一、车身概述与分类
“车身”这一概念起源于法语 < carosserie>这是对汽车整体结构的命名,在专业术语中也称作车体,因为它是建立在汽车底盘结构之上。从历史上来看,人们将车身的发展起点定义为首辆装有车轮的汽车。其中包括最初的敞开式,之后发展为封闭式的轿式马车。
1.非自承载式车身(非承载式车身)
最初的车身不是自承载式车身 ,而是装在一个车架或底盘上,也称为 Chassis(底盘)。车架使用梯形机架和管式车架两种形式。目前载重汽车和越野汽车还在使用这种梯形机架。
原则上,车身与汽车制造商没有必然的联系,因此就出现了底盘制造商和车身制造商。相应来说,车身能够适应并安装在不同的底盘上 。
后来,开始使用平台来制造车身。车身结构被放置到专门的平台上进行连接。然后再安装到成品底盘上。
2.自承载式车身(承载式车身)
下载APP,领双11津贴
出于减轻车辆重量的需要,制造商开始寻求新的解决方案,即不带有独立的、沉重框架的车身。
自承载式结构的车身便满足了这一要求。在板材加工中通过应用新的技术方案促进了这一发展。
根据这一结构原理,通过不同的装配技术(例如焊接、钎焊和粘接)将承载式车身牢固地连接在一起。这种结构型式是当今汽车制造的普遍标准。
3.车身应用材料
车身最初采用木材制成,并通过相应的外部油漆涂装、材料或塑料来美化木材的外观,同时防止了外部的腐蚀影响。
而现代车身,不仅显著改善了结构而且还优化了其截面。在规定的车身区域,越来越多地使用专门的特种材料。特种材料可根据材质及其处理方法进行区分。通过这些不同的材质,在机械强度和防腐方面更好地满足了车辆局部负载的要求。
这些特种材料中,首先使用的是钢材。发展到后来,从轻质结构出发也越来越多地使用铝和塑料。
二、车身要求与结构
车身的核心部分是乘员乘坐的部分。车身本身就是运送乘员的“运输容器”。
1.车身要求
随着技术的发展,车身要满足越来越复杂的要求:
◆乘员的运输空间。
◆满足 舒适要求,例如方便性、降噪等。
◆采用用于驱动装置和动力传输的所有技术部件。
◆采用用于舒适系统的所有技术部件。
◆采用加热、通风和空调系统。
◆采用所有的安全系统。
◆车身的结构设计,应该能尽量减小可能发生的危险,例如事故对车内外造成的伤害。
◆形象效果。
2.车身构造
车身可以分为两个主要区域:
◆内部车身结构
◆车身结构的外部蒙皮
车身结构的内部部分,也称为乘员舱,出于安全考虑乘员舱应具有抗变形的特性。
车身前后区域应能充分吸收和消除碰撞能量(根据碰撞安全要求设立变皱区)。对于现代汽车,这也适用于侧面区域和车顶。
车身所示为带有外部蒙皮的车身内部结构。
2009年款高尔夫的车身:
2006年款帕萨特的车身:
3.车身结构组成
车身结构是整个车身最重要的核心部分。现代车身必须满足当今广泛的复杂要求。因此要按以下重点优化车身:
◆强制安全
◆轻质结构
◆稳定性和抗振强度
◆行人保护
◆防腐
除了所用半成品和型材的几何/结构设计之外,可以通过在车身部分使用不同强度的适当材料达到优化的目的。
首先使用的材料是钢。鉴于轻量化的要求也使用铝和塑料。越来越多地使用高强度钢板,高强度热成形钢板具有极高的强度 。
在 900 至 950 °C 的温度下对热态钢板进行成形。通过规定的冷却过程实现高强度、高硬度的结构。这种钢板也称为模淬钢板。因此可以制作细长很轻的车身部件,这不影响强度。下图所示为当前高尔夫车身所用的不同材料。
部件的最高强度钢板:
◆车内 A 柱
◆座椅基座
◆车外大梁
◆前纵梁的前置托架
◆后保险杠横梁
部件上的热成形高强度钢板:
◆前保险杠横梁
◆脚部空间的横梁
◆车内大梁
◆中央通道
◆A 柱区域 / 车顶框架
◆B 柱