【正文】 為了消除縫隙美化車身，可以采用波音軟片粘接兩個(gè)面（如圖 49），這樣可以掩蓋表面縫隙。這一步完成后可以得到汽車車身的大體形狀。在本次設(shè)計(jì)中將不考慮車 門的設(shè)計(jì)制作，即本設(shè)計(jì)中只有車身沒(méi)有車門。而側(cè)圍則通過(guò)鉚釘和焊在車架上的板塊和車架鉚接，采用直徑為8mm 的鉚釘，（如下圖 48 所示） 圖 48 車身 側(cè)圍 與車 身骨 架的連接 頂棚是采用的帆布作為材料這樣既可以減輕車身重量又可以滿足封頂?shù)囊蟆＼嚿砬?、后蓋板設(shè)計(jì)成可開(kāi)可閉式，采用鉸鏈打開(kāi)，簡(jiǎn)單的鎖扣來(lái)固定。這里的蒙皮就是將 厚的鍍鋅板鋪到已經(jīng)做好的車身骨架上。鉸鏈如下圖 46 所示 圖 46 鉸鏈圖 前蓋板閉合時(shí)采用的結(jié)構(gòu)如圖 47。 電動(dòng)車車身前蓋板的開(kāi)啟方式的設(shè)計(jì) 車身前蓋板的設(shè)計(jì)是可開(kāi)閉的，后端用鉸鏈開(kāi)啟前端有簡(jiǎn)單鎖扣固定。另外或許是為了能隨時(shí)維持整齊的儀容，研究顯示，也有很多駕駛?cè)税阎醒牒笠曠R調(diào)整在 開(kāi)車中把自己都照進(jìn)去。而左、右位置則同樣調(diào)整到車身占 1/4 面積即可。 一 、左側(cè)后視鏡：上、下位置是把遠(yuǎn)處的地平線置于中央，左、右位置則調(diào)整至車身占據(jù)鏡面范圍的 1/4。 現(xiàn)國(guó)內(nèi)的車用后視鏡反射膜一般用銀和鋁為材料，也有部分用鉻為材料 。同時(shí)后視鏡也有一個(gè)反射指標(biāo)，而行業(yè)規(guī)定鋁鏡反射率不能低于 80%，鉻鏡反射率不能低于 45%，國(guó)際規(guī)定藍(lán)鏡反射率不能低于 60%。因此，鏡面的曲率半徑就有一個(gè)限制范圍，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外 后視鏡的曲率半徑為 R1200，內(nèi)后視鏡的曲率半徑為無(wú)限大（平面鏡）。這三要素之間具有一定的關(guān)系，當(dāng)后視的距離和尺寸相同時(shí)，鏡面的曲率半徑越小，鏡面反映的視野就越大。業(yè)界有視界三要素的說(shuō)法。 后視鏡與車身骨架采用焊板來(lái)進(jìn)行焊接（如圖 45） 。 圖 44 玻璃的連接方式 最后需要說(shuō)明的是前后風(fēng)窗都玻璃采用有機(jī)玻璃，厚度為 3mm。 其中本電動(dòng)車的骨架和玻璃的密封及連接采用第四種方法風(fēng)窗玻璃粘結(jié)法。此結(jié)構(gòu)不用橡膠密封條，采用密封劑噴涂在玻璃邊緣和車身風(fēng)窗口法蘭邊上，直接粘結(jié)而成，日前很多轎車采用這種方法。這就要求橡膠密封條具有一定的強(qiáng)度和良好的防老化性能。此結(jié)構(gòu)改善了玻璃的受力狀況，避免了第一種結(jié)構(gòu)的硬頂現(xiàn)象，因 而玻璃不易自裂，因此應(yīng)用范圍比較廣 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 3. 無(wú)止口窗框結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生自裂的原因是客車行駛中車身骨架產(chǎn)生扭曲和振動(dòng)，加上風(fēng)窗玻璃自身向下的重力，迫使玻璃周邊與風(fēng)窗下止口發(fā)生硬頂而造成的。 風(fēng)窗密封結(jié)構(gòu)按風(fēng)窗框止口、橡膠密封條和擋風(fēng)玻璃三者的裝配關(guān)系的不同，歸納為4 種形式： 1. 風(fēng)窗止口與風(fēng)窗玻璃處于同一直線上。 密封條起著密封與緩沖作用， 可以防止車身扭轉(zhuǎn)窗口變形時(shí)損壞擋風(fēng)玻璃。 圖4 3車身骨架圖 管與管之間的焊接是在管和 管之間都切一個(gè)相應(yīng)的坡口，然后使用普通的焊接使之相連。之所以選用鋼管空心骨架，是考慮了蒙皮操作的方便性及圓形鋼管的彎曲較容易的特點(diǎn)。第 4 章 電動(dòng)車 骨架 設(shè)計(jì) 25 焊 接方法簡(jiǎn)單實(shí)用，不用在骨架上加焊板，也不用在底盤上打螺紋孔，因此在這里將采用焊接的方法。要想達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)首先就采用鋼管空心骨架，還要 在適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)。因?yàn)槭窃趯?shí)車上設(shè)計(jì)車身和骨架因此首先要做到的就是既與實(shí)車的既有部分不發(fā)生干涉，又可以和設(shè)計(jì)的車皮可以很好的連接。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 4 章 電動(dòng)車骨架設(shè)計(jì) 車身骨架的設(shè)計(jì) 本課題的主要目標(biāo)是在電動(dòng)車既有底盤（如下圖 41）以及車身具體布置（如下圖 42所示）基礎(chǔ)之上，結(jié)合車身 形狀（見(jiàn)第三章圖 33）為其設(shè)計(jì)一個(gè)合理的骨架。 本章小結(jié) 本章主要闡述了汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)原則、改進(jìn)方法和對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，隨后基于這些知識(shí)對(duì)電動(dòng)車車身提出了初步的造型方案。經(jīng)過(guò)一周多的 CATIA 模型建立設(shè)計(jì)出了一種 方案。在 SUV 的頂蓋后緣安裝了導(dǎo)流板，使車頂上一部分氣流被引導(dǎo)流過(guò)后窗表面，這樣既可以使后窗后部的負(fù)壓力降低，又可引導(dǎo)氣流將后窗表面清洗，避免塵土附著而影響后視野。而也有的車型把后擾流板的造型與本體造型聯(lián)系起來(lái)處理，那就更使人感覺(jué)后擾流板并非附件。由于只有很少的空氣沿這個(gè)路線流動(dòng)，所以他們對(duì)于升力的影響可以輕松的被尾翼消除。當(dāng)然，依然會(huì)有一小部分氣流會(huì)回流到背部并從尾翼下的車尾處離開(kāi)。 尾翼的作用是引導(dǎo)大部分的氣流直接離開(kāi)車頂而不發(fā)生回流，這就會(huì)使升力減小。 在 20 世紀(jì) 60 年代早期，法拉利的工程師們發(fā)現(xiàn)通過(guò)在轎車的尾部增 加一個(gè)尾翼即后擾流板，可以大幅度減小升力甚至產(chǎn)生一個(gè)完全向下的壓力。后擾流板主要作用，是控制車后部渦流的形成與發(fā)展，“整理”不穩(wěn)定的渦流，推遲渦流產(chǎn)生或形成一定方向的小渦流，以填充后窗后部的低壓區(qū)（最好能使這里的負(fù)壓變?yōu)檎龎海?，削減前風(fēng)窗和后風(fēng)窗部分的壓力差，實(shí)際上就是減小阻力和升力。 后傾角的變化對(duì)阻力和升力的影響并非是一種連續(xù)的趨勢(shì)，但這種變化關(guān)系在幾種車型的試驗(yàn)中大致是相同的，總的規(guī)律是后傾角在 30 度時(shí)阻力和升級(jí)都為最高，在此之前逐增，而后是緩慢下降。但實(shí)際車型中，這條水平線應(yīng)取從頂蓋 后邊的縱輪廓曲線向后延伸至頂蓋后部的直線（代替理論水平線）。如果單純研究某一項(xiàng)，意義不大。 B 點(diǎn)對(duì)每個(gè)車型的具體數(shù) 值雖非全同，但這種規(guī)律對(duì)設(shè)計(jì)或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，都有指導(dǎo)作用。 （ 5） 車身側(cè)面的前后部分俯 視的向內(nèi)收斂情況也影響整車的阻力，但不是收斂越多，效果越好。一些轎車將 4 各輪口外部拱起，使輪口區(qū)域處于氣流正壓力狀態(tài)。泥污，污染車身。 （ 4） 輪口處往往產(chǎn)生渦流，嚴(yán)重影響側(cè)面的氣流。有些車型（如德國(guó)的奔馳 190），為使其前窗氣流不向兩側(cè)流過(guò)去，往往采取引導(dǎo)氣流從前窗流上頂蓋，而后再向后方平順地流過(guò)去的措施。此外，該部分還可能產(chǎn)生風(fēng)噪聲。近代車型趨向采用齊平的玻璃結(jié)構(gòu)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是能改善這里的氣流流型。側(cè)前窗玻璃如果是從車身表面陷下的形式，則會(huì)產(chǎn)生渦流，并將破壞整車側(cè)面氣流狀況。要盡量避免在這部分產(chǎn)生渦流，否則將使側(cè)面氣流受到干擾 破壞。此處的氣流將有一部分會(huì)流到側(cè)面，直接加入側(cè)面氣流?？偟闹v，這部分形狀要求圓滑過(guò)渡，避免形成棱角或急驟的轉(zhuǎn)彎。 4. 車身 側(cè)面形狀的最佳化 第 3 章 電動(dòng)車 車身 設(shè)計(jì) 21 整個(gè)車身側(cè)面雖然不是迎面產(chǎn)生阻力的區(qū)域，但其形狀和流過(guò)它的氣流流型卻會(huì)嚴(yán)重影響整車的空氣動(dòng)力性能。影響前風(fēng)窗氣流狀況的，還有前窗俯視曲線、頂蓋形狀、側(cè)窗形狀、刮水器位置及兩側(cè)前柱流水槽形式等。這種趨勢(shì)在角度減小時(shí)，也是這樣。 然而，前窗傾角對(duì)整車的阻力與升力均有影響，但在一定前窗傾角和與其匹配的車頭傾角情況下，阻力情況最佳時(shí)并不一定是升力情況也好。這樣可增加駕駛員的視野。不可展開(kāi)的直線曲面有柱狀面和錐狀面兩種。 直線曲面又分為可展開(kāi)的和不可展開(kāi)的兩種。 按照形成曲面的母線形狀的不同，曲面可以分為直線曲面（母線為直線）和曲線曲面（母線為曲面）。 3. 前窗傾角的最佳化 車窗是車身的重要組成部分，它包括汽車前后風(fēng)窗和側(cè) 窗。實(shí)際上圓角曲率半徑與傾角的適當(dāng)配合可以保證造型與空氣動(dòng)力狀況共同取得最佳效果 圖 32 車前端面傾角 （ 2）發(fā)動(dòng)機(jī)罩面傾斜，即發(fā)動(dòng)機(jī)罩面從前緣至前風(fēng)窗逐漸向上傾斜。當(dāng)傾角為負(fù)值（俗稱車頭向后仰）時(shí)，有利于氣流通過(guò)；而傾角為正值（俗稱車頭前傾）時(shí)，容易造成氣流阻滯而導(dǎo)致使阻力和升力增加。使轉(zhuǎn)折圓滑、流暢，從而減小氣流的分離，防止渦流產(chǎn)生。近代車身與前保險(xiǎn)杠在結(jié)構(gòu)上已形成剛性連接，并在間隙處裝有彈性塑料板件作為連接處的覆蓋件，又可使阻力和升力減小。但前保險(xiǎn)杠位置向前方伸出，會(huì)使車長(zhǎng)增 加故伸出長(zhǎng)度受到限制。 (2) 前保險(xiǎn)杠的位置越接近車身本體，則越容易使車前部氣流急劇轉(zhuǎn)折，故應(yīng)使保險(xiǎn)杠盡可能向前方伸出，以減少急劇轉(zhuǎn)折的氣流形成渦流而使阻力增加。阻滯區(qū)會(huì)形成壓力，并使其后部為產(chǎn)生渦流。 1. 車身前端形狀的最佳化 : (1) 前保險(xiǎn)杠形狀，是指前保險(xiǎn)杠整個(gè)輪廓形狀和斷面形狀。 （ 4） 設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力附件，整理與引導(dǎo)氣流，使改善和控制車身周圍氣流流型的有效措施。 （ 2） 調(diào)整迎面和背面的傾斜角度，使車頭、車窗、后窗等造型的傾斜角度可以有效地減少阻力和升力的發(fā)生。據(jù)測(cè)試，一輛以每小時(shí) 100公里速度行駛的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 功率的百分之八十將被用來(lái)克服空氣阻力，減少空氣阻力，就能有效地改善汽車的行駛經(jīng)濟(jì)性，因此轎車的設(shè)計(jì)師是非常重視空氣動(dòng)力學(xué)。 空氣阻力 眾所周知，車速越快阻力越大，空氣阻力與汽車速度的平方成正比。 7． 全球化。 5． 人性化。 （ 3） 車身所受的氣動(dòng)升力理論上為略小于零。 一部汽車車身造型發(fā)展史，從某種意義上來(lái)說(shuō)就是一部不斷追求具有最佳空氣動(dòng)力學(xué)造型的歷史 （ 1） 最佳空氣動(dòng)力學(xué)性能的車身外形是通過(guò)計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)和部分實(shí)驗(yàn)得出的。 3． 風(fēng)格多樣化和個(gè)性化。 進(jìn)入 21 世紀(jì)后，從世界各大汽車博覽會(huì)推出的多款新概念車來(lái)看，造型更具個(gè)性化和特色。 （ 5） 車身設(shè)計(jì)符合有關(guān)的法則和標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3） 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的輕量化原則。 （ 1） 車身外形設(shè)計(jì)的美學(xué)原則和最佳空氣動(dòng) 力特性原則。 （ 11） 車身的制造成本應(yīng)足夠低。 （ 9） 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選材必須保證車身在整個(gè)使用期間滿足對(duì)冷、熱合腐蝕的抵抗能力的要求。 （ 7） 車身結(jié)構(gòu)和裝置措施必須保證在汽車發(fā)生事故時(shí)乘員提供保護(hù)。 （ 5） 車身材料必須是輕質(zhì)的，以使整車重量降低。 （ 3） 車身必須具有良好的對(duì)車外噪聲的隔音能力。這些要求和目標(biāo)主要有以下幾個(gè)方面： （ 1） 車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須能夠承受在其整個(gè)使用壽命內(nèi)可能達(dá)到的所有靜力和動(dòng)力載荷。 電動(dòng)車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)以上的車身造型進(jìn)入 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。在面罩及輪罩的裝飾上也應(yīng)與各類車相協(xié)調(diào)。 經(jīng)過(guò)一周多的對(duì)實(shí)車的觀察， 以及實(shí)際情況我初步手繪出了該電動(dòng)車的車身大概形狀 ，如下所示： 圖 31 車身造型 1 車身造型是一件雕塑藝術(shù)品，造型應(yīng)該體現(xiàn)出各種車型的風(fēng)格和特點(diǎn)。汽車造型設(shè)計(jì)雖然是車身設(shè)計(jì)的最初步驟，是整車設(shè)計(jì)最初階段的一項(xiàng)綜合構(gòu)思，但卻是決定產(chǎn)品命運(yùn)的關(guān)鍵。它不是對(duì)汽車的簡(jiǎn)單裝飾，而是運(yùn)用藝術(shù)的手法科學(xué)地表現(xiàn)汽車的功能、材料、工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 第 3 章 電動(dòng)車 車身 設(shè)計(jì) 17 第 3 章 電動(dòng)車車身設(shè)計(jì) 車身造型 汽車造型設(shè)計(jì)是根據(jù)汽車整體設(shè)計(jì)的多方面要求來(lái)塑造最理想的車身形狀。車身設(shè)計(jì)要考慮諸多的因素，如人機(jī)工程、造型設(shè)計(jì)及空氣動(dòng)力學(xué)等，這就要求工程師需要掌握多方面的知識(shí)。這種鋁一鋼板連接用在車身的流水槽前板、門檻加強(qiáng)件 (帶有鋁制擠壓件 )、剛性后墻板和衣帽部件上 。由于減小了法蘭的寬度，還可以降低重量。車頂和側(cè)面框架是不容易夠著的地方采用激光焊接來(lái)連接。 點(diǎn)焊時(shí)使用一種高強(qiáng)度的粘合劑，這種連接方法重點(diǎn)用于與撞車有關(guān)的連接處和決定車身剛性的連接處。 新 Audi A6L 有四種車身外殼： 剛性后墻板、帶有裝貨口、無(wú)滑動(dòng)車頂、有滑動(dòng)車頂前輪驅(qū)動(dòng)車和四輪驅(qū)動(dòng)車的后部均為標(biāo)準(zhǔn)件。后車燈的下部有一個(gè)專用的調(diào)整固定件， 它可以使得外皮和側(cè)面件的初始間隙降至 車身骨架連接技術(shù) 盡管與上一代車型相比，各項(xiàng)要求都提高了，但車身的重量仍保持原樣。拖車的力會(huì)從中央傳到縱梁上 后保險(xiǎn)杠 后保險(xiǎn)杠總成由外皮、擾流板、拖車鉤蓋板和鎖止件 組成，保險(xiǎn)杠通過(guò)車身上的導(dǎo)向件安裝在車上。在發(fā)生對(duì)角方向的碰撞時(shí)，撞擊的能量通過(guò)保險(xiǎn)杠的彎曲和變形來(lái)吸收。 該保險(xiǎn)杠由一個(gè)鋁制橫梁構(gòu)成，該橫梁通過(guò)新開(kāi)發(fā)的專用安全支架用螺栓固定在縱梁上 專用安全支架也稱為剪力盒，它在車輛發(fā)生正面碰撞和稍呈對(duì)角方向的碰撞時(shí)，通過(guò)剪切作用來(lái)吸收碰撞能量。 B 柱：由于對(duì) B 柱強(qiáng)度的要求提高，因此該處采用了不同材料的組合：前部側(cè)面內(nèi)部件 (高強(qiáng)度鋼 )、 B 柱 (雙相鋼板 )、 B 柱加強(qiáng)件 f 雙相鋼板 )、后部側(cè)面內(nèi)部件，特制板坯、高強(qiáng)度鋼 (t=1． 35mm~0． 8 mm)。橫向剛度由采用一個(gè)附加的軋制件來(lái)保證。經(jīng)過(guò) 優(yōu)化的形狀可以彌補(bǔ)相應(yīng)位置因鋼板變薄而造成的強(qiáng)度下降。激光焊接的板坯 (所謂的特制板坯 )用于：前減振器支柱橫梁、前部地板、后側(cè)內(nèi)部側(cè)面件、后縱梁、車門內(nèi)板。在新 Audi A6L 轎車上采用的車身材料和連接技術(shù)地提高被動(dòng)安全性并提 高車身剛度有重要意義 (1)車身材料 新 Audi A6L 的車身除了使用傳統(tǒng)的深拉延用鋼板外，還使用下面這些材第 2 章 車身設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 13 料：高強(qiáng)度鋼板、特種鋼板、鋁板。 Audi A6L 轎車領(lǐng)導(dǎo)潮流的兩個(gè)最重要因素是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能。外形端莊在國(guó)內(nèi)商務(wù)豪華車市場(chǎng)上一直占據(jù)著較高的份額。新 Audi A6L 轎車以其制造精良。 以上是車身設(shè)計(jì)中主要考慮的幾個(gè)基本性能，此外還要考慮行駛安全性，修理方便性和空氣動(dòng)力性等。因?yàn)轳{駛員的座椅高度與車身室內(nèi)高應(yīng)有關(guān)；立柱下端后移會(huì)減小座墊前