轿车车身结构及其设计

第六章轿车车身结构及其设计

第一节轿车车身结构及其分类

1.1 轿车定义 GB3730.1-88

轿车是用于载送人员及随身物品，且座位布置在两轴之间的四轮汽车。

轿车车身的作用是能为乘员提供一个较舒适的乘坐环境以及一定的安全保护措施，它包括白车身及其附件，并与底盘、发动机、电子电器设备一起构成轿车的四大总成。由于它是轿车上载人的容器，因此要求轿车车身应具有良好的舒适性和安全性。此外，轿车车身又是包容整车的壳体，能够最直观地反映轿车外观形象的特点，从而决定了现代轿车车身设计非常注重外部造型以符合人们对轿车外形的审美要求，更好的开创轿车市场。

1.2 轿车车身结构

早期轿车沿用马车车身，并没有自身独立的车身，被人们称作“没有马的马车”，随着时代的进步，轿车车身成为了轿车的一个重要组成部分。轿车车身由以下几个部分组成：车身本体、车身外装件、内装件和车身电气附件等。

1.2.1车身本体

1—1 三厢式轿车车身结构图

1、发动机盖

2、前档泥板

3、前围上盖板

4、前围板

5、车顶盖

6、前柱

7、上边梁

8、顶盖侧板

9、后围上盖板10、行李箱盖11、后柱12、后围板13、后翼子板14、中柱15、车门16、下边梁17、底板18、前翼子板19、前纵梁20、前横梁21、前裙板22、散热器框架23、发动机盖前支撑板车身本体即白车身，它包含车身的骨架结构，由车身结构件和车身覆盖件组合而成，是主要承载构件的骨架件，其截面形状、受力方向、力如何传递、力矩的位置都是设计时应注意的问题，如图1-1所示为三厢式轿车车身的结构图。

车身结构件主要是车身结构中的梁和支柱，用来支撑车身覆盖件，并通过焊接而成车

身空间骨架，使车身成为整体式壳体结构，其中轿车车身结构件包括车身前部结构件、客厢、车身后部结构件以及连接用结构件。轿车车身结构件是轿车各总成及乘员的承载体，为了保证各个总成安装运转可靠，乘员舒适安全，其强度和刚度应满足要求，如图1-2所示为轿车车身的承载梁框架结构。

1-2轿车车身承载梁框架结构

车身覆盖件大多数是由薄板冲压而成的，且具有不同的曲面形状及大小尺寸。在车身空间骨架基础上，将车身覆盖件安装在车身骨架上，包覆梁、支柱，从而其成为一个完整的封闭体，为乘员以及各总成提供一个良好的空间环境。与其他类型的车车相比，轿车车身表面，其外形、加工工艺等都是最复杂的。正是通过覆盖件来轿车的外形，同时在一定程度上可以增强轿车车身的强度和刚度。

1.2.1.1 轿车车身结构件

车身前部结构件

1) 非承载式车身的前部结构件

对于非承载式车身的轿车而言，轿车车架上装有散热器、发动机、部分传动装置、前悬架等，同时由于车架承担了主要的载荷，因此不要求其前部结构件具有很大的强度和刚度，仅仅是用来包容装在轿车前部的各个总成，防止车轮将污泥甩到发动机或装在车身前部的各个总成上。这些前部结构件，多采用螺栓与车架或车身本体相连接。

2) 承载式车身的前部结构件

承载式车身前部结构件具有承载和包容功能，为了支承轿车散热器、发动机、传动系和前悬架等，同时承受它们的作用力以及振动和冲击等，承载式车身前部结构件应具有较强的刚度和强度，是车身前部的承载构件。在其相应的部位上，装置发动机和前悬架的悬置点，来安装发动机和前悬架，前部结构件构成了一个不可拆卸的整体框架。前大灯框架、前横梁、发动机罩前支撑板焊接组成了车身前部结构的横向承载单元。车身前部结构两侧的纵向承载单元由前翼子板支架、挡泥板，悬架支座、前纵梁等焊接而成，如图1-3所示为承载式车身的前部结构。

1-3承载式车身前部结构

客厢

客厢是乘客的承载体和包容体，客厢由前围组合件、左右侧围、后围组合件、顶盖梁和地板等结构件共同组成的空间框架，客厢是轿车车身的核心，它要为驾驶员提供一个安全、方便的驾驶条件，为乘员提供一个安全、可靠、舒适的乘坐空间和乘坐环境，因此要求客厢的各个结构件除保证有足够的强度和刚度外，还有便于乘员的乘坐和上下车。微型轿车的客厢虽然十分紧凑，也还是要保证乘员有足够乘坐空间和舒适的乘坐姿势，随着轿车级别的提高，乘坐空间将逐步加大，乘坐的舒适性也能够提高。

1．前围总成

前围总成由前围上盖板总成、前围侧板、前围板、转向柱支架梁等构件组成。前围组合件是一个很重要的组合件，由1.8~2.5mm厚的优质钢板冲压而成，结构上比较复杂。前围将车身前部与客厢分隔开来，用来支撑和防护客厢前部，并防止发动机的噪声、热气等进入客厢，因此应具有良好的密封、隔振和隔音效果，同时对保证车身横向刚度、改善客厢舒适性以及提高撞车时的安全性有重要作用。

1) 前围上盖板组合件

前围上盖板组合件一般由前围上盖板外板、前围上盖板通风板、前围上盖板内板等构件共同组成。前围上盖板组合件把车身左右侧围的前支柱连接起来，同时为了满足车身扭转刚度的要求，通常采用箱型断面结构。对于微型轿车或小型普通轿车，为了要满足经济性、