学习任务二
汽车车身的组成与性能

一、车身的组成

汽车车身由车身本体（俗称白车身）、车身外装件、车身内装件和车身电气附件四部分组成。

1.车身本体

车身本体（body shell）是汽车承载的主体，由梁、支柱和加强板等车身结构件和车身覆盖件组合而成。并包括翼子板、车门、发动机舱盖和行李舱盖等，它是车身内、外装饰件和电气附件的装载基体。梁和支柱等车身构件焊接成框架结构，使车身形成整体式结构，具有一定的强度和合适的刚度，起主体承载作用。

车身覆盖件指车身上各种具有不同曲面形状及大小尺寸的薄板。车身覆盖件覆盖安装在车身主体上，使车身形成完整的封闭体，同时，通过它来满足室内乘客乘坐的要求。另外，通过它来体现汽车的外形并增强汽车车身的刚度。

2.车身外装件

车身外装件（outer body parts）指车身外部起保护或装饰作用的一些部件，以及具有某种功能的车外附件。汽车主要外装件有塑料保险杠、各种车身外部装饰条、密封条、车外后视镜、散热器罩、车门机构及附件等。

塑料保险杠的作用：

1）当汽车发生纵向碰撞时起保护作用，减轻汽车的被破坏程度。

2）装饰美化作用。汽车塑料保险杠的外部造型与汽车的整体造型协调一致。

密封条除了起密封作用外，其外露部分的形状与颜色应与整车相匹配，可以起到装饰作用。

其他外装件除了完成车身应具有的功能外，都应对整车起装饰作用。

3.车身内装件

车身内装件（inner body parts）主要指车内对人体起保护作用又起内装饰作用的部件，以及具有某种功能的附件。主要内装件有仪表板、座椅及安全带、安全气囊、遮阳板、车内后视镜、车门、地板及汽车内饰等。

4.车身电气附件

车身电气附件（body electrical accessories）指除用于汽车底盘以外的所有电气、电子装置，包括各种仪表及开关、前照灯、尾灯、指示灯、雾灯、照明灯、音响和收视装置及设备、空调装置、刮水器、除霜装置，以及全球定位系统（GPS）和集成安全系统（ISS）等。

二、轿车车身的装配术语

我国车辆是靠道路右侧行驶，汽车左半侧是有转向盘的一侧，汽车右侧是副驾驶座位所在的一侧。汽车是以前进的方向来定义车身的前后和左右的。

为了便于在汽车车身修理工作中进行沟通，通常将一个汽车车身分为3个部分，即前部、中部和后部。

1.车长

车长（length）是指垂直于车辆纵向对称平面，并分别抵靠在汽车前后最外端突出部位的两垂面之间的距离，如图2-2-1所示。

车辆纵向对称平面在车身尺寸图中称为中心面，利用一个假想的具有空间概念的平面，能够将车身沿宽度方向截为对称的两半，则这平面即为车辆的纵向对称平面。

我国公路车辆的极限尺寸规定的汽车总长：载货汽车（包括越野车）不超过12m，一般客车不超过12m，铰接式客车不大于18m，牵引车拖带半挂车不超过16.5m，汽车拖带挂车不超过20m。

2.车宽

车宽（width）是指平行于车辆纵向对称平面，并分别抵靠车辆两侧固定突出部位（除后视镜、侧面标志灯转向指示灯、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链及轮胎与地面接触部分的变形外）的两平面之间的距离，如图2-2-2所示。我国公路车辆的极限尺寸规定车辆总宽不超过2.5m。

3.车高

车高（height）是指车辆没有装载且处于可运行状态时，车辆支撑平面与车辆最高突出部位相抵靠的水平面之间的距离，如图2-2-2所示。我国公路车辆的极限尺寸规定车辆总高不超过4m。

4.轴距

轴距（wheel base）是指通过车辆同一侧相邻两车轮的中点，并垂直于车辆纵向对称平面的两垂线之间的距离，如图2-2-1所示。对于三轴以上的车辆，其轴距由从最前面至最后面的相邻两车轮之间的轴距分别表示，总轴距则为各轴距之和。

5.轮距

汽车车轴的两端为单车轮时，轮距（wheel track）为车轮在车辆支撑平面上留下的轨迹中心线之间的距离，如图2-2-2所示。汽车车轴的两端为双车轮时，轮距为车轮中心平面（双轮车车轮中心平面为与外车轮轮辋内缘和内车轮轮辋外缘等距的平面）之间的距离。

6.前悬

前悬（front overhang）指前轮中心与车前端的水平距离，如图2-2-1所示。

7.后悬

后悬（rear overhang）指汽车最后端至后轴中心的水平距离，如图2-2-1所示。

8.接近角、离去角

汽车满载静止时，汽车前端突出点向前轮所引切线与地面的夹角是接近角（approach angle）；后端突出点向后车轮引切线与路面之间的夹角是离去角（departure angle），如图2-2-3所示。

9.最小离地间隙

最小离地间隙（The minimum ground clearance）指汽车满载静止时，除车轮之外的最低点与支撑平面之间的距离，如图2-2-3所示。

三、车身壳体结构

轿车车身壳体通常分为3个模块，即前部车身、中部车身和后部车身三大部分及相关构件组成，如图2-2-4所示。

1.前部车身

前车身由前横梁、前悬架横梁散热器支架、前挡泥板、前围板、前围上盖板及前纵梁等构成，由于发动机、悬架和转向装置都安装在前挡泥板和前车身的前纵梁上，且前车身的强度和精度影响前轮的定位及传到乘客室的振动与噪声，因此要求前车身制造精确并具有较高的强度。车身外覆盖件如发动机罩、前翼子板、前裙板等是用螺栓、螺母和铰链固定，其他的部件都焊接在一起，以减轻车身质量，增加车身强度。

（1）前保险杠（front bumper） 前保险杠位于车辆的最前端，是车身外部装饰体，主要部件一般由非金属面罩与金属加强筋相连而成，起到装饰、防护作用，应用于所有车辆车身。

前保险杠在车辆行驶过程中经常发生刮蹭、碰撞等情况，前保险杠外皮、支架、装饰条等零件比较容易受到损坏，这些部件损坏后一般直接更换新件。前保险杠杠体一般优先考虑钣金修复，而不采取换件操作。前保险杠外皮如果与车身同色，在更换后还需要进行喷烤漆处理。

（2）前翼子板（front fender） 前翼子板位于汽车发动机罩左右两侧，前轮上部是重要车身装饰件，主要部件一般采用薄钢板冲压制造。

普通轿车的前翼子板主要由前翼子板外板、前翼子板内板、翼子板衬板及翼子板防擦装饰条等组成，部分轿车还装有翼子板轮口装饰条。

在车辆碰撞事故中，翼子板外板、内板等钣金件经常因碰撞而发生变形，应视损坏程度采用钣金修复或更换新件。固定卡子、固定卡扣、固定螺栓在更换翼子板时应一同更换。

（3）发动机舱盖（engine cover） 汽车发动机舱盖位于车辆前上部，是发动机舱的维护盖板。

轿车的发动机舱盖主要由机舱盖罩、机舱盖隔热垫、机舱盖铰链、机舱盖支撑杆、机舱盖锁、机舱盖锁开启拉索、机舱盖密封条等零件组成。

发动机舱盖多用高强度钢板冲压成网状骨架和蒙皮组焊而成，多数轿车还在夹层之间使用了耐热点焊胶，使之确保刚度，并在其间形成良好的消声胶层。车身维修中应有针对性实施解体方案，不要轻易用火焰法修理，以免破坏夹胶的减振与隔音作用。

在发动机舱盖的组成零部件中，机舱盖锁拉线、机舱盖锁总成比较容易发生损坏，对于这些零件只要更替新件就可恢复原有功能；撑杆、密封条以及缓冲垫等一般不会损坏，而机舱盖一般也只是由于车辆发生碰撞等而变形，损坏不严重可采取钣金修复，一般不采取换件修复。

（4）前围板（cowl panel） 前围板位于乘客室前部，通过前围板使发动机舱与乘客室分开。前围板的两端与壳体前立柱和前纵梁组焊在一体，使整体刚性更好。由于前车身的后部构造还起横向加固壳体的作用，一般采用双重式结构。靠近发动机舱一侧主要起辅助加强作用，靠近乘客室一侧用高强度钢板冲压成形，并于两侧采用沥青、毛毡、胶棉等绝缘材料，以保证乘客室振动小、噪声低、热影响小。

（5）前纵梁（front rail） 前纵梁是前车身的主要强度件，直接焊接在车身下部。其上再焊接轮罩等构件。为了满足承载和对前悬架、转向系统等支撑力的受力要求，并使载荷分布均匀，前纵梁前细后粗截面不等。同时截面变化也较为明显，能够提高汽车受冲撞时对冲击能量的吸收效果，尤其是断面处，受冲击时将首先变形，以吸收能量。纵梁上钻有许多不同直径的小孔，用于安装发动机总成及汽车附件。

2.中部车身

中部车身设有车门、侧体门框，门槛及车门沿周采用高强度钢制成的抗弯能力较高的箱型断面，中间车身侧体框架的中柱、边框、车顶边梁和侧体下边梁等结构件也采用封闭型断面结构。车顶、车底和立柱等构件，均以焊接方式组合在一起。

中间车身的立柱起着支撑风窗和车顶的作用，一般下部做得粗大，上部的截面尺寸需考虑驾驶视野而缩小。立柱包括前柱（A柱）、中柱（B柱）与后柱（C柱）3种。

（1）立柱（upright post）/门槛板（sill plate）/地板（floor） 立柱和门槛板是构成车身框架的钣金结构件，是车身非常重要的支撑件。如轿车、吉普车等车型的侧面一般由前、中、后门框及门槛、门楣等构成一个结构，用来固定车门、支撑顶篷及固附车身蒙皮等。

地板是车辆用来承载乘客、货物的基础件，是车身非常重要的钣金件。车辆上几乎所有的组件都直接或间接安装在地板上，如乘员座椅直接安装在地板上，仪表台通过仪表台框架间接安装在地板上。车辆发生变形时地板基本上采用钣金技术修复。

（2）车顶（car roof） 车顶是指车身车厢顶部的盖板，其上可能装备有天窗、换气窗或天线等。车顶主要由车顶板、车顶内衬、横梁（可能有前横梁、后横梁）、加强肋等组成，有的车型还备有车顶行李架。

在车顶的零件中，车顶内衬若损坏一般采取换件的方式，其他金属零件一般采取钣金技术修复，只有在损坏非常严重而无法钣金修复时才采取换件修复。

电动式天窗一般由天窗框架、天窗玻璃、天窗遮阳板、天窗导轨和驱动电动机等零件组成。天窗总成的零件一般不容易发生损坏，天窗玻璃和天窗导轨一般只有在高空坠物或车辆发生严重碰撞时才有可能发生损坏，驱动电动机和控制装置可能发生机械故障损坏。这些零件损坏时一般采取更换新件即可恢复原有功能。

（3）车门（car door） 车门是乘员上下的通道，其上还装有门锁、玻璃、玻璃升降器等附属设施。车门框架是车门的主要钢架结构，铰链、玻璃和把手等部件都需要安装在门框架上。车门外板是车门框架上的外面板，它可以用钢、铝、纤维玻璃或塑料制成。车门玻璃沿车门框架上玻璃导轨上、下移动。导轨是用低摩擦材料嵌入、粘接形成的V形槽。

车门及附件主要包括车门板（车门外板和车门内板）、车门内饰板、车门密封条、车门铰链和车门锁总成等零件。

3.后部车身

轿车后车身是用于放置物品的部分，可以说是中间车身侧体的延长部分。三厢式车的乘客室与行李舱是分开的。

后车身的主要载荷来自于汽车后悬架，尤其是对于后轮驱动的车辆，驱动力通过车桥的传递直接作用于后轮上。为确保后车身的强度，车身重量由中间车身径直向后延伸。到后桥部位再形成拱形弯曲。这样既保证了后车身的刚度，又不至于使后桥与车身发生干涉。而且，当车身后部受到追尾碰撞时，还能瞬时吸收部分冲击能量，以其变形来实现对乘客的有效保护。

（1）行李舱（luggage compartment）和行李舱盖 行李舱是装载物品的空间，由行李舱组件与车身地板钣金件构成。行李舱基本位于轿车车身的后部，因此俗称后备厢。

轿车的行李舱盖主要由行李舱盖板、行李舱盖衬板、行李舱铰链、行李舱支撑、行李舱密封条和锁总成等零件组成。部分轿车的行李舱盖还带有扰流板及车型品牌标识等。

在行李舱盖的组成零件中，除了行李舱盖板损坏可以修复外，其他零件损坏基本采取更换新件的方式。

（2）后侧板（rear panel） 后侧板是指后门框以后的遮盖后车轮及后侧车身的车身钣金件。后侧板主要包括后侧板外板、后侧板内板、后立柱、侧板内饰板及轮罩板等零件。

（3）后保险杠（rear bumper） 后保险杠位于车辆车身的尾部，起到装饰及防护车辆后部零件的作用。

后保险杠主要包括保险杠外皮、保险杠杠体、保险杠加强件、保险杠固定支架以及保险杠装饰条。部分中高级轿车的后保险杠中还备有后保险杠缓冲器，可以有效保护车辆的后部车身在中级以下碰撞时不发生变形。

在轿车后保险杠的组成零件中，除了保险杠外皮损坏时一般采取更换新件的方式外，其他钣金件都可先考虑钣金技术修复，除非损坏较为严重时才进行更换新件。

四、汽车车身的主要性能

汽车车身是保证乘坐舒适性的关键所在。所以在车身维修中，除了保证车身的形状维修和表面维修外，也应特别注意车身性能的修复。

1.车身的密封性

车身的密封性是指关闭车身全部门、窗和孔口盖时，车身防雨水和防尘土的能力。车身的密封性不好，不但不能使车内保持所需的温度，而且尘土和雨水都易侵入车内。

影响车身密封性的主要部位是门窗缝隙，故在维修时应注意密封条的截面形状和密封效果。另外，还应注意位于车厢内发动机罩的密封性和空调装置管路穿过地板孔洞的密封性。

2.车身的隔热性

车内温度是保证舒适性的重要因素之一。车内温度的保持，除了空调装置外，还要求车身具有良好的隔热性。如果车身的隔热性能差，车内热（冷）量损失大，势必消耗加热（或制冷）设备更多的能量。

汽车车身的隔热一般采用隔热层。隔热层由玻璃纤维、胶合板、毛毡和泡沫塑料等材料组成。通常情况下，顶盖受太阳辐射影响最大，顶盖隔热层厚度一般较厚。为防止发动机发散太多热量到车内，一般在前围板朝向发动机的一面加一层铝箔。

3.车身的防振和降噪性

轿车车内的噪声通常是由空气动力噪声、机械噪声及空腔共鸣噪声引起的。

（1）空气动力噪声（又称空气噪声） 它是由气体振动而产生的，包括发动机及其附件的工作噪声及排气噪声、传动系统噪声、轮胎噪声及悬架等行驶系噪声。这些噪声主要是通过前围板及地板传入车身内的。此外还有从汽车周围传入的各种环境噪声。

风噪声是轿车在高速行驶时产生的“风笛声”“风啸声”等，轿车易产生风啸声的部位如图2-2-5所示。当汽车高速行驶时，除了从门窗框周围、车身地板和前围板的孔中透过气时产生的风啸声和冷暖通风口的风啸声，还有空气经车身表面突出物（如手柄、后视镜、流水槽等不光顺表面）产生的涡流而引起的噪声。

（2）机械噪声 汽车车身机械噪声是固体振动产生的。如车身受到振动激励后产生车身总体的弯曲振动及扭转振动，同时还会引起板件或结构体的局部振动，特别是当激励频率与结构的固有频率吻合或相近时，将发生共振。此外，由于机械的撞击摩擦以及交变荷载的作用，车身内的装备产生的噪声等都是机械噪声源。

（3）空腔共鸣噪声 空腔共鸣噪声是因车身振动产生的向车内辐射的声波，遇到障碍物反射回来时，若恰好与原来的声波相同，则这部分声波会被增强，而且会加剧结构的振动。这种二次诱发结构振动本身就是一个噪声源，称为车厢共鸣。车身作为共鸣箱，对于低频声，其作用尤为明显。对于轿车，会出现两个共鸣箱（车厢和行李舱），而且两者会相互影响。

由上述车内噪声的成因分析可知，要控制车内噪声，首先要从减少声源着手。例如，为了抑制风噪，最有效的方法就是消除漏气流的间隙或采取改进密封元件，增加密封压力等，将缝隙堵住；防止排气噪声采用消声器；防止机械噪声采用减振器等。此外，车身结构上还必须采取防振、隔振、阻尼等办法。防振、隔振主要通过改善对汽车悬架装置的减振性能来实现，并可通过选择适当的悬置结构和位置，以减少振动的传递，起到隔振作用。对于发动机和车外噪声，可用各种隔声材料和结构措施来隔振。例如，前置发动机的噪声主要是通过前围板传入车内的，为减少噪声传入，常将单层隔板改为双层隔板。对前围板、地板上的许多穿线孔、安装孔等，应尽量采取密封（如采取密封效果较好的穿线胶套）等。对传入车身内的噪声，通常可通过利用吸声材料的内饰来吸收射到其上的声波，减弱反射的声能，如采用多孔性吸声材料等。同时，吸声处理通常与隔声、防振等一起处理。

对于一些易产生振动的钣金件，如地板、顶盖及前围板等，应涂以防振阻尼材料来减少噪声辐射，使其衰减。阻尼材料是一种内损耗大的材料，如沥青物质和其他高分子涂料（橡胶、树脂）等。

图2-2-6所示为防振、隔振和阻尼材料综合应用的一个实例。在设计车身内饰时，既要考虑造型及安全方面对室内软化的要求，也要满足控制振动和噪声的要求。

4.车身的安全性

汽车的安全性通常被划分为主动安全性和被动安全性。其中的被动安全性是指一旦发生交通事故时，如何避免或减轻车内人员被伤害的保护性对策。这主要取决于车身刚度匹配、车内软化和安全保护装置等。

车身壳体刚度在不同部位是有所差异的，如图2-2-7所示。通常情况下乘客室相对于其前、后（发动机舱，行李舱）应具有较大的刚度和韧性。当汽车发生正面碰撞或追尾等事故时，所产生的冲击能量可以在车身前部或后部得以迅速释放，以保证中部乘客室有足够的活动范围与安全空间。

针对正面碰撞，在车身壳体及结构方面均采取了多种安全措施，如图2-2-8所示。当正面碰撞时，能量的传递路径为前保险杠—前纵梁—前纵梁末端—乘客室。因此，前保险杠利用超高张力钢板材料，并制成箱状以增加其强度。这样在发生碰撞时，把碰撞能量分解给左右两个前纵梁。前纵梁制成直线状，前端为易压溃材料，中间为加强材料。这样在碰撞时前端易产生压溃变形，接着前纵梁末端产生弯曲变形，吸收碰撞能量。然后通过乘客室吸收碰撞能量，这样就能保护乘员的安全。

为应对正面碰撞，在车前部各车身部件的装配方面也采取了各种各样的措施。汽车与行人发生正面碰撞时，可通过发动机舱罩与前保险杠等碰撞能量吸收机构来减轻对行人的伤害。发动机舱罩框架呈扁平状，使发动机等机械部件与发动机舱罩之间存在空间。行人头部与发动机罩发生碰撞时，可通过发动机舱罩铰链的运动来吸收碰撞能量。前挡板受到碰撞时易产生变形，刮水器托架受到碰撞时脱落，前保险杠前端设有缓冲垫，这些都是减轻行人伤害的措施，如图2-2-9所示。

车身前部的低重心及流线形设计，也能在正面碰撞时减轻对被撞者的伤害作用，如图2-2-10所示。

针对驾驶室侧面碰撞的措施有：在车门上加装车门边梁、加强侧板；在仪表板加装加强棒；车身上加装加强件；车身中柱采用超高张力钢板材料制成；驾驶室底板加厚以抵制乘客室变形。针对来自底板侧向碰撞的措施有：在门槛内加装横隔板等加强件等，如图2-2-11所示。

在乘客室紧固构件的立柱与上边梁内设计树脂加强筋，发生碰撞时加强筋产生压溃变形以缓冲对乘员头部的冲击，同时尽量减小车门及车门边梁的变形，如图2-2-12所示。车内软化主要包括车内蒙皮表面、座椅表面和车内扶手等所用材质及软化程度。相对而言，车内无致伤结构，表面柔软，在汽车发生碰撞或翻滚时，车体对人的撞击会相对减弱，减轻对人体的伤害。除了车内软化措施外，在车内结构方面也采取了一些可以减小对乘员颈部伤害的安全措施，如图2-2-13所示。当发生碰撞时，通过感知乘员对座椅靠背的撞击力，安全头枕（safety headrest）自动向乘员头部靠近，从而限制颈部的运动，起到减小伤害的作用。为了保护乘员的头部，在立柱与边梁等部位的内部设计了加强筋等机构来吸收碰撞能量。

在目前情况下，应用最多的安全防护装置是安全带（safety belt）和安全气囊（air bag）。安全带的作用主要是在汽车发生事故时对乘员适度限位，并靠安全带的作用减缓乘员因惯性作用可能遭受到的极大撞击力。安全带可以在轻拉和慢拉时使乘员有完全的活动范围，不妨碍乘员的动作。当突然停车时，安全带会自动卡紧将乘员固定在座椅上。总的来说，安全带装置简单通用，但对乘员活动有一定限制，且效果不够理想。

只用安全带，正面碰撞时仍然会存在转向盘和风窗玻璃等部件对头部和面部造成伤害的风险。而采用安全气囊则没有这个缺陷。安全气囊一般布置在乘员前面和侧面，当发生碰撞事故时，气囊型保护装置能够在极短时间内充气至60～200L，可以有效避免人体碰到车内硬件上。 7nIvI8f7zWBmyNvIS3OUbj+pIlsCRl73YDVog9+cCgivKS3WJIRX7nG2DWOPDgDh