4.1 车身的分类
4.1.1 根据车厢分类
按轿车车身的三个功能性构件(发动机室、乘客室、行李舱)来分,轿车可分为三厢式轿车和两厢式轿车。
1.三厢式轿车
三厢式轿车是一种最为流行的有代表性的车型,如图4.1(a)所示,由于发动机室、乘客室、行李舱分段隔开形成相互独立的三段布置,三厢式轿车便因此得名。
2.两厢式轿车
图4.1(b)和图4.1(c)所示的两厢式轿车后部形状按较大的内部空间设计,乘客室与行李舱相连。其中,图4.1(c)所示的斜背两厢式轿车,旨在克服高速行驶时抗侧风稳定性差的不足。而直背两厢式轿车,则多用于越野车或其他一些有特种用途的汽车。
(a)三厢式轿车
(b)两厢式轿车
(c)斜背两厢式轿车
图4.1 轿车的外形
4.1.2 根据车身受力分类
按车身的受力情况不同,车身可分为三类:非承载式、半承载式、承载式。
1.非承载式车身
非承载式车身的主要特征是车身下面有足够强度和刚度的独立车架,车身由壳体与底架组合而成,大部分载荷几乎全部由车架所承受,车身壳体不承载或只在很小程度上承受由车底架弯曲或扭曲变形所引起的部分载荷。当车身发生较大损伤时,可以拆开分别修理和校正。相当一部分类型的客车、载货汽车和传统轿车,均采用有车架非承载式车身结构(图4.2)。
图4.2 非承载式车身的典型结构(大众VW1200)
非承载式车身的优点:
●减振性能好。发动机和底盘各主要总成,直接装配在介于车身主体的车架上,可以较好地吸收来自各方面的冲击与振动。
●工艺简单。壳体与底架共同组成车身主体,它与底盘可以分开制造、装配,然后再组装到一起,总装工艺因此而简化。
●易于改型。由于以车架作为车身的基础,易于按使用要求对车身进行改装、改型和改造。
●安全性好。当汽车发生碰撞事故时,冲击能量的大部分由车架吸收,对车身主体能起一定的保护作用。非承载式车身的缺点:
●质量大。由于车身壳体不参与承载或很少承载,故要求车架应有足够的强度与刚度,从而导致整车质量增加。
●承载面高。由于车架介于车身主体与底盘之间,给降低整车高度带来一定困难。
●投入多。制造车架需要一定厚度的钢板,对冲压设备要求高而增加投资,焊接、检验及质量保证等作业也随之复杂化。
因此,有车架非承载式车身较普遍地应用于载货汽车及大中型普通客车。
2.半承载式车身
车身与车架是用焊接、铆接或螺钉连接的,载荷主要由车架承受,车身也承受一部分。如图4.3(a)所示的结构车身,是为了避免非承载式车身相对于车架移动时发出的噪声而设计的。由于重量大,现在很少采用。
3.承载式车身
承载式车身的一个突出特征是没有独立的车架,车身是承担全部载荷的刚性壳体,如图4.3(b)所示。由于底盘各部件直接装配在车身上,所承受的载荷包括载质量、驱动力、制动力以及来自不同方向的冲击、振动等。承载式车身有利于减轻自重并使结构优化。这不仅是当前轿车车身发展的主流,而且已经形成了一边倒的设计趋势。
(a)有车架半承载式车身
(b)无车架整体承载式车身
图4.3 丰田公司的两种典型轿车车身
承载式车身的优越性主要体现在:
●质量小。由于车身由薄钢板冲压成形的构件组焊而成,因而具有质量小、刚性好、抗扭变能力强等优点。
●生产性好。车身采用容易成形的薄钢板冲压,并且采用点焊和多工位自动焊接等现代化生产方式,使车身组焊后的整体变形小,且生产效率高,质量保障性好。
●结构紧凑。由于没有独立的车架,使汽车整体高度、重心高度、承载面高度都有所降低,可利用空间也有条件相应增大些。
●安全性好。由薄板冲压成形后组焊而成的车身,具有均匀承受载荷并加以扩散的功能,对冲击能量的吸收性好,使汽车的安全保障性得到改善与提高。
承载式车身的缺点主要有以下几点:
●底盘部件与车身接合部在汽车运动载荷的冲击下,极易发生疲劳损伤;乘客室也更容易受到来自汽车底盘的振动与噪声的影响。为此,需要有针对性地采取一些减振、消噪声等技术措施。
●由事故所导致的整体变形较为复杂,并且会直接影响到汽车的行驶性能。钣金维修作业中复原参数时,须使用专门设备和特定的检查与测量手段。