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汽车车身结构全解析

发布时间:12-04-2019

 

 

 一、汽车按车身结构的分类

 

汽车按车身结构分为两厢车、三厢车、掀背车、旅行车、跑车、敞篷车、SUV、MPV、跨界车。

 

1.两厢车

两厢车是指少了凸出的后备厢的轿车,它将车厢与后备厢做成同一个厢体,且发动机独立布置。这种布局形式能增加车内空间,因此多用于小型车和紧凑型车。

 

2.三厢车

三厢车是轿车的标准形式。常见的轿车一般都是三厢车,它的车身结构由三个相互封闭、用途各异的“厢”所组成:前部的发动机舱、车身中部的乘员舱和后部的后备厢。

 

3.掀背车

掀背车在国外往往指的是两厢车,英文翻译为Hatchback,而国内所指的掀背车则是那些外形与三厢车相似,也有凸出的后备厢,但是整个后备厢盖和后车窗玻璃是一体的能够一起打开的车辆,在国外通常称为Quickback或Fastback,译为“快背”,相对短小的后备厢以及相对动感的尾部线条,让掀背车在视觉效果上优于三厢车,如图所示。

 

 

4.旅行车 

在英语中,旅行车通常称为Wagon,奥迪称为Avant,宝马称为Touring,而奔驰称为Estate。一般来说,大多数旅行车都是以轿车为基础,把轿车的后备厢加高到与车顶齐平,用来增加行李空间,如图所示。Wagon的优点就在于它既有轿车的舒适性,也有相当大的行李空间。

 

5.跑车 

跑车一般为双门设计,车身较低,造型流畅,有着比较强烈的运动感,座椅为双座或2+2式设计,与其他级别车型区别比较明显的是,跑车的发动机可以有前置、中置和后置三种形式;而且其车顶形式也有硬顶、硬顶敞篷和软顶敞篷三种,如图所示。

 

6.敞篷车 

敞篷车英文名为Roadster/Cabriolet/Convertible,一般是指带有折叠式可开启车顶的跑车,造型通常为两门两座或者两门四座,如图所示。根据车顶材料其可以分为软顶敞篷车和硬顶敞篷车。当然还有敞篷SUV和敞篷豪华车,如日产Murano CrossCabriolet和迈巴赫Landaulet。

1)软顶敞篷车

软顶敞篷车通常为两门两座或者两门四座的设计,车顶的材料通常为帆布、乙烯或塑料,配以可折叠的支架。车顶的收放方式有手动和电动两种。代表车型:甲壳虫敞篷版、MINI敞篷版、保时捷Boxster、奔驰E级敞篷版。

优点:质量小、价格低、折叠后占用空间小。

2)硬顶敞篷车

硬顶敞篷跑车是指车顶为金属材质,自动折叠后可放人后备厢内。硬顶敞篷也是近十年才发展起来的,最早应用在奔驰SLK上,合上篷后造型与普通跑车没有太大区别。代表车型:奔驰SLK、宝马Z4、标致207CC。

优点:密封性好、安全性高、造型更加协调。

 

7.SUV

SUV是Sport Utility Vehicle的简写,中文意思是运动型多功能车,是一种同时拥有旅行车的舒适性、空间和一定越野能力的车型,现在的SUV一般是指那些以轿车平台为基础生产,在一定程度上既具有轿车的舒适性又有越野车的通过性的车型,如图所示。

除了上述车型外,纯粹的硬派越野车、混型车Crossover,如牧马人、宝马X6、酷搏等,也都归属于SUV级别。

SUV的热潮最早从美国漫延开来,不仅欧美地区流行SUV,连远在亚洲的日本和韩国的汽车厂商也开始开发SUV车款。

现在的新式SUV和过去的传统SUV相比,车体的质量已减小了不少,同时外观也更具流线型,引擎也更省油,SUV的油耗瞬时降低且不失越野性,但也有车厂为了让SUV更省油,放弃了高底盘、四轮传动和高刚性的悬架系统,虽然失去了部分越野能力,但也让油耗降得更低,SUV的省油化加上石油危机的解除以及休旅风气持续漫延,SUV终于获得重生并热卖了起来。

 

8.MPV 

MPV是指多用途汽车(Multi-Purpose Vehicles),从源头上讲,MPV是从旅行轿车逐渐演变而来的,它集旅行车宽大乘员空间、轿车的舒适性和厢式货车的功能于一身,一般为两厢式结构,即多用途车,如图所示。

MPV同面包车存在明显的区别。面包车是单厢式结构,即乘员空间和发动机共同在一个框架结构内,发动机被安放在驾驶员座位的后下方。采用这种布局,车体结构简单,但是整车高度相对增加,同时车内空间增加,发动机噪声相对较大,并且由于前排座椅处在全车的最前面,在发生正面撞击事故时驾驶员及前排乘员前方的缓冲空间很小,所以安全系数较低。

 

9.跨界车 

跨界车,英文简称为Crossover,它的车型源自轿车化的SUV,逐渐发展成为轿车、SUV、MPV和皮卡等车型的任意交叉组合,集轿车的舒适性和时尚外观、SUV的操控性和MPV的自由空间组合于一身,又有SUV的良好通过性与安全性,在空间上也比传统的轿车大很多,如图所示。

 

二、车体结构

按照车身受力情况可分为非承载式车身、承载式车身和半承载式车身三种。

 

1.非承载式车身 

非承载式车身的汽车有一刚性车架,又称底盘大梁架。车架与车身的连接通过弹簧或橡胶垫做柔性连接。发动机、传动系统的一部分及车身等总成部件用悬架装置固定在车架上,车架通过前后悬架装置与车轮连接,如图所示。这种非承载式车身比较笨重,质量大,高度高,一般用在货车、客车和越野吉普车上,也有少部分的高级轿车也在使用,它具有较好的平稳性和安全性。

 

2.承载式车身

承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,车身负载通过悬架装置传给车轮,如图所示。这种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。

 

3.半承载式车身

车身与车架通过螺钉连接、铆接或焊接等方法刚性连接。在此种情况下,汽车车身除了承受上述各项载荷外,还在一定程度上有助于加固车架及分担车架的部分载荷。

 

三、防撞梁

1.前后防撞梁

前后防撞梁就是车辆第一承受撞击力的装置,如图所示,在车身被动安全方面有一个重要理念,就是一点受力全身受力。换句话来说,就是汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差;如果在某一点受到力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度地降低一个点所受到的力的强度,前后防撞梁在这里就起到很明显的作用。

 

防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒,然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。低速吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量,尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害,这样可以降低维修成本,而螺栓连接的方式可以更方便地对防撞梁进行更换。

在高速偏置碰撞中,防撞梁可以有效地将撞击力从车身左侧(或右侧)传递到右侧(或左侧),尽可能让整个车体去吸收碰撞能量。在发生低速碰撞时(一般为15km/h以下),防撞梁可以避免撞击力对车身前后纵梁的损害,降低维修成本。

防撞梁主要用于中低速碰撞中,以降低维修成本,并能在一定程度上减轻对成员的伤害。在现有的汽车结构之下,防撞梁就像汽车的轮胎一样必须配置,任何的取消、缩水或者简配对消费者来说都是不负责任的。

 

2.车门防撞梁

依据美国国家公路交通安全管理局NHTSA发布的数据,车门防撞梁在2002年拯救了994名事故受害者。这些钢结构或铝结构的部件被安装在车门内部,从外面并看不到。有些采取的是垂直布局,还有一些采用对角线式,也就是从底部的门框一直延伸到窗玻璃的底部边缘,如图所示。无论其具体位置如何,车门防撞梁都是作为一种额外的吸能保护层而设计的,它可以降低乘员可能遭受的来自外部的力量。事实证明,车门防撞梁在车辆撞击固定物体(比如树木)时的保护效果非常明显。

 

四、车身其他配置技术

1.激光焊接车身

普通的焊接原理其实就是将金属液化,冷却后融为一体。汽车的车身是由上下左右四块钢板焊接而成的,普通的焊接都是点焊,通过一个一个的焊点把钢板连接到一起。