汽车车身结构与设计车身总成

1.车身下部结构

车身下部是承受载荷的主要部件，其中车身地板是车身的基础，车身骨架直接或间接地焊在车身地板上，车身地板的强度和刚度不仅会影响到地板自身，而且会影响到整车。

除地板外，车身下部结构还包括以下总成。

（1）左右前轮罩、前纵梁焊接总成。包括左、右前轮罩焊接总成；左、右前纵梁焊接总成；左、右前悬架固定座；左、右加强板焊接总成。该总成是发动机、前悬架及底盘各零件的固定承载件。

（2）中后地板焊接总成。主要包括左后地板焊接总成，右后地板，前座椅横梁焊接总成，后座椅横梁焊接总成，中地板前、后段焊接总成，左、右后纵梁和后轮罩焊接总成。它是整个车身的基础，直接承受乘客及货物的载荷。

（3）前地板焊接总成。前地板连接发动机舱与乘员室，固定各种控制操纵机构。由前地板、行车制动固定架及一些焊接螺栓等组成。前地板焊接总成与水槽焊接总成共同组成前围。

（4）后挡板焊接总成。此部分为整体冲压L形薄板体，将乘员空间与行李箱分隔开。

（5）水槽焊接总成。水槽焊接总成将在前围中介绍。

2.左、右侧围板焊接总成

侧围指车身侧面由前支撑板、前立柱、中立柱、后立柱、后风窗支柱、顶盖侧梁、门槛外板及后翼子板组合成的焊接框架，装配时作为独立的大总成与地板、前后围等焊接成一个整体。侧围总成贯穿于车身的中后部。

（1）立柱

一般地，轿车车身有三个立柱，从前往后依次为前立柱（A柱）、中立柱（B柱）、后立柱（C柱）。对轿车而言，立柱的刚度在很大程度上决定了车身的整体刚度，因此在整个车身结构中，立柱要有足够高的刚度。立柱除了起支撑作用外，也起门框的作用。另外，立柱的位置涉及轿车的整体布置、安全性及驾乘舒适性。

①前立柱。前立柱由上段的前风窗支柱和下段的前围支柱焊接而成。前风窗支柱既是侧围的重要零件，又参与构成前风窗框。前围支柱断面尺寸较大，其最主要的功能是承担前门负荷。设计前立柱几何形状方案时，必须考虑到前立柱遮挡驾驶人视线的角度问题。既要有一定的几何尺寸保持前立柱的高刚度，又要减少驾驶人的视线遮挡所受到的影响，这是一个矛盾的问题。设计师必须尽量使两者平衡以取得最佳效果。在2001年北美国际车展上，瑞典沃尔沃推出的最新概念车SCC，就将前立柱改为通透形式，镶嵌透明玻璃让驾驶人可以透过柱体观察外界，令视野盲点减少到最低程度。

②中立柱。中立柱不但支撑车顶盖，还要承受前、后车门的支承力，在中立柱上还要装置一些附加零部件，如前排座位的安全带，有时还要穿电线线束。因此，中立柱大都有外凸半径，以保证具有较好的力传递性能。现代轿车的中立柱截面形状比较复杂，它由多件冲压钢板焊接而成。随着汽车制造技术的发展，不用焊接而直接采用液压成形的封闭式截面中立柱已经问世，其刚度大大提高而重量明显减小，有利于现代轿车的轻量化。有些设计师则从乘客上下车的便利性考虑，索性取消中立柱。最典型的是法国雪铁龙c3轿车，车身左右两侧的中立柱都被取消，前后门对开，乘员完全无障碍上下车。当然，取消中立柱就要相应增强前、后立柱，其车身结构必须要用新的形式，材料选用也有所不同。

③后立柱。后立柱与前立柱、中立柱不同的是不存在视线遮挡及上下车障碍等问题，因此构造尺寸大些也无妨，关键是后立柱与车身的密封性要可靠。

（2）后侧围内板

后立柱、后风窗支柱、连接板、加强板、后轮罩外板及安全带固定板等共同组成后侧围内板焊接分总成，是车身骨架中较大的一个分总成，可靠地支撑着乘客区的后部。

（3）后翼子板

又称为后侧围外板，后翼子板与侧围一体化是现代轿车车身结构的一个突出特点。翼子板包裹轮胎，以防止流水飞溅，并满足外观要求。

（4）顶盖侧梁(www.xing528.com)

顶盖侧梁的形状极为复杂，它既要承受纵向载荷，又要与前、中、后三个支柱及内饰拉手搭接。从安全性出发，顶盖侧梁在前支柱至中支柱之间加设侧梁加强板，使之与侧梁组成闭合断面，以提高结构强度和抗弯、抗扭刚度。侧梁的下侧翻边与顶盖的垂直翻边点焊连接，上侧翻边与顶盖内表面黏结，既保证了顶盖外表的表面质量，又起到密封、隔振的效果。

（5）门槛外板

侧围下部的门槛属地板焊接总成，为使焊接工艺简便，先与侧围各零件焊于一体，其内部与前支柱和后支柱连接处分别设有加强板，以提高接口刚度。此外，在下表面设置有千斤顶支座固定孔，以方便厂内运输及维修调整。

3.前围焊接总成

前围焊接总成由水槽、转向柱支架、仪表板支架及加强板组成。前部两侧靠两个翼形连接板分别同左、右前轮罩焊接固定，下边缘与前地板即发动机挡板点焊连接。这样，前围焊接总成与倾斜的前地板一起将发动机舱与乘员室分开，起隔声、隔热、隔振和碰撞防护的作用。

水槽是厚0.8 mm的钢板冲压而成的凹槽形构件。它是为暖风机、蓄电池的安装及发动机、底盘、电气等各系统有关线束的敷设而设计的大支架。水槽通过橡胶塞、密封条保证暖风机、蓄电池等与前部的发动机完全隔离。

转向柱横梁是主要的横向受力构件，靠横梁与加强梁组成闭合断面，以及本身的弯曲形状和表面的冲压筋，保证其具有较高的抗弯、抗扭刚度。

前围焊接总成同左、右前围支柱一起组成乘员区前部坚固的受力框架。

4.顶盖及前后梁

（1）顶盖

轿车顶盖是轮廓尺寸较大的大型覆盖件，大多是曲率较小的整体式冲压板件，其作用不只是避雨，更重要的是具有较高的刚性，在轿车侧翻时可起到保护乘员安全的作用。

汽车顶盖通常分为固定式顶盖和敞篷式顶盖两种。

固定式顶盖是常见的轿车顶盖形式，属于轮廓尺寸较大的大型覆盖件。它具有刚性强，安全性好，在汽车侧翻时起到保护乘员的作用；缺点是固定不变，无通风性，无法享受到阳光及兜风的乐趣。敞篷式顶盖一般用于高级轿车或跑车上，通过电动和机械传动移动部分或全部顶盖，可以充分享受阳光和空气，体验兜风的乐趣；缺点是机构复杂，安全性和密封性较差。

设计师考虑固定式和敞篷式顶盖各自的优缺点，在固定顶盖上开“天窗”，既可保持固定顶盖的优点，又可在一定程度上获得敞篷效果，两者兼顾，还可增加车内光线。20世纪80年代以后，开天窗的轿车迅速流行起来。一般来说，天窗主要由玻璃窗、密封橡胶条和驱动机构组成。顶盖天窗设计中最重要的问题是防漏水。天窗内侧应设流水槽和嵌有密封橡胶条的框架，从缝隙漏入的水通过流水槽和排水管流出车外。

（2）顶盖前后横梁

顶盖前后横梁均为单板冲压件。前横梁两端分别与左、右前风窗支柱内板点焊，后横梁两端与左、右后风窗支柱内板点焊，这样，顶盖前后横梁、左右侧梁、左右前风窗支柱及左右后风窗支柱共同构成了乘客区上部完整的受力骨架。

5.后围焊接总成

后围焊接总成包括后围上连接板、后围下连接板、后围加强板、锁销加强板和后围托架等零件，构成行李箱和车体后围板，为尾灯及后保险杠提供安装配合面及相应的固定孔，是车身骨架中承受横向载荷的主要零件之一。