第一章　汽车基本构造

一、汽车基本组成

二、汽车车身结构

1. 整车形式

车身应为驾驶员提供方便的操作条件，以及为驾乘人员提供舒适安全的环境。典型的汽车车身包括汽车外壳、驾驶室、车厢等钣金部件和其他附件。

2. 车身结构

目前，汽车车身有传统的车架车身和整体车身两种。

（1）车架车身

（2）整体车身

（3）整体车身钣金部件

车身外表部件主要有发动机盖、（白）车身本体、后备厢盖、保险杠支架、翼子板、前后门、顶盖、顶梁、围板、侧围等组成，见图1-7～图1-14。

汽车车身附件总成主要有车身前部的发动机盖、翼子板、保险杠组合件、水箱支架组合件、前风窗结构、倒车镜及风窗玻璃。

车身侧面有车身侧围覆盖件、车门、后翼子板、油箱和车身边窗。

车身后部有后备厢盖、后保险杠组合件和后风窗玻璃，车身顶部有车顶覆盖件、活动天窗。

车内部有车内装饰件、座椅、安全系统构件。汽车车身的这些附件总成一般不具有很大的防碰撞功能，有的附件总成设置防碰撞构件是为了增加附件总成的防碰撞性，这样才能确保车身的整体防碰撞功能。

汽车车身的总体结构除了车身框架结构外，还有具有各种功能的附件总成。这些附件总成的连接大多数采用可拆卸连接，只有车身侧围覆盖件、车身顶部覆盖件采用不可拆卸连接。

三、车身金属材料

车身钢板通常有热轧板和冷轧板两种类型。车身钢板按其加入成分大致可分为碳素钢板、高强度钢板、特殊钢板等。

1. 热轧板

（1）用途

热轧钢在汽车上主要用于制造横梁和车架等比较厚的零部件。它是在730℃以上的高温下轧制的，厚度在4mm以上，在汽车上主要用于制造横梁和车架等比较厚的零部件。

（2）性能

热轧钢板塑性和强度适中，其延伸性能较冷轧板差。

2. 冷轧板

（1）性能

冷轧板是由热轧板经过酸洗后冷轧变薄，并经过退火处理，它的表面质量好，精度高，具有非常好的塑性和可加工性能，适合于弯曲和拉伸，不易断裂。它还具有较好的焊接性能。

（2）缺点

冷轧板的缺点是容易生锈，抗腐蚀性能较差。

3. 碳素钢

按含碳量高低可分为普通碳钢和优质碳钢两种类型。

（1）普通碳钢

普通碳钢在车身上应用范围很小，仅限于制作低承载的支架类构件。

（2）优质碳钢

优质碳钢按其含碳量的大小可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。

①低碳钢 其含碳量为0.0218％～0.25％，这类钢材强度较低，塑性好，可焊接性能较好，在车身面板中大量采用。含碳量低的钢材很软，便于加工，可以很安全地进行焊接、收缩作业。

②中碳钢 其含碳量为0.25％～0.60％，这类钢材强度及韧性较好，受热处理影响较大，常用于轴及齿轮等零件。

③高碳钢 其含碳量为0.60％～2.11％，常用于刃具及磨具，经淬火后硬度很高，但脆性很大。

4. 高强度钢

高强度钢泛指强度高于低碳钢的各种类型的钢材，它为车身的轻量化创造了有利的条件，并且车身的强度不会受到影响。高强度钢可分为高强度低合金钢、高抗拉强度钢和超高强度钢三种。

5. 绝缘钢板

绝缘钢板(也称静音钢）是在两层较薄钢板之间加进具有隔音、吸振的非金属材料，达到车身防噪声、抗振动的效果。

6. 镀锌薄钢板

镀锌薄钢板具有耐腐蚀性好及表面美观的特征，在车身面板中应用较为广泛，它表面发白，分平光和花纹两种。车身用通常有镀锌钢板、热浸镀锌钢板和镀锌合金锌钢板三种类型。

（1）镀锌钢板

镀锌钢板是通过电镀形成高纯度的锌结晶，其镀锌层厚度要比溶化镀锌钢板低，耐腐蚀性能相对较差。

（2）热浸镀锌钢

热浸镀锌钢板是通过将钢板浸入溶化的锌中得到锌镀层的，这种钢板耐腐性能较好，但相对电镀钢板焊接性能和涂漆性能较差。

（3）镀锌合金锌钢板

镀锌合金锌钢板是采用某些特殊成分涂于钢板表面，以增加可焊接性和涂漆性。

四、车身非金属材料

1. 热塑性塑料

热塑性塑料是一类应用最广的塑料，以热塑性树脂为主要成分，并添加各种助剂而配制成塑料。在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态可多次反复而始终具有可塑性，且这种反复只是一种物理变化。

车用热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛等。汽车上使用的80％的塑料是热塑性塑料。

2. 热固性塑料

指在一定条件（如加热、加压）下能通过化学反应固化成不熔性的塑料。

第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应——交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。

汽车上使用的热固性塑料有聚氨酯塑料、不饱和聚酯塑料等。

3. 夹层玻璃

（1）结构状态

夹层玻璃是指用一种透明可黏合性塑料膜贴在二层或三层玻璃之间，将塑料的强韧性和玻璃的坚硬性结合在一起，增加了玻璃的抗破碎能力。

（2）性能

① 高抗冲击强度，受冲击后，脆性的玻璃破碎，但由于它和有弹性的PVB（树脂）相结合，使夹层玻璃具有高的抗穿透能力，仍能保持能见度。

② 黏结力高，玻璃与PVB黏结力高，当玻璃破碎后，玻璃碎片仍然粘在PVB上不剥落，不伤人，具有安全性。

③ 耐光、耐热、耐湿、耐寒。

4. 钢化玻璃

钢化玻璃分物理钢化和化学钢化，我们通常所说的钢化玻璃均指物理钢化。

钢化玻璃是指将普通玻璃淬火使内部组织形成一定的内应力，从而使玻璃的强度得到加强，在受到冲击破碎时，玻璃会分裂成带钝边的小碎块，对乘员不易造成伤害。

① 较高的机械强度

a.抗冲压强度：钢化玻璃的抗冲击强度是相同厚度普通玻璃的5～8倍，5mm厚钢化玻璃用227g钢球冲击，钢球从2～3m高度落下玻璃不破碎，同样厚度的玻璃在0.4m就破碎了。

b.抗弯强度：抗弯强度比普通玻璃高3～5倍，用一片6mm×1250mm×350mm的玻璃条，两端架起来，中间加重物，中间最大弯度可达100mm不断裂。

② 良好的热稳定性 热稳定性是指玻璃能承受剧烈温度变化而不破坏的性能，钢化玻璃可承受温度变化范围达150～320℃，而普通玻璃只有70～90℃，如将钢化玻璃放在0℃的冰上，浇上熔化的327℃铅水，玻璃不会爆碎。

③ 安全性能好 钢化玻璃破碎时碎片成蜂窝状钝角小颗粒，不易伤人。

区域钢化玻璃是钢化玻璃的一种新品种，它经过特殊处理，能够在受到冲击破裂时，其裂纹仍可以保持一定的清晰度，保证驾驶员的视野区域不受影响。

5. 车身用胶

汽车用黏结剂、密封胶是汽车生产所需的一类重要辅助材料，有以下作用。

① 使结构汽车产品增强。

② 紧固防松，如车门铰链螺栓涂抹该胶。

③ 密封防锈，如砸车身焊接处涂抹该胶。

④ 减振降噪，如底板胶。

⑤ 在隔热消音和内外装饰以及简化制造工艺等方面起着特殊的作用。

五、汽车车身的碰撞性能

现代整体汽车的总体结构特点是汽车的承载功能主要由车身的框架结构承担。

行驶中交通事故或不可能完全避免。如何最大限度地保证碰撞后乘员的安全、减少事故造成的损失，具有重要的现实意义。

汽车碰撞通常分为正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞，还有滚翻和撞行人等情况。汽车安全性分为主动安全性和被动安全性。车身抗撞性是汽车车身框架结构性能的主要内容之一，汽车车身修复人员要保证修复后，汽车应恢复原汽车的安全特性和抗碰撞性能。

1. 车门防撞梁

承载式车身侧面抵抗碰撞的能力相对薄弱。为此，车身前、后下部横梁，一般比较坚固，形状平直，不会设计吸能区。前、后保险杠骨架，采用了高强度钢材料或铝合金材料，有足够的强度。这样，当车辆受到侧向撞击时，以便将碰撞力通过横梁传递至另一侧，通过车身更多部位的变形，以达到吸收碰撞能量的目的。

车身中部为驾乘室，相对于车辆前、后碰撞，侧面撞击更具有危险性。为减少侧面碰撞带来的危害，保障这一区域的人员安全，车辆在设计制造时就采取了很多安全措施，如车门内部安装超高强度钢材质的防撞梁；车身立柱内增加一层或多层加强板，这些加强板相对于车身外板要厚很多，而且采用高强度钢或超高强度钢材料制造；车门槛内安装高强度钢、铝合金材质制成的加强板或防撞梁。

车身车门应具有一定刚度，减轻对乘员的撞击力，因此，汽车车身在一些重要构件中都设计了防碰撞结构，如汽车车门就设置了防撞梁。

2. 汽车前部防碰撞

在汽车碰撞中，重要的是保护车内人员的安全，所以在碰撞中驾乘室的变形越小越好。汽车在设计时考虑到这一点。在汽车碰撞时，让一部分机构先溃缩，吸收一部分的撞击能量，从而减少传递到驾乘室的撞击力。这些安全设置还需要在碰撞时，控制车身构件仪表板或A柱后移量、转向盘后移量和上移量、脚踏板后移量和上移量，以及驾驶室的放脚位置空间等。这样设置的车身结构，一方面可以防止发生对乘员的直接挤压伤害；另一方面可以减轻二次碰撞中对乘员的伤害。

3.车身侧面框架结构和防碰撞

在碰撞中，汽车车身侧面允许乘员室的变形量很小，所以在侧面防碰撞设置中，主要是减小碰撞冲击对乘员室的侵入、维持乘员的生存空间。