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技术名词解释之车身壳体

2011年11月17日

文:DEEP

车身壳体是车身结构的一部分,车身结构包括:车身壳体、车前板制件、车门、车窗、车身外部装饰件和内部复饰件、座椅以及通风、暖气、空调装置等。在货车和专用汽车上还包括货箱和其他装备。

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相连接的板件共同组成的空间结构,还包括在其上敷设的隔音、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。

按受力分类的话,车身壳体可分为承载式车身、非承载式车身和半承载式车身三种。

①非承载式车身。这种车身的结构特点是车身通过橡胶软垫或弹簧与车架作柔性连接。在这种情况下,车架是支承全车重量的基础,承受着在其上所安装的各个总成的各种载荷。非承载式车身的车身部分不是不承载,最起码它要承受所装载的人员和货物的重量及惯性力,只不过在车架设计时不考虑车身对车架的承载辅助作用罢了。这样的车身,如果你有兴趣弯下腰看看车底的话,你都会看见贯穿前后的两个大梁(而承载式车身便看不到)。非承载式车身主要指具有梯形车架(Ladder Chassis)的车身,梯形车架也叫阵式车架,是最早出现的车架形式。梯形车架的样子就像一条平躺着的梯子,由两条纵向主梁结合许多大小粗细不同的副横梁组成,有时还会加上斜梁作为巩固。非承载式车身最大的特点就是结实耐用,具有很高的刚性,因此对抗正面碰撞的能力也很强。而且由于车架与车身是非固定连接,因此,在上下落差大的崎岖路面上,车辆的扭曲都由坚固的梯形车架所吸收,阻止了车身的扭动,这对于越野车来说是非常必要的设计。而且直到上世纪60年代,它仍然被大部分汽车所使用。非承载式车身的优点就是有独立的大梁,底盘强度较高,抗颠簸性能好,此外四个车轮受力再不均匀,也是由车架承担,而不会传递到车身上去,所以SUV和越野车用的比较多。不过非承载式车身也有其缺点,就是车身重,重心高,另外遇到危险(如翻车)的时候,厚重的底盘,也会对相对薄弱的车身产生致命威胁(承载式车身便不会遇到这个问题,它的车身都是一体的)。因此从上世纪50年代开始轿车逐渐使用承载式车身来代替非承载式车身。现在国产低端SUV也大多使用非承载式车身,这倒不是它们定位为纯越野车的问题(更多还是城市型),而是技术和成本使然。

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图:非承载式车身。牧马人、悍马H2以及兰德酷路泽之流的纯种越野车的首要条件就是要有车非承载

式车身

②承载式车身(或称全承载式车身)。这种车身的结构特点是汽车没有车架,车身就作为发动机和底盘各总成的安装基体。在这种情况下,车身兼有车架的作用并承受全部载荷。这种车身的车体结构由折叠的槽化钢梁和压制的板金件焊接结合为一个整体刚性的车身,钣金件也一同承载车体结构负荷,目前的轿车和城市SUV都是采用这种车身结构。承载式车身就是整个车身为一体,悬挂直接联在车身上。汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬挂、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。比如轿车几乎都采用承载式车身,你打开发动机盖,就会发现前悬挂联在了前翼子板内侧的车身上。这样的车身优势是:公路行驶非常平稳,整个车身为一体,固有频率震动低,噪音小,整体式车身比较安全。缺点就是底盘强度远不如大梁结构的车身,当四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形另外,另外制造成本较非承载式车身高。承载式车身本来就比梯形车架在重量方面大大下降,并由于越来越厉害的能源危机和越来越严格的排放定,汽车的重量一直是设计师最关心的问题之一,所以承载式车身也越做越轻,而在车身重量越来越低的同时,其刚性却在不断提高。这一方面得益于车架结构的设计越来越合理,另一方面也是因为高强度钢材的应用。同为钢材,强度却有高低之分;同样是钢材,但含碳的成分,合金的成分或者制造、热处理的方式不一样,其承载负荷强度就会有很大的差异。比如中强度低合金钢(Medium-strength low-alloy steel MSLA)在熔化过程中加入了磷和锰合金成分,常被用作车体的外壳;而高强度低合金钢(High-strength low-alloy steel HSLA)则掺入了稀有金属钛和铌,强度可以达到中强度低合金钢的两倍,另外,加工的方式不同也会导致钢材在成型过程中出现强度的变化,比如以高水压压制的钢材在强度上就要优于高重量压模机压制的钢材。不过不管是什么钢材,其主要成分还是铁,强度可以增加几倍,但密度却是基本相同,只要体积相同,重量也基本相同,所以采用高强度的钢料,即使更细、更薄的结构也能达到相同的强度,这样也可以减低一些重量。还有的方法就是使用铝制的承载式车身,可以大大减低车身的重量,如奥迪的ASF等,但铝的焊接难度相对比较大,制作成本较高。

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图:承载式车身。几乎所有的轿车及城市型SUV都是用这种车身结构,某些大客车也会用到

③半承载式车身。这种车身的结构特点是车身通过铆接、焊接或螺钉与车架刚性相连。在这种情况下,车架仍然是承受各个总成的载荷的主要构件,但车身还在一定程度上有助于加固车架,分担车架所承受的一部分载荷。

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图:使用了半承载式车身的中型客车威麟H5,这种客车的车体结构通常在客车专用底盘上将车架用若干悬臂梁加宽并与车身侧壁刚性相连,使车身也分担车架的一部分载荷。许多大、中型客车车身均采用这种结构方式

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图解汽车之汽车车身结构原理解析

2012年10月25日09:38pcauto我要评论(0)

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● 非承载式车身是怎样的?

采用非承载式车身的汽车,其发动机、传动系统、车身的总成部分是固定在一个刚性车架上,车架通过前后悬挂装置与车轮相连。

图解汽车之汽车车身结构原理解析

2012年10月25日09:38pcauto我要评论(0)

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● 车门防撞梁有何作用?

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车门防撞梁是减少驾乘人员受侧面撞击的最重要防线。因为在受到侧面撞击时,驾乘人员的身体与车门间没有过多的空间作为缓冲(不同正面撞击,驾乘人员前方还有一定的空间作为缓冲),直接会收到外力的侵害。所以防撞梁的强度越高,对驾乘人员的防护就越好。

● 什么是溃缩吸能?

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在汽车碰撞中,重要的是保护车内人员的安全,所以在碰撞中驾乘室的变形越小就越好。汽车在设计时考虑到这一点,在汽车碰撞时,让一部分机构先溃缩,吸收一部分的撞击能量,从而减少传递到驾乘室的撞击力。

● 什么是车身冲力转移?

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非承载式车身有根大梁贯穿整个车身结构,底盘的强度较高,抗颠簸性能好。就算车的四个车轮受力不均匀,也是由车架承受,不会传递到车身,所以车身不容易扭曲变形。

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非承载式车身比较笨重、质量大、高度高,多用于货车、客车和越野车上。不过由于非承载式车身具有较好的平稳性和安全性,有些高级轿车也使用。

● 承载式车身?

承载式车身汽车的整个车身是为一体的,没有贯穿整体的大梁,发动机、传动系统、前后悬挂等部件都装配到车身上,车身负载通过悬挂装置传给车轮。

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承载式车身的汽车平直路上行驶很平稳、固有频率低、噪声小、重量轻,广泛应用于轿车上。当然底盘的强度是不及有大梁结构的非承载式车身,在车的四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形。

●车身要采用不同的材料?

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并不是车身所有的材料强度越高越好,要看用在什么地方。如驾乘室的框架(如横梁、纵梁、ABC柱等),为了使驾车室的空间尽量不变形(保证驾乘人员安全),就必须采用高强度的材料。如车前和尾部的材料(如引擎盖板、翼子板等),为了能够吸收撞击力,可以使用强度相对较低的材料。

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深入浅出说汽车(9):汽车文化点滴

深入浅出说汽车(11):汽车的驱动方式

深入浅出说汽车(10):初识汽车

2011-09-07 14:01:22| 分类:深入浅出说汽车| 标签:|字号大中小订阅

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汽车的概念

英文中的“汽车”即“Automobile”是由“Auto(自动)和Mobile(可移动的)”构成的,

其意思是自己会动的,即自动车。

在日本也称“自动车”(日本汉字中的汽车则是指我们所说的火车),其他文种也多是“自动车”,只有中国例外。然而,这样定义汽车的概念并不准确。

美国汽车工程师学会标准SAEJ 687C中对汽车的定义是:由本身动力驱动,装有驾驶装臵,能在固定轨道以外的道路或地域上运送客货或牵引车辆的车辆。

日本工业标准JISK 0101 中对汽车的定义是:自身装有发动机和操纵装臵,不依靠固

定轨道和架线能在陆上行驶的车辆。

按照国家最新标准GB/T 3730.1—2001对汽车的定义:由动力驱动,具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆,主要用于:载运人员和(或)货物;牵引载运人员和(或)货物

的车辆;特殊用途。

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汽车是借助于自身的动力装臵,且具有4个或4个以上车轮的非轨道无架线车辆。汽车的主要用途是运输,亦即载送人员和货物的车辆。

汽车区别于沿敷设的轨道或电力架线行驶的火车、有轨电车和无轨电车,进行农田作

业的拖拉机,以及自走式工程机械。

在分类统计时,二轮或三轮机动车(摩托车),具有武器和装甲的作战车辆不算汽车。

按照国家最新标准GB/T 3730.1—2001汽车主要分为乘用车和商用车。

【乘用车】:在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车,包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。它也可牵引一辆挂车。分为普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车和专用乘用车等11类。

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【商用车】:在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车,并且可以牵引挂车。乘用车不包括在内。商用车分为客车、货车和半挂牵引车等3类。客车细分为小型客车、城市客车、长途客车、旅游客车、铰接客车、无轨客车、越野客车、专用客车。货车细分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车、专用货车。

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汽车的分级

轿车是按照发动机排量分级的

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发动机排量,简称排量,是发动机各缸工作容积的总和,单缸排量Vh和缸数I的乘积,而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。排量是较为重要的结构参数,它能全面衡量发动机的大小。

发动机的性能指标和排量密切相关,一般来说,汽车的排量越大,功率也就越高。通常用单

位排量作为评价不同发动机大小的依据。

但是,按发动机排量来划分汽车级别的做法其实已经有些过时,是传统观念,已不适合当今的汽车设计。因为轿车的产品等级定位,现在不能仅仅根据发动机排量来定义,如相同车系的车身,可有数种不同发动机来搭配,即使相同发动机、相同排量的车型,也可以有相

差悬殊的配臵。

一些高端配臵的车型其售价和性能可能比排量较大的车型还高,确定轿车等级应综合三个因素:一是车身大小,二是发动机排量,三是配臵,不能只看其中一个因素,而且随着时代的发展,和汽车工业的进步,这些标准也在不断变化。

美国的轿车按照轴距分级,日本的轿车按照发动机工作容积分级。

而德国大众公司的轿车则按照汽车平台分为A0、A、B和C/D四个级别:A级车是指小型轿车;B级车指中级车;C指高级轿车;D级车则是指豪华轿车。其划分的主要依据是轴距、发动机排量、重量等参数。字母顺序越靠后,该级别轿车的豪华程度也就越高。

客车按车辆总长度分级

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货车按汽车总质量分类

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汽车识别代码

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汽车识别代码,也叫VIN码,是汽车唯一的“身份证号”,也就是现在通用的出厂编号。 VIN 码(也叫车架号、底盘号),是由17位字母和数字组成的。

第1个字符是国家或地区代码,中国是“L”。

在国外第2个字符是公司代码,中国由于生产厂家太多,第2和第3两个字符共同代表