上方。统过上方固定点的环状导向板2，带子伸入车身支柱内腔并卷在支柱下端
16、的收卷器6内，乘员胯部内侧附近有一个插口，插口由插板10(松套在带子上)和锁扣9(与内侧地板固定点相连)两部分组成。该两部分插合后即可将乘员约束在坐椅上。若按下插扣的红色按钮即可解除约束。 收卷器的结构型式较多，目前广泛采用的是紧急锁止式收卷器(ELR)，该种结构(图22.8)在正常情况下、安全带对人体上部不起约束作用，如当乘员向前弯腰时，带子可从收卷器上方固定点的导向板拉出；而当乘员回复正常坐姿时，收卷器又会自动将带子收起，带子始终保持与人体贴合。但在紧急情况下，如汽车减速度超过预定数值或车身严重倾斜时，收卷器会在极短的时间内将带子锁紧，从而对乘员产生有效的约束。 目前最新的装置是与气囊(air bag)连动的安全带预紧机构(图22.9)。气囊工作时，气体发生剂点火燃烧产生的气体推动活塞，瞬间拉紧安全带有效地约束乘员的身体。,第22章 汽车车身及附属设备,
