理论教育 汽车轿车车身制造工艺及结构分析

汽车轿车车身制造工艺及结构分析

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:这类车身有利于减轻自身重量,使车身结构合理化和轻量化。因此,现代轿车几乎都采用承载式车身。汽车一旦发生碰撞事故,车架可以对车身和乘员起到一定的保护作用。轿车按车身厢数结构可分为三厢式轿车和两厢式轿车两种。

汽车轿车车身制造工艺及结构分析

轿车车身可按车身承载方式、外形和车身壳体结构进行分类。

1.按车身承载方式分类

轿车车身按承载方式分为承载式车身和非承载式车身两类。

(1)承载式车身。

承载式车身又称整体式车身,如图4-2所示。

图4-2 承载式轿车车身

1—前挡泥板;2—顶盖;3—后围板;4—后侧围板;5—底板边梁;6—地板总成;7—前纵梁;8—前围板;9—散热器固定框

承载式车身的特点是:前、后轴之间没有连接车架,车身直接承受从地面和动力系统传来的力,其是承担全部载荷的刚性壳体。这类车身有利于减轻自身重量,使车身结构合理化和轻量化。因此,现代轿车几乎都采用承载式车身。

承载式车身之所以能够承载并保证整体有足够的刚度和强度,在于车身底板与上部车身主体装焊成了一个刚性框架,使得整个车身的各个零部件,包括底板、骨架、车顶、内外蒙皮等都程度不同地参与承载,这样车身直接承受的从地面和动力系统集中传来的力就会高度分散而作用于车身各个结构部件。

可见,承载式车身的优点是:重量轻,生产条件得到改善,适合现代化大批量生产;宜采用薄钢板冲压成形,更适合点焊和多工位自动焊接;车身结构紧凑,生产效率高;由于薄钢板冲压与焊接性能好,因此车身组焊后,焊接应力与焊接变形小,质量容易得到保证;而且,当汽车发生碰撞事故时,承载式车身对碰撞冲击能的吸收性好,相对更为安全。

但是,承载式车身也有不足之处。其主要缺点是:汽车底盘部件与车身结合部位在汽车运动载荷冲击下容易发生疲劳破坏;同时,乘客室易受到汽车底盘振动和噪声的干扰。

(2)非承载式车身。

非承载式车身又称为有车架式车身,如图4-3所示。其结构是车身下部有一个具有足够刚度与强度的独立车架。车身通过弹性元件支撑紧固于车架上,作用于汽车整体和内部的载荷基本上都由车架支撑承受,车身壳体几乎不承载或承载很小。

非承载式车身具有以下优势:

①良好的减振性。车身基本不承载,反作用力小;车架受弹性支撑并紧固于车身,车架与车身两者可较好地吸收或缓和来自路面的冲击,获得良好的减振效果,能够提高乘坐舒适性。

②装配工艺简化。底盘和车身实施分开装配后再总装,装配工艺简化,专业化生产水平得到提高。

③易于车身改型。因车架式车身具有独立的整车装配基础,便于汽车上各总成和部件的安装,也有利于改变车型或改装成新型车辆。

④安全性得到进一步保证。汽车一旦发生碰撞事故,车架可以对车身和乘员起到一定的保护作用。

图4-3 非承载式车身与车架

1—发动机罩;2—前底板横梁和外侧座椅支架;3—后侧轮罩内板;4—行李箱盖内板;5—后侧围板(后翼子板);6—车门槛板和底板侧梁;7—门内侧加强板;8—门铰链侧板;9—后横梁;10,14—后边梁;11—上、下中横梁;12—内、外中边梁;13—防震梁;15—门外板;16—翼子板;17—前内隔板;18—前围板;19—水箱支架;20—发动机罩锁扣支架;21—挡泥板

非承载式车身的主要缺点是:整车质量加大;车辆承载底面提高;车架型材截面尺寸增加,需要另行购置生产车架的冲压模具与大吨位设备,汽车制造成本相对较高。

2.按车身外形分类

轿车车身的外形,从适用上讲,主要由座椅位置与数量、车门数、顶盖要求、发动机与备胎位置等因素来确定。(www.daowen.com)

(1)车身背部结构类型。

①折背式车身。折背式车身指车身背部有角折线条的车身形式,也称浮桥式或船形式车身,如图4-4(a)所示。其主要特征是车身背部有明显的头部、中部和尾部三段,大多数都安排有两排座位。这种轿车的车门可有两门和四门两种形式。

②直背式车身。直背式车身如图4-4(b)所示。车身背部的后风窗与行李箱连接处近似平直,比折背式更趋流线型,有利于降低空气阻力;后行李箱空间加大,又称快背式或溜背式车身。

③短背式车身。如图4-4(c)所示,这种车身背部,特别是尾部较短,使得整车长度短,因此又称为鸭尾巴车身。它可减少车辆在行进中的偏摆,有利于提高轿车的行驶稳定性。

④舱背式车身。如图4-4(d)所示,该车身头部,即顶盖较折背式长,后背即尾部比直背式还短,角度也小。后行李箱与后窗演变为一个整体的背部车门。这种车身亦称快背式车门。

图4-4 按车身背部结构分类

(a)折背式车身;(b)直背式车身;(c)短背式车身;(d)舱背式车身

(2)车身厢数结构类型。

轿车按车身厢数结构可分为三厢式轿车和两厢式轿车两种。

图4-4(a)~(c)所示为典型的三厢式轿车车身。典型的三厢式轿车车身为封闭的刚性结构,有四个或四个以上侧窗、两排或两排以上座位和一侧两个或两个以上车门因其发动机室、乘客室、行李箱分隔成相互独立的三段布置而得名。

图4-4(d)所示为典型的两厢式轿车。其后部形状按较大的内部空间设计,因将乘客室与行李箱布置于同一段而得名。

(3)轿车按用途及车门数分类。

轿车按用途及车门数可分为二门轿车、四门轿车,二门旅行车、四门旅行车,二门敞篷车,二门客货两用车(又称皮卡)等类型。

3.按车身壳体结构分类

轿车车身空间具有安装发动机、装载乘客和行李的功能,其车身壳体结构可分成开式与闭式两种。

(1)开式壳体车身。

开式壳体车身即指车壳不带顶盖的敞篷式轿车,如图4-5(a)所示。

图4-5 车身壳体结构

(a)开式壳体车身;(b)闭式壳体车身

(2)闭式壳体车身。

闭式壳体车身的车壳是一个由板件构成的封闭系统,呈现出一个由板件结构所构成且近于平行的封闭六面体,如图4-5(b)所示。

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