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1、第五篇 汽车车身、仪表、照明及附属装置第二十四章 汽车车身汽车车身是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。车身应给驾驶员提供良好的操作条件，给乘客提供舒适的乘坐条件，使他们能够抵御汽车行驶时的振动、噪声、废气的侵袭以及外界恶劣气候的影响，并保证完好无损地运载货物且装卸方便。车身结构和设备还应保证行车安全和减轻事故后果。车身应保证汽车具有合理的形状，在汽车行驶时能有效地引导周围的气流，减小阻力以及提高汽车的动力性和燃料经济性，还应保证汽车行驶稳定性和改善发动机的冷却条件，并使室内通风良好。车身是意见精致的艺术品，以及明晰的雕塑形体、优雅的装饰件和内部覆饰材料以及悦目的色彩使人获得美感享受，
2、反映时代的风貌、民族的传统以及特殊的企业形象。汽车车身结构应包括车身壳体、车前板制件、车门、车窗、车身外部装饰件和内部覆饰件、车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等等。在货车和专用汽车上，还包括箱货和其它设备。第1节车身壳体、车前板制件及车门、车窗一、车身壳体分类车身壳体是一切车身部件的安装基础，通常指纵、横梁和立柱等主要承力元件以及与它们连接的板件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数具有明显的骨架，而轿车车身和火车驾驶室则没有明显的骨架。车身客体通常还包括在其上敷设的隔声、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。车身客体按照受力情况可分为非承载式、半承载式和承载式（或称全承载式）三种
3、。非承载式车身通过弹簧或橡胶垫与车架作柔体连接。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基体，而安装在车驾上的车身不足以加固车架及分担其载荷。半载承式车身用螺栓联接、铆接或焊接等方式与车架作刚性联接。在这种情况下，车架仍是安装汽车各个总成和承受各种载荷的基体，而车身在一定程度上有助于加固车架并分担车架的载荷。承载式车身的特点是汽车没有车架，车身就作为安装汽车各个总成和承受各种载荷的基体。大多数轿车和部分客车通常采用承载式车身结构，以充分利用车身课题构件的承载作用，减小整车质量。货车驾驶室只占汽车长度的小部分，不可能采用承载式结构。没有完整的封闭构架的开式车身（敞篷车），也很难采用承
4、载式结构。少数高级轿车如果为了提高汽车的舒适性，减轻发动机及底盘各总成工作时传来的振动及汽车行驶时由路面通过车轮和悬架传来的冲击，则可采用非承载式车身结构。二、轿车车身和货车驾驶室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。图24-1所示捷达轿车车身壳体，是典型的承载式车身结构形式。纵向承力构件有：前纵梁24、门槛17、地板通道20、后纵梁13、上边梁7和前挡泥板加强撑22、横向承力构件有：前座椅横梁21、地板后横梁14、前风窗框上横梁4、前风窗框下横梁3、后风窗框上横梁6、后窗台板8和后围板9；垂直承力构件有：前立柱（A柱）18、中立柱（B柱）16、
5、后立柱（C柱）10等。车身主要板件有：前挡泥板23、前地板19、后地板15、前围板2、顶盖5、后轮罩12和后翼板11等。上述构件和板件经过周密筹划后，利用搭接、翻边连接等方式按预定的先后顺序电焊组装，最后由后地板总成，左、右侧围总成，前地板与前围总成，顶盖等拼装焊合成完整的空间结构。现代轿车的承载式车身壳体前部都有副车架25（图24-1）。在副车架上安装发动机、传动系、前悬架和前轮，组合成便于装配和维修的整体。副车驾与承载式车身壳体前部底面用弹性橡胶垫连接，以隔离振动和冲击，提高车身的舒适性。非承载式轿车车身与承载式轿车车身在结构上有较多相同之处，主要区别是：后者较坚固而前者较薄弱-板厚较小而
6、且承力构件的断面尺寸也较小。此外，后者前部有较大的前纵梁、挡泥板等焊接成的刚性构架，而前者没有。绝大多数货车驾驶室都是非承载式结构，通过3点或4点弹性悬置与车架连接。图24-2是典型的货车驾驶室壳体结构。其纵向承力构件有：左门槛13和上边梁7；横向承力构件有：前风窗上横梁5、前风窗框下横梁4、后围上横梁8和地板后横梁10；垂直承力构件有：左前立柱14和左后立柱11。驾驶室主要板件有：地板12、前围板2、前上盖板3、前围左侧盖板1、顶盖6和后围板9等。驾驶室壳体各个零件按顺序分组焊连接，最后由地板总成、后围总成、前围总成、顶盖等拼接焊合。平头式货车驾驶室除两侧的论罩等零件外，其结构基本与此例相似
7、，但平头式货车车身没有车前板制件。长头式汽车车身都有若干车前骖制件，相互焊接或安装，形成容纳发动机和前轮的空间。图24-3是北京BJ2020型轻型越野汽车的车前胺制件。左挡泥板6和右挡泥板4上面各焊有两个托架7。托架用螺栓固定在车架上。左前翼板8、右前翼板3以及面罩5借助于螺钉和螺母相互联接并安装在托架7及挡泥板6和4上。发动机罩2通过其后部两个铰链1安装在车身壳体的前围外盖板上，并借助于两个锁扣10扣紧在左、右翼板上。三、客车车身结构客车车身具有规则的厢式形状，故多数有完整的骨架。在客车发展初期，其车身通常由专业化车身厂生产，然后安装在现成的货车底盘车架上，故一般采用非承载式结构（当时采用的
8、木质构架车身更是如此）。这种结构的优点是便于在同一形式的底盘上安装不同的车身。由于未能充分利用车身构架的承载作用。汽车质量过大就成了这种结构的显著缺点。图24-4所示是半承载式客车车身结构，通常是在现成的客车专用底盘（其车架由两根前后直通的纵梁27与若干横梁10、23等组成）上将车架用若干悬臂梁25加宽与车身侧臂刚性连接，使车身骨架也分担车架一部分载荷，许多国产大客车车身均采用这种结构形式。图24-5所示是承载式客车车身结构，其底架采用若干薄钢板制成的纵格栅24和横格栅19，以取代笨重的车架。格栅是高度较大（约500MM）的珩架结构，因而车内两侧地板也较高，只能布置坐席而不可能布置立位，而坐席
9、下方高大的空间可用做行李舱，故适用也大型长途客车。整体车身经过精心设计计算，使各构件承载时相互牵连和协调，充分发挥材料的最大潜力，使车身质量最小而强度刚度最大。四、车门、车窗及其附件和密封车门是车身上重要的部件之一，通常按开启方法分为：顺开式、逆开式、水平滑移式、折叠式、上掀式（图24-6）、外摆式、旋翼式等类型。顺开式车门即使在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全，故被广泛采用。逆开式车门在汽车行驶时有可能被迎面的气流冲开，因而用得较少。水平滑移式车门的优点是车身侧面与障碍物距离较小时仍能全部开启。折叠式车门结构简单，广泛应用于大、中型客车上。与折叠式车门相比、外摆式车门对车身外表面的随
10、形性较好，但车门的内表面易被污染。上掀式车门广泛用于轿车和轻型客车的背门，有时也用也低矮的汽车。在有些大型客车上，还备有加速乘客撤离事故现场以及便于救援人员进入的饿安全门。图24-7所示为广泛应用于轿车和货车驾驶室的车门。门内板13是嫩的饿只承基体，在其上装有：三角通风窗4，升降玻璃5及其导轨，玻璃升降器受柄7，门锁9及其内受柄11，门锁链及开度限位器6，还有门外板12及门锁外受柄8等。车门前部借助于两个门锁链6安装在车身上。现代汽车广泛采用隐入车身内部的暗铰链。在解放CA1092型货车的门铰链上，还装有开度限位器。开度限位器可限制车门的最大开度，还可使车门停留在某一开度。车门的后部有门锁，使
11、门关闭时能承受横向力和纵向力。门锁上还有导向榫，使门的后部在垂直方向正确定位。在汽车行驶时，车身壳体将产生反复的扭转变形。为避免在此情况下车门与车框摩擦产生噪声或被门框卡住，车门与车框之间留有较大的间隙，靠橡胶密封条3与15将间隙封住。在车门关闭时，密封条处于挤压状态并将间隙封严。汽车的前、后窗通常采用有利于事业而又美观的曲面玻璃。图24-7的前、后窗1和17借助橡胶密封条2和16扣在窗框上。有的汽车采用专门的黏合剂（如乐泰326结构胶）将前、后窗贴在车身上。为便于自然通风，汽车的侧窗可上下移动或前后移动。在移动玻璃有窗框导轨之间装有植绒橡胶密封槽。许多汽车的前门还装有三角通风窗4，以加强自然
12、通风。侧窗玻璃采用茶色或隔热层，可使室内保温并有安闲宁静的舒适感。具有完善的冷气、暖气、通风及空调设备的高级客车，常常将侧窗设计成不可开启式，以提高车身的密封性。第二节 车身附属装置及安全防护装置1、通风及暖气装置在汽车行驶时必须保证室内通风，即对汽车室内不断充如新鲜空气，驱排混有尘埃、二氧化碳及来自发动机的有害气体。在寒冷的冬季，还应对新鲜空气加热，以保证车内温度适宜。不依靠风机而利用汽车行驶的迎面气流进行车内空气交换的办法，称为自然通风。在汽车行驶过程中，既要保证通风又要避免急速的穿堂风，以免乘员受凉。自然通风可依靠车身上的进、出风口和装在车门上的升降玻璃窗和三角通风窗实现。进风口通常布置
13、在前风窗玻璃下沿前方或车身前围两侧，出风口通常布置在车身侧面向后部的拐角处。三角通风窗可绕垂直转轴调节开度，使空气在其附近形成涡流并绕车窗循环流动（图24-8）。图24-9所示为北京BJ2020型轻型越野汽车的通风及暖气联合装置。车外空气经过前围通风孔盖10被风机18送入室内进行强制通风。在寒冷季节，则可将热水开关11（装在发动机气缸盖上）开启，使热水导入暖气散热器21对空气加热，然后将加热的空气经由暖气出口19 导入室内或经由软管22和16及喷嘴24和14导向风窗玻璃进行除霜。强制通风方法比自然通风有效，并可用过滤办法保证空气更加洁净。图24-10是适用于大型客车的独立燃烧式通风与暖气联合装
14、置，具有圆通状的加热器5、燃油箱6和暖风管7等。加热器5内部有电动机15，可带动前部的风扇10和燃油泵11（由电磁离合器13接合）以及后部的小风扇16和甩油杯17一起旋转。助燃空气在小风扇16的作用下由助燃空气进口25进入并经过甩油杯17与燃油混合，燃油从燃油泵11经过供油管24流至甩油杯17上，两者混合后被点火塞18点燃，再通过节流罩19至燃烧室20中燃烧，然后经燃气废气排出口27排出。导入室内的空气在风扇10的驱使下从冷空气进口8进入，继而在加热器后部分成两曾流动，以便充分与燃烧室及废气排出通道的侧壁接触，以吸收热量，最后经暖风出口22流向暖气管7并被引入室内。2、冷气装置许多汽车装有冷气
15、装置，其作用是在车外环境温度较高时降低车内温度。使乘客感到凉爽舒适。冷气装置工作时，必须使汽车的门、窗和后部行李箱紧闭，以保证室内良好的密封。冷气装置的制冷原理可简述如下。液体汽化时需要吸收热量，而气体液化时则放出热量。减小或加大压力也可以使液体汽化或气体液化。为便于理解，可把制冷循环分成两个步骤。第一步是降低压力，使制冷工质从液态变为气态，同时吸收空气中的热量使空气降温，即制冷过程；第二步是将低压工质压缩并使之冷凝成液态，放出热量，亦即使工质还原为备用的液态的过程。图24-11是汽车的冷气装置示意图。储液罐4中的工致在压缩机1的作用下流经膨胀阀3。由于膨胀阀弹簧压力的组滞（节流），膨胀阀出口
16、处的压力大大下降，使流出膨胀阀的工质得以在蒸发器2中汽化并使蒸发器周围的空气温度下降。低压气态工质由压缩机1及冷凝器5还原为高压液态回到储液罐4。图中还表示了工质在物态转化过程中的压力和温度的大致数值。制冷工质应具有沸点低、制冷能力大、不可燃、无腐蚀作用、无毒等特点。传统的制冷工质常用二氟二氯甲烷（CCL2F2），又称氟里昂12或F12。但是，含氟的制冷工质会对大气的臭氧层起破坏作用，故近年来已逐渐用无氟制冷工质（如F134等）取代，以满足环保要求。图24-12所示为捷达轿车的通风、暖气、冷气联合装置。冷气部分的结构：冷凝器3置于汽车发动机散热器的前方，压缩机4右侧的带轮由发动机曲轴带动。带轮与压缩机主轴之间有电磁离合器，在制冷时可使主轴与带轮接合。在压缩机4的作用下，制冷工质从储液罐2经由高压管道5通过膨胀阀7进入蒸发器12，然后经由吸入管道6被吸入压缩机4，再通过冷凝器3回到储液罐2。
