二、轎車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)分類
1.轎車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)的分類方法
(1)按車(chē)身承載方式分類承載轎車(chē)車(chē)身按承載方式可分為非承載式車(chē)身和承載式車(chē)身。
(2)按車(chē)身外形分類轎車(chē)車(chē)身的形狀,主要由座椅位置和數(shù)量、車(chē)門(mén)數(shù)量、頂蓋變化、發(fā)動(dòng)機(jī)和備胎的布置等因素決定。
①按車(chē)身背部結(jié)構(gòu)分類。有折背式車(chē)身、直背式車(chē)身、艙背式車(chē)身、短背式車(chē)身。
②按車(chē)身廂體結(jié)構(gòu)分類。轎車(chē)根據(jù)車(chē)身廂體結(jié)構(gòu)可分為三廂式和兩廂式轎車(chē)兩種,如圖2-1所示。三廂式是一種最為流行的有代表性的車(chē)型,車(chē)身為封閉、剛性結(jié)構(gòu),有四個(gè)以上側(cè)窗、兩排以上座位和兩個(gè)以上車(chē)門(mén)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)室、乘客室、行李箱分段隔開(kāi)形成相互獨(dú)立的三段布置,故稱之為三廂式轎車(chē)(如圖2-1 a所示)。兩廂式轎車(chē)后部形狀按較大的內(nèi)部空間設(shè)計(jì),將乘客室與行李箱布置在同一段,故稱之為兩廂式轎車(chē)(如圖2-1b所示)。

③按用途及車(chē)門(mén)數(shù)分類。轎車(chē)按用途及車(chē)門(mén)數(shù)分為二門(mén)轎車(chē)、四門(mén)轎車(chē)、二門(mén)旅行車(chē)、四門(mén)旅行車(chē)等,如圖2-2所示。

④變型車(chē)身。轎車(chē)有很多種變型車(chē),主要是指車(chē)身部分的改變。例如,使折背式車(chē)身頂蓋向后延到車(chē)尾的二廂式旅行車(chē),以及使駕駛?cè)俗吻耙频囊粠蕉嘤猛拒?chē)等,如圖2-3和圖2-4所示。


(3)按車(chē)身殼體結(jié)構(gòu)分類轎車(chē)車(chē)身具有安置發(fā)動(dòng)機(jī)、裝載乘員和行李的作用,實(shí)現(xiàn)這些作用的車(chē)身殼體可分為開(kāi)式和閉式兩種。
①開(kāi)式殼體。開(kāi)式殼體即通常所說(shuō)的不帶頂蓋的敞篷式車(chē)身。這種車(chē)身殼體還可分為兩種結(jié)構(gòu):一種是由底板、側(cè)壁、前壁和后壁四大部件所構(gòu)成的;另一種是由底板、前壁和側(cè)壁三大部件所構(gòu)成的(如圖2-2c、d所示)。
②閉式殼體。這種車(chē)身殼體由板件構(gòu)成一個(gè)封閉的系統(tǒng),是轎車(chē)車(chē)身殼體最普遍的一種結(jié)構(gòu)形式,呈現(xiàn)為由基本結(jié)構(gòu)板件所構(gòu)成的一個(gè)封閉的平行六面體。這種車(chē)身主要包括前壁、帶有前窗內(nèi)框的前隔板總成、帶有后窗框的頂蓋、內(nèi)部的縱梁、后隔板、門(mén)框下梁、帶有后輪罩的側(cè)壁和后壁、底板、前懸架支架、后懸架橫梁等,另外還有可拆卸的前后保險(xiǎn)杠、前后翼子板、行李箱蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)罩等,如圖2-5所示。

除此之外,轎車(chē)車(chē)身還有按豪華程度以及車(chē)身用途等多種分類方法。但從車(chē)身維修的角度來(lái)說(shuō),按車(chē)身材料和車(chē)身殼體結(jié)構(gòu)分類的實(shí)際意義更大。
2.轎車(chē)非承載式車(chē)身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
非承載式車(chē)身也稱車(chē)架式車(chē)身。這種形式的車(chē)身是以彈性元件與車(chē)架相連,車(chē)身除承受自重和貨物及乘客的重量引起的載荷以及行駛時(shí)的空氣阻力和慣性力外,其他的載荷則由車(chē)架承受。由于車(chē)身與車(chē)架的連接件能吸收一部分由地面和發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的振動(dòng)和噪聲,所以能改善乘坐舒適性,非承式車(chē)身廣泛用于客車(chē)及貨車(chē),有些高級(jí)轎車(chē)也采用這種形式的車(chē)身。
圖2-6所示為典型的車(chē)架式車(chē)身結(jié)構(gòu)示意圖,轎車(chē)的殼體與車(chē)架是可分離的兩個(gè)部分。車(chē)架承受汽車(chē)運(yùn)行所受到的荷載;車(chē)廂通過(guò)減振裝置與車(chē)架相連接,基本上不承受荷載。早期承載式車(chē)身大都采用這種結(jié)構(gòu)形式。20世紀(jì)80年代以后,承載式車(chē)身的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向以無(wú)車(chē)架整體式(即承載式)結(jié)構(gòu)為主。

3.轎車(chē)承載式車(chē)身特點(diǎn)
承載式車(chē)身又稱為整體式車(chē)身,車(chē)身代替車(chē)架來(lái)承受全部載荷。承載式車(chē)身雖然沒(méi)有獨(dú)立的車(chē)架,但由于車(chē)身主體與類似于車(chē)架功能的車(chē)身底板,采用組焊等方式制成整體剛性框架,使整個(gè)車(chē)身(底板、骨架、內(nèi)外蒙皮、車(chē)頂?shù)龋┚鶇⑴c承載。這樣分散開(kāi)來(lái)的承載力分別作用于各個(gè)車(chē)身結(jié)構(gòu)件上,車(chē)身整體剛度和強(qiáng)度同樣能夠得到保證。當(dāng)車(chē)身整體或局部承受適度載荷時(shí),殼體不易發(fā)生永久變形,即剛性結(jié)合角在正常載荷作用下,一般不會(huì)永久性變形。而且這種由構(gòu)件組成的剛性殼體,在承受載荷時(shí)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”,依作用力與反作用力平衡法則,“以強(qiáng)濟(jì)弱”地自動(dòng)調(diào)節(jié),使整個(gè)殼體在極限載荷內(nèi)始終處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
圖2-7所示為典型的承載式車(chē)身結(jié)構(gòu)示意圖。整體車(chē)身不再依靠車(chē)架承受荷載,而是將汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)等主要部件直接安裝在車(chē)身的指定位置上。這樣做,可以大大減輕汽車(chē)自身質(zhì)量,降低整車(chē)重心高度,是現(xiàn)代轎車(chē)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)。但是,由于汽車(chē)行駛中的振動(dòng)和噪聲直接傳給車(chē)身,影響汽車(chē)的舒適性,因此,要求采取更為有效的防振、隔振措施,以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

承載式車(chē)身由于無(wú)車(chē)架故重量輕,且地板高度降低,使上、下車(chē)方便。但振動(dòng)和噪聲會(huì)直接傳入車(chē)內(nèi),舒適性差。如果裝有隔音和防振設(shè)備則可消除這些缺點(diǎn)。
4.車(chē)身背部結(jié)構(gòu)不同的分類
(1)折背式車(chē)身 這是指車(chē)身的背部有角折線條的車(chē)身形式,也被稱為浮橋式、船形等,如圖2-8所示。其主要特征是車(chē)身由明顯的頭部、中部和尾部三部分組成,大多數(shù)都布置有兩排座位,這種轎車(chē)按車(chē)門(mén)數(shù)可分為二門(mén)式和四門(mén)式。

(2)直背式車(chē)身 這種車(chē)身的后風(fēng)窗和行李箱連接近似平直,比折背式更趨流線型,有利于降低空氣阻力,且使后行李箱的空間加大。這種車(chē)型也叫做快背式、溜背式車(chē)身等,如圖2-9所示。

(3)艙背式車(chē)身 這種形式的車(chē)身頂蓋較折背式長(zhǎng),后背角度比直背式小,后行李箱與后窗演變?yōu)橐粋(gè)整體的背部車(chē)門(mén)。這種車(chē)型也叫半快背式車(chē)身,如圖2-10所示。

(4)短背式車(chē)身 這種車(chē)身由于背部很短而使整車(chē)長(zhǎng)度縮短,從空氣動(dòng)力學(xué)的角度考慮也是有利的;同時(shí),這種形式的車(chē)身可減少車(chē)輛偏擺,有利于穩(wěn)定性。這種車(chē)型也叫鴨尾式車(chē)身,如圖2-11所示。

三、客車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)分類
1.按車(chē)身用途分類
(1)城市客車(chē)車(chē)身城市客車(chē)由于站距短,乘客上下車(chē)頻繁,因此底板離地高度一般較小,乘客門(mén)較多或尺寸較大。為了增大過(guò)道寬度和站立面積,座位多采用單雙排座(1+2)的布置形式。車(chē)內(nèi)高度相對(duì)較大;為保證站立乘客的視野,車(chē)頂?shù)耐苟纫话爿^小。為了緩解城市公共交通緊張,提高客車(chē)的面積利用率,目前城市雙層客車(chē)也較多。
(2)長(zhǎng)途客車(chē)車(chē)身長(zhǎng)途客車(chē)由于旅客乘坐時(shí)間長(zhǎng),客流量比較穩(wěn)定,因此一般只有一扇乘客門(mén)。但為保證座椅的乘坐舒適性和人人有座,座椅布置較密集,且一般采用高靠背。為了使底板下有較大的行李空間,底板離地高度一般在1m以上。另有一類遠(yuǎn)距離長(zhǎng)途客車(chē)為臥鋪客車(chē)。
(3)旅游客車(chē)車(chē)身旅游客車(chē)與長(zhǎng)途客車(chē)沒(méi)有本質(zhì)上的差別,但其外觀、舒適性等往往更豪華和講究、更注重乘客的居往性、,如車(chē)上附設(shè)衛(wèi)生間,甚至烹調(diào)室和臥室等。為觀光方便,旅游客車(chē)的視野也較開(kāi)闊。
2.按車(chē)身承載形式分類
類似于轎車(chē)車(chē)身,按承載形式客車(chē)車(chē)身可分為非承載式、半承載式和承載式三種。
(1)非承載式車(chē)身 非承載式車(chē)身是直接在三類底盤(pán)的車(chē)架上組裝而成的,車(chē)架邊梁兩側(cè)的懸伸梁(俗稱牛腿)用螺栓與邊梁相連,底橫梁支撐在懸伸梁上,車(chē)廂側(cè)立柱與底橫梁焊接;為彌補(bǔ)懸伸梁與車(chē)架邊梁上平面度的誤差及緩和路面對(duì)車(chē)身的沖擊和振動(dòng),在底橫梁及懸伸梁之間安裝有橡膠緩沖墊,如圖2-12所示。

這種結(jié)構(gòu)的車(chē)身,當(dāng)汽車(chē)在崎嶇不平的路面上行駛時(shí),載荷主要由車(chē)架來(lái)承擔(dān),車(chē)架產(chǎn)生的變形則由橡膠緩沖墊的撓性所吸收,所以車(chē)身是不承載的。目前國(guó)產(chǎn)客車(chē)大多采用這種結(jié)構(gòu),如圖2-13所示。

(2)半承載式車(chē)身半承載式車(chē)身是一種過(guò)渡性結(jié)構(gòu),其車(chē)身下部保留有強(qiáng)度和剛度均較車(chē)架低的底架,車(chē)身骨架(立柱)的下端與底架縱梁兩側(cè)懸伸的橫梁剛性相連,車(chē)身下部與底架組成一整體(如圖2-14所示),因此車(chē)身也能分擔(dān)一部分彎曲和扭曲載荷,所以稱為半承載式。其優(yōu)點(diǎn)是可以降低整車(chē)重量。

(3)承載式車(chē)身為了進(jìn)一步減輕客車(chē)的自身重量并使車(chē)身結(jié)構(gòu)更趨合理,在有些客車(chē)上采用無(wú)車(chē)架的承載式結(jié)構(gòu)。
根據(jù)客車(chē)車(chē)身上下受載程度的不同,又可將承載式結(jié)構(gòu)分為基礎(chǔ)承載式和整體承載式兩種,如圖2-15所示。

①基礎(chǔ)承載式。這種結(jié)構(gòu)的原理如圖2-15a所示。它是將車(chē)身側(cè)圍腰線以下部分,包括窗臺(tái)梁以下到地板的側(cè)壁骨架和底部結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)成為車(chē)身的主要承載件,而其頂蓋和窗柱均為非承載件。這種結(jié)構(gòu)的底部縱向和橫向構(gòu)件一般可采用(a)基礎(chǔ)承載式(b)整體承載式薄壁鋼或薄板來(lái)制造,其高度可達(dá)0. 5m左右,故可充分利用車(chē)身地板下面的空間來(lái)作為行李箱。但因底部結(jié)構(gòu)的截面高度較大,導(dǎo)致車(chē)身地板離地距離較大,因此這種結(jié)構(gòu)的車(chē)身一般只用于長(zhǎng)途客車(chē)或旅游客車(chē)上。如日本日野公司和尼桑公司生產(chǎn)的旅游大客車(chē)、德國(guó)生產(chǎn)的尼奧普蘭客車(chē)、法國(guó)生產(chǎn)的雷諾客車(chē)等均屬于這種結(jié)構(gòu)。
基礎(chǔ)承載式結(jié)構(gòu)采用空間框架結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是采用凹形地板(通道平面離地高度約為1. 2m,乘客座椅下的平臺(tái)比通道平面高出150mm),因此當(dāng)前后和兩側(cè)遭到撞擊時(shí),乘客均處于遭受沖擊部位的上方,故其安全性較好。
②整體承載式。這種結(jié)構(gòu)的原理如圖2-15a所示。整體承載式車(chē)身的上下部結(jié)構(gòu)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,整個(gè)車(chē)身均參與承載。當(dāng)車(chē)身承受載荷時(shí),各構(gòu)件以強(qiáng)濟(jì)弱,可使整個(gè)車(chē)身殼體達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。如英國(guó)利蘭公司生產(chǎn)的皇家虎玉牌、美國(guó)通用公司生產(chǎn)的RST-2型、瑞典生產(chǎn)的斯堪尼亞K112型等大客車(chē)車(chē)身均屬于此類。
(4)薄殼式車(chē)身 薄殼式車(chē)身(如圖2-16所示)又稱為應(yīng)力殼體式車(chē)身結(jié)構(gòu),是飛機(jī)機(jī)身薄殼結(jié)構(gòu)的移植和運(yùn)用。它沒(méi)有像骨架式車(chē)身那樣的獨(dú)立骨架,構(gòu)成車(chē)身整體并取代骨架作用的是板塊式構(gòu)件,結(jié)構(gòu)應(yīng)力也由這些板式構(gòu)件承擔(dān),如頂蓋、車(chē)底、側(cè)板、車(chē)身構(gòu)件等。

薄殼式車(chē)身結(jié)構(gòu)具有整體剛度好、材料消耗小、殼體質(zhì)量輕、工藝性好和生產(chǎn)效率高等許多優(yōu)點(diǎn),但其承載能力要受車(chē)身整體
尺寸的限制。
薄殼式客車(chē)車(chē)身的車(chē)底用優(yōu)質(zhì)鋼板沖壓而成。為確保車(chē)底承載能力和裝配發(fā)動(dòng)機(jī)及底盤(pán)各總成的需要,一般還加焊了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。車(chē)內(nèi)底板同樣覆蓋以隔聲、絕熱、密封為目的的地板裝飾材料。薄殼式車(chē)身廣泛應(yīng)用于旅行客車(chē)車(chē)身構(gòu)造。
(5)復(fù)合式結(jié)構(gòu)這是一種將薄殼式和骨架式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)融為一體的復(fù)合式結(jié)構(gòu),通常是第二立柱與最末立柱之間為框架結(jié)構(gòu),前圍和后圍為薄殼結(jié)構(gòu)。
除了以上分類方法和形式外,大客車(chē)車(chē)身也有按車(chē)身材料、發(fā)動(dòng)機(jī)布置形式、豪華程度等分類方法。
弄清不同形式車(chē)身的特征,有針對(duì)性地采取維修工藝,對(duì)保證維修質(zhì)量是極其重要的。
四、載貨車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)分類
1.按駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)位置分類
(1)長(zhǎng)頭式 長(zhǎng)頭式車(chē)身的發(fā)動(dòng)機(jī)布置在駕駛室之前,單獨(dú)有凸出的發(fā)動(dòng)機(jī)罩,如圖2-17所示。這種形式車(chē)身的發(fā)動(dòng)機(jī)維修方便,操縱機(jī)構(gòu)也較簡(jiǎn)單,汽車(chē)在路況較差的情況下通過(guò)性較好。其缺點(diǎn)是軸距和總長(zhǎng)相對(duì)較大,視野較差。所以長(zhǎng)頭式車(chē)身多用于中型和重型貨車(chē)。

(2)短頭式 短頭式車(chē)身是將發(fā)動(dòng)機(jī)的一小部分伸入到駕駛室內(nèi),如圖2-18所示。汽車(chē)的軸距略為縮短,駕駛室內(nèi)部較擁擠,發(fā)動(dòng)機(jī)維修不如長(zhǎng)頭式方便,總的特點(diǎn)與長(zhǎng)頭式?jīng)]有太大的差異。

(3)平頭式。這種形式車(chē)身的駕駛室布置在發(fā)動(dòng)機(jī)之上,如圖2-19所示。汽車(chē)的軸距和總長(zhǎng)較短,機(jī)動(dòng)性好,視野良好,面積利用系數(shù)(載貨面積與總面積之比)高。為了避免駕駛室內(nèi)夏天比較悶熱等情況發(fā)生,駕駛室須加強(qiáng)隔熱、通風(fēng)、隔振和密封等措施。目前,由于結(jié)構(gòu)的改進(jìn)使平頭式車(chē)身的優(yōu)點(diǎn)比較顯著,因而它們?cè)诂F(xiàn)代輕型、中型貨車(chē)上得到了廣泛的采用。

2.按駕駛室與貨廂的連接關(guān)系分類
(1)分體式這是絕大多數(shù)貨車(chē)車(chē)身的形式,駕駛室、貨廂和車(chē)架各成一體。駕駛室常以三點(diǎn)支承在車(chē)架上,為減少駕駛室振動(dòng)和車(chē)架歪扭變形對(duì)駕駛室的影響,其中兩點(diǎn)往往采用彈簧或橡膠襯墊的浮式連接。貨廂大多為前欄板固定、側(cè)欄板和后欄板可翻的欄板式貨臺(tái),欄板通常為鋼板沖壓件采用點(diǎn)焊連接組合而成的整體式鋼結(jié)構(gòu)。
(2)連體式這種形式車(chē)身的駕駛室與貨廂連為一體,是微型和輕型貨車(chē)中的一種結(jié)構(gòu)形式。這類車(chē)往往由轎車(chē)和小型客車(chē)變形而來(lái),其車(chē)身一般也是由原形演變而來(lái)的薄殼式結(jié)構(gòu)。另有一類由轎車(chē)和小型客車(chē)變形而來(lái)的貨車(chē),車(chē)身雖為分體式,但駕駛室和貨廂在造型上還是追求一體化的效果,而且駕駛室和貨廂也都是薄殼式結(jié)構(gòu)。
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