汽車車身
[拼音]:qiche cheshen
[外文]:automotive body
汽車的箱體部分,是汽車兩大組成部分之一(另一部分為汽車底盤)。轎車和客車的車身是整體的;大部分貨運汽車(簡稱貨車)、越野汽車和專用汽車的車身分為駕駛室和貨箱兩部分。
轎車車身
分為車架與車身合成一體的承載式和車架與車身分開的非承載式兩種型式。轎車是最早生產(chǎn)的汽車,開始時采用木結(jié)構(gòu)的馬車車身,用手工制造。20世紀20年代,由于沖壓、焊接工藝和深拉延薄鋼板技術(shù)的發(fā)展,轎車車身制造進入了大量生產(chǎn)階段,并改為薄鋼板結(jié)構(gòu)。為了減輕重量,有的已采用鋁或玻璃鋼制作車身構(gòu)件或板件,用塑料制作裝飾件和非結(jié)構(gòu)件。30年代中期,轎車車身開始向流線型方向發(fā)展,將轎車的后門中部加寬,將前后擋泥板的上部逐漸收縮,并逐步取消擋泥板。40年代,出現(xiàn)過“水滴式”的高度流線型車身,但由于生產(chǎn)工藝的限制很難大量生產(chǎn),車身設(shè)計轉(zhuǎn)向件數(shù)盡可能少、采用沖壓和焊接工藝性好的標準化分塊和標準化斷面。
50年代初,汽車工業(yè)引入航空工業(yè)的風洞技術(shù),改進了汽車車身設(shè)計,利用氣流規(guī)律減小阻力和揚力,消除或減少汽車車身周圍所形成的空氣渦流,提高了汽車的經(jīng)濟性和高速行駛的穩(wěn)定性;根據(jù)車身表面氣流壓力的分布情況來確定最佳的車身采氣和排氣孔口的位置和形狀,以及減少塵土沉積和減小空氣阻力的車身后部的形狀。為節(jié)約能源須減輕車身的重量,并提高車身剛度。一般已不用經(jīng)驗方法設(shè)計車身,而是用有限元法和類似的方法對車身進行動、靜態(tài)應(yīng)力分析和變形分析。
由于各汽車制造公司之間的競爭,汽車一般每年都有局部改進。轎車車身每隔3~6年即進行全部更新?lián)Q型(貨車每隔 8~10年)。車身造型必須充分考慮實際使用價值和滿足人們審美要求,所以車身造型的美學規(guī)律是以汽車特定的使用功能、生產(chǎn)工藝和車身一定結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)而表現(xiàn)的。70年代以后,轎車車身造型趨向簡煉、挺拔、平直、整體化和改善空氣動力性能。
客車車身
可分為承載式和非承載式兩種(圖1)??蛙囓嚿硗庑伪容^簡單,一般是在骨架外蒙覆金屬板,并注意美觀和加大風窗面積,向大平、正方方向發(fā)展。有的車身用整體沖壓、分段焊接組合裝配的結(jié)構(gòu),也有的采用鋁合金擠壓型材與鋁板膠接或鉚接結(jié)構(gòu),或金屬骨架塑料蒙皮的結(jié)構(gòu)。
貨車車身
貨車車身由駕駛室和貨箱兩部分構(gòu)成,駕駛室部分分平頭、長頭和短頭 3種(見貨運汽車)。貨箱部分分低欄板、高欄板、密閉式和液罐式等多種型式。有些輕型貨車和專用汽車的駕駛室和貨箱制成為整體的。圖2是貨車車身的標準化分塊。
車身設(shè)計
汽車車身的形狀不規(guī)則,一般的機械設(shè)計方法不完全適用。車身設(shè)計的步驟和內(nèi)容根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模而定。少量生產(chǎn)的客車和轎車大都依靠工人的技藝(只有少量技術(shù)資料、圖紙和模型等),用油泥模型取樣制造車身。大量生產(chǎn)的車身設(shè)計方法比較復(fù)雜,各工廠的習慣也略有不同,其步驟大體如下:效果圖(彩色立體圖,供造型美術(shù)人員構(gòu)思和選定方案用) -→小模型(1/5或1/4,用油泥制成,供效果圖立體化用)-→1:1的油泥模型(供造型美術(shù)師確定細部形狀和零件分塊用,是車身設(shè)計造型的主要步驟)-→主圖板(車身從造型轉(zhuǎn)入結(jié)構(gòu)設(shè)計的階段時使用,主圖板比例精細,可用以驗證機構(gòu)活動范圍,確定結(jié)構(gòu)斷面和輪廓線等,是車身生產(chǎn)的設(shè)計依據(jù))-→車身零件圖。在繪制主圖板的同時,制造1:1的主模型(圖3),它是由變形很小的木材或塑料制成,并按實際零件分塊的模型組裝在一起,以驗證零件的協(xié)調(diào)關(guān)系和配合尺寸。主模型有外覆蓋件和內(nèi)板結(jié)構(gòu)兩部分,是加工沖模、焊接和檢驗夾具、制取樣板的依據(jù)。一方面根據(jù)主模型來制造沖模,以此沖模沖壓零件,另一方面根據(jù)主模型來制造檢驗夾具,以此來檢驗沖壓件是否符合主模型的形狀和尺寸。有的工廠不以主圖板而以主模型為生產(chǎn)依據(jù),因為主模型能表示圖紙所無法表示的過渡曲面形狀。還有一種新的設(shè)計方法,它是用坐標測量機從油泥模型上直接量取尺寸,并將它記錄在存貯介質(zhì)(如磁帶)上,再輸給電子計算機,以貝查 (Bezier)函數(shù),或B樣條函數(shù)為基礎(chǔ)建立車身曲線和曲面。用數(shù)學方法將車身的各曲面圓滑拼接,成為整個車身的數(shù)學模型和數(shù)據(jù)庫(有人稱為軟主模型),這樣就不需要再花費力量制造實體的1:1主模型。從軟主模型出發(fā),用計算機輔助制造軟件,可以得到各種數(shù)控加工紙帶,用以控制數(shù)控銑床加工沖模。這種方法就是計算機輔助設(shè)計和制造一體化的造型設(shè)計方法。在1/5或1/4的小模型階段,可以在風洞中測試氣流分布情況,但由于車身的細節(jié)部分不易模仿精確,所測得的阻力值的誤差較大,一般比實際阻力低20%左右,因此最后應(yīng)以實物在風洞中試驗測定的數(shù)據(jù)為準。
汽車車身
(包括車架)是復(fù)雜的空間高次靜不定剛架承載系統(tǒng),需要用結(jié)構(gòu)力學的方法計算。過去有用近似方法計算的,也有用模型試驗方法計算的。有限元法推廣以后,在車身設(shè)計方面逐漸代替了過去來自航空工業(yè)的各種近似計算方法。還可應(yīng)用軟件分析車身的應(yīng)力,分析的結(jié)果在計算機終端上用圖形顯示,并能模擬各種條件下的應(yīng)力分布,根據(jù)顯示的分析結(jié)果對原車身模型用電筆修正,從而使車身結(jié)構(gòu)分析工作邁入了一個新時代。
車身附件和內(nèi)飾
人機工程在車身設(shè)計中的應(yīng)用,使車身附件和內(nèi)飾等有很多新發(fā)展,例如采用仿人體形的桶式座椅、可調(diào)座椅、安全帶、變色玻璃、電熱防結(jié)霜玻璃、數(shù)字顯示儀表和液晶顯示儀表等。空氣調(diào)節(jié)設(shè)備已較普及。車門鎖和玻璃升降器等附件的結(jié)構(gòu)也趨于簡單可靠。為了安全,還采用真空成形軟塑料的儀表板和內(nèi)飾框架,以及凹入式手柄。關(guān)于車身設(shè)備和附件等的人機工程研究,已發(fā)展成為一門邊緣學科。
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標簽:汽車車身
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