【正文】 身外面看不見的內(nèi)部大零件。 車體板殼的設(shè)計(jì) 車體的大型板殼零件可分為三類： 外罩蓋件，如車身頂蓋，發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板、車門外板、翼子板等。因此，接頭的鉚釘數(shù)量和布置、焊縫長(zhǎng)短和布置都應(yīng)恰當(dāng)好處?？捎媒前宓雀鞣N連接方式（如圖 ） ，以擴(kuò)大連接的面積，減小應(yīng)力集中。從提高扭轉(zhuǎn)剛度來(lái)看，縱梁與橫梁應(yīng)以翼緣相連，但一般翼緣的彎曲應(yīng)力和約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力都最大。 當(dāng)對(duì)車身骨架初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析后，可以根據(jù)內(nèi)力分布情況，適當(dāng)調(diào)整構(gòu)件的截 22 面形狀、尺寸及其位置。為了提高扭轉(zhuǎn)剛度，全部采用閉口截面。因此，實(shí)際車身骨架構(gòu)件的截面形狀往往是比較復(fù)雜的。 可見，在材料面積 A 和壁厚 t 保持不變的情況下，閉口截面的抗彎性能稍稍若于開口截面，但閉口截面的扭轉(zhuǎn)慣性矩要比開口截面大多了。 表 為材料面積 A 相等（周邊的長(zhǎng)度 s 和材料厚度 t 均相同）而形狀不同的截面特性的比較示例。圓形截面對(duì)抗扭最有利。例如對(duì)于閉口截面，扭轉(zhuǎn)慣性矩 JK=4As2t/s 式中： As－板料厚度中線所圍成的面積。 桿件截面形狀與剛度的關(guān)系 薄壁桿件的截面形狀對(duì)其截面特性有很大的影響，與剛度有關(guān)的截面特性是彎曲慣性矩 I，扭轉(zhuǎn)慣性矩六 個(gè) 等。因此，為加強(qiáng)支柱，除了采用閉口截面外，在風(fēng)窗支柱和車體前圍板之間，在很多結(jié)構(gòu)上采用了上面與風(fēng)窗柱鏈接，下面與側(cè)板連接的加強(qiáng)版；此外，還必須通過(guò)儀表板和風(fēng)窗上橫梁加強(qiáng)左右支柱的橫向聯(lián)系。薄殼式車身結(jié)構(gòu)雖然沒(méi)有完整的骨架，但殼體和各結(jié)構(gòu)件組裝后，也應(yīng)是一個(gè)完整的受力框架。 顯然， 2 類是 車身的主要承載件，應(yīng)該有足夠的剛度和強(qiáng)度。 注意有必要的地方應(yīng)該加入加強(qiáng)橫梁，如大客車頂蓋上的縱梁和底架周邊的擱梁，在后懸架處底架上設(shè)置的加強(qiáng)橫梁等。 桿件的設(shè)置 在設(shè)計(jì)車體的時(shí)候，無(wú)論是全骨架車身或是半骨架車身，都應(yīng)該認(rèn)真考慮桿件的設(shè)置。剛度不足，將會(huì)引起車身的門框、窗框、發(fā)動(dòng)機(jī)艙口及其行李箱口等的變形，可能會(huì)導(dǎo)致玻璃破裂，車門卡死；低剛度必然會(huì)伴隨有低的固有振動(dòng)頻率，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)共振和聲響，并消弱結(jié)構(gòu)接頭的 連接強(qiáng)度；此外，還會(huì)影響安裝在底架上的總成的相對(duì)位置。 在進(jìn)行上述具體設(shè)計(jì)前，首先要了解對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求以及如何實(shí)現(xiàn)這些要求，下面分別進(jìn)行討論。 將車體分成幾個(gè)分總成，如地板、頂蓋、側(cè)壁、前圍、 后圍等；按分總成著手劃分殼體（即進(jìn)行分塊），并在主要的大型沖壓件間的接縫處畫線和注明連接型式，以便與制造部門進(jìn)行商榷。 對(duì)頂如何構(gòu)成這樣的截面，截面與其他部件的配合關(guān)系，密封或外形的要求，殼體上內(nèi)外裝飾板或壓條的固定方法以及組成截面的各部分的制造方法及其裝配方法等等。在對(duì)車身骨架的設(shè)計(jì)時(shí)，將整車的車身骨架分為六個(gè)分總成，分別為地板總成、頂蓋總成、左側(cè)壁總成、右側(cè)壁總成、前圍總成、后圍總成。最總確定了所選用的三類底盤。 車頭部分 駕駛區(qū) 的長(zhǎng)度 初 為 2207mm， 旅居車總長(zhǎng)初定在 6150mm，所以得到乘客區(qū)車廂外部尺寸初定為 3943mm。 尺寸參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)所采用的 三類底盤 神野牌 ZJZ6650DBY2 輕型客車底盤 。而且滿足軸載質(zhì)量分配原則單車滿載質(zhì)量條件下，平頭車的前軸達(dá)到 30%。io iamxmmLmmm????? （ ） 211 3 3 7 0 3 1 2 5 889047001 3 3 7 0 8 8 9 0 4 4 8 0m K gm K g???? ? ? 19 汽車及掛車單軸的最大允許軸荷不得超過(guò)表 的最大限值。 軸載質(zhì)量的確定 專用汽車總質(zhì)量和專用工作裝置各部件質(zhì) 量及其質(zhì)心位置確定后，就可以計(jì)算軸載質(zhì)量。 圖 為旅居車整車結(jié)構(gòu)圖 整車參數(shù)的確定 裝載質(zhì)量和總質(zhì)量的確定 初步選定的總質(zhì)量為 4000Kg，查表 。經(jīng)過(guò)對(duì)汽車三類底盤資料的大量查閱，本次設(shè)計(jì)中將采用神野牌 ZJZ6650DBY2 輕型客車底盤。 由于本次設(shè)計(jì)對(duì)象為 RL5040XLJ 型旅居車，為了適應(yīng)旅居車平時(shí)使用時(shí)候的使用要求，盡量在這幾種增大駕駛區(qū)和乘客區(qū)的可用空間，盡量提高旅居車的舒適性，盡量使旅居車在外觀上有較好的流線，盡量降低風(fēng)噪等各項(xiàng)噪音。專用汽車底盤選型的好壞對(duì)專用汽車性能影響很大。然后進(jìn)行優(yōu)、缺點(diǎn)的對(duì)比，最后進(jìn)行綜合分析，得出了一套總體的設(shè)計(jì)方案，總布置設(shè)計(jì)主要介紹了本設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)的布置原則。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)主要介紹了方案的設(shè)計(jì)和總布置的設(shè)計(jì)。由于選擇非承載式車身，有底盤作為整車的基礎(chǔ)，這樣就便于汽車上各個(gè)總成和部件的安裝，同時(shí)也易于更改車型和改裝成其他用途的車型。這樣能夠大大的提高車輛的舒適性。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)行改裝設(shè)計(jì)。 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(duì)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。 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(shì)，似乎應(yīng)是承載式車身的天下，但是對(duì)于美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、意大利、英國(guó)和俄羅斯等發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，近年根據(jù)來(lái)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(gè)），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。 經(jīng)過(guò)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(lái)自傳動(dòng)系和懸架的震動(dòng)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(huì)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(huì)有一定程度上的增加。 圖 整體承載式大客車車身受力原則簡(jiǎn)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。在承受載荷時(shí)，以強(qiáng)濟(jì)弱，可使整個(gè)車身殼體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 （二）整體承載式 顧名思義，這種結(jié)構(gòu)應(yīng)是整個(gè)車身都參與承載，由于車身的上、下部結(jié)構(gòu)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，如圖 所示。 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(duì)位置關(guān)系及其正常工作。 圖 基礎(chǔ)型承載式大客車車身受力原則簡(jiǎn)圖 目前歐洲不少國(guó)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。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(lái)制造。 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。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。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。 半承載式車身 簡(jiǎn)介與分析 半承載式是一種過(guò)渡型的結(jié)構(gòu)，車身下部仍然保留有“車架”，不過(guò)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”。 由于底盤和車身之間有車架相連，使得整車高度有所上升。車廂變形量 12 小。 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(zhǎng)期保留有車架 ，其主要原因也就在于此。 經(jīng)過(guò)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(duì)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(zhǎng)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(jí)轎車和部分中級(jí)轎車上。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(lái)不外乎框式、脊梁式和綜合式等三大類。但實(shí)際上，由于車架并非絕對(duì)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。按承載形式對(duì)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(guò)程中的差異。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(wú)車架式的。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(lái)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(lái)分類，可以認(rèn)為是比較明確而又合理的。 綜合起來(lái)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(méi)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(shí)緊密地結(jié)合在了一起。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(shí)以及各種行業(yè)之大成。汽車車身是載運(yùn)乘客或者貨物的活動(dòng)性建筑物，相當(dāng)于一個(gè)臨時(shí)住所或一個(gè)流動(dòng)倉(cāng)庫(kù)，但卻又受到質(zhì)量或空間的限制，可以說(shuō)“麻雀雖小，肝膽俱全”，從而帶來(lái)了許多新的問(wèn)題。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(gè)總成匹配良好的車輛。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(guò)高的現(xiàn)象出現(xiàn)。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。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)。 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(duì)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。 在選用專用汽車底盤時(shí)，除了上述因素外，還有以下兩個(gè)重要的方面：一是汽車底盤價(jià)格，它在專用汽車購(gòu)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(chǎng)、企業(yè)能否增加效益等問(wèn)題。 10 方便性 所選用的各個(gè)總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。 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。因此，若要使外國(guó)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。 無(wú)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。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(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力匹配、制動(dòng)系統(tǒng)等總成方面也有較大的改裝設(shè)計(jì)。因此各類專用底盤應(yīng)運(yùn)而生。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。但是，還要對(duì)改裝后的整車重新作出性能分析和計(jì)算。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)。所謂二類汽車底盤，是指在基本型整車的基礎(chǔ)上去掉貨箱。汽車底盤的選擇或設(shè)計(jì)專用底盤主要根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、只用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸、動(dòng)力匹配等因素來(lái)決定。 底盤類型的選擇 二類汽車底盤、三類汽車底盤介紹 目前改裝專用汽車選用的底盤主要是二類底盤和三類底盤兩類，也有為某些專用汽車設(shè)計(jì)的專用底盤。 應(yīng)符合有關(guān)法律規(guī)定的要求 例如 GB 158920xx《道路車輛外輪廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》規(guī)定了整車的外輪廓尺寸、 前后懸等尺寸，以及軸荷限值，設(shè)計(jì)時(shí)一定要符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，不能超出。 應(yīng)盡量減少專用汽車的整車整備質(zhì)量 由于專用汽車增加了工作裝置，使得其整備質(zhì)量比同類底盤普通貨車要增加，影響裝載質(zhì)量。因?yàn)檫@些參數(shù)對(duì)整車性能有很大影響，入股偶不滿足要求， 就應(yīng)修改整體布置方案。 盡量滿足專用工作裝置性能的要求，充分發(fā)揮專用功能，在總布置時(shí)，要從多方面綜合考慮。但有時(shí)為了滿足專用工作裝置的特殊性能要求，也需要做一些改動(dòng)，如截短原汽車底盤的后懸，燃油箱和備胎架的位置作適當(dāng)調(diào)整等。還應(yīng)在盡可能的情況下，不斷降低車廂外廓的空氣阻力系數(shù)。 廂體應(yīng)有足夠的內(nèi)部高度和寬。這里主要說(shuō)一下總布置的幾條原則： 質(zhì)心高度應(yīng)滿足 GB 7258