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汽车用钢 | 制造与结构(四)

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点击次数:738 更新时间:2021年05月27日16:03:29 打印此页 关闭

转自公众号:知钢

欧冶云商股份有限公司为中国金属材料流通协会联席会长单位、

板材加工分会会长单位、钢铁产业互联网专委会联席会长单位。





三.承载式车身结构和车身板件



1.承载式车身结构的车身材料

承载式车身为了保护乘员安全,在车身设计时就针对不同位置的强度和刚度要求,采用了不同的结构和材料。如车身前段需要承载动力总成,一般多采用一些高强度钢。乘客舱需要有很高的强度,一般多采用高强度或超高强度钢。而覆盖件或吸能区多采用低强度或中强度钢,有时甚至采用玻璃纤维或特质塑料。


承载式车身中的钢材强度情况


2.承载式车身的基本特征


前面我们讲过,承载式车身是将车架和车身合为一体,具有以下主要特征:


  • 承载式车身是用点焊或激光焊接的方式,将形状各异的冲压薄板连接在一起,构成了一个整体结构。这种结构重量轻,刚性大,具有较强的抗弯曲或扭曲变形能力。
  • 与车架式车身相比,省去了车架,不但减轻了重量,而且增大了有效承载空间,使汽车更加轻便和紧凑。
  • 动力传动系统和底盘各系统的震动和噪声直接传递到车身底板上,而承载式车身就像一个大音箱,具有放大噪音的作用。因此,在承载式车身内增加隔音材料显得格外重要。如果隔音材料安装不当,将会使乘客舱内有很大的噪音。车身的金属薄板与路面很接近,容易受到水、盐等污物的沾染和腐蚀。


FF型承载式车身结构:FF ( Front Engine Front Drive)的含义是发动机前置前轮驱动。越来越多的轿车采用这种驱动型式,其特点是:发动机安装在两根前纵梁之间,可以是纵置的,也可以是横置的;变速器与主减速器、差速器组合在一起,构成变速驱动桥,前车轮既是转向轮,也是驱动轮。


3.承载式车身板件


承载式车身构件按照其功能和强度可分成结构件和非结构件:


  • 结构件通过点焊或激光焊接工艺连接在一起,构成一个高强度的整体式车身箱体,这就是车体焊接总成。
  • 非结构件是指车身面板、内饰和外饰件等,它们通过螺栓、胶粘、饺接或焊接等方式覆盖在车体外面,起到密封车身、减小空气阻力、美化车辆的作用,通常也称它们为车身覆盖件。在事故车维修中,非结构件通常可以单独更换。

车身结构件和非结构件


组成车体总成的各主要构件


4.前段车身


下面为大家分段讲解车身结构:

(1)结构件:前段车身的主要结构件有前纵梁、横梁、车颈板、减振器塔座、前横梁和散热器支架等,它们构成一个封闭的箱体结构,为发动机、变速器等动力总成提供承载空间,同时也提供了承载这些大总成的强度。另外,汽车的转向系统、前悬架机构也安装在前段车体上,因此这里的受力形式非常复杂。


  • FR型承载式车身结构FR Front Engine Rear Drive)的含义是发动机前置后轮驱动,一般用在高级轿车和卡车上。其特点是:发动机和变速器安装在车身前部,动力由传动轴传递到后桥壳内的主减速器和差速器,后桥壳和后悬架安装在后部车身的构件上。因为发动机、变速器、主减速器和差速器是各自独立的总成,其质量在车辆的前后部得到均匀的分布。
  • MR型承载式车身结构:MR (Middle Engine Rear Drive)的含义是发动机中置后轮驱动。
  • RR型承载式车身结构:RR(Rear Engine Rear Drive)的含义是发动机后置后轮驱动,多用在大客车和一些跑车上。

构成前部车体的主要结构件




  • 前纵梁:通常以点焊焊接在防火板前面、翼子板挡泥板的下面,车身左右两侧各有一根,.通常是箱型构件,是承载式车身上强度最大的构件。
  • 横梁:焊接在两侧纵梁之间,用于固定发动机和变速器总成,增大车身的横向强度。
  • 散热器支架:是一个相对独立的框架,位于车体结构的最前端,用来固定发动机散热器,通常用螺栓固定或焊接在纵梁和内翼子板之间。
  • 翼子板挡泥板:有时也称为内翼子板或翼子板裙板,包围在车轮上方,通常用螺栓或焊接在纵梁和防火板上,车身左右两侧各有一个。对于增大前段车体强度具有重要作用。
  • 减振器塔座:有时也称为减振器拱形座或支柱塔,用来固定前悬架系统的减振器支柱和螺旋弹簧,它的变形可能会影响车轮定位参数,因此强度要求很高。通常与翼子板挡泥板一起加工成形。
  • 防火板:有时也称为前围板或前壁板,介于发动机舱和乘客舱之间,是车身前段和中段的分界线。通常以焊接方式固定,对于保护车内乘员安全作用重天。
  • 车颈板:位于前风挡的正前方,防火板的上方,有上盖板和两侧盖板构成。



(2)非结构件:前段车身的非结构件主要有保险杠总成、格栅、翼子板、发动机舱盖等。



前保险杠总成的主要零部件




  • 保险杠总成:是车身前段重要的安全部件,也是车辆保险估损中最常遇到的部件,主要由杠皮、杠体、吸能装置、卡子等组成,它的作用是在碰撞时产生变形,吸收部分能量,保护后面的车体不受损坏。
  • 现代轿车上广发采用了吸能型保险杠,能够更有效地减少碰撞力进一步向车身构件传递。保险杠的吸能器有多种类型,比较常用有橡胶或泡沫隔垫式、充气或充油式、弹簧储能式三种。

在发生碰撞时,橡胶隔垫在碰撞力的作用下产生压紧变形,从而吸收碰撞能量。在碰撞力消失时,橡胶隔垫将恢复到其原来的形状(除非它被碰撞力损坏),使保险杠恢复到原来的位置。




  • 格栅:也称为进气格栅,是散热器支架的中心盖板。格栅上的百叶窗是让气流通过,以便帮助散热器散热。一般轿车格栅上还带有厂家的徽标。
  • 翼子板:是包在前悬架和挡泥板外面的盖板,从前保险杠一直延伸到前车门处,遮盖在前车轮外面,因旧式车身上该部件的形状和位置类似鸟翼而得名,通常用螺栓固定在车体上。翼子板在事故中经常容易受损,能够单独更换。按照安装位置分为前翼子板和后翼子板。
  • 发动机舱盖:是发动机舱的上盖板,通常用饺链连接在车颈板上。发动机舱盖通常由内、外两块金属板焊接或粘接而成,中间灭着隔热材料。


5.中段车身

(1)中段车身的主要结构件有底板、门槛板、立柱、车顶纵梁、车顶横梁等构件,它们焊接在一起构成乘客舱,为乘员提供安全、舒适的乘坐空间,在事故中可以有效保护乘员安全。其中车身底板是乘客舱底部的主要结构,通常是一整块冲压成形的大钢板。车身底板是全车焊接的基础件,是与各大总成连接的重要构件。它承受和传递汽车质量(白身质量、载质量)、地面反作用力、牵引力、制动力、 惯性力、离心力、侧向力等各种交变冲击力,因此对强度要求很高。


组成车身地板的各个构件





  • 立柱:对于常见的四门轿车,左右两侧各有三根立柱,分别称为前柱或A柱、中柱或B柱、后柱或C柱。

  • 门槛板:又称为脚踏板,是装在车门框底部的加强梁。它通常是焊接在地板和立柱、踢脚板或后侧围板上。
  • 车顶纵梁:焊接在前柱、中柱和后柱之间,为车顶板提供支撑。在翻滚事故中对乘客起到保护作用。
  • 车顶横梁:焊接在两侧车顶纵梁之间,为车顶提供支撑。在翻滚事故中对乘客起到保护作用。


 (2)中段车身的非结构件主要有:后搁物板(窗台板)、车门、车顶板、仪表板等。


  • 后搁物板:.又称为窗台板,是后座与后风挡之间的一块薄板,通常装有一对音响扬声器。
  • 车门:通常由门皮、门内骨架、门板、内饰等零件组成,门皮、骨架和门板通常用点焊或蜷曲粘接的方式接合在一起。为加强侧面抗碰撞强度,门内通常还设有防撞杆。车门上通常还装有车窗玻璃、玻璃升降器、门锁及相关电控装置、按钮和并关等。
  • 车门通过铰链与门柱相连,车门铰链通过螺栓或焊接方式固定在立柱和门框上。



车门总成的构成






  • 仪表板:又称为仪表盘,是一个非常复杂的总成,除了有仪表台板、组合仪表、收放机(CD播放机)、暖风和空调控制面板、通风口等零件之外,仪表板下面通常还装有安全气囊、电控单元、线束等电气器件,一些高级轿车还带有驾驶员信息显示屏,仪表台板一般是塑料件,质地较软,在碰撞事故中不会对乘员造成二次伤害。如果在事故中安全气囊膨开,仪表板就会遭到损坏,需要更换新的。



6.后段车身

后段车身的很多构件与前段车身相似,如纵梁、后减振器塔座、后翼子板、行李箱盖、后保险杠等。


1)后段车身的结构件通常有后纵梁、行李箱地板、后减振器塔座等。


  • 后纵梁:焊接在后段车身底部,通常是箱型构件,非常坚固,为车辆的后部提供足够的强度。
  • 行李箱底板:通常由一整块钢板冲压而成,焊接在后纵梁、后轮罩内板和后背底板之间,构成行李箱的底部。大多数轿车的行李箱地板上还冲压出一个备胎坑,用于安装备胎。
  • 后减震器塔:也称为后减振器拱形座,与后轮罩内板和外板焊接在一起,用于固定后悬架减振器的顶部。后减振器塔不但承受来自地面的冲击载荷,而且它的刚度和形状会影响后轮定位参数,因此强度和精度要求够比较高。
(2)后段车身的非结构件主要有行李箱盖、后背板、后部上盖板、后翼子板、后保险杠等,对于两厢轿车、MPVSUV,车身尾部还有一个后舱门。



  • 后背板:是焊接在行李箱后面、左右后翼子板之间的一块板件。
  • 后部上盖板:是后窗与行李箱盖之间的一块板件,用于安装行李箱盖铰链。
  • 后翼子板:又称为后侧围板,是后部车身两侧的大块板件,从后车门向后一直延申到后保险杠位置,构成后段车身的侧面。后翼子板通常以焊接方式固定,是后段车身中的重要构件。
  • 后舱门:也称为尾门或背门,用于两厢车,是一整块冲压板件,以接方式安装在车顶板上。后舱门上通常还有玻璃窗、玻璃升降器、雨刮器、门锁等零部件,也是一个复杂的总成。



  • 行李箱盖:是行李箱上盖板,结构比较复杂,通常由外板和内板、内衬、锁闩隔板、支架盖锁内饰板等构成。为了提高行李箱盖的强度和吸能效果,在行李箱内板上装有加强筋。



















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