【正文】 設(shè)計(jì)的總布置時(shí)，在沒有貨箱的汽車底盤上，加裝所需要的工作裝置或特種車身。采用二類汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)是整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)，如果嚴(yán)格控制了整車總質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度位置等，則基本上能保持原車型的主要性能。但是，還要對改裝后的整車重新作出性能分析和計(jì)算。 圖 二類底盤外觀 對客車、客貨兩用車、廂式貨車等則 通常采用三類汽車底盤（如圖 ）改裝設(shè)計(jì)。所謂三類汽車底盤是指在基本型整車的基礎(chǔ)上去掉貨廂和駕駛室。在近年來，我過乘 9 用車發(fā)展很快，對乘用車使用性能的要求也在不斷提高，再用原來的三類汽車底盤改裝的客車越來越不受歡迎。因此各類專用底盤應(yīng)運(yùn)而生。這些專用客車底盤的基本特點(diǎn)是利用基本型總成，按照客車性能要求更新進(jìn)行整車布置，更新設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)等。這種汽車底盤不僅在質(zhì)心位置、整車性能特別是在平順性方面有很大的變化，而且在傳動系統(tǒng)和動力匹配、制動系統(tǒng)等總成方面也有較大的改裝設(shè)計(jì)。 圖 三類底盤外觀 目前在用普 通汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)時(shí)，把跟換了發(fā)動機(jī)的底盤（如將汽油發(fā)動機(jī)改換成柴油發(fā)動機(jī)），也當(dāng)作三類汽車底盤處理。 無論選用二類汽車底盤或者是三類汽車底盤，很難完全滿足某些專用汽車的性能要求。例如用普通汽車底盤改裝廂式貨車，存在質(zhì)心過高、軸荷分配不合理的問題；改裝消防車，首先是底盤車速達(dá)不到規(guī)定要求；改裝客廂式專用車，存在平順性差的話題。因此，若要使外國的專用汽車上質(zhì)量、上檔次，一定要開發(fā)出一些具有特點(diǎn)的專用汽車底盤。 在專用汽車底盤或總成選型方面，一般應(yīng)滿足一下要求： 適用性 對貨運(yùn)車用的總成要適應(yīng)貨 運(yùn)要求，保證貨運(yùn)安全無損；對乘用車用的總成要適于乘客的需求，達(dá)到乘坐安全舒適；對各種專用改裝車的總成應(yīng)適于專用汽車特殊功能要求，并以此為主要目標(biāo)進(jìn)行改裝選型設(shè)計(jì)，例如各種取力器的輸出接口等。 可靠性 所選用的各種總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的概率小，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命，同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于均衡。 先進(jìn)性 所選用的底盤或總成，應(yīng)使整車在動力性、經(jīng)濟(jì)型、制動性、操縱平順性以及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車的先進(jìn)水平，并且在專用性能上要滿足國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 10 方便性 所選用的各個總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。處理好結(jié)構(gòu)接湊與裝配調(diào)試空間合理之間的矛盾。 在選用專用汽車底盤時(shí)，除了上述因素外，還有以下兩個重要的方面：一是汽車底盤價(jià)格，它在專用汽車購置成本中占很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受，這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快地占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。二是汽車底盤供貨要有可靠的來源，要腰痛生產(chǎn)汽車底盤的主機(jī)廠有明確的協(xié)議或合同，無論汽車底盤滯銷或緊俏，一定要按時(shí)供貨。 本次設(shè)計(jì)中選用底盤類型介紹及其方案分析 鑒于本次設(shè)計(jì)的對象為 RL5040XLJ 旅居車，所以所選用的底盤應(yīng)該盡量滿足旅居車的使用需求。旅居車在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量增大內(nèi)部空間。所以在本次設(shè)計(jì)中，將采用三類汽車底盤進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)槿惼嚨妆P沒有原來的駕駛室，在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以自行設(shè)計(jì)駕駛室與乘客區(qū)的車身。并且可以采用駕駛區(qū)與乘客區(qū)相互連通的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步正大了車廂內(nèi)部的使用面積。更加迎合了旅居車的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也可以使旅居車更加舒適。但是采用三類底盤進(jìn)行旅居車設(shè)計(jì)，需要注意控制整車的質(zhì)心，防止質(zhì)心過高的現(xiàn)象出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候還應(yīng)該注意到傳動系和動力的匹配、制動系統(tǒng)等方面。應(yīng) 該嚴(yán)格控制整車質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度位置等關(guān)系，這樣才能設(shè)計(jì)出既符合旅居車使用條件又安全舒適切各個總成匹配良好的車輛。 車身設(shè)計(jì)方案的選擇 車身屬于汽車上的三大總成之一，但是，除了在整車總布置受到制約于汽車上的其它總車外，很多方面（如：外形、制圖與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法、制造與裝配工藝以及所采用的材料等）均與其它總成大相徑庭。汽車車身是載運(yùn)乘客或者貨物的活動性建筑物，相當(dāng)于一個臨時(shí)住所或一個流動倉庫，但卻又受到質(zhì)量或空間的限制，可以說“麻雀雖小，肝膽俱全”，從而帶來了許多新的問題。其涉及面之廣早已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超出一般機(jī)械產(chǎn)品的范疇，諸如車身造型藝術(shù)、內(nèi)部裝飾、取暖通風(fēng)、防震隔音、密封、照明、座椅設(shè)計(jì)、人體工程等方面；車身材料有逐漸擴(kuò)大非金屬化的趨勢；車身零部件的加工方法也是各種各樣的（如冷沖壓，各種形式的焊接、噴漆、電鍍、材料成型等）。由此可見汽車車身的設(shè)計(jì)制造需要綜合運(yùn)用各種不通領(lǐng)域的知識以及各種行業(yè)之大成。因此，可以毫不夸張的說，汽車車身技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r足以直接反映出一個國家的工業(yè)水平和完備程度。 綜合起來看，由于汽車車身的獨(dú)特性，它使得生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、技術(shù)沒學(xué)、用戶心理學(xué)、交通運(yùn)輸工程、企業(yè) 管理乃至功效等各種彼此分野很大的學(xué)科甚至很多非技術(shù)性領(lǐng)域的知識緊密地結(jié)合在了一起。 11 出于各種不同的目的和要求，汽車的品種有很多，車型的形式各異，特別是隨著時(shí)間的推移和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和使用實(shí)踐的日益豐富，結(jié)構(gòu)上不斷推陳出新，雖然它離不開結(jié)構(gòu)的繼承性，但是新老結(jié)構(gòu)形式交織在一起，難以確切下定義和予以統(tǒng)一命名，往往容易造成混淆，這樣就給人們分門別類去認(rèn)識它和研究它帶來了一定的困難。盡管一般也可以按照用途（例如：轎車、大客車、貨車和專用汽車車身等等）和所用材料（如金屬、非金屬和鋼木混合等等）來進(jìn)行分類 ，然而，從結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)按車身承載型式來分類，可以認(rèn)為是比較明確而又合理的。 按車身承載形式，客車車身結(jié)構(gòu)可分為非承載式、半承載式和承載式三大類。非承載式和半承載式車身結(jié)構(gòu)都是屬于有車架式的，而承載式車身則屬于無車架式的。從設(shè)的角度看，這類分法是比較合理的。按承載形式對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，表明了不同形式的車身結(jié)構(gòu)的組成以及車身制造工藝過程中的差異。 非承載式（有車架式）車身簡介與分析 貨車（除微型貨車外）與在貨車的三類或者二類汽車底盤基礎(chǔ)上改裝成的大客車和專用汽車以及大部分高級轎車 （出于舒適性的要求），都裝有單獨(dú)的車架，此時(shí)車身是通過過個橡膠墊安裝在車架上的，當(dāng)汽車在崎嶇不行的道路上行駛的時(shí)候，車架產(chǎn)生的變形由橡膠墊的撓性所吸收，載荷主要由車架來承擔(dān)，因此，顧名思義，這種車身結(jié)構(gòu)應(yīng)是不承載的。但實(shí)際上，由于車架并非絕對剛性，所以車身仍在一定程度上承受著由車架彎曲和扭轉(zhuǎn)變形所引起的載荷。 非承載式也稱為有車架式。車架是跨裝在汽車前、后軸上的橋梁式結(jié)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)形式歸納起來不外乎框式、脊梁式和綜合式等三大類?？蚴接挚梢詣澐譃檫吜菏胶椭苓吺絻煞N。 經(jīng)過分析，可得出非承載式車身的有點(diǎn)在于： 除了輪胎與懸架系統(tǒng)對整車的緩沖吸振作用而外，撓性橡膠墊還可以起到輔助緩沖、適當(dāng)吸收車架的扭轉(zhuǎn)變形和降低噪聲的作用，既延長了車身的使用壽命，又提高了乘坐舒適性，所以目前此種車身結(jié)構(gòu)型式仍然較廣泛地被采用于高級轎車和部分中級轎車上。 底盤和車身可以分開裝配，然后總裝在一起，這樣既可以簡化裝配工藝，又便于組織人員進(jìn)行專業(yè)化協(xié)作。 由于有車架作為整車的基礎(chǔ)，這樣就便于汽車上各總成和部件的安裝，同時(shí)也易于更改車型和改裝成其它用途的車輛，貨車和專用車以及非專業(yè)廠生產(chǎn)的大客車之所以長期保留有車架 ，其主要原因也就在于此。 發(fā)生撞車事故時(shí)，車架還可以對車身起到一定程度上的保護(hù)作用。車廂變形量 12 小。 非承載式車身有很多的有點(diǎn)，但是經(jīng)過分析，也不難得出非承載式車身有如下幾樣缺點(diǎn)： 由于設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不考慮車身承載，所以必須保證車身有足夠的強(qiáng)度和剛度，從而導(dǎo)致整車自重力增加。 由于底盤和車身之間有車架相連，使得整車高度有所上升。 車架是汽車上最大而且質(zhì)量最大的零件，所以必須具備有大型的壓床以及焊接工、檢驗(yàn)等一系列較為復(fù)雜而且昂貴的制造設(shè)備。 半承載式車身 簡介與分析 半承載式是一種過渡型的結(jié)構(gòu)，車身下部仍然保留有“車架”，不過它的強(qiáng)度和剛度可稍微低于非承載式的車架，為了有所區(qū)別可見，一般可以將它成為“底架”。它之所以被命名為半承載式是由于以下考慮：讓車身也分擔(dān)部分載荷，以此來減輕車架的自重力。圖 所示為半承載式大客車車身，此種結(jié)構(gòu)型式與底架縱梁兩側(cè)懸伸的橫梁（俗稱牛腿）剛性相連。 圖 半承載式大客車車身 這種結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：車身下部與底架組合為一個整體，車身也能分擔(dān)部分彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。由于此種車身結(jié)構(gòu)型式還保留有底架，因此，大客車的輕量化任然 受到一定程度的制約。 承載式（無車架式）車身簡介與分析 為了進(jìn)一步減輕汽車的自重力以及使車身結(jié)構(gòu)合理化，在客車和轎車上采用無車 13 架承載式結(jié)構(gòu)。 根據(jù)大客車車身上、下受載荷成都的不同，又可以將承載式大客車車身分為基礎(chǔ)承載式和整體承載式兩種。 （一） 基礎(chǔ)承載式 這宗結(jié)構(gòu)（圖 ）是將車身側(cè)圍腰線以下部分（包括窗臺梁一下到地板的側(cè)壁骨架和底部結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)成車身的主要承載件，頂蓋則考慮為非承載件，因此，床柱界面可以減細(xì)。這宗結(jié)構(gòu)的底部縱向和橫向構(gòu)件一般可采用薄壁型鋼或薄板來制造。其高度可達(dá)到 左右，故可充 分利用車身地板下面的空間作為行李艙，但因底部結(jié)構(gòu)的截面高度較大，導(dǎo)致車身地板離地距離太高，因此這種型式的車身只宜采用在長度或者旅游大客車上。 圖 基礎(chǔ)型承載式大客車車身受力原則簡圖 目前歐洲不少國家的廠家生產(chǎn)的大型旅游客車，其地板一下為一較強(qiáng)的空間框架，一般稱之為格柵式 （ Grille type） 結(jié)構(gòu)，它的主要特點(diǎn)是： 該結(jié)構(gòu)是由截面尺寸相近的冷彎型鋼桿件所組成，易于建立教符合實(shí)際結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算模型，從而可以提高計(jì)算精度。 容許設(shè)法變動桿件數(shù)量和位置，有利于調(diào)整桿件中的應(yīng)力 ，從而可以達(dá)到等強(qiáng)度設(shè)計(jì)的目的。 作為基礎(chǔ)承載件的格柵底盤具有較大的抗扭剛性，可以保證安裝在其上的各種總成的相對位置關(guān)系及其正常工作。 在承載相同的情況下，冷彎型鋼的成本比無縫鋼管約低￥ 40%60%；冷彎型鋼可以定尺或倍尺供應(yīng)，故可提高材料利用率；以冷彎型鋼代替鋼板沖壓件，既可以簡化構(gòu)建的成型過程，又能節(jié)省部分沖壓設(shè)備，同時(shí)也便于大客車的改型和系列化，為 14 多品種生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 （二）整體承載式 顧名思義，這種結(jié)構(gòu)應(yīng)是整個車身都參與承載，由于車身的上、下部結(jié)構(gòu)形成一個統(tǒng)一的整體，如圖 所示。實(shí)心黑線部分為車身受力部分。在承受載荷時(shí)，以強(qiáng)濟(jì)弱，可使整個車身殼體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此，如果能夠從理論分析和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深入探索，以發(fā)揮材料最大潛能，就有可能設(shè)計(jì)出等強(qiáng)度的空間結(jié)構(gòu)，是車身質(zhì)量最輕而強(qiáng)度與剛度最大。 圖 整體承載式大客車車身受力原則簡圖 轎車承載式車身如圖 、圖 所示其前端由兩根前縱梁、前圍板、兩側(cè)擋泥板、前圍內(nèi)側(cè)板、等形成，一剛性較強(qiáng)的框架；車身中部是由左、右側(cè)圍（包括車門上框、門檻梁和前、中、后立柱等）和地板、頂蓋、前圍板、前風(fēng)窗框、行李艙圍板、后窗框等構(gòu)成的盒 形結(jié)構(gòu)；其后端則由與后縱梁相焊接的行李艙地板及后輪內(nèi)、外輪罩所構(gòu)成。由于改善視野性的需要，趨向于增大玻璃部分的面積，相應(yīng)的就要求減小腰線以上的立柱、門框和窗柱的截面尺寸以及采用扁平的頂棚，所以轎車承載式車身的強(qiáng)度和剛度通常主要由車身下部來保證。 經(jīng)過分析多年的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與使用實(shí)踐，我們不難看到整體承載式底盤具有以下的缺點(diǎn)： 由于取消了車架的使用，來自傳動系和懸架的震動和噪聲將直接傳給車身，而車廂本身又是易于形成引起空腔共鳴的共振箱，因此會大大惡化乘客乘坐時(shí)的舒適性，為此，必須采用大量的歌聲防振材料 ，從而成本和質(zhì)量都會有一定程度上的增加。 改型較為困難。 15 圖 轎車廠在式車身上部 1前圍板 2前輪擋泥板 3前圍內(nèi)側(cè)板 4外圍內(nèi)側(cè)板 5前立柱 6門下邊梁 7中立柱 8后翼子板 9中立柱內(nèi)板 10后圍下板 11車門上框加強(qiáng)版 12頂蓋 13后風(fēng)窗加強(qiáng)框 14車門上框 15后座隔板 16前風(fēng)窗加強(qiáng)框 圖 轎車承載式車身下部 1前橫梁 2輪罩裙板 3前縱梁 4地板前縱梁 5門檻 6前地板總成 7后座橫梁 8后縱梁 9后輪內(nèi)罩 10后輪外罩 11行李艙地板 12后座支板 13前圍板下橫梁 從節(jié)能、輕量化和降低車高的角度出發(fā)，展望轎車車身結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢，似乎應(yīng)是承載式車身的天下，但是對于美國、日本、德國、法國、意大利、英國和俄羅斯等發(fā)達(dá)國家來說，近年根據(jù)來他們生產(chǎn)的轎車結(jié)構(gòu)分析的統(tǒng)計(jì)表明，即使是整體承載式車身，其前端和后端大多數(shù)仍加裝副車架（六個），或是前端裝有副車架，后者也稱為 16 短車架或部分式車架（ Stub frame）， 這主要是為了改善乘坐舒適性的緣故。因此，嚴(yán)格說來，這類車身似乎應(yīng)該歸之于半承載是車身之中。 本次設(shè)計(jì)中采用車身類型介紹及其方案分析 在次設(shè)計(jì)中由于設(shè)計(jì)對象為 RL5040XLJ 型旅居車，所以應(yīng)該考慮到設(shè)計(jì)之后車輛的使用條件與要求，然后盡量做到優(yōu)化。旅居車在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該盡量擴(kuò)大駕駛區(qū)和乘客區(qū)的空間，盡量提高車輛的操作穩(wěn)定性和舒適性。所以在本次設(shè)計(jì)中，在非承載式，半承載式，承載式三類車身型式中，選擇采用非承載式車身進(jìn)行