4.2 轿车车身构造

4.2.1 轿车的壳体构造

在研究车身壳体构造之前，先介绍一下刚度分级的概念。乘客室尽可能具有最大的刚度（其中包括侧向抗撞击能力），而相对于乘客室的前、后舱室（发动机室、行李舱）则应具有较大的韧性。如图4.4所示，分别于前、后两处设置可以吸收冲击能量的安全结构。当汽车发生正面碰撞或追尾等事故时，所产生的冲击能量可以在车身前部A段或后部C段得以迅速吸收，以前车身或后车身局部首先变形成A′或C′，来保证中部乘客室B段有足够的活动范围与安全空间。

因此，维修作业中应按技术要求避免对类似于图中A、C段施行加固或修补作业，以保持原有安全技术方案。

轿车车身壳体及骨架的断面构造如图4.5所示。鉴于承载式车身结构被广泛地应用于轿车，这里也以承载式车身的前车身、中间车身和后车身构造为例加以介绍。

1—风窗边框；2—车顶边梁；3—顶盖；4—后门边框；5—后风窗下边框；6—中柱上；7—中柱下；8—前风窗侧边框；9—前风窗下边框；10—前翼子板支撑；11—前门柱；12—前门槛；13—后门槛

图4.5 轿车车身壳体及骨架的断面构造（标致605）

1.前车身

前车身（图4.6）主要由翼子板、前段纵梁、前围板及发动机罩等构件组成。大多数轿车的前部，除装有前悬架及转向装置等总成外，发动机总成一般也装在前车身上。另外，当汽车受到正向冲击时，也要靠前车身来有效地吸收冲击能量。

1—前翼子板支撑；2—前风窗与发动室过渡板；3—牵引钩；4—雨水收集盒；5—转向器支架；6—前护板；7—角板；8—翼子板；9—软罩；10—散热器下边框；11—散热器上边框；12—蓄电池架

图4.6 轿车前车身（上海桑塔纳）

轿车多采用独立悬架方式。所以，前车身不仅受力复杂，而且对汽车行驶稳定性也起着重要的保障作用。针对前车身的受力特点，一般将前悬架支撑座的断面制成箱形封闭式结构。为了提高汽车受冲撞时对冲击能量的吸收效率，纵梁的截面变化也较为明显，使之适应不同断面上的载荷变化（图4.7）。尤其是当汽车受到冲击时，令A、B处的断面首先变形，由此实现对车内乘客的安全保护。

除此之外，由于大多数轿车的前车身还兼作发动机室，故纵梁上还钻有许多用于装配发动机总成及其他附件的装配孔。上部的发动机罩，用于发动机室的封闭并起导流作用。一般要求发动机罩既轻薄又有足够的刚度，同时还要具备隔音、减振和避免与发动机运转产生共鸣或共振的功能。

发动机罩由用高强度钢板冲压成的网状骨架和蒙皮组焊而成。多数轿车还在夹层之间使用了耐热点焊胶，使之确保刚度并形成良好的消声夹胶层。钣金维修中不要轻易采用火焰法修理，以免破坏夹胶的减振与隔音作用。不得已而将胶黏层破坏后，应使用环氧树脂液体聚硫橡胶先灌注再点焊。

发动机罩支撑架和中隔板（图4.8）位于乘客室前部，与前围板连接形成发动机室与乘客室的屏蔽。两端与壳体前立和前段纵梁组焊成一体，使车身整体的刚性更好。发动机罩通过支撑铰链与其装配在一起。

1—支撑架；2—中隔板

图4.8 发动机罩支撑架与中隔板

前车身的后部构造一般采用图4.8（b）所示的双重式结构。其中靠发动机室一侧主要起辅助加强作用，靠乘客室一侧则用高强度钢板冲压成形，并于两侧涂上沥青、毛毡、胶棉等绝缘材料，以求乘客室振动小、噪声低、热影响小。

翼子板与车轮拱形罩同属前车身的主要覆盖件，它不仅起着使车身线条流畅的作用，而且使前车身的整体性更强。

2.中间车身

中间车身在汽车行驶中除承受上下弯曲的弯矩外，还要承受来自不同方向的扭曲力矩。此外，车身下部的冲击与振动也通过车身底板向上部扩散；汽车发生碰撞或颠覆事故时，也需要由中间车身来抵抗变形。中间车身的构造如图4.9所示。

侧体门框、门槛及沿周采用高强度钢制成抗弯曲能力较高的箱型断面。侧体框架的中柱、边框、车顶边梁、侧体下边梁等构件也采用封闭型断面结构，如图4.9（b）所示。车顶、车底和立柱等构件均以焊接方式组合在一起。为防止载荷在结合部形成应力集中，多采用图中所示的圆弧连接。

1—前柱；2—车顶边梁；3—中柱；4—后挡泥板；5—门槛

图4.9 中间车身构造

车身底板除了选用高强度钢板冲压外，还配置了承载能力强的车身纵梁和横梁。车身测量与维修用的基准孔也设计在车身的横、纵梁上。

车顶的形式一般比较简单。除了前述的硬顶车有些特别之处外，还有些轿车出于采光、通风等方面的要求，在车顶适当部位开设天窗，并装有彩色玻璃。车顶天窗的开启多以电动推拉结构为主。

3.后车身

轿车后车身是指乘客室后侧用于放置行李、物品的那一部分（图4.10）。三厢式车有与乘客室分开的行李舱，如图4.10（a）所示，而两厢式车的行李舱则与乘客室相通合为一体，如图4.10（b）所示。

后车身的主要载荷来自于汽车后悬架，尤其是后轮驱动的车辆，驱动力通过车桥、悬架直接作用于车身上。为确保后车身的强度，车身纵梁由中间车身径直向后延伸，到后桥部位再形成拱形弯曲。这样，既保证了后车身的刚度，又使后桥与车身不发生运动干涉。而且，当车身后部受到追尾碰撞时，还能瞬时吸收部分冲击能量，以其变形来实现对乘客室的有效保护。

1—后翼子板；2—窗柱；3—后门槛

图4.10 轿车后车身

后车身的行李舱盖与发动机罩的结构相似，两厢式车的行李舱盖上装有玻璃，还起着后风窗的作用。

4.2.2 轿车车身的内部布置

轿车车身的内部布置是车身总体布置中的重要内容，车身总体布置是在整车总体布置的基础上进行的。

1.轿车车身的布置

轿车车身的布置形式常见的有三种，如图4.11所示。目前多采用传统布置（发动机前置、后轮驱动，通常用FR表示）和前驱动布置（发动机前置、前轮驱动，通常用FF表示）两种形式。

传统布置形式有利于车室内部布置，可以提高操纵稳定性、行驶平顺性和乘坐舒适性，广泛用于中、高级轿车上。其缺点是地板中部出现凸包，影响踏板布置以及整车高度的降低和质量的减轻。对于前驱动布置形式，由于取消了传动轴，可以降低地板和整车高度，如果采用横置式发动机，更便于车室内部布置。这种布置形式对车身总布置、降低风阻和整车轻量化都是有利的。前轮驱动轿车是当前轿车布置形式的主流。

2.轿车车身内部布置

如图4.12所示为轿车车身内部附件和饰件，其主要功用为隐蔽粗糙的边缘，起到装饰作用，使乘客感到舒适和方便。现代汽车在满足上述要求的同时，已向着艺术化方向发展。

l—坐椅；2—坐椅边；3—门柄；4—窗柄；5—臂托；6—坐椅背；7—衣架；8—厢板灯；9—中柱饰件；10—门饰条；11—遮阳板

图4.12 轿车车身内部附件和饰件

（1）车身内部布置

轿车是运送乘客的，所以车身的内部布置第一应考虑人的因素，既要保证安全，又要考虑舒适性。车身内部空间的大小、驾驶员坐椅尺寸、操纵机构的布置、乘客坐椅尺寸和布置参数等，是以人体身长按大个、中等个、小个三种身材统计数据的平均值为依据，由车身设计师制作人体外形样板（图4.13），然后在图样上校核内部布置尺寸是否合适来确定的。

（2）视野性

驾驶员位置处具有良好的视野性是保证汽车操纵方便和行驶安全的重要条件之一。对乘客来说，也应提供良好的视野性。视野性取决于坐椅的布置高度、座垫和靠背的倾角、车窗的尺寸以及形状和布置、支柱的结构、发动机罩和翼子板的形状等，轿车的视野角如图4.14所示。

4.2.3 汽车车身钣金件的结构特点

汽车车身钣金件，按其功能可分为四类：汽车承载结构件、汽车造型覆盖件、兼有承载和覆盖双重功能的综合结构件以及其他车身附件。这四类不同功能的汽车钣金件的结构特点也各不相同，分述如下。

1.汽车承载结构件

所谓承载结构件是指构成汽车底架、车架、车身骨架等的主要用于承载的构件。属于这类钣金件的有车架、车身骨架等，它们在外形上大都是由厚度4mm以下的薄钢板经过以弯曲为主的冲压变形而成的大大小小的U形件、C形件、Z形件，或者是由圆管经过拉拔滚轧而成的方形、矩形空心钢构件。它们的共同特点是单重承载大、刚度好、节省原材料，能大大降低车身自重。它们经过相互对接组焊成为一整体桁架结构，形成车身的承载体系。

2.汽车造型覆盖件

所谓造型覆盖件是指覆盖发动机、底盘，构成驾驶室和车身的薄钢板的异形体表面零件和内部零件。属于这类钣金件的有大客车车身蒙皮、载重车车前板、驾驶室、小客车或轿车车身、车前板等，它们都是由1～1.5mm厚度的热轧冷轧薄钢板经过简单剪裁，或经由冲压模具压延成形得到的各种异形薄壳覆盖钣金件。这些薄壳覆盖钣金件相互衔接或过渡，既遮盖了车体内部的“杂乱和丑陋”，又充分表达出设计师对汽车外在造型上的美学追求。

3.汽车综合结构件

所谓综合结构件，是指兼有承载和造型两种功能的钣金件。这类钣金件的典型例子就是风窗框、车门和地板。风窗框也是由薄钢板冲压而成的空间封闭式曲面结构，既具有一定承载能力，又与车身前围覆盖件、侧蒙皮和顶蒙皮相衔接和协调过渡，完成了汽车“脸面”的造型效果。车门同样也是由薄板拉延而成的里外门板，构成汽车车身的一堵活动“墙板”，同样具有承载和覆盖造型的双重作用。汽车地板则是由薄钢板经冲压翻边起筋而成形的，既能覆盖又能承重的具有双重功能的钣金件。

4.其他车身附件

除了上述三种钣金件以外，汽车上还有不少其他附件，如油箱门、行李舱门、仪表板、发动机罩等多种零部件，也都是用薄钢板冲压而成的。这些零部件在结构的复杂性、多样性方面常常比前三种钣金件有过之而无不及。