汽車概論車身

研究總院先期技術(shù)研究所

2012.02.06概述-----車身1、前言2、車型及車身分類3、車身構(gòu)造4、車身件號命名規(guī)則5、白車身材料6、車身試驗(yàn)7、車身設(shè)計(jì)需要考慮的因素目錄1.前言■車身主要包括BIW、閉合件和內(nèi)外飾件,零件數(shù)量占整車一半以上,是汽車的骨架,在整車結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著承上啟下的作用;■承載式車身是一切總裝件、發(fā)動機(jī)、底盤機(jī)構(gòu)、電器元件的載體，是汽車乘坐安全性和舒適性的保障；■車身既影響整車外觀,又影響整車性能,是汽車的重要組成部分。實(shí)踐一再表明：整車生產(chǎn)能力的發(fā)展取決于車身的生產(chǎn)能力；汽車的更新?lián)Q代在很大程度上也決定于車身。凡此等等都足以說明，汽車工業(yè)發(fā)展到今天成為重要的支柱產(chǎn)業(yè)，而重中之重則非車身莫屬。車身造型車身結(jié)構(gòu)車身設(shè)計(jì)車身制造工藝學(xué)汽車人機(jī)工程學(xué)汽車空氣動力學(xué)車身CAD/CAM/CAE車身專業(yè)課程：車型分類大客車越野車(SUV)貨車面包車MPV轎車2.車型及車身分類2.1車型分類根據(jù)汽車的用途的不同，汽車主要可分為六大類：

其他的分法，如轎車根據(jù)車身形狀可以分為三廂、兩廂和兩廂半；根據(jù)排量不同又可分為微車(0.6-1)、經(jīng)濟(jì)型車(1.3-1.5)、中級車(1.6-1.8)、中高級車(2.0-2.8)、豪華轎車(3.0-4.2)和超豪華轎車(6.0)等?？ㄜ囉指鶕?jù)載重能力不同可分為微卡(<1t)、輕卡(1t-3t)、中卡(4t-8t)和重卡(>10t)等。2.2車身結(jié)構(gòu)分類從結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，按車身承載力的不同，車身可分為三類：■承載式車身:

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒有車架，車體和車架溶為一體，底盤和發(fā)動機(jī)安裝在車身上；整車結(jié)構(gòu)緊湊、底盤低，如轎車；■非承載式車身:

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有獨(dú)立的車體和車架，車體與車架之間通過螺栓連接，車體可以拆卸；整車結(jié)構(gòu)大、底盤高，如卡車和大客車；■半承載式車身：其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)介于承載式車身和非承載式車身之間，汽車有部分車架，且車體與車架之間通過焊接的方式連接，車體不可拆卸；整車結(jié)構(gòu)大小和底盤高度介于轎車和客車之間，如面包車。2.車型及車身分類3.1車身構(gòu)成分類■車體：由沖壓件焊接方式連接，不可以拆卸的車身部分，如地板、側(cè)圍等；■閉合件：由沖壓件裝配方式連接，可以拆卸的車身部分，如車門等。■內(nèi)外飾：由塑料、橡膠件通過裝配方式連接的，可以拆卸的一些總裝散件和功能件，如保險(xiǎn)杠、儀表板、座椅、后視鏡、洗滌器等。3.車身結(jié)構(gòu)車體內(nèi)外飾閉合件3.2車體構(gòu)成車體一般由沖壓件焊接而成，在結(jié)構(gòu)上可分為以下幾個(gè)大的總成：A頂蓋總成 B側(cè)圍總成 C發(fā)動機(jī)艙總成D前地板總成 E后地板總成ACBDE3.車身結(jié)構(gòu)下車體上車體3.2車體構(gòu)成從焊接工藝角度考慮，車體又可分為以下兩個(gè)大類：■上車體（UpperBody）：包括頂蓋總成和側(cè)圍總成■下車體（UnderBody）：包括發(fā)動機(jī)倉總成、前地板總成和后地板總成3.車身結(jié)構(gòu)3.3閉合件構(gòu)成由沖壓件構(gòu)成，通過鉸鏈、螺栓方式連接的，可以拆卸的車身部分；這些零件的特點(diǎn)是屬于外覆蓋件，表面質(zhì)量要求高，主要包括以下部分：■前后車門總成■前罩總成■行李箱總成■翼子板總成3.車身結(jié)構(gòu)1、保險(xiǎn)杠總成；2、儀表臺板總成（IP）；3、前后門板內(nèi)飾總成；4、控制箱總成；5、頂蓋內(nèi)襯；6、地毯總成；7、立柱、門檻內(nèi)飾總成；8、消音隔熱系統(tǒng)；3.4內(nèi)外飾構(gòu)成由塑料、橡膠件構(gòu)成，通過裝配方式連接的，可拆卸的車身部分，內(nèi)外飾主要用途是滿足車身外觀和乘座舒適性等功能的需要，主要包括以下幾個(gè)總成：3.車身結(jié)構(gòu)3.6按零件大小劃分

在工藝上和質(zhì)量管理上，由于零件的大小不同，該零件的模具制作成本、制作周期和零件的質(zhì)量要求不同，常根據(jù)零部件的大小來對ＢＩＷ零件進(jìn)行分類，見下表。類型模具制作周期成本質(zhì)量要求制造難度制造商大型外覆蓋件長高高大國外大型內(nèi)覆蓋件長高高較大國外或者臺灣中型結(jié)構(gòu)件較長高高較大國內(nèi)著名廠家小型結(jié)構(gòu)件短低較高低一般供應(yīng)商自制3.車身結(jié)構(gòu)BIW大型外覆蓋件大型內(nèi)覆蓋件中型結(jié)構(gòu)件小型結(jié)構(gòu)件3.6按零件大小劃分3.車身結(jié)構(gòu)4.1白車身件號命名規(guī)則工程化時(shí)需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關(guān)系變成“組”及其下屬的“分組”號碼，每個(gè)零部件及其圖樣都給定一個(gè)編號，以便于對全部圖樣進(jìn)行管理，參見QC/T265-2004《汽車零部件編號規(guī)則》。白車身編號側(cè)圍5401000-x015402000-x01頂蓋5701000-x01發(fā)動機(jī)倉總成5302000-x01前地板總成5102000-x01后地板總成5104000-x01行李箱總成6301000-x01前罩總成8408100-x01后門車總成6211000-x016212000-x01前車門總成6111000-x016112000-x014.車身件號命名規(guī)則4.2內(nèi)外飾件號命名規(guī)則側(cè)圍內(nèi)飾5401xxx-x015402xxx-x01頂蓋內(nèi)飾5702xxx-x01發(fā)動機(jī)倉內(nèi)飾5305xxx-x015304xxx-x01前地板內(nèi)飾5108xxx-x01后地板&行李箱內(nèi)飾5109xxx-x01前罩內(nèi)飾5014xxx-x01后門車內(nèi)飾6202xxx-x01前車門內(nèi)飾6102xxx-x01前后保險(xiǎn)杠2803xxx-x012804xxx-x014.車身件號命名規(guī)則內(nèi)外飾編號5.1材料的類型根據(jù)材料化學(xué)成分和加工工藝的不同■冷軋鋼板：白車身的絕大部分材料采用冷軋鋼板。冷軋鋼板的延伸率范圍較廣(28%-42%)，抗拉強(qiáng)度從250-270MPa不等，適用于車身內(nèi)外蒙皮和各種結(jié)構(gòu)件?！鰺彳堜摪澹很囉脽彳堜摪逖由炻史秶鷱?7%-39%不等，抗拉強(qiáng)度從270-440MPa不等。與冷軋鋼板相比，熱軋鋼板材料價(jià)格低、強(qiáng)度高、但表面質(zhì)量較差，適用于厚度在1.8mm以上的結(jié)構(gòu)件和支架等?！鲥冧\鋼板：其基材為普通冷軋鋼板或者高強(qiáng)度板，基本力學(xué)性能與基材相同；鍍鋅鋼板主要特點(diǎn)是用于防銹蝕，缺點(diǎn)是可焊接性能較普通鋼板差，對模具質(zhì)量要求很高，并且材料價(jià)格高于普通鋼板，主要運(yùn)用于車身外觀件、易磨損件（與運(yùn)動機(jī)構(gòu)相連接）、涂裝難以達(dá)到的件（注：高檔轎車采用鍍鋅鋼板比例大些）。5.白車身材料■高強(qiáng)鋼板：其強(qiáng)度高于普通鋼板，但延伸率低于普通鋼板，采用高強(qiáng)度鋼板可減輕車身重量。主要用于車身上受力較大的結(jié)構(gòu)和與安全相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，如車身前后碰撞橫梁、DoorBeam、發(fā)動機(jī)倉邊梁和一些車身連接板、安裝板和加強(qiáng)件等。由于高強(qiáng)度鋼板材料比較貴，且對模具的使用壽命有影響，所以經(jīng)濟(jì)型車采用高強(qiáng)度鋼板較少。采用高強(qiáng)度鋼板可提高車身安全性和外覆蓋件的抗凹陷性，但高強(qiáng)度鋼板因材料強(qiáng)度增加、力學(xué)性能下降，更易產(chǎn)生破裂、尺寸和形狀精度不良的傾向。易發(fā)生破裂的主要原因是總延伸率、r值和n值低的緣故。尺寸、形狀精度不良主要是屈服和拉深強(qiáng)度高，在沖壓成形后的殘余應(yīng)力和回彈大等原因造成的。5.白車身材料■高強(qiáng)鋼板的定義：5.白車身材料高強(qiáng)鋼：550MPa>TS>210MPa超高強(qiáng)鋼：TS>550MPaBsteel內(nèi)板外板白車身，懸掛件輥壓成形常規(guī)沖壓熱成形1234TWIP按照屈服強(qiáng)度（YS）定義■激光拼焊鋼板：是由不同厚度的兩塊或兩塊以上鋼板，采用激光焊接在一起,然后進(jìn)行沖壓成形。其特點(diǎn)主要是同一個(gè)零件有不同厚度，由于激光拼焊鋼板材料較貴，對模具要求很高，所以經(jīng)濟(jì)型車一般不采用。由拼焊板生產(chǎn)的汽車車身零部件

5.白車身材料■激光拼焊鋼板：案例：由拼焊板生產(chǎn)的門內(nèi)板無鉸鏈加強(qiáng)板，可實(shí)現(xiàn)輕量化。5.白車身材料拼焊板（1件）傳統(tǒng)的門內(nèi)板總成設(shè)計(jì)（2件）控制拼焊線的移動是關(guān)鍵5.2材料的規(guī)格根據(jù)材料化學(xué)成分和加工工藝的不同，可分為不同的規(guī)格（以寶鋼材料為例）：■冷連軋低碳鋼板：

DC01(一般用途)、DC03（沖壓用）、DC04（深沖壓）、

DC05（特深沖壓）、DC06（超深沖壓）■沖壓用冷連軋鋼板：

BLC(一般用途)、BLD（沖壓用）、BUSD（深沖壓）、

BUFD（特深沖壓）、BSUFD（超深沖壓）■熱連軋鋼板：

SPHC(一般用途)、SPHD（沖壓用）、SPHE（深沖壓）■熱鍍鋅鋼板:DC51D+Z(一般用途)、DC52D+Z（沖壓用）、DC53D+Z（深沖壓）、

DC54D+Z（特深沖壓）、DC56D+Z（超深沖壓）■電鍍鋅鋼板:BLCE+Z(一般用途)、BLDE+Z（沖壓用）、BUSDE+Z（深沖壓）、

BUFDE+Z（特深沖壓）、BSUFDE+Z（超深沖壓）■高強(qiáng)度鋼板：

B170P1（沖壓用）、B210P1(一般用途)、B250P1（結(jié)構(gòu)用）、

B180P2(一般用途)、B220P2（結(jié)構(gòu)用）5.白車身材料5.3材料的選用原則

■材料強(qiáng)度特性的選用原則：材料的選擇首先要滿足零件的強(qiáng)度要求，而材料的強(qiáng)度和延伸率又是相對應(yīng)的，強(qiáng)度越好，延伸率越低，延伸率太低又會造成零件成型困難，所以在選用材料時(shí)要綜合考慮零件對強(qiáng)度和延伸率的要求。對厚度超過1.8mm的零件建議盡量用熱軋板等，這樣能提高零件的強(qiáng)度?！霾牧贤庥^特性的選用原則：

a）外觀件：選用表面質(zhì)量較高的材料，如側(cè)圍、翼子板、車門外板等。

b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)件：選用表面質(zhì)量比較低材料，如前后地板、車門內(nèi)板、側(cè)圍內(nèi)板以及其他的一些結(jié)構(gòu)件。

■材料尺寸的選用原則：材料的厚度選用要根據(jù)零件的性能要求而定，太薄不能滿足強(qiáng)度要求，太厚又增加了成本和車身重量，所以料厚選取一定要適中。另外熱軋板厚度誤差比較大，選材料前要考慮好材料的偏差走向。5.白車身材料5.4材料選用舉例

■大型外觀覆蓋件材料的選用大型外觀覆蓋件主要包括側(cè)圍外蒙皮、車門外蒙皮、翼子板、前罩板外板和頂蓋等，這類零件外形尺寸大、形狀復(fù)雜、外觀質(zhì)量要求高（除頂蓋外均為A級面），一般選用拉延性能比較好的冷軋薄鋼板。面包車以及微型轎車等低檔車，一般選用DC04冷軋鋼板，如果形狀特別復(fù)雜（比如側(cè)圍，頂蓋等）可以選用拉延性能更好的DC06冷軋鋼板，對于中檔以上轎車或者部分經(jīng)濟(jì)型轎車，大型外覆蓋件（除頂蓋外）一般選用防腐蝕性能良好的鍍鋅鋼板（例如前車門）。側(cè)圍外蒙皮（DC06,t=0.8）前門外蒙皮（BUSDE+Z(t=0.75,0/35)）5.白車身材料5.4材料選用舉例

■大型內(nèi)覆蓋件材料的選用大型內(nèi)覆蓋件主要指側(cè)圍內(nèi)蒙皮、前地板、后地板、前壁板及車門內(nèi)蒙皮等，這類零件外形尺寸大，形狀復(fù)雜，但零件表面質(zhì)量要求不高，一般采用延展性比較好的材料，如DC04，DC06等。后地板（DC06,t=0.8）

前璧板（DC04,t=0.8）5.白車身材料5.4材料選用舉例

■中小型結(jié)構(gòu)件材料的選用。這類零件一般外型較小，形狀較簡單，屬于受力件，盡量采用強(qiáng)度較高的材料，如DC01等，如果形狀復(fù)雜可采用DC03，或者DC04等。換檔加強(qiáng)件（DC03）前側(cè)梁加長段加強(qiáng)件（DC03）■螺母板及各種支架材料的選用。由于白車身的支架受力較大，一般選用強(qiáng)度較高、材料比較厚的冷軋鋼板或者熱軋板。后排座椅安全帶安裝加強(qiáng)件（SPHC）

備胎安裝支架（DC01）

油箱后支架（SPHC）

5.白車身材料■特殊結(jié)構(gòu)件材料的選用為了滿足碰撞法規(guī)，車身某些部位需要采用高強(qiáng)度鋼板，如轎車的前后碰撞橫梁，車門的防側(cè)碰橫梁等部位。前門防撞橫梁(t=1.5)

前碰撞橫梁外板（t=1.25）為了減輕整車重量，車身某些部位采用激光拼焊板。前縱梁內(nèi)板(激光拼焊板,前段(DC01,t=1.8),中段(DC04,t=3.0),后段(DC04,t=1.8))后地板(激光拼焊板,前段(DC01,t=0.8),中段(DC04,t=1.6),后段(DC04,t=0.8))暖風(fēng)機(jī)壓力室板（DC54D+ZF(t=0.8,35/35)）

為了防腐蝕，車身某些容易積水部位采用鍍鋅鋼板。5.白車身材料6.車身試驗(yàn)概述

為了保證汽車使用的可靠性，在開發(fā)中要考慮能否滿足相關(guān)的試驗(yàn)要求，這些試驗(yàn)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，有國標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo)，目前這些標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)試驗(yàn)都能進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，這樣可以降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，縮短開發(fā)周期。車身強(qiáng)度試驗(yàn)是以整車滿載質(zhì)量為加載力計(jì)算■車身剛度試驗(yàn)前懸上下振動車身疲勞試驗(yàn)前懸轉(zhuǎn)向橫向力車身疲勞試驗(yàn)前懸前后制動力車身疲勞試驗(yàn)后懸上下振動車身疲勞試驗(yàn)后懸轉(zhuǎn)向橫向力車身疲勞試驗(yàn)后懸前后制動力車身疲勞試驗(yàn)車身扭轉(zhuǎn)剛度試驗(yàn)車身彎曲剛度試驗(yàn)背門加力開閉疲勞試驗(yàn)背門完全開閉疲勞試驗(yàn)前罩蓋側(cè)向加載疲勞試驗(yàn)前罩蓋完全開閉疲勞試驗(yàn)前罩蓋加力開閉疲勞試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)門邊上加載疲勞試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)門垂直加載疲勞試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)門加力開閉疲勞試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)門完全開閉疲勞試驗(yàn)背門在鎖止位置的扭轉(zhuǎn)剛性試驗(yàn)背門在開啟位置的扭轉(zhuǎn)剛性試驗(yàn)前罩蓋鉸鏈固定點(diǎn)剛性試驗(yàn)前罩蓋扭轉(zhuǎn)剛性試驗(yàn)前罩蓋彎曲變形剛性試驗(yàn)前罩蓋彈性變形剛性試驗(yàn)■閉合件剛度試驗(yàn)■車身強(qiáng)度（疲勞）試驗(yàn)■閉合件強(qiáng)度（疲勞）試驗(yàn)■車身模態(tài)試驗(yàn)■車身閉合件試驗(yàn)前門電動搖機(jī)電機(jī)安裝點(diǎn)剛性

后門剛性（全開）中門加力開閉疲勞試驗(yàn)

背門鉸鏈固定點(diǎn)剛性

6.車身試驗(yàn)7.1造型7.2總布置7.3成本因素7.5工藝要求7.4法規(guī)要求7.6專利規(guī)避7.車身設(shè)計(jì)需要考慮的因素7.1造型--造型趨勢■汽車造型在形式上更趨簡潔化、整體化，在風(fēng)格上突出創(chuàng)作感、張力感，強(qiáng)調(diào)線條的雕刻感和曲面的張力，強(qiáng)烈的視覺沖擊?！銮氨ｋU(xiǎn)杠不再有明顯的突出，逐漸融入車身成為一體。■前護(hù)柵由獨(dú)立于前罩蓋與保險(xiǎn)杠之間到合于前罩蓋再到融于前保險(xiǎn)杠的造型之中?！鰹檫m應(yīng)行人碰撞法規(guī)的要求，前罩蓋的高度逐漸增加?！銮按鬅魹槎酂艚M合式設(shè)計(jì)，即將遠(yuǎn)光、近光、轉(zhuǎn)向燈、位燈全設(shè)計(jì)進(jìn)一個(gè)大燈罩內(nèi)?！鯝柱更加傾斜并由分割的兩部分合為一部分，由車門的上邊框改變?yōu)閭?cè)圍的一部分。■B柱隱藏使車窗連成整體，車窗的下沿線有提高的趨勢。側(cè)圍浮雕線逐漸減少，盡量保持造型面簡潔、整體?！龊蟊ｋU(xiǎn)杠與車身沒有明顯的分界，形態(tài)也更成為了一體，且尾燈的位置逐漸提高。7.車身設(shè)計(jì)需要考慮的因素7.1造型--造型與車身結(jié)構(gòu)造型對車身結(jié)