《汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計（第3版）》 課件 第6章 車身部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計

《汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計（第3版）》配套課件第一章

車身概論第二章

車身總體設(shè)計第三章

車身概念設(shè)計第四章車身結(jié)構(gòu)力學性能分析計算第五章

車身結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造第六章

車身部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計第六章 車身部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計北京理工大學第一節(jié)

車門第二節(jié)

前、后閉合件第三節(jié)

風窗第四節(jié)

座椅第五節(jié)

乘員約束系統(tǒng)第六節(jié)

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)第七節(jié)

其他附件一、車門簡介車門是車身上一個獨立的總成，關(guān)系整車安全性、乘員操作與上下車的方便性、空氣動力特性、密封性和噪聲，還會影響造型效果。車門上附件較多，開關(guān)頻繁，因此對性能和可靠性要求都很高。車門的功能要求車門應(yīng)有必要的開度，以保證人和貨物進出方便。要求其開關(guān)靈活，且開啟后能停止在最大開度和半開的位置上。車門安全可靠，關(guān)閉時能鎖住，不得因振動、碰撞而自動開啟，且能防盜（防止外人伸及鎖住的車輛內(nèi)部）。行車或撞車時，車門不會自動打開。發(fā)生車輛側(cè)撞或滾翻時，車門能起到結(jié)構(gòu)支撐作用，且能正常打開。操作性良好。車門開關(guān)方便，玻璃升降輕便、靈活，部件系統(tǒng)可靠、耐久。具有良好的密封性，使乘員與外界隔離。傳入車室內(nèi)的噪聲最小，灰塵和廢氣的吸入量最少，并應(yīng)有防止水積存于門腔內(nèi)的措施。車門應(yīng)具有足夠的剛度，不易變形下沉，行車時不振響。制造工藝性好，易于沖壓并便于安裝附件，同時要求拆裝、修理方便。車門造型與整車協(xié)調(diào)，保證表面齊平，門縫間隙均勻，色彩與內(nèi)飾和整車匹配。應(yīng)符合人機工程學的要求，如空間尺寸、操作件位置和視野障礙等要求，以提高乘員舒適性。車門的功能要求二、車門的結(jié)構(gòu)與組成車門一般由門體、車門內(nèi)飾和車門附件組成。門體：即白車門，它支承車門內(nèi)所有附件并控制其位置關(guān)系，是包括車門內(nèi)板、外板、門體加強板、抗側(cè)撞梁、窗框等零件的焊接總成。門體結(jié)構(gòu)按窗框的形式，可分為無窗框結(jié)構(gòu)和有窗框結(jié)構(gòu)，有窗框結(jié)構(gòu)又分為組裝式結(jié)構(gòu)和整體式結(jié)構(gòu)。二、車門的結(jié)構(gòu)與組成（一）門體結(jié)構(gòu)形式圖7-4

組裝式窗框車門內(nèi)外板車門外板車門外板一般由厚度為

0.65～0.85mm的薄鋼板沖壓成形，其外形和制造的表面質(zhì)量必須符合車身造型的要求。由于輕量化和側(cè)面碰撞安全性的要求，車門外板廣泛使用高強度鋼板。車門內(nèi)板車門內(nèi)板是幾乎所有車門附件的安裝體，是車門重要的支撐板件，一般采用0.7～0.85mm的薄鋼板拉深成形。對于整體式門內(nèi)板，拉深深度形成門體厚度的側(cè)板。車門內(nèi)板J平面和窗臺截面圖7-5

車門J平面和窗臺截面a—玻璃厚度

b—腰線到玻璃的距離

c—金屬到玻璃的距離

d—腰線上的點

e—內(nèi)飾板厚度

f—內(nèi)腰帶梁截面寬1

—車門外板

2—加強板

3

—車門內(nèi)板

4

—窗框車門加強板車門加強板用以提高附件安裝部位的剛度和連接強度。激光拼焊鋼板已廣泛應(yīng)用于車門內(nèi)板的側(cè)板，它可以省去鉸鏈加強板及其工裝模具，并可以提高車門剛度，減輕車門質(zhì)量。圖7-6

加強板和抗側(cè)撞梁圖7-7

激光拼焊板在車門內(nèi)板中的應(yīng)用抗側(cè)撞梁為使車輛抗側(cè)撞性能達到安全標準的要求，轎車大多在車門內(nèi)裝有抗側(cè)撞梁。該梁可以是圓管，也可以是用高強度鋼板沖壓成形的異型截面梁，截面厚度33～36mm，兩端通過連接件焊接在門內(nèi)板上。(二)

車門內(nèi)飾車門內(nèi)飾除了用以裝飾車室內(nèi)部外，還可以起到隔聲、吸聲、防止車外灰塵進入和水侵入的作用。由于車門內(nèi)飾及構(gòu)件軟化，在車輛碰撞時能保護乘員，提高安全性。車門內(nèi)飾結(jié)構(gòu)是由芯材、襯墊、蒙皮、內(nèi)飾固定板及附件組成。轎車車身大多采用成型內(nèi)飾，有真空成型、發(fā)泡成型、注塑成型、熱沖成型和樹脂沖壓成型等。圖7-9

成型車門內(nèi)飾板(三)

車門附件圖7-10

車門鉸鏈和限位器1、車門鉸鏈及限位系統(tǒng)門鉸鏈：車門通過上、下鉸鏈懸掛在門柱上，整個車門（包括門內(nèi)飾板）的重量及任何作用在車門上的力，在車門關(guān)閉的狀態(tài)下，是由兩個鉸鏈、門鎖及固定在車身門柱上的鎖閂系統(tǒng)來支承；而在車門打開時，則全由鉸鏈支承。車門的下垂，通常是由于在載荷作用下，鉸鏈與車身或車門的連接部位發(fā)生變形所致。車門鉸鏈圖7-11

車門鉸鏈的種類1

—車門合頁

2

—連桿

3

—二力構(gòu)件

4

—門柱合頁

5—彈簧

6—鉸鏈軸線門鉸鏈因使用頻率高，要有很高的耐久性、強度和可靠性，受到再大的沖擊，鉸鏈也不能與車身分離。門鉸鏈有合頁式和臂式兩種。臂式的鉸鏈軸安裝在門柱內(nèi)，所以要求門柱粗大。其優(yōu)點為軸線相對車門的位置較遠，開門時能使門往外移，因而不易與門框或車身其他部分干涉?，F(xiàn)代轎車車身廣泛采用合頁式鉸鏈，兩個合頁分別固定在車門和車身門柱上，合頁之間用銷軸定位和連接，鉸鏈軸線在門柱以外，與臂式鉸鏈相比質(zhì)量輕、剛度高和易于裝配。車門限位器車門開度限位器具有門半開時的支承功能和全開時的制止功能，其作用是限制車門的最大開度，防止車門外板與車身相碰，并使車門停留在所需開度，防止車門自動關(guān)閉。它和門鉸鏈一樣使用頻率高，故要求它有很高的耐久性和可靠性。車門的最大開度一般在65°~70°。2、門鎖系統(tǒng)門鎖系統(tǒng)是控制車門可靠鎖緊和安全開啟的系統(tǒng)的總稱，一般分為手動式（機械式）門鎖和電動門鎖。目前，一般汽車都采用了電動門鎖，從而實現(xiàn)了門鎖的中央控制和遙控等功能。門鎖系統(tǒng)構(gòu)造主要包括嚙合部分和連動機構(gòu)部分。嚙合部分連接車門和車身，鎖閂（鎖環(huán)）一般固定在車身門柱上，鎖體裝在門體內(nèi)。鎖閂和鎖體的嚙合形式有轉(zhuǎn)子卡板式和齒輪齒條式?？ò迨芥i嚙合可靠，可承受較大的車輛前后方向和車門開閉方向的載荷，對裝配精度要求不很苛刻，現(xiàn)在用得最多。連動機構(gòu)是門內(nèi)、外側(cè)手柄及其操作力的傳動部分和鎖止、開啟部分，包括門內(nèi)鎖止桿和鎖芯。鎖芯是實現(xiàn)在車外鎖止和解除鎖止的機構(gòu)，可以布置在車門鎖外手柄上，也可布置在外手柄之下的車門外板上。內(nèi)鎖止機構(gòu)是在車內(nèi)鎖止的機構(gòu)，鎖止后，在車外不用鑰匙就無法打開車門。它有兩種基本形式，即窗臺上的按鈕式和內(nèi)手柄上的按鍵式，后者由于使用方便可靠，目前更為常見。門鎖系統(tǒng)構(gòu)造對門鎖系統(tǒng)的要求1）門鎖必須可靠地將車門鎖閉，在汽車行駛中車門不允許自動打開；2）車門的開啟與關(guān)閉應(yīng)輕便、靈活；3）能承受縱向力、橫向力及慣性力，開關(guān)輕便滿足法規(guī)要求；4）設(shè)有鎖止機構(gòu)情況下，鎖止時（如按下鎖止按鈕或車外用鑰匙鎖止），扳動車門內(nèi)、外手柄不能打開車門，在車外只有用鑰匙才能打開車門，在車內(nèi)只有先拉起鎖止按鈕才能打開車門；5）車門開啟，鎖止按鈕按下時，關(guān)閉車門撞動鎖爪，即可通過聯(lián)動桿來解除鎖止狀態(tài)，同時可防止由于鑰匙忘在車內(nèi)而打不開車門。3、玻璃升降系統(tǒng)車門玻璃升降系統(tǒng)的功能：一是支撐和保護玻璃，二是使玻璃升降能隨意停位。玻璃升降系統(tǒng)由支承玻璃的托架、導(dǎo)軌和玻璃升降器等組成。玻璃升降系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求：1）車門玻璃升降平順，工作可靠，無沖擊阻滯現(xiàn)象。2）操縱輕便省力。3）具有防止玻璃受外力時升降器倒轉(zhuǎn)的機構(gòu)，防止人從車外能夠迫使玻璃滑下。4）對于電動玻璃升降器，還應(yīng)考慮防夾功能。車門玻璃升降器的結(jié)構(gòu)類型常用的玻璃升降器有臂式傳動和鋼絲繩式傳動兩種結(jié)構(gòu)類型。鋼絲繩式玻璃升降器可通過改變鋼絲繩長度來任意確定手柄軸的位置，非常適用于曲面玻璃和玻璃較寬或形狀不規(guī)則的情況。車門玻璃升降器的結(jié)構(gòu)類型臂式升降器又分為單臂式和雙臂式，而雙臂式又分為交叉臂式和平行臂式兩種。車門窗框上具有平行的玻璃導(dǎo)槽，可采用單臂式結(jié)構(gòu)。車門窗框不平行，即玻璃形狀不規(guī)則，導(dǎo)向槽短，則應(yīng)采用交叉臂式(或鋼絲繩式)結(jié)構(gòu)。圖7-16

臂式玻璃升降器的結(jié)構(gòu)類型1

—扇形齒輪

2

—玻璃導(dǎo)向槽

3

—升降臂

4

—小齒輪

5—彈簧4、密封系統(tǒng)車門與車身門框之間的密封：車門與車身門框之間是通過安裝橡膠密封條來實現(xiàn)車室內(nèi)部與外界的隔離，以防雨水、灰塵、風和噪聲侵入車內(nèi)。密封條還對車門的關(guān)閉起到緩沖作用，同時防止車輛在行駛中發(fā)生振響和氣流嘯聲。密封條材料密封條的材質(zhì)一般是表面具有合成橡膠護膜的海綿橡膠，也有采用硬質(zhì)橡膠或SBR海綿的。表面護膜采用氯丁二烯或氯磺化聚乙烯類的合成橡膠，護膜厚度0.1~0.5mm，它不僅改善了密封條的耐候性和耐磨性，而且使密封條外形美觀。要求：彈性好,

永久變形小。良好的耐候性和耐老化性，低溫下不發(fā)硬。具有一定的強度和表面護膜的耐磨性。吸水率低。便于成形(擠壓成形或模具成形)

和裝配(如與車漆表面能牢固粘接且無污染性)。車門密封條的固定方式密封條布置形式分為安裝在車門上的、安裝在車身上的或兩種形式并用的。車門密封條的固定方式有粘接、卡扣固定、嵌入式固定或夾持等。圖7-17

車門密封條裝配方式實例密封條的彈性特性當出現(xiàn)車門與車身門框之間間隙不均勻時(如制造偏差)，密封條設(shè)計應(yīng)當使其載荷不會有大的變化。即密封條的彈性特性最好取用圖示中間一段。如果取用載荷變化大的一段，雖然密封性可以提高，也可以減小車門振動，但會使車門關(guān)閉力加大且振響聲大。密封條的截面形狀車門密封條的截面形狀一般分中空型和唇形兩種，現(xiàn)在廣泛采用中空壓縮型密封條。一般車門下部采用雙層密封。密封條與門框安裝間隙設(shè)計時要盡可能使車門四周與門框之間間隙均勻，密封條與門框接觸面及貼合方向一致，以便獲得均勻的壓力，并防止密封條因受力方向變化而扭曲、撕脫。圖7-19

車門密封實例Ⅰ—兩門轎車

Ⅱ—四門轎車門窗玻璃的密封結(jié)構(gòu)門窗密封主要靠玻璃導(dǎo)槽和車門窗臺處橫置的密封條。玻璃導(dǎo)槽一般采用粘接或嵌入的方式裝配在門窗框的結(jié)構(gòu)凹槽內(nèi)。斷面形狀設(shè)計時，要考慮導(dǎo)槽與窗框的裝配關(guān)系。為了減小玻璃升降阻力，導(dǎo)槽兩側(cè)通過植絨的唇邊或柔軟的壓縮面貼于玻璃，使玻璃升降平穩(wěn)、輕便。三、車門布置設(shè)計車門是車身結(jié)構(gòu)的一部分，其外形尺寸受車輛總體外形（主要是車身側(cè)面外形）和車室內(nèi)部布置空間的約束。車門鉸鏈布置：鉸鏈軸線的布置影響車門的擺動軌跡。在車身外形設(shè)計的初級階段，就需要布置鉸鏈軸線并對車門旋轉(zhuǎn)軌跡進行校核，防止車門邊緣與周邊結(jié)構(gòu)(如前翼子板、門框)

或前、后門之間發(fā)生干涉，確保造型設(shè)計(門縫線設(shè)計)

的可行性，并確定門柱尺寸等。上、下鉸鏈間距車門鉸鏈受力分析上、下鉸鏈間距在布置鉸鏈時要注意加大上、下鉸鏈的間距。間距越大，鉸鏈處受力越小。但間距大小受車身外形的制約。一般轎車，上鉸鏈的上端到下鉸鏈的下端的間距大約在350

~500mm，大多保持在400mm

左右。鉸鏈軸線寬度方向布置鉸鏈軸線在寬度方向的布置：鉸鏈軸線與車門外板表面的距離越大，則越容易發(fā)生干涉，所以鉸鏈軸線應(yīng)盡可能向車身寬度方向外移(使靠近車身表面)，通常鉸鏈軸線至車門外板表面的最寬點距離為30~50mm。但軸線外移受上、下鉸鏈間距的限制。鉸鏈布置時要處理好軸線外移與鉸鏈間距、車門高度三者之間的關(guān)系。鉸鏈軸線的傾斜鉸鏈軸線的傾斜：在道路邊停車并打開車門時，為了使車門下邊緣不刮地且留有一定間隙，往往需要在車門開啟的同時能舉高車門。應(yīng)使車門鉸鏈軸線內(nèi)傾或后傾，內(nèi)傾比后傾效果更好，一般內(nèi)傾角度在4°以內(nèi)。鉸鏈軸線的傾斜根據(jù)所要求的高度升起／下降值，可估算所需要的鉸鏈內(nèi)傾或后傾的角度。2、車門玻璃布置車門玻璃向車身中心的傾斜度和曲率主要取決于車身外形的需要，并影響車門厚度、車室寬度(乘員頭部空間和肩部空間)

和乘員進、出的方便性。常用車門玻璃曲率半徑在1000~1800mm。車門的玻璃表面應(yīng)為鼓形表面，垂直于鼓軸的各截面半徑是變化的，各截面玻璃曲線是一組同心圓弧。玻璃升降器的布置主動臂擺動中心的高度應(yīng)設(shè)在靠近玻璃升程的一半處，可使?jié)L輪在升降時的水平移動量最小，舉升效率高。玻璃質(zhì)心應(yīng)接近通過交叉臂中心的鉛垂線，始終位于兩個支承滾輪之間，臂端的滾輪活動滑槽布置在玻璃長度中間的1/3

段上，以使升降平穩(wěn)。3、門鎖系統(tǒng)布置?

在高度上，鎖體應(yīng)略高于車門質(zhì)心或與車門質(zhì)心布置在同一水平線上。從受力的角度看，這樣的布置使車門關(guān)閉時比較穩(wěn)定，可避免車門的最高點在行駛時發(fā)生振動。?

在水平方向上，門鎖與玻璃中心線的相對位置一般有四種情況，即門鎖在玻璃的外側(cè)、內(nèi)側(cè)、中間和脫離玻璃。門鎖在玻璃的外側(cè),

有利于外手柄和內(nèi)鎖止機構(gòu)的布置。中間布置型一般不常用。?

鎖銷的軸線與鉸鏈的軸線應(yīng)垂直。鉸鏈一般都有一個內(nèi)傾角，在布置門鎖時要注意這點。一般門鎖有兩個檔位，門鎖進入第二檔位時，門處于正確位置。門鎖一般是裝在車門內(nèi)板的后端部，主要由外手柄的位置來決定。門內(nèi)手柄的安裝位置，一般是應(yīng)離乘客稍遠一些距離，防止乘客無意碰到而打開車門。門內(nèi)手柄一般是通過聯(lián)動桿來打開門鎖的，因此在設(shè)計門鎖裝置的聯(lián)動機構(gòu)時，要正確地確定各桿件的尺寸并進行運動校核，保證各操縱手柄的位移在合適的范圍內(nèi)，同時避免各桿件在動作時發(fā)生干涉。3、門鎖系統(tǒng)布置4、車門密封條布置車門密封條的截面形狀和尺寸選定后，要細致布置密封條的走向，要確定密封條的受壓方向、壓縮量和門與門框之間的間隙大小，

以保證密封效果和正常的開關(guān)車門的操縱力，并最后確定密封條的固定方式以及車門內(nèi)板與門柱的截面形狀。5、車門主截面的布置取車身中段靠近車身最寬處的截面進行車門內(nèi)部布置。側(cè)窗采用鋼化玻璃，厚度一般為3.5

~4.0mm?？箓?cè)撞梁等所有金屬件與玻璃的間隙不應(yīng)小于18mm，抗側(cè)撞梁與車門外板內(nèi)表面間隙取5mm

左右，用防撞膠填充?？箓?cè)撞梁大多布置在離地面800mm

左右的高度位置。四、車門性能分析及耐久性試驗為了保證車門性能要求，需要對白車門進行各種CAE 分析，一般包括車門扭轉(zhuǎn)剛度分析、車門垂直剛度分析、車門外板凹陷分析、鉸鏈強度和剛度分析、車門邊緣齊平度分析等。必須對車門進行耐久性試驗。車門耐久性試驗時要綜合考慮環(huán)境條件(如溫度、濕度)、車門玻璃位置(如升降至最高、最低或中間位置)、砰擊(Slam)能量(如正常關(guān)門、濫用車門或破壞性砰擊)等。車門開閉耐久性試驗要求第一節(jié)

車門第二節(jié)

前、后閉合件第三節(jié)

風窗第四節(jié)

座椅第五節(jié)

乘員約束系統(tǒng)第六節(jié)

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)第七節(jié)

其他附件一、前機艙蓋和行李艙蓋?

大多數(shù)汽車前機艙蓋前部用鎖固定，后部通過鉸鏈懸掛于車身前圍上蓋板上，是往后開啟的形式。?

行李艙蓋懸掛于后圍擋板上，后端用鎖固定，往前開啟的形式。圖7-27

前機艙蓋1—鎖環(huán)

2—卡板

3—鉸鏈

4—氣動支撐桿圖7-28

行李艙蓋1—內(nèi)板

2—外板

3—粘結(jié)劑1、蓋體外板是車身上的大型覆蓋件，其形狀必須滿足車身造型的要求，為增加其剛度并可靠地固定在車身上，一般由內(nèi)板起加強作用。內(nèi)板沿外板四周設(shè)置，通過翻邊壓合或粘接與外板組合，在內(nèi)板上焊接有安裝鉸鏈、鎖和支撐桿用的加強板。為了結(jié)構(gòu)輕量化，可通過拓撲優(yōu)化等計算方法，在內(nèi)板上去掉受力小(應(yīng)變能小)

的材料。蓋體結(jié)構(gòu)特點與前機艙蓋配合的部件是由翼子板、前圍板、散熱器框架等形成的一個剛性框架。為避免發(fā)動機艙蓋與周邊框架接觸而產(chǎn)生振響，沿周邊設(shè)有一些附加的發(fā)動機艙蓋的支點—橡膠緩沖塊。為保證前機艙蓋與周邊之間的間隙均勻，前機艙蓋是可以調(diào)整的，所以往往在鉸鏈臂上或車身擋板上做有橢圓孔，而鉸鏈與車身的連接是通過螺釘和活動螺母板。對行李箱艙蓋，為了保護行李，在關(guān)閉狀態(tài)整個行李箱艙蓋的周邊應(yīng)該緊緊地壓在行李艙框架的橡膠密封條上。由于轎車上行李艙口幾乎是沿水平布置的，更應(yīng)注意密封性。當氣溫很低時，后者的密封條會與箱口凍結(jié)在一起，打開艙蓋時，密封條可能從膠結(jié)面上被拉下來，所以必須采取沿箱口側(cè)設(shè)流水槽或其他措施。圖7-30

行李艙蓋密封條的裝配方法2、鉸鏈機構(gòu)鉸鏈機構(gòu)應(yīng)滿足下列基本要求：保證蓋有足夠的開度，并在開啟過程中不與車身其他部分干涉。行李箱艙蓋的開度一般在40°～50°左右，發(fā)動機艙蓋開度則可達90°，主要是為了拆卸發(fā)動機方便。開閉蓋必須輕便、靈活，因此鉸鏈機構(gòu)采用平衡彈簧。有足夠的強度和剛度，以保證運動正確、可靠耐久。平衡鉸鏈帶有平衡彈簧的鉸鏈稱為平衡鉸鏈，有簡單平衡鉸鏈和連桿式平衡鉸鏈之分。簡單平衡鉸鏈繞固定軸旋轉(zhuǎn)，可通過恰當?shù)剡x擇軸線位置及鉸鏈臂的形狀，避免蓋在開啟過程中與車身干涉，并保證一定的開度。平衡鉸鏈結(jié)構(gòu)簡單，較多采用。平衡鉸鏈連桿式平衡鉸鏈，在開啟蓋時其瞬時旋轉(zhuǎn)中心是不斷變化的，可以通過改變機構(gòu)連桿尺寸來實現(xiàn)所要求的任何運動軌跡和開度。平衡機構(gòu)彈簧特性平衡機構(gòu)彈簧特性應(yīng)使蓋在關(guān)閉位置時，彈簧力對鉸鏈銷軸線的力矩能夠平衡蓋的重力矩；而在蓋開啟至最大位置時，所需彈簧的平衡力矩應(yīng)略大于蓋的重力矩，以使蓋不會落下。3、鎖止機構(gòu)行李艙蓋鎖止機構(gòu)通常由上、下鎖體，操縱機構(gòu)和安全鉤等組成?，F(xiàn)多用按鈕鎖或卡板鎖。3、鎖止機構(gòu)行李艙蓋鎖止裝置上裝有安全機構(gòu)，必須通過操作鎖止器上的操縱桿或與鎖止器相連接的鑰匙芯才能打開。如用遙控開啟裝置，一般采用纜線控制，操作手柄設(shè)置在駕駛席旁邊。還有電磁式開啟裝置。圖7-34

行李艙遙控開啟裝置1—鎖裝置

2—操作手柄4、蓋體性能分析和試驗在設(shè)計新車型時往往需要根據(jù)設(shè)計要求車型和新設(shè)計蓋體的性能進行分析或試驗。圖7-35

發(fā)動機蓋計算工況（外板沒有表示）二、后背門轎車背門是方背式或快背式轎車上的重要部件。通過兩個鉸鏈懸掛在頂蓋后橫梁上。背門一般采用臂式鉸鏈，空氣彈簧減振支撐桿，卡板式門鎖，門鎖的解扣由拉索控制。需要進行鉸鏈系統(tǒng)的剛度校核、懸掛穩(wěn)定性和門縫邊緣齊平度進行分析，以及對門框尤其是安裝鉸鏈的頂蓋后橫梁進行強度和剛度分析，并盡可能減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量。二、后背門使用電動支撐桿時，能夠用電動驅(qū)動方式，通過傳動機構(gòu)將尾門上升或下降，并能按要求停留在指定位置。第一節(jié)

車門第二節(jié)

前、后閉合件第三節(jié)

風窗第四節(jié)

座椅第五節(jié)

乘員約束系統(tǒng)第六節(jié)

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)第七節(jié)

其他附件一、風窗表面形狀現(xiàn)代汽車上大多采用變母線的曲面風窗表面，其導(dǎo)線(玻璃的法向截面線)的曲率中間小、兩側(cè)逐漸均勻變大，或者風窗中間較大部分采用柱面，兩側(cè)比較彎曲的區(qū)域采用柱狀面、錐面或錐狀面，且中間柱面的曲率半徑R≥

2500mm，兩端的曲率半徑R≥230mm，這樣既有利于制造，也不會引起失真現(xiàn)象。圖7-37

重影的形成機理二、風窗玻璃的種類風窗玻璃必須具有足夠的強度，而且當玻璃被撞擊碎裂時，也不會形成尖角碎片而傷及乘員。風窗玻璃常用的有鋼化玻璃、局部鋼化玻璃和夾層玻璃三類。鋼化玻璃鋼化玻璃是由普通玻璃加熱到接近軟化溫度時，快速用高壓離心風機吹出的風通過噴嘴向熱玻璃表面噴射而制成的。用化學方法也可以對玻璃進行鋼化。鋼化玻璃有較高的內(nèi)應(yīng)力，玻璃的外表面呈壓應(yīng)力狀態(tài)，內(nèi)層受張應(yīng)力，外層的壓應(yīng)力平衡了有外來沖擊時對玻璃造成的張力。一旦破碎，整塊玻璃就會變成大小均勻、無鋒利邊緣的小塊，飛出的動能也很小，故有一定的安全性。鋼化玻璃的缺點是成型后不能再進行裁割，因為一裁割就會破壞內(nèi)部張應(yīng)力層和表面壓應(yīng)力層之間的平衡，從而使整塊玻璃破碎。當撞車破壞時，或由于熱處理后殘留應(yīng)力過大突然發(fā)生自爆的一剎那，玻璃將會失去透明度。玻璃的失透性使駕駛?cè)藷o法辨認方向，很不安全。鋼化玻璃局部鋼化玻璃局部鋼化玻璃是在對加熱了的玻璃進行淬冷時，向玻璃的主視區(qū)和周邊噴射不同壓力的氣流，以造成不同的淬火性能而成的。局部鋼化玻璃破碎后，周邊部的顆粒如全鋼化玻璃，但在駕駛員的主視區(qū)內(nèi)的碎片是由大顆粒和小顆粒成條狀間隔分布的，所以破碎后，由于主視區(qū)的碎片顆粒大，能保持一定的能見度，以使汽車繼續(xù)行駛一段必要的距離。夾層玻璃夾層玻璃是由單層或多層玻璃與單層或多層耐高穿透的PVB薄膜經(jīng)高溫、高壓使之粘合而成的。一般的夾層玻璃是在兩層薄片玻璃間夾一層PVB薄膜的三層復(fù)合體。構(gòu)成夾層玻璃的薄片玻璃是消除了內(nèi)應(yīng)力的具有高光學性能的退火玻璃，通常不再進行熱處理。因此，其強度比鋼化玻璃低。夾層玻璃破碎時，其破碎狀態(tài)與鋼化玻璃截然不同。由于有結(jié)實的中間膜支撐，因此夾層玻璃的破壞局限于被沖擊點的周圍，且呈蛛網(wǎng)裂紋狀，不會出現(xiàn)碎片飛散和玻璃整體破碎的情況。沖擊點以外的大部分區(qū)域不出現(xiàn)小裂紋，所以不會影響駕駛員的視野。三、風窗的密封曲面風窗均為閉式的。在車身的風窗框與風窗玻璃之間，用橡膠密封條連接。密封條起著密封與緩沖作用，可以防止車身受扭轉(zhuǎn)使窗框變形時損壞玻璃。圖7-38

使用聚氨酯密封條的風窗玻璃安裝示例圖7-39

使用不干性密封膠和封條的風窗玻璃安裝示例直接粘接式目前風窗密封方式已由窗框橡膠條嵌接式轉(zhuǎn)向直接粘接式，這種方法不用橡膠密封條，而是采用聚硫橡膠密封層或丁基膠帶來裝配玻璃。粘接式裝配方法可以克服橡膠老化和車身裝配間隙不均勻，產(chǎn)生漏水、透風等缺點，而且裝配時不宜損壞玻璃，外觀也比用橡膠密封條嵌接式好，還能使車身剛度得以提高。圖7-40

使用粘結(jié)方式的后面三角窗的安裝示例第一節(jié)

車門第二節(jié)

前、后閉合件第三節(jié)

風窗第四節(jié)

座椅第五節(jié)

乘員約束系統(tǒng)第六節(jié)

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)第七節(jié)

其他附件一、概述汽車座椅設(shè)計應(yīng)滿足如下要求：應(yīng)具有良好的靜態(tài)特性，即座椅的尺寸和形狀應(yīng)使人體具有合適的坐姿，良好的體壓分布，觸感良好，能調(diào)整尺寸與位置，以保證乘坐穩(wěn)定舒適、操作方便，視野良好。具有良好的動態(tài)特性，以緩和與衰減由車身傳來的振動與沖擊，保證駕駛?cè)四茌^長時間工作而不感到疲勞；乘客能感到乘坐舒適。有足夠的結(jié)構(gòu)強度、剛度和壽命，能在發(fā)生交通事故時盡量減少乘員的受傷程度，即具有足夠的安全性。結(jié)構(gòu)緊湊，外形與色彩應(yīng)美觀、大方，與車身內(nèi)飾協(xié)調(diào)，并盡可能減輕質(zhì)量，降低成本，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。座椅分類汽車座椅按用途和功能可分為駕駛員座椅、副駕駛員座椅、后排乘員座椅、兒童座椅、客車的乘客座椅等；按照結(jié)構(gòu)型式可分為固定式座椅、可調(diào)式座椅、折疊式座椅、整體式座椅、分開式座椅等。對于不同類型的汽車，其座椅的設(shè)計要求各有不同的側(cè)重。二、座椅的結(jié)構(gòu)汽車座椅一般由骨架、坐墊、靠背和調(diào)節(jié)機構(gòu)等組成。一般的座椅結(jié)構(gòu)在座椅骨架上安裝彈簧，然后在彈簧上加襯墊。有的座椅沒有彈簧，而是直接采用加厚的橡膠海綿等作為彈性元件。圖7-41

汽車座椅結(jié)構(gòu)1、座椅骨架座椅骨架固定在車身地板上,

用以支撐整個座椅和人體質(zhì)量。骨架可分為坐墊骨架和靠背骨架兩部分。將兩者做成一個整體的，或用螺栓或靠背傾斜角調(diào)節(jié)裝置等連接在一起的，均稱為整體式骨架。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但靠背與坐墊運動協(xié)調(diào)，便于調(diào)整，舒適性好，多用于駕駛?cè)俗巍烧咄耆梢苑珠_的稱為分開式骨架，如轎車后座；也可以鉸接，稱為可翻式骨架，常見于兩門小轎車或微型轎車的駕駛?cè)俗渭癝UV車上的后排座椅。骨架應(yīng)有足夠的強度和剛度，才能承載和保證安全。圖7-42

座椅骨架1、座椅骨架2、彈性元件彈性元件用以緩和由車身傳來的沖擊，通常由1.2~4.0mm的彈簧鋼絲加工而成，也有用泡沫塑料作為彈性元件的。彈性元件是對座椅的靜態(tài)特性和動態(tài)特性影響最大的構(gòu)件。圖7-43

各種座椅彈簧結(jié)構(gòu)3、襯墊當采用金屬彈簧時，在座椅蒙皮與彈簧架之間常加一層襯墊，用以分散彈簧和人體間的壓力，使座椅表面具有柔軟的感覺，還具有吸收振動和噪聲的功能。要求襯墊應(yīng)柔軟、平坦、具有一定彈性，且無明顯永久變形。襯墊一般由1~3

層聚氨酯泡沫或棕櫚等制成。圖7-44

根據(jù)部位不同硬度變化的襯墊4、蒙皮座椅蒙皮是包在坐墊和靠背總成外表面的一層材料。座椅表面使用蒙皮的目的就是要提高造型特征和座椅表面的感覺，另外也可起到襯墊材料保護膜的作用。常用的蒙皮材料多用織物、人造革、皮革等。要求蒙皮面料有足夠的強度和耐磨性。蒙皮表面有花紋可以增加摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)應(yīng)選得適當，還應(yīng)耐臟并具有良好的透氣性、去濕性、尺寸穩(wěn)定性和阻燃性。5、調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)機構(gòu)用以適應(yīng)不同身材的乘員對乘坐和操作的不同要求，使乘員能有一個舒適的乘坐姿勢。其結(jié)構(gòu)型式多種多樣，可進行前后調(diào)節(jié)、高度調(diào)節(jié)、角度調(diào)節(jié)、翻轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)及座椅轉(zhuǎn)動等。現(xiàn)在一些中高級轎車上，座椅調(diào)節(jié)已經(jīng)實現(xiàn)了電動化，提高了座椅調(diào)節(jié)的輕便性和方便性。將電動座椅與車用電腦結(jié)合，可以增加乘坐位置的記憶功能，實現(xiàn)智能化。圖7-45

座椅前后滑動調(diào)節(jié)機構(gòu)5、調(diào)節(jié)機構(gòu)6、安全部件安全部件主要是為提高乘員的安全性而采用的部件，

主要包括頭枕、安全帶、兒童座椅固定用卡具、重量和位置傳感器等。頭枕是一種用以限制乘員頭部相對于軀干向后移位的彈性裝置。其作用是在發(fā)生碰撞事故時，減輕乘員頸椎可能受到的損傷。尤其是汽車受到追尾碰撞時，可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部損傷。頭枕本體對來自前方及上方的沖擊，應(yīng)具有防止彈回的性能。連接部件等須牢固而堅實，不能因振動而產(chǎn)生松開、搖動、破損及噪聲等缺陷。具有調(diào)節(jié)機構(gòu)的各調(diào)節(jié)部件應(yīng)易于調(diào)整，以便將頭枕本體固定于任何位置。頭枕總成應(yīng)外觀良好。能充分承受反復(fù)的加壓。結(jié)構(gòu)物及金屬件不得有銳利的凸起部分。7、舒適性裝備舒適性裝備是為提高車輛的舒適性和便利性而采用的設(shè)備，包括電加熱器、扶手、雜物袋、掛物鉤、杯架、便利桌等。加熱器直接安裝在座椅上，在寒冷時，通過座椅的升溫效果，創(chuàng)造舒適、溫暖的乘車環(huán)境。扶手可以減輕長時間行駛時的疲勞強度，使乘坐更加舒適。一般杯架都安裝在扶手上。圖7-46

座椅扶手及杯架圖7-47

雜物袋及掛鉤三、座椅的靜態(tài)特性座椅的靜態(tài)特性是指座椅的結(jié)構(gòu)型式、幾何參數(shù)、人體接觸座墊和靠背的體壓分布以及由此而形成的受載輪廓等技術(shù)參數(shù)對乘坐舒適性的關(guān)系特性。圖7-48

最終坐姿圖7-49

體壓分布實例常用的乘客座椅尺寸參考值駕駛?cè)俗螀?shù)的參考值在以上駕駛員座椅的參數(shù)中，座墊上表面至地板的距離h、坐墊角度α

和靠背與座墊的夾角β是影響乘坐舒適性的重要參數(shù)，這些參數(shù)也與操縱輕便性和視野性有密切關(guān)系，而它們是相互矛盾和相互制約的。在設(shè)計座椅時，對這些參數(shù)必須給予充分的協(xié)調(diào)。座椅的動態(tài)特性是指座椅對汽車懸架、車輪、車身等振動系統(tǒng)傳來的沖擊和振動所能起到的緩沖作用和消振特性。座椅動態(tài)特性的研究主要從座椅的彈性特性和減振特性兩方面考慮，即從作用在座椅上的載荷及其變形求出坐墊的剛度C值（反映坐墊的軟硬程度），以及從乘員質(zhì)心在座椅上垂直振動的衰減曲線來確定乘員在座椅上的振動頻率和振幅的衰減值。1、振動對人體的影響人對振動的反應(yīng)特點主要表現(xiàn)為：忍受垂直振動的能力大于忍受水平振動的能力。除要考慮垂直振動外，還應(yīng)注意水平振動的影響。隨著受振時間的增加，忍受振動的能力下降。在不同振動頻率下，人的忍受能力不同。人最敏感的頻率范圍：垂直振動4~8Hz，水平振動小于2Hz。在相同的持續(xù)時間內(nèi)，在2.8Hz

以下，水平振動允許的振動加速度均方根值小于垂直振動的相應(yīng)值，而在2.8Hz以上，情況則相反。疲勞-降低工作效率界限圖7-50

疲勞—降低工作效率界限汽車振動系統(tǒng)主要由輪胎、懸架和座椅組成，它們構(gòu)成一個串聯(lián)系統(tǒng)。降低輪胎和懸架的剛度余地不大。改變座椅的振動參數(shù)對于改善舒適性有特殊作用。汽車座椅的振動參數(shù)主要由兩個，分別是剛度C和阻尼系數(shù)k。阻尼系數(shù)k決定了座椅的振動衰減特性。2、座椅振動參數(shù)2、座椅振動參數(shù)座椅的傳遞特性就是座椅振動的傳遞率隨激振頻率而變化的特性。當激振頻率在4Hz附近時，將產(chǎn)生共振，此時的振幅出現(xiàn)峰值。圖7-51

人在座椅上的振動傳遞圖7-52

座椅傳遞特性座椅相對阻尼系數(shù)ψ的選擇在設(shè)計汽車座椅時，應(yīng)充分利用頻率比λ＞

√2

區(qū)域的減振效果。但相對阻尼系數(shù)ψ不宜取太大，也不宜太小。應(yīng)使座椅（主要是坐墊）的共振頻率ωn盡量避開人體最敏感的4~8Hz頻率區(qū)，一般希望ωn＜3Hz，ψ=0.25左右。這樣，在共振區(qū)其幅值不會太大，而高頻區(qū)又能保持良好的減振效果。座椅剛度C的選擇，要從座椅的固有頻率與懸架、車輪的固有頻率相匹配來選擇，既要避免與懸架1.2~2Hz

、車輪9~11Hz的固有頻率重合，又要避開人體最敏感的4~8Hz

的頻率范圍。座椅剛度C的選擇座椅剛度C的選擇坐墊的剛度C以使其固有頻率ωn在2~3Hz

范圍為佳。因為頻率太高(大于8Hz)的坐墊太硬，影響舒適性；而頻率太低(小于1Hz)，則不僅因座椅太軟，撓度太大，使布置不便，而且在壞路上行駛時，還會造成更大的沖擊，同時，過低的頻率還會使人產(chǎn)生暈車的感覺。一般轎車坐墊的剛度應(yīng)選擇在78~118N/cm，貨車為147~196N/cm。五、座椅系統(tǒng)強度要求及試驗從安全角度，為了在車輛碰撞時不因座椅破損而產(chǎn)生傷害事故，座椅的設(shè)計必須要考慮座椅骨架、靠背、滑軌、調(diào)節(jié)機構(gòu)和安全帶固定裝置等的強度，以及它們相互間的安裝強度。另外，還要考慮座椅在減少側(cè)面碰撞時的車體變形，確保乘員生存空間方面的作用。對座椅的強度要求已成為各國的汽車安全法規(guī)。座椅靠背及其調(diào)節(jié)裝置的強度試驗座椅固定裝置、調(diào)節(jié)裝置、鎖止裝置和移位折疊裝置的強度試驗頭枕性能試驗座椅靠背及頭枕吸能性試驗六、座椅新技術(shù)與發(fā)展趨勢隨著人們環(huán)保意識和安全意識的不斷增強，對于汽車的能耗、安全性能也日益關(guān)注互間的安裝強度。為順應(yīng)汽車技術(shù)

“綠色”和

“安全”的發(fā)展潮流，輕量化、模塊化、安全性、環(huán)保性和舒適性設(shè)計已經(jīng)成為汽車座椅設(shè)計開發(fā)的發(fā)展趨勢。輕量化模塊化安全性六、座椅新技術(shù)與發(fā)展趨勢隨著人們環(huán)保意識和安全意識的不斷增強，對于汽車的能耗、安全性能也日益關(guān)注互間的安裝強度。為順應(yīng)汽車技術(shù)

“綠色”和

“安全”的發(fā)展潮流，輕量化、模塊化、安全性、環(huán)保性和舒適性設(shè)計已經(jīng)成為汽車座椅設(shè)計開發(fā)的發(fā)展趨勢。環(huán)保性舒適性第一節(jié)

車門第二節(jié)

前、后閉合件第三節(jié)

風窗第四節(jié)

座椅第五節(jié)

乘員約束系統(tǒng)第六節(jié)

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)第七節(jié)

其他附件乘員約束系統(tǒng)是在車輛發(fā)生碰撞事故時使乘員與車輛一起減速、防止與方向盤和儀表板發(fā)生二次碰撞，以及防止乘員被甩出車外而導(dǎo)致傷害的裝置，屬于被動安全裝置。最具代表性的乘員約束系統(tǒng)主要指座椅安全帶和安全氣囊。一、安全帶安全帶是指具有織帶、帶扣、調(diào)節(jié)件以及將其固定在車內(nèi)的附件，用于在車輛驟然減速或撞車時通過限制佩戴者身體的運動以減輕其傷害程度的總成，該總成一般稱為安全帶總成。汽車座椅安全帶是重要的乘員約束系統(tǒng)之一，在減輕碰撞事故中乘員傷害程度方面起著重要的作用。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，佩戴安全帶使碰撞事故中乘員傷亡率減少15%～30%。1、安全帶的種類安全帶一般分為兩點式、三點式和全背帶式等幾種。圖7-55

安全帶種類2、安全帶的結(jié)構(gòu)組成安全帶主要由織帶、帶扣鎖、卷收器、調(diào)節(jié)件及安裝件等組成。–

織帶：是指安全帶總成中約束乘員并將力傳遞到安全帶固定點的柔性帶狀物，一般是用尼龍或聚酯等合成纖維織成，寬約50mm，厚約1.2mm?？棊?yīng)保證作用在佩戴者身體上的壓力沿其全部寬度盡可能均勻分布，而且在載荷作用下不發(fā)生扭曲，織帶應(yīng)有吸收能量和釋放能量的功能。帶扣鎖：是既能把乘員約束在安全帶內(nèi),

又能快速解脫的連接裝置。在鎖扣中通常還會安裝安全開關(guān)或警告燈開關(guān)，強制駕駛員使用安全帶。卷收器：用于收卷、貯存部分或全部織帶并在增加某些機構(gòu)后能起特定作用的裝置。裝有慣性感應(yīng)機構(gòu)和鎖止機構(gòu)。圖7-56

滾珠式感應(yīng)機構(gòu)卷收器工作原理2、安全帶的結(jié)構(gòu)組成預(yù)緊器預(yù)緊式安全帶的特點：當汽車發(fā)生碰撞事故的一瞬間，乘員尚未向前移動時它會首先拉緊織帶，立即將乘員緊緊地綁在座椅上，然后鎖止織帶防止乘員身體前傾，有效保護乘員的安全。預(yù)緊器主要包括控制裝置和預(yù)拉緊裝置。控制裝置分有兩種，一種是電子式控制裝置，另一種是機械式控制裝。預(yù)拉緊裝置則有多種形式，常見的預(yù)拉緊裝置是一種爆燃式的，由氣體引發(fā)劑、氣體發(fā)生劑、導(dǎo)管、活塞、繩索和驅(qū)動輪組成。圖7-58

預(yù)緊機構(gòu)的工作原理預(yù)緊器限力器在發(fā)生車輛碰撞時，安全帶施加很大的拉力限制乘員的運動。當碰撞車速較高、強度很大時，安全帶對人體的作用力可能達到足以傷害人體的程度。限力器即是在卷收器或鎖扣等部位增加的限力機構(gòu)，當織帶所受的力達到一定值時，允許卷收器或鎖扣等部位移動，從而使得安全帶有效長度變長，防止織帶拉力過大對人體造成傷害。主要由限力板、卷筒和固定軸等組成。3、安全帶固定點安全帶固定點是指在車身、座椅或車輛其他部分的構(gòu)件上用于安裝、固定安全帶總成的零部件。安全帶固定點的設(shè)計、制造和布置應(yīng)符合《汽車安全帶安裝固定點》(GB

14167—2013)

的要求。二、安全氣囊安全氣囊作為一種輔助的乘員約束系統(tǒng),

主要用來防止乘員在汽車碰撞事故中與車內(nèi)構(gòu)件的二次碰撞。在汽車發(fā)生碰撞后，乘員與車內(nèi)構(gòu)件碰撞前，迅速地在二者之間打開一個充滿氣體的氣囊，使乘員“撲”在氣囊上，利用氣囊的阻尼作用緩和沖擊并吸收碰撞能量，從而達到減輕乘員傷害程度的目的。圖7-60

典型的安全氣囊類型圖7-61

膝部安全氣囊1、安全氣囊的組成及工作原理?

安全氣囊主要由傳感器、控制器、氣體發(fā)生器和氣囊等組成。?

工作原理：傳感器感受汽車碰撞強度并將其傳給控制器，控制器接收并處理傳感器的信號，當控制器判斷有必要打開氣囊時，立即發(fā)出點火信號觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器點火后迅速產(chǎn)生大量氣體并充滿氣囊，使得在發(fā)生碰撞事故時，乘員與較柔軟的氣囊相接觸，而不是與堅硬的汽車構(gòu)件猛烈碰撞，從而達到減少傷害、保護乘員的目的。圖7-62

安全氣囊系統(tǒng)的組成（1）控制模塊控制模塊可感知碰撞，并按照碰撞的方向及程度，判斷安全氣囊及安全帶張緊器是否動作。根據(jù)從內(nèi)置的加速度傳感器及周邊傳感器等傳來的信息來計算并判斷碰撞的劇烈程度，并在適當?shù)臅r機向各安全氣囊及安全帶張緊器發(fā)出電子信號。以快速進行動作判斷為目的，在離車身碰撞部位較近處設(shè)置了沖擊傳感器：電子式加速度傳感器、電子機械式傳感器、電子式壓力傳感器。側(cè)翻傳感器為判定側(cè)翻時是否使用簾式氣囊而檢測側(cè)翻的傳感器。圖7-63

碰撞傳感器的布置（1）控制模塊（2）氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器主要用于汽車發(fā)生碰撞時，迅速產(chǎn)生大量氣體，并給氣囊充足氣。氣體發(fā)生器的重要特性指標，包括單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體量及其溫度和壓力，以及所產(chǎn)生的氣體總量。氣體發(fā)生器有壓縮氣體式（冷式）、燃燒式（熱式）和混合式三種。圖7-64

壓縮氣體式氣體發(fā)生器的工作原理圖7-65

燃燒式氣體發(fā)生器的構(gòu)造（3）氣囊氣囊通過充氣裝置釋放的氣體膨脹，使乘員承受適當?shù)妮d荷，減輕由二次碰撞引起的傷害。氣囊的材料一般以平織尼龍纖維為主，為確保氣密性，有的氣囊還增加了硅等的涂層。側(cè)翻時使用的簾式氣囊尤其需要較高的氣密性，應(yīng)特別考慮在增加涂層的基礎(chǔ)上，采用無接縫的整體編織或采用在接縫處涂以密封劑等措施。為控制氣囊的能量吸收特性，可在氣囊上設(shè)置排氣孔。另外，可在氣囊內(nèi)部縫上拉繩，用來控制氣囊的形狀及展開方向。在氣囊的設(shè)計中，與其工作性能有關(guān)的主要有三個因素：氣囊的容積、壓力和氣囊排氣孔的大小，而它們均與氣囊的充氣膨脹過程有關(guān)。氣囊充氣過程中的重要參數(shù)，包括充氣時間、速度、壓力、溫度和氣體的質(zhì)量等。（3）氣囊2、安全氣囊的設(shè)計安全氣囊是一種集機械、電子、火藥、紡織等多學科于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，它的功能及可靠性要求非常高。氣囊與其他汽車零部件相比，通用性較差。大多數(shù)氣囊都是針對特定車型設(shè)計的，汽車的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及吸能性能等對氣囊的設(shè)計都有很大影響。設(shè)計時要考慮使用該安全氣囊的汽車整車碰撞性能、要考慮安全氣囊的尺寸、要考慮是氣體發(fā)生器的特性、要考慮電控系統(tǒng)的特性，其中包括反應(yīng)時間和長時間內(nèi)（通常為10年以上）的可靠性、還要考慮氣囊的縫制材料、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與折疊方式、安裝及外保護裝置。安全氣囊的設(shè)計原則安全氣囊系統(tǒng)最重要的要求是要保證系統(tǒng)作用可靠和動作精確?？煽啃约词且笙到y(tǒng)能迅速且正確無誤地判斷是否需要打開安全氣囊，系統(tǒng)不能出現(xiàn)判斷失誤，造成誤點爆和漏點爆。精確性即是要求點爆時間精確，使氣囊對乘員具有最佳保護效果。這兩點要求反映在安全氣囊系統(tǒng)中就是控制參數(shù)，即確定安全氣囊的點爆條件和點爆時刻，它們是通過對車輛的碰撞特性進行分析而確定的。車輛的碰撞特性，即碰撞過程車身減速度信號—時間特性，是通過實車進行碰撞試驗而得。第一節(jié)

車門第二節(jié)

前、后閉合件第三節(jié)

風窗第四節(jié)

座椅第五節(jié)

乘員約束系統(tǒng)第六節(jié)

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)第七節(jié)

其他附件一、概述汽車內(nèi)的舒適性是指為乘員提供舒適、愉快、便利的乘坐環(huán)境與條件，包括良好的平順性、低的車內(nèi)噪聲、適宜的空氣環(huán)境、良好的乘坐性能和良好的駕駛操作性能等。影響空調(diào)系統(tǒng)舒適性的因素主要有氣溫、太陽輻射強度、車內(nèi)外溫差、垂直溫度分布、室內(nèi)相對濕度、氣流速度和方向、新風量(影響空氣成分)

及噪聲。圖7-66

ASHRAE舒適線圖（夏季風速0.08~0.13m/s時）汽車空調(diào)與家用空調(diào)差異透過玻璃的太陽輻射熱大，車廂隔熱困難，需要更大的制冷量。車輛內(nèi)乘員密度大，不僅人體散熱量大，而且需要的換氣量也大。??車廂直接暴露在大氣環(huán)境下，夏季車內(nèi)炎熱，冬季車內(nèi)寒冷，乘員上車后希望車內(nèi)迅速達到舒適溫度，這就要求空調(diào)系統(tǒng)有較大的儲備能力。傳統(tǒng)汽車一般不能用電力作為動力源，因而在動力源的處理上比房間空調(diào)困難得多。對于非獨立式空調(diào)，制冷劑流量變化大，給制冷量控制、系統(tǒng)設(shè)計帶來較大的困難。制冷劑容易泄漏。冷卻條件差，冷凝溫度高。??車內(nèi)安裝位置條件苛刻，總成通用化困難道路顛簸，對結(jié)構(gòu)可靠性提出嚴格要求。汽車空調(diào)與家用空調(diào)差異汽車空調(diào)系統(tǒng)HVAC總成在蒸發(fā)器和加熱器之間設(shè)置了可連續(xù)改變角度的混合風門(空氣混合器)，從蒸發(fā)器出來的空氣可根據(jù)需要全部或部分通過加熱器，空氣經(jīng)加熱后，溫度升高，相對濕度可下降。用這種辦法調(diào)溫、調(diào)濕，可全天候使用。圖7-67

汽車空調(diào)系統(tǒng)HVAC總成二、通風換氣系統(tǒng)通風換氣系統(tǒng)作用：向車內(nèi)輸送新鮮空氣，并把污濁空氣排到車外，使車內(nèi)的空氣滿足設(shè)計要求。通風換氣系統(tǒng)是汽車上不分季節(jié)、長期運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。汽車內(nèi)的通風措施一般有四種：一是開風窗或天窗自然通風二是利用車身結(jié)構(gòu)的自然通風，在車身內(nèi)、外壁上開設(shè)進出風口三是利用空調(diào)裝置的外循環(huán)設(shè)施根據(jù)需要開閉新風口,

可與前兩種方式結(jié)合四是使用裝于車頂?shù)膿Q氣扇或頂圍的抽風機強制性通風(一般大客車采用)進出風口設(shè)計為了盡量向車內(nèi)大量導(dǎo)入新鮮空氣,

一般進風口開在車身外表面的空氣正壓區(qū)，不容易帶入塵土、煙氣及雨水的部位，盡量離地面較高，如前風窗下部。進風口一般應(yīng)有過濾措施,

防止塵土進入。與空調(diào)器配套的新風進口處設(shè)有一閥門，可用手動(鋼絲繩索)

或真空自動控制調(diào)節(jié)外進風模式及新風量的比例大小。出風口一般設(shè)在負壓區(qū)或正壓極低的區(qū)域，但轎車行李艙上部的負壓區(qū)不宜選作出風口，因為有帶著灰塵的渦流。設(shè)計出風口時還要注意防塵，在清洗車輛或下雨時，保證水不致流入車內(nèi)。圖7-68

轎車車室內(nèi)的空氣流動示意圖進出風口設(shè)計車廂內(nèi)通風量的計算車廂內(nèi)通風量的計算一般以二氧化碳(CO2)

的濃度為依據(jù)。其濃度不宜太高，否則就會產(chǎn)生有害作用?？諝獾男l(wèi)生標準中規(guī)定CO2的允許體積分數(shù)為0.5%，最好在0.1%以下。因此，車內(nèi)必須保證每名成員有18

~30m3/h

的換氣量。三、制冷系統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)是利用蒸發(fā)熱制冷，即利用沸點很低的制冷劑在汽化過程中吸收周圍空氣中的熱量這一原理，將車內(nèi)空氣中的熱量轉(zhuǎn)移給制冷劑，最終帶至車外大氣中，達到車內(nèi)降溫之目的。液化制冷劑①通過膨脹閥進行絕熱膨脹，壓力和溫度下降，以霧狀②進入蒸發(fā)器，從外部吸收熱進行氣化，繼續(xù)等溫膨脹，起到對空氣的冷卻作用，成為過熱蒸汽③，并被吸入到壓縮機，經(jīng)絕熱壓縮，以高溫高壓的氣體④的狀態(tài)到達冷凝器，向外部放熱，然后回到的①狀態(tài)。圖7-70

空調(diào)系統(tǒng)制冷原理圖能效比能效比

（ＣＯＰ）是空調(diào)系統(tǒng)在運行時制冷或制熱量與輸入能量的比值。在此循環(huán)中，空調(diào)系統(tǒng)的

ＣＯＰ可通過以下公式計算：式中，

Wc為循環(huán)中壓縮機的實際功耗；Ｑｅ為有效換熱功率，對于制冷循環(huán)，Ｑｅ即為工質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器時的吸熱功率，對于制熱循環(huán)，Ｑｅ即為工質(zhì)流經(jīng)冷凝器時的散熱功率。空調(diào)系統(tǒng)的

ＣＯＰ越高，代表空調(diào)系統(tǒng)越節(jié)能、性能越好。有些地方為了以作區(qū)分，用ＥＥＲ

（ＥｎｅｒｇｙＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＲａｔｉｏ）專門指代空調(diào)系統(tǒng)的制冷能效比，用

ＣＯＰ指代空調(diào)的制熱能效比。汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑以往一直以R12

(氟利昂)為主，美國少數(shù)大客車空調(diào)也有采用R22

的。由于R12會破壞大氣臭氧層被禁用。我國規(guī)定從2001年1月1日起，所有新出廠的汽車一律不準用R12，必須采用R134a（四氟乙烷）。雖然R134a

的許多特性與R12相近,

是目前R12的首選替代物，但由于R134a與冷凍油的相容性還存在一些問題，R134a對溫室效應(yīng)也不可忽視。更理想的替代物中二氧化碳制冷劑的呼聲最高，這種制冷系統(tǒng)采用跨臨界制冷循環(huán)。制冷裝置的主要組成主要由制冷及電氣控制兩大部分組成。制冷部分主要由壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器、輸液（氣）軟管，以及風機（冷凝器風扇、蒸發(fā)器風機）組成。其中冷凝器與冷凝風扇可各自獨立，也可組成冷凝機組；蒸發(fā)器、冷卻風機、膨脹閥、恒溫器及調(diào)速電阻器等可在一起組成冷風機或稱蒸發(fā)箱總成。還有一些壓力調(diào)節(jié)元件也屬制冷部分。電氣控制部分主要包括電源開關(guān)、電磁離合器（也有把它與壓縮機組成一體的）、風速轉(zhuǎn)換開關(guān)及電阻器、各種溫度控制器（或稱恒溫器）、高低壓力開關(guān)、怠速繼電器、加速延遲器、真空控制及操縱裝置、各種電磁閥和繼電器。汽車空調(diào)制冷裝置的組成圖7-71

汽車空調(diào)制冷裝置的組成1）空調(diào)壓縮機壓縮機是空調(diào)系統(tǒng)中的心臟，將從蒸發(fā)器出來的低溫低壓氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓氣體，使其容易液化，供再循環(huán)使用。壓縮機還起著泵送制冷劑，使其在系統(tǒng)中循環(huán)的作用。汽車空調(diào)壓縮機主要是開式容積式機構(gòu)，除部分由輔助發(fā)動機直接帶動外，大多靠電磁離合器由傳動帶與發(fā)動機相連。大型客車空調(diào)壓縮機一般都是傳統(tǒng)的曲軸連桿機構(gòu)(又稱立式)轎車及中小型汽車空調(diào)壓縮機以旋轉(zhuǎn)式、斜板式(二者又稱臥式)

為主要結(jié)構(gòu)形式。旋轉(zhuǎn)式中以刮片式居多，原因是其效率高、體積小、質(zhì)量小。1）空調(diào)壓縮機2)

冷凝器冷凝器把來自壓縮機的高溫高壓氣態(tài)制冷劑通過管壁和散熱翅片將其熱量傳給大氣，從而使其冷凝成高溫高壓液體。冷凝器放出的熱量應(yīng)是蒸發(fā)器吸收的熱量與壓縮機作功之和，因此冷凝程度直接影響制冷效果。汽車冷凝器一般布置在汽車散熱器的前面因此表面要有防護措施。冷凝器的結(jié)構(gòu)有管片式、管帶式、鰭片式幾種，為了提高換熱效率、減小尺寸，最新推出的多元平行流冷凝器是最有效的。2)

冷凝器2)

冷凝器3)

蒸發(fā)器蒸發(fā)器利用從膨脹閥出來的低溫低壓霧狀體在其中蒸發(fā)汽化時要吸收周圍物體大量熱量的原理，使通過蒸發(fā)器的車內(nèi)空氣冷卻，達到車內(nèi)降溫的目的。蒸發(fā)器在汽車空調(diào)中的作用是降溫和除濕，在與空氣進行換熱的過程中，會有水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象，在設(shè)計過程中需要注意與設(shè)計其他類型換熱器不同的地方。4)節(jié)流膨脹機構(gòu)節(jié)流膨脹機構(gòu)的主要作用：將從冷凝器輸出的高溫高壓液體節(jié)流降壓成容易蒸發(fā)的低溫低壓霧狀物。其節(jié)流元件主要是熱力膨脹閥，有F型、H型和組合閥罐等幾種。少數(shù)采用COOT方式的空調(diào)系統(tǒng)(周期性離合節(jié)流管方式)

的節(jié)流元件是塑料節(jié)流管，與其配套的儲液罐和氣液分離器設(shè)計成一體，放置在蒸發(fā)器的出口處。熱力膨脹閥除有節(jié)流膨脹降壓作用外，還具有調(diào)節(jié)流量、防止液擊和防止異常過熱的功能。膨脹閥根據(jù)平衡方式可分為內(nèi)平衡和外平衡兩種，根據(jù)靜止過熱度調(diào)整方式可分為內(nèi)調(diào)式和外調(diào)式兩種。蒸發(fā)器與膨脹閥圖7-76

層疊式蒸發(fā)器（單儲液室）圖7-77

H型膨脹閥1—閥體

2—沖注管

3—動力頭

4—頂桿（兼感溫包）

5—膜片

6—傳動桿

7—球網(wǎng)

8—彈簧

9—彈簧座5)

貯液器與干燥過濾器為使制冷循環(huán)運行順利，需要儲存一些制冷劑，

以根據(jù)制冷負荷需要隨時供給蒸發(fā)器，并補充系統(tǒng)中微量滲漏需要，這就是儲液器的作用制冷系統(tǒng)中，會由于各種原因而產(chǎn)生雜質(zhì)，這些污物若進入膨脹閥，會阻礙制冷劑流通。若系統(tǒng)中存在水分，會腐蝕零件，在膨脹閥中容易結(jié)冰，因而需要過濾器和干燥器。在一般汽車空調(diào)系統(tǒng)中，儲液、干燥、過濾三大功能是集中在一個部件中完成的，即儲液干燥器。大客車空調(diào)系統(tǒng)則分成儲液器和干燥過濾器兩個部件。5)

貯液器與干燥過濾器四、制熱系統(tǒng)燃油車由發(fā)動機驅(qū)動，由于發(fā)動機在運行過程中會產(chǎn)生大量余熱，在寒冷環(huán)境下燃油車可以充分利用這部分熱量加熱冷卻液，實現(xiàn)車內(nèi)供暖。然而對于純電動汽車而言，動力電池是唯一的能量來源，驅(qū)動電機的機械效率較高，電池和電機散發(fā)的熱量小，且回收利用難，不足以滿足座艙供熱需求。因此，如何制熱是純電動汽車空調(diào)系統(tǒng)最大的問題。對于純電動汽車，目前主流的供熱方式有高壓電輔熱和熱泵供熱兩種技術(shù)。單冷空調(diào)加電輔熱系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的單冷型制冷系統(tǒng)滿足座艙制冷需求，采用電輔熱的方式滿足車室供熱需求，這種系統(tǒng)僅須在原有的燃油車空調(diào)系統(tǒng)中加裝電輔熱器，基本可沿用燃油車空調(diào)系統(tǒng)，是目前新能源汽車應(yīng)用最普遍的空調(diào)系統(tǒng)形式。常用的電輔熱方式為高效正溫度系數(shù)

（ＰＴＣ）

熱元件加熱。ＰＴＣ是利用ＢａＴｉＯ２材料熱敏電阻的正溫度系數(shù)特性開發(fā)出的加熱元件，。ＰＴＣ具有正溫度系數(shù)，即材料電阻隨溫度升高而增加。當

ＰＴＣ加熱器工作時，電阻隨著溫度的升高而增加，加熱功率隨之減小，導(dǎo)致溫度下降，電阻減小。當電阻減小時，加熱功率增大溫度升高，從而保持自身溫度維持在設(shè)定值。單冷空調(diào)加電輔熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單成本較低效率較低影響續(xù)駛里程蒸汽壓縮式熱泵系統(tǒng)蒸汽壓縮式熱泵系統(tǒng)在傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上，通過四通換向閥的雙換熱器系統(tǒng)或者三通閥的三換熱器系統(tǒng)進行制冷和制熱運行模式的切換，從而滿足電動汽車座艙內(nèi)的夏季制冷和冬季供熱需求。節(jié)能顯著低溫性能衰減嚴重座艙空調(diào)負荷計算（１）冷負荷

汽車空調(diào)的