汽车车身类型及其特点

汽车车身是指车辆用来载人装货的部分,也指车辆整体。 有的车辆的车身既是驾驶员的工作场所,又是容纳乘客和货物的场所,如图5.1 所示。 按汽车车身的承载方式,可分为承载式、非承载式和半承载式3 种;按车身的造型,可分为厢型、鱼型、船型、流线型及楔型等;按车身结构形式,可分为单厢、两厢和三厢等。

图5.1　汽车车身

(一)按承载方式分类

1.承载式车身

承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾及底板等部位,车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构,如图5.2 所示。 这种承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷。

图5.2　承载式车身

1)优点

这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度,质量小,高度低,汽车质心低,装配简单,高速行驶稳定性较好。

2)缺点

由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体,因此,噪声和振动较大。

2.非承载式车身

非承载式车身的汽车有刚性车架,又称底盘大梁架,如图5.3 所示。 车身本体悬置于车架上,用弹性元件联接。

图5.3　非承载式车身

1)优点

车架的振动通过弹性元件传到车身上,大部分振动被减弱或消除,发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力,在坏路行驶时对车身起到保护作用。 因此,车厢变形小,平稳性和安全性好,而且厢内噪声小;车身强度好,刚性高,能提高汽车安全性;有较强的相对抗冲击力和抗颠簸的性能。

2)缺点

这种非承载式车身较笨重,质量大,汽车质心高,高速行驶稳定性较差。

3.半承载式车身

一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构,称为半承载式车身。 它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接,加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用。例如,发动机和悬架都安装在加固的车身底架上,车身与底架成为一体共同承受载荷。 这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构,如图5.4 所示。 半承载式车身一般用于大客车。

(二)按车身造型分类

1.厢型

厢型车是一种用于载货和多人运输的汽车,在亚洲也称面包车、小型客货车。 通常有四轮和方厢型车体,宽高都明显大于一般车,如图5.5 所示。

图5.4　半承载式车身

图5.5　厢型

2.鱼型

鱼型车是指因斜背式汽车的背部像鱼的脊背而得名,是斜背式汽车的换代产品。 最初的鱼型车是美国1952 年生产的别克牌小客车。 1964 年美国的克莱斯勒顺风牌和1965年的福特野马牌都采用了鱼型造型,如图5.6 所示。

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图5.6　鱼型(别克牌)

3.船型

20 世纪50 年代,为创造舒适、宽敞的乘坐空间,出现了船型车身的轿车,并由此成为当代轿车造型的主流。 1949 年,福特汽车公司的V8 轿车首先开创了船型车身的车型。船型车身的重要特点是开始应用人体工程学来设计车身,把乘坐位置放在振动最小的汽车中部。 发动机在前部,行李舱在后部,还取消了脚踏板和单独的翼子板,扩大了汽车的内部空间,同时也减小了汽车侧面的空气阻力。 因此,船型汽车受到了广泛的欢迎,一直盛行不衰。 常见的奥迪100C 型轿车,就是船型车身,其风阻系数只有0.30,如图5.7所示。

图5.7　船型(奥迪100C)

4.流线型

物体在流体中运动时所受的阻力,是由内摩擦和涡旋两个原因所造成的。 在速度很小时,阻力的大小主要决定于内摩擦;在速度较大时,阻力的大小主要决定于涡旋,速度越快,涡旋的作用越大。 为了有效地减小阻力,就要设法避免涡旋的形成。 通过对鱼类的游泳进行观察,发现凡是游得快的鱼,如带鱼、鲨鱼等,都具有一种特殊的雪茄烟式的形状。又通过大量实验得出结论,把物体做成这种形状,的确能减小涡旋作用或避免涡旋的形成,因而大大地减低了流体对它的阻力。 这种形状称为流线型。 这种流线型设计构思已广泛应用于飞机、潜艇、汽车及轮船等,如图5.8 所示。

图5.8　流线型

5.楔型

楔型又称“鱼形鸭尾式”车型,如图5.9 所示。 虽然部分地克服了汽车高速行驶时的空气升力,但却未从根本上解决鱼型车身汽车的升力问题。 在经过大量的探求和试验后,设计师最终找到了一种新车型——楔型。 这种车型就是将车身整体向前下方倾斜,车身后部像刀切一样平直,这种造型能有效地克服升力。 楔型汽车是从空气动力学角度进行设计的,这类车型通常现代感和速度感较强。

图5.9　楔型

(三)按车身结构形式分类

1.单厢

单厢车是指发动机舱、乘客舱、行李舱连为一体,整体车身结构只有一个箱体的汽车,如图5.10 所示。

图5.10　单厢车(大众迈特威)

1)特点

噪声较大,安全性不高,但价格低廉,装载量大且方便,空间扩展性好,用途多样。

2)典型代表

中国大部分的面包车,如依维柯、金杯、福田面包车等。

2.两厢

两厢车是指少了突出的“屁股”的轿车,如街上经常可见的福克斯、POLO 等车型,如图5.11 所示。

图5.11　两厢车(福特福克斯)

3.三厢

三厢车是轿车的标准形式。 发动机、驾驶室和行李箱被逐一分开。 一眼就可看到行李箱的两厢车也称三厢轿车,如图5.12 所示。 三厢车可以有更大的载物空间,但相应的油耗也就增加了,在城市拥挤的路况条件下,灵活性也不如两厢车。 例如,雅阁、帕萨特等都是三厢车的代表。

图5.12　三厢车