第一章车身概论

第一章车身概论
随着国民经济的进展，汽车已成为极为重要的交通运输工具和现代社会的象征，汽车工业在带动其它各行业的进展中，已日趋显示出其作为支柱产业的作用。

车身，作为汽车上的三大总成之一，已愈来愈引发人们的注意，并愈来愈处于主导地位。

（发动机、底盘、车身）
据统计：客车、轿车、专用车——车身质量占整车整备质量的40～60%；
货车——车身质量占整车整备质量的16～30%；
各类车身的制造本钱，那么高于上述比例。

车身的概念：输送人、货物或各类生产、生活资料的具有特定形
状的结构。

车身的特点：
10、是使生产工艺、壳体力学、人体工程学、工业设计、材料学、运输学、心理学、经济学、销售学等众多各不相同的学科紧密地联系在一路的工业产品，是技术与艺术相结合的产物；
20、车身的进展取决于科学技术水平和物质技术条件；
舒适性
30、与人们的生活、生产紧密相关货物完整性
爱惜乘员平安
40、汽车的更新换代，关键在车身；
50、车身是汽车工业中一个最年轻而又进展迅速的分支；
60、整车生产能力的进展取决于车身的生产能力，汽车的更新换代在专门大程度上决定于车身；
70、对销售和用户心理有着极为重要的阻碍；
80、技术密集型和劳动密集型相结合的产品：
技术密集型——大量采纳最尖端技术，机械化、自动化程度很高——自动加工、装配线、机械手、机械人等；
劳动密集型——相当一部份仍需手工完成——车身钣金件的手工打磨、补焊、涂胶、内饰及附件装配等。

能够说，汽车工业进展到此刻（支柱产业），其重中之重为车身。

车身代表了一个国家的汽车工业水平，要求高、投资大、技术难度大。

车身技术的开发从来为发达国家所重视。

我国车身技术的进展能够说是近二十年的事，水平十分掉队，尚不完全具有设计开发能力，任务十分艰巨。

但最近几年来，通过技术引进，合伙合作，专门是几大轿车基地的建设，已使我国的车身技术有了专门大的进展。

§1-1 轿车车身的演变
轿子→轿式马车→汽车车身。

早在5000年前的古代，世界上就有轿子显现，成为奴隶主或有必然地位的人的乘坐工具；
3000年前，随着动物的训化，牛车、马车开始显现。

一、第一辆汽车
1886年，世界第一辆汽车诞生，那时仅在马车上装发动机，解决动力问题，设计师全力以赴解决动力、传动装置和操纵机构。

1908～1921年，开始提出车身的年代。

1908年，美国威尔工程师在福特T型车上第一次采纳了轻合金桁架势框架，配上了那时最现代化的门、窗等→现代车身开始显现。

二、马车型汽车
我国古代早有“轿车”一词，是指用骡马拉的轿子。

当西方汽车大量进入中国时，那时汽车的形状与我国古代的“轿车”相似，并与“轿车”一样让人感到荣耀。

于是，人们就将那时的汽车称为轿车。

最先显现的汽车，其车身造型大体上沿用了马车的形式。

1908年福特推出T型车时，车身由原先的放开式改成封锁式，其舒适性、平安性都有专门大提高。

马车型汽车1910年的福特T型
——马车型车身的代表三、箱型汽车
1912年，福特对T型汽车的生产工艺进行了极大的改良，从此，汽车车身完全形成，并为人们所认可。

现在，车身的造价已超过底盘，如何改良车身制造的问题被提到了首位。

而大量生产的结果，造成了生产多余，随之而来的必然是要求汽车美化的运动。

美国福特汽车公司在1915年生产出一种不同于马车形的汽车，其外形特点很像一只大箱子，并装有门和窗，人们称这种车为“箱形汽车”。

1928年，汽车车身迎来了一个新的转折：美国第一对车身制造的大量生产方式进行了计划和改革——运用大型冲压件组成带门洞的全金属车身。

钢板冲压车身所有构件——各部份组焊。

结果：①减少了零件和连接件数量；
②减少了昂贵的手工工序；本钱↓↓
③降低了劳动量。

四、甲壳虫型汽车
20年代末30年代初：接触点焊技术开始用于车身连接，从而改良了车身的连接方式→降低了劳动量，排除以往薄板焊接变形现象。

——一直沿用至今。

1934年，流体力学研究中心的雷依教授，采纳模型汽车在风洞中实验的方式测量了各类车身的空气阻力，这是具有历史意义的实验。

1934年，美国的克莱斯勒公司第
一采纳了流线形的车身外形设计。

1937年，德国的费尔南德·保时
捷开始设计类似甲壳虫外形的汽车。

从20世纪30年代流线形汽车开始普
及到40年代末的20年间，是甲壳虫
形汽车的“黄金时期”。

公共甲壳虫，甲壳虫型车身的代表
五、船型汽车
上世纪50年代：显现了承载式车身与无车架结构相结合的汽车——车身的制造和用途发生了全然改变：既是底座，又是汽车的骨架和要紧构件。

1949年，福特汽车公司推出了具有历史意义的V8型福特汽车。

因为这种汽车的车身造型颇像一只小船，因这人们称它为“船型汽车
带有夸张尾翼的船型汽车
优势：刚度高，零件数量比非承载式少，工艺性好。

重量轻，各零件寿命取得平稳，经济性改善。

六、鱼型汽车
1952年，美国通用的别克牌轿车开辟了鱼形汽车的时期。

从背部看，鱼形汽车和甲壳虫形汽车是很相似的。

鱼形汽车同时存在着一些致命的弱点：一是由于鱼形车的后窗玻璃倾斜得过于厉害，致使玻璃的表面积增大了一至二倍，强度有所下降，产生了结构上的缺点；二是当汽车高速行
驶时汽车的升力较大。

保时捷的鱼型汽车
七、楔型汽车
第一次按楔形设计的汽车是1963年的司蒂倍克·阿本提。

1968年，通用公司的奥兹莫比尔·托罗纳多改良和进展了楔形汽车，1968年又为凯迪拉克高级轿车埃尔多所采纳。

楔形造型关于目前所考虑到的高速汽车来讲，不管是从其造型的精练、动感方面，仍是从其对空气动力学的表现方面，都比较符合现代人们的主观要求，具有极强的现代气息，给人以美好的享受和速度的快捷感。

兰博基尼countach跑车，楔形的车身
60年代：探讨和采纳新型的车身材料。

特点：①显现了生产批量不大的用玻璃纤维增强树脂制成的车身；
②车身内部装饰普遍应用了人造材料；
③外表覆盖层开始采纳具有弹性和高度光泽的合成漆；
④在客车和部份专用车车身中开始采纳铝合金材料。

60年代末、70年代初，为解决车身问题开始采纳如下技术：
①应用电子运算机技术——结构分析、性能预测，技术文件治理，自动画图；
②开始实现运算机辅助设计（CAD）；
③经济适用的结构。

80年代以来：
①重空气动力性，降低风阻；
②乘坐舒适、人机和谐；
③具有风格和个性，知足不同层次的需要；
④车身中大量采纳轻金属和非金属材料，显现了全塑料车身——
使整车重量↓↓→↑经济性，↑载重量。

⑤爱惜乘员平安——乘客室有足够刚性——爱惜撞车时平安；
前后部有必然的挠性——吸能、缓冲。

⑥CAD、CAM、CA T在车身设计、制造与实验中取得大量采纳。

——大大缩短了设计、制造和换型周期，降低了制造本钱。

§1-3 我国客车车身进展概况
客车是我国当前运载乘客的要紧交通工具之一。

专门是中、大型客车，由于其运载乘客的数量多，利用经济性好，最近几年来取得了迅速进展，并以其新颖的造型、精巧的制作和优越的性能，表现了今世社会的精神面貌而被人们所喜爱。

随着现代科学技术的进展，客车已经成为集工业艺术、人机工程学、空气动力、制造技术、材料工程和结构设计等学科为一体的现代化工业产品。

我国客车工业真正开始于上世纪60年代，那时只能是对货车底盘进行改装，扣上一个简易的车身。

通过40连年的进展，我国的客车车身设计、制造技术日新月异，已慢慢跟上国际的潮流，成为世界客车制造大国，并向世界客车制造强国迈进。

下面咱们将依照年代来介绍我国客车车身的演变进程。

一、20～40年代，直接将货车的货箱去掉，加装密封型的木质车箱。

20世纪20—40年代，那时的旧中国尚未汽车工业，但已经有客车营运了，大体上满是城市公共汽车。

那个时期的客车车身都是密封的木质车箱，几乎没有进展改良。

二、50年代，借鉴国外客车结构，开始制造去掉货车驾驶室，将发动机罩在车箱内的客车。

20世纪50年代，新中国成立后中国汽车工业取得了迅猛的进展，由于那时历史条件的限制，
要紧集中进展货车，生产的客车仅仅是去掉了货车驾驶室，将客车车身安装到货车底盘上的客车，这一时期接踵自行研制出了多款客车。

1952年自行设计改造的万国牌公共汽车
3. 60年代，利用国产CA10底盘，将车架加长，改动变速系统，组织开发了真正的国产客车。

如：JT660—远程客车，SK660—城市客车。

特点：①平头式；
②全金属式非承载式车身结构；
③整体水平接近国外50年代中期；
④改装考虑了中国的道路及利用特点。

4、70年代，交通和城建系统组织开发了661系列客车。

特点：①大体结构与660系列相同；
②外形更合理，动感更强；
③加大了前风窗和侧窗；
④进一步改良了底盘
——前轴增强、悬架变软，
改良制动。

五、80年代～90年代——客车工业大
进展产量、品种大幅度增加，大体知足了我70年代的公交车国公路客运需要
1980全国大、中、轻、微型客车产量10000辆;
1993全国产量万辆；
其中：大、中型客车万辆；
轻型客车万辆。

①生产厂家增多
1980全国客车生产厂家不足40家；
1993全国有200余家客车生产厂。

②集中度加大——集团化趋势加速
全国显现了几家大的客车集团公司，如：中通集团、亚星公司、宇通公司、中国客车工业公司等。

③技改资金投入加大，生产工艺、水平提高专门快
“六五”、“七五”、“八五”、“九五”期间，全行业资金投入超过200亿元，建成了具有90年代国际水平的客车生产线，增进了产品品种增加和质量的大幅度提高。

⑤国家集中资金组织开发了几种具有代表性的车型，推动了行业水平的提高
如：“六五”期间组织开发的JT1118H客车；
“七五”期间组织开发的
JT6120客车；
“九五”期间组织开发的
JT6110W、JT6110客车；
天津客车厂开发的：三峰牌轻型
客车等。

1986-1987年间组织开发的JT6120客车
⑥加速了技术引进和合伙合作步伐，使我国客车工业水平接近国际先进水平，知足了我国公路客运事业的进展和高速客运的需求如：江苏亚星：德国奔驰客车技术；
安徽淝河：德国凯斯鲍尔客车技术；
西安飞机公司：瑞典Volvo客车技术等。

⑦国产客车车身结构显现了大的转变
10、由单一非承载式→半承载式、全承载式（无车架）；
20、蒙皮装配由铆→点焊；
30、结构由冲压式→型材骨架势；
40、加倍注重符合空气动力学的造型；
50、将舒适平安放在首位；
60、现代设计、实验方式开始在车身设计中全面采纳；
70、大量采纳轻金属和非金属材料：
如Volvo全铝车身。

80、加倍注意和重视细部设计；
90、车窗由铝型材推拉式→粘接全密封式；
100、中、高级客车全数采纳后置发动机布置型式。

进入21世纪，我国的客车工业又取得了专门大的进展，大力引进国外先进技术，成立起了一批合作或合伙的客车企业，形成以郑州宇通、苏州金龙、厦门金龙为龙头企业的中国客车业。

目前，我国客车的年产值达300亿元，年销量在10万辆以上，占世界客车产量的1/3。

2007年，中国出口客车26876辆，同比增量16081辆，增加%，那个幅度是客车行业销量增加幅度的7倍；出口金额达到亿元，同比增量亿元，增加% ，出口企业31家。

我国客车能够出口国外，说明我国客车的设计、制造、平安性能等已经跟国际接轨。

在车身设
计制造技术成熟的同时，各客车企业开始注重产品的不同化，形
成了不同设计理念，如宇通客车
推崇的“耐用是金”、苏州金龙
的“平安为本”等，这将加倍增
进我国客车产品的多元化，增进
我国客车技术的不断进展。

2001～2007年我国客车出口数
量
具有现代造型特点的客车
§1-3 车身对整车性能的阻碍
车身对整车性能的阻碍要紧有以下几方面：
1、 决定整车装载质量的大小——运输能力的高低
客车、轿车——车室大小、座数多少；
货车——驾驶室大小（单、双排座）
货箱大小或容积。

0
50001000015000200002500030000
二、决定整车的整备质量G o（自重）和造价
据统计：小客车：车身约占G o和造价的40~60%；
大中型客车：车身约占G o和造价的60~70%；
厢式汽车：车身约占G o和造价的40~50%。

↓车身重量→↑装载重，↑运输效益。

整备质量利用系数的提高是现代载货汽车制造技术进步的重要标志之一。

整备质量利用系数越高，该车型的结构和制造水平就越高。

→↓运输本钱、售价→↑竞争能力。

3、阻碍整车的动力性和燃油经济性
①G o身↓→G装↑→单位装载量油耗↓
②G装不变，G o身↓→动力性↑
③G装不变，G0身↓→改善发动机工作状态。

汽车车身约占汽车总质量的30%，对汽车本身来讲，约70%的油耗消
耗在车身上。

一样来讲，整备质量轻的汽车经济性会相对好一些，专门是关于客车来讲，车身整备质量占了专门大的比重，对动力性和燃油经济性的阻碍更大。

轿车整备质量自重每增加40kg，将多耗1%左右的燃油。

车身外形决定了汽车的空气阻力，目前许多轿车的空气阻力系数在
左右，对减少燃油消耗起到专门大作用。

实验说明，空气阻力系数每降低10%，燃油节省7%左右。

曾有人对
两种相同质量、相同尺寸，但具有不同空气阻力系数(别离是和的轿车进行比较，以每小时88km的时速行驶了100km，燃油消耗后者比前者节约了1.7L。

4、车身形状与汽车的气动阻力紧密相关
由：Fω= C D·A·Va2 / （N），可知：
①流线型系数G D对Fω有绝对性的阻碍：
迎风面积A不变，C D↓→Fω↓↓。

一样通过道路、风洞实验，运算机摸拟等，最大限度地↓C D。

②Fω与V a紧密相关
V a＜50km/h Fω较小；
V a＞50km/h→Fω↑↑—汽车动力的绝大部份消耗于Fω→Qe。

↑↑
五、车身形状阻碍汽车高速行驶的稳固性
①车身形状决定汽车的侧向几何中
心
10、当重心点位于中性转向点之前：
前轮侧偏角α1＞后轮侧偏角
α2→不足转向。

20、重心点位于中性转向点以后：
α1＜α2→过量转向特性。

30、重心点与中性转向点重合：α1=α2→中性转向特性。

②车身形状决定汽车迎风风压中心
假设设计使风压中心不在迎风面的对称线上，→阻碍直线行驶。

③车身形状决定汽车的重心高度。

6、阻碍客车的乘卧舒适性、操纵舒适性
①假设车轮采纳独立悬架→舒适性取决于车身;
②车身整体设计的座椅及其布置
车身隔热性能的好坏→乘卧舒适性
通风及空气调剂→操纵舒适性
密封性的好坏、上下车是不是方便
③仪表、开关及操纵按钮布置是不是便于操纵；
④驾驶区布置是不是合理；
⑤视野是不是良好→参观、采光等。

7、与行驶平安紧密相关
①车身应具有足够的强度、刚度、确保发生交通事故时尽可能减少乘员伤亡：
撞车吸能装置;
→翻车时保证乘员有最小生存空间→↑刚性；
尽可能不给乘员造成二次损害→软化，无尖角。

②驾驶视野良好：
不因视野不足（盲区过大）而造成交通事故→行车平安。

③驾驶操作舒适、方便：
按人机工程要求设计驾驶区、座椅、仪表等→↓驾驶疲劳，↓交通事故。

八、与整车宜人性紧密相关（除舒适性外）
①阻碍人们是不是乐于同意——外形、色彩、车内布置、内装
饰等；
②阻碍环境的美化。

九、阻碍整车的通过能力
——裙边离地高、前后保险杠离地高等。

吉普车的底盘高，车身接近角、离去角离地间隙比较到，通过能力较强。

车身（专门是客车车身）对整车性能的阻碍是全面的。

随着换型的加速，对车身设计提出了更高的要求，车身设计的地位在汽车设计中愈来愈重要。

底盘——基础、骨架
车身——风格、个性、对人的关爱
§1-4 车身的范围与“三化
车身指的是汽车上除底盘、发动机外其它部份的总称。

车身是供驾驶员操作，和容纳乘客和货物的场所。

要紧作历时为乘员提供平安、舒适的乘坐环境，隔间振动和噪声，不受恶劣气候的阻碍。

包括车身本体和装饰件、开启件、机构件、附件及其他可拆卸结构件。

以下简单介绍一些常见的车身专业术语，具体可参见国家标准：GBT 4780-2000 《汽车车身术语》
一、车身的几种称呼及所包括的范围
1．一厢式车身
——发动机舱，客舱和行李舱在外形上形成一个空间形态的车身。

客车常采纳的车身型式。

2．两厢式车身
——发动机舱，客舱和行李舱在外形上形成两个空间形态的车身。

紧凑型的轿车产采纳的车身型式。

3．三厢式车身
——发动机舱，客舱和行李舱在外形上形成各自独立形态的车身。

此种车身能形成较大的客舱和行李舱，一样中高级轿车都采纳此种型式。

4．开式车身
——即通俗所说的敞篷式车身，客舱上没有车身顶盖或顶盖是能够收起的。

一样高级的运动轿车都采纳这种型式。

5、白车身（白皮车身）——已装焊好，但未喷漆的车身。

包括：车身构件和覆盖件的焊接总成；
前后钣制件，车门——乘客、司机门、平安门、行李舱门等。

不包括：车身附属设备及装饰件——空调、座椅、灯具等。

6、成品车身——喷好漆等待往底盘上装配的车身。

与白车身相较，增加了漆前处置，喷漆等。

轿车成品车身的吊装轿车的后地板钣件
7、车身——汽车上除底盘、发动机外其它部份的总称。

在成品车身上装配了各类附件、装饰件等。

8、车身覆盖件——覆盖车身内部结构的表面钣件。

客车多采纳有骨架车身，其内外蒙皮统称覆盖件。

9、车身结构件——支撑覆盖件的全数车身结构零件的总称。

如：车身骨架、支承梁、柱等。

轿车的车身骨架客车的车身骨架10．车身前板制件
——一样指车头部份的零部件。

包括水箱框架和前脸、前翼子板、挡泥板、发动机罩及各类增强板、固定件。

车身前板制件前翼子板
11、车身焊接总成——车身结构件和覆盖件焊在一路的总成，该总成必需保证车身的强度和刚度。

可划分为：
轿车、货车驾驶室：地板、顶盖、前围板、后围板、档泥板、
发动机罩等。

大客车：前围骨架总成，后围骨架总成，顶盖骨架总成，左、右边围骨架总成（图1-10）。

客车车身焊接总成
二、车身的“三化”
一、缘故
简化生产
设计上应进行详细技术经济分析，
提高产品质量降低生产本钱尽可能实现“三化”。

二、何为“三化”
指：产品系列化、零部件通用化、零件设计制造的标准化。

实行“三化”→收到专门大经济效益；
工业产品设计、制造的必然方向。

3、“三化”的实质
①产品系列化
——将产品合理分档，组成系列并考虑变型。

犹如一基型客车——远程客车，能够变型为集体、旅行、城市和特种客车，形成某一系列产品。

优势：车身骨架、前后风窗玻璃通用，减少了不同车型的零件数，简化了模具、胎具、装焊夹具与台架等设备→本钱↓↓。

注意：通用应强调结构的合理性，假设二者不同大，勉强通用，必然
显现“削足适履”，得不偿失。

②零部件的标准化
——普遍采纳标准件
普遍采纳专业厂生产的机械产品标准件或汽车行业标准件——螺栓、螺帽、螺钉、垫圈、锁销等。

优势：有利于产品的系列化和零部件的通用化，便于组织生产，降
低本钱，提高质量、方便维修。

注意：选用标准化零、部件时，要注意产品的特殊要求，选择行业
要求的特殊标准件。

③零部件的通用化
——零部件在同类车型中的通用问题。

如:江苏亚星生产的JT663系列客车，不管是远程、城市、集体
和旅行型，其车门、前后风窗、侧窗、行李舱门等都可通用—↓本钱，↑利用维修方便性。

要求：必需保证通用件的制造质量和装配尺寸；
对工艺要求很高。

在“三化”思想启发下，最近几年国外进展了一种：
“从标准化元件→非标准化整体”设计原那么。

如：客车——除头、尾转变外，中部乘客区转变很小，可将车身中部设计为几段标准化块、仅转变头、尾部，按载客多少组合中间的标准化车身，即可形成不同载客量的系列化产品。

车身各部份的名词术语参见：
GB/汽车和挂车类型的术语和概念
GB/T4780-2000汽车车身术语≈JASO Z216
GB/T19596-2004电动汽车术语
§1-5轿车车身设计技术的进展趋势
自从1886年第一辆汽车诞生以来到现代的21世纪，轿车通过100连年的进展，各方面的技术已经相当做熟。

车身造型设计的空气动力学、车内布置的人体工程学、车身结构对汽车碰撞时乘员的爱惜等方面的研究已经很深切，并已经应用到实际的设计和产品中来。

随着汽车技术的进展日新月异，汽车车身设计也面临着变革。

以下咱们将从轿车的车身造型、制造技术、先进的实验方式、新材料应用、结构设计等方面介绍轿车车身设计技术的进展趋势。

1.车身造型朝多元化、个性化方向进展，表现风格，注重各方面细节和整体的和谐。

车身设计注重气动的最优化。

2.车身的制造加倍强调“三化”，采纳先进的制造技术，如激光点焊机械手装配等。

机械手装配激光点焊
3.采纳先进的设计实验方式，充分发挥运算机辅助设计（CAD）的优势。

如：利用风洞研究汽车的空气动力学性能，逆向工程法。

4.车
身材料注重轻量化和环保，充分利用可回收材料，报废后的再循环利用。

奥迪A8的全铝ASF车架
5.车身结构优化设计，采纳吸能装置，保证碰撞时乘员的平安，注
重车身内外的平安性。

①平安气囊
②溃缩式转向柱
③汽车前部的吸能结构
平安气囊溃缩式转向柱
汽车前部的吸能结构
6.虚拟技术的应用，对设计、制造、
实验进程进行运算机仿真。

汽车碰撞进程运算机仿真模拟
§1-6 客车车身设计技术的进展趋势
客车的设计制造跟轿车有专门大的不同，客车的生产在手工操作还占有专门大比例，机械化水平不高，且客车的生产规模较小，单车本钱大，国内最大的客车企业宇通月产量多的也就10000多台，相较轿车企业月产量10多万辆的规模小得多。

正因为客车产品的那个特点，使得客车车身设计的进展与轿车身设计的进展有着较大的区别。

下面从客车的车身外形设计、先进的设计实验方式、客车车内的设计、轻量化，节能、客车先进的设计制造技术等方面别离介绍客车车身设计的进展趋势。

一、车身外形设计——新颖和风格的表现
一、借助大型风洞、三座标测量机和CAD、CAT技术，致力于降
低风阻和噪声、节能、减少车身表面沉积物的研究
二、多学科结合进行车身造型的研究
①使乘客有美的感受和享受，美化环境——跟上时期潮流，知足不断转变的需求。

10、客车造型的两大流派：
意大利型：直线方基调
特点：适应城市高层盒子形建筑，更正以往造型大圆角的肥胖臃肿感。

优点：增大了车内空间，视野好，蒙皮和骨架成形简单，模具制
造容易，便于换型。

符合艺术造型统一成效的规律——精练。

意大利风格的造型曾一度盛行欧洲、日本。

日本五十铃方基调客车
德国型：——大曲面流线形
特点：组成车身的五个面由大曲面和大圆角组成，流线形好，动
感强，整体感好。

优势：·前后风窗和侧窗都采纳曲面玻璃窗，视野开阔，车内敞亮
爽快，专门是侧上方的弧形玻璃，改善了客车的长方体笨
重感；
·空气动力性好，如：O303。