汽車車身的維修
汽車故障一直是影響著車友們使用的一大困擾,很多車友們都不是非常的了解關(guān)于汽車的結(jié)構(gòu),而當(dāng)自己的愛車出現(xiàn)汽車故障的時候也不知道怎么去處理,下面就是小編給車友們整理的一些關(guān)于汽車車身結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)知識,以后自己的愛車出現(xiàn)問題的時候也不至于束手無策。
1.整體式車身結(jié)構(gòu)
這種車身的框架結(jié)構(gòu)采用高強度合金金屬材料制造,車身框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件采用 “短”的加強構(gòu)件焊接或以螺栓、鉚釘連接到車身的前部和后部。懸架系統(tǒng)、發(fā)動機、傳動機構(gòu)、制動系統(tǒng)和前、后橋總成,直接連接到車身上。在乘員室前、后、左右與車身頂部、底部焊接成框架結(jié)構(gòu),是汽車的主要承載結(jié)構(gòu)。車身外部采用薄金屬材料經(jīng)沖壓成型的覆蓋件,用不可拆卸連接(主要是焊接連接)連接成一個整體,如圖3所示。整體式車身沒有單獨的車架,整個車身采用一種用于飛機機身的設(shè)計理念;在力學(xué)上稱作 “薄壁桿件結(jié)構(gòu)”或稱為框架結(jié)構(gòu)。整體式車身結(jié)構(gòu)緊湊,各種構(gòu)件所占用的空間小,從而可以擴大乘員室的空間。由于車身沒有車架,從傳動系統(tǒng)和懸架產(chǎn)生的振動和噪聲進(jìn)入地板槽并被放大,這就需要附加其他部件以抑制或減小振動和噪聲。車身損壞的維修技術(shù)必須適合整體式車身結(jié)構(gòu)的特點,否則會破壞整體式汽車的防碰撞性能,降低汽車的安全性能。車身構(gòu)件材料是由高強度薄金屬板制作,車身重心低,離地面近,容易腐蝕,因此應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┮苑乐褂捎诟g引起的損壞。整體式車身的汽車車身與汽車懸架系統(tǒng)直接連接,車身幾乎將承載汽車的全部載荷。汽車的各種功能構(gòu)件都設(shè)置在汽車車身上,因此,為了確保安全、舒適、密封、行駛等性能,車身必須經(jīng)過精心設(shè)計合理布置。汽車車身采用整體式車身結(jié)構(gòu),碰撞修理問題隨之產(chǎn)生。車身的修復(fù)工藝必須提出新的要求,需要將損壞部位采用更方便、更有效的汽車車身維修技術(shù),更簡便的修理設(shè)備得到發(fā)展,并很快在世界范圍內(nèi)采用。汽車車身框架結(jié)構(gòu)由沖壓加工而成的不同形狀的構(gòu)件構(gòu)成,根據(jù)構(gòu)件的強度需要選擇不同厚度的高強度薄金屬材料,并采用電阻焊接連接成一整體。這種框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件上設(shè)置各種形狀的彎曲、折邊、凹凸臺結(jié)構(gòu)增加構(gòu)件的剛性。
汽車有各種各樣的品牌和型號,但車身的框架結(jié)構(gòu)都基本相類似,這是因為汽車的基本功能相類似,主要是行駛性能和安全性能。為了減輕汽車車身重量,現(xiàn)在還采用全鋁合金金屬制造的車身。整體式汽車車身的框架結(jié)構(gòu)根據(jù)車身各部分的功能要求,也采用不同性能的金屬材料制造。如圖4所示,不同深淺顏色是不同的金屬材料制造的構(gòu)件,主要是構(gòu)件材料的強度和吸收沖擊能量的性能不同,例如,車身四周的框架構(gòu)件一般需要很高的強度,而車身前后框架構(gòu)件有的卻需要有很好的吸收沖擊能量的特性。
2.車身附件
汽車車身的總體結(jié)構(gòu)除了車身框架結(jié)構(gòu)外,還有具有各種功能的附件總成。這些附件總成與汽車車身框架結(jié)構(gòu)的連接大多數(shù)采用可拆卸連接,只有車身側(cè)圍覆蓋件、車身頂部覆蓋件采用不可拆卸連接。各附件總成因功能不同會采用不同的形狀和結(jié)構(gòu),但一般都是由外部覆蓋件和內(nèi)部加強構(gòu)件組成。這樣組成的盒子形箱型結(jié)構(gòu)的外部覆蓋件與加強構(gòu)件之間一般都采用不可拆卸的連接方法。汽車車身附件總成主要有車身前部的發(fā)動機蓋、翼子板、保險杠組合件、水箱支架組合件、前風(fēng)窗結(jié)構(gòu)、倒車鏡及風(fēng)窗玻璃;車身側(cè)面有車身側(cè)圍覆蓋件、車門、后翼子板、油箱和車身邊窗;車身后部有行李廂蓋、后保險杠組合件和后風(fēng)窗玻璃;車身頂部有車頂覆蓋件、活動天窗;車內(nèi)部有車內(nèi)裝飾件、座椅、安全系統(tǒng)構(gòu)件。汽車車身的這些附件總成一般不具有很大的防碰撞功能,有的附件總成設(shè)置防碰撞構(gòu)件是為了增加附件總成的防碰撞性,這樣才能確保車身的整體防碰撞功能。
二、汽車車身的碰撞性能
現(xiàn)代整體式汽車的總體結(jié)構(gòu)特點是汽車的承載功能主要由車身的框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)。汽車的防碰撞設(shè)置也主要設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)的不同部位,所以了解汽車整體式框架結(jié)構(gòu)的防碰撞設(shè)置是非常重要的。汽車的整體防碰撞設(shè)置要保證汽車的乘員區(qū)在碰撞時有足夠的生存空間,圍繞這個中心采用一系列防碰撞設(shè)置。
1.汽車碰撞的形式
由于駕駛員本身、道路環(huán)境、氣候和汽車技術(shù)狀態(tài)等因素,交通事故不可能完全避免。如何限度地保證碰撞后乘員的安全、減少事故造成的損失,具有重要的現(xiàn)實意義。現(xiàn)在,安全已和節(jié)能、環(huán)保一起成為汽車發(fā)展的三大主題。
汽車碰撞通常分為正面碰撞、側(cè)面碰撞、后面碰撞,還有滾翻和撞行人等情況。汽車安全性分為主動安全性和被動安全性。汽車主動安全性指汽車所具有的減少交通事故發(fā)生概率的能力,汽車被動安全性指汽車在交通事故中,所具有的保護(hù)乘員免受傷害的能力,其研究內(nèi)容主要是車身抗撞性。“抗撞性”這個詞用于描述某一結(jié)構(gòu)在碰撞中保護(hù)乘員的能力。在車身上,這種對乘員的保護(hù)能力主要是車身框架結(jié)構(gòu)提供的,因此車身抗撞性是汽車車身框架結(jié)構(gòu)性能的主要內(nèi)容之一,汽車車身修復(fù)人員要保證修復(fù)后,汽車應(yīng)恢復(fù)原汽車的安全特性和抗碰撞性能。
2.汽車前部防碰撞設(shè)置
(1)確保乘員的安全空間
汽車車身乘員室的安全設(shè)置是為了在正面碰時,確保乘員的生存空間,減小乘員室變形和碰撞沖擊對乘員室的侵入。這些安全設(shè)置還需要在碰撞時,控制車身構(gòu)件儀表板或A柱后移量、轉(zhuǎn)向盤后移量和上移量、腳踏板后移量和上移量、以及駕駛室的放腳位置空間等。這樣設(shè)置的車身結(jié)構(gòu),一方面可以防止發(fā)生對乘員的直接擠壓傷害;另一方面可以減輕二次碰撞中對乘員的傷害。
(2)減小汽車碰撞的減速度
汽車發(fā)生碰撞后,汽車由很高的速度很快的變成靜止?fàn)顟B(tài),這個時間越短,汽車的減速度就越大,對乘員的傷害也就越大。如果減速度很大,即使使用了安全帶、安全氣囊等措施,仍會對乘員頭部、頸部、胸部和腹部造成嚴(yán)重傷害。汽車車身的安全設(shè)置為了減小車身減速度,在汽車車身前部、后部,乘員室前后采用了許多吸能結(jié)構(gòu)。
汽車車身的框架結(jié)構(gòu)設(shè)置是將車身結(jié)構(gòu)分為乘員安全區(qū)和緩沖吸能區(qū)的兩類設(shè)置模式,車身安全區(qū)需要很高的強度,在發(fā)生碰撞時,這個區(qū)域的車身構(gòu)件應(yīng)能限度阻止沖擊能量的侵入。緩沖吸能區(qū)的框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,在發(fā)生碰撞時,需要具有吸收沖擊能量的特性,希望沖擊能量在這個區(qū)域減小、耗散從而保護(hù)乘員室不受侵害。
車身的乘坐室應(yīng)有足夠的剛度,不允許發(fā)生大的碰撞變形,以保證乘員有足夠的生存空間。此外,發(fā)動機、變速器等剛性部件不得因碰撞而侵入乘員室;轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向盤以及一些操縱機構(gòu)的碰撞位移不得威脅乘員的安全;碰撞后車門仍舊能正常開啟,以確保乘座人員能安全盡快逃離。乘坐室以外的車身前部結(jié)構(gòu)和后部結(jié)構(gòu),在前后碰撞時允許有較大的變形,以便合理地吸收撞擊能量,使得作用于乘員身體上的力和加速度不超過規(guī)定的人體忍耐極限。
(3)汽車碰撞的理想特性
絕大多數(shù)汽車都采用發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的布置形式,所以汽車車身前部的安全設(shè)置最為重要,也最復(fù)雜。汽車的防碰撞設(shè)置主要是要保護(hù)乘員區(qū)減輕碰撞沖擊,必須通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置使汽車動力總成向下移動而不致擠入乘員室。
(4)碰撞時保護(hù)行人的設(shè)置
為了實現(xiàn)汽車碰撞時,限度保護(hù)行人的安全,車身前部構(gòu)件需采用具有吸能材料的保險杠和軟質(zhì)發(fā)動機罩,同時還必須使發(fā)動機蓋與艙內(nèi)的硬質(zhì)構(gòu)件保持一定的空間(一般約為10cm)。
汽車在較低的速度下,要盡量減小對行人的碰撞傷害,因此,要求設(shè)置低速碰撞吸能區(qū)。在低速碰撞時,沖擊能量通過低速碰撞吸能區(qū)的變形被吸收,并盡量不使低速碰撞吸能區(qū)后部的車身主要結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。隨著行人保護(hù)法規(guī)在汽車設(shè)計制造中逐步推廣,將導(dǎo)致目前汽車安全設(shè)置相應(yīng)的變化,特別是造型和總布置的變化。
(5)車身前部的框架結(jié)構(gòu)
在汽車正面碰撞的沖擊能量中,車身前縱梁應(yīng)在能正常發(fā)揮支撐和承載作用的前提下,設(shè)置成吸能變形模式。例如,將車身縱梁設(shè)置成彎曲形狀,并削弱彎曲部位的彎曲強度,在碰撞時,構(gòu)件先開始彎曲變形吸收沖擊能量,減小沖擊力向后傳遞。如圖5所示,為汽車前部框架結(jié)構(gòu)的緩沖吸能區(qū)的設(shè)置。
在車身前部在乘員室還設(shè)置強度很高的結(jié)構(gòu),為防碰撞橫梁,這個構(gòu)件由一個直徑很大、強度很高的鋼管組成,它與車身框架結(jié)構(gòu)的前立柱加強板采用螺栓連接構(gòu)成很好的防碰撞結(jié)構(gòu),防止沖擊能量侵入乘員室。在車身框架結(jié)構(gòu)中,在乘員室下部還設(shè)置一些強度很高的構(gòu)件,如圖6所示,為設(shè)置的底部結(jié)構(gòu)件,碰撞安全件等都是為了增加乘員室的整體剛度。
車身乘員室防碰撞橫梁、結(jié)構(gòu)加強件、碰撞安全件與車身框架結(jié)構(gòu)的門框結(jié)構(gòu)件構(gòu)成乘員室前部框架結(jié)構(gòu),在受到前部沖擊時,防止沖擊力侵入乘員室。
3.車身側(cè)面框架結(jié)構(gòu)和防碰撞特性
(1)汽車側(cè)面結(jié)構(gòu)特點
在碰撞中,汽車車身側(cè)面允許乘員室的變形量很小,所以在側(cè)面防碰撞設(shè)置中,主要是減小碰撞沖擊對乘員室的侵入、維持乘員的生存空間。
①減小側(cè)圍框架結(jié)構(gòu)對乘員室的侵入量,防止侵入量過大對乘員的擠壓傷害。汽車車身除了在乘員座位周邊設(shè)置了安全氣囊,在汽車車身整體結(jié)構(gòu)、車身框架結(jié)構(gòu)、車門結(jié)構(gòu)等都采用一定的防碰撞結(jié)構(gòu),防止車身碰撞后的側(cè)面框架變形,造成對乘員的擠壓傷害。在車身修復(fù)過程中,應(yīng)特別注意不能改變原車身結(jié)構(gòu),采用的工藝也要注意不能降低車身構(gòu)件的剛度,特別是車身各總成中的加強構(gòu)件的剛度,保證這些部位的原構(gòu)件功能。
②減小側(cè)圍框架結(jié)構(gòu)對乘員室的侵入速度,車身車門應(yīng)具有一定剛度,減輕對乘員的撞擊力;因此,汽車車身在一些重要構(gòu)件中都設(shè)計了防碰撞結(jié)構(gòu),例如,汽車車門就設(shè)置了防碰撞桿。
(2)汽車車身的側(cè)面防碰撞設(shè)置
當(dāng)汽車受到側(cè)碰撞時,受到撞擊的部位一般是車門或立柱,由于車門、立柱與乘員之間的空間很小,在乘員胯部位水平面上,內(nèi)陷允許凹陷量最多也只有300mm左右。因此,側(cè)碰撞的理想特性只能是要求側(cè)面框架結(jié)構(gòu)有足夠大的剛性,確保車門和立柱不發(fā)生大的變形,加強日柱的鉸鏈部位的剛度及其與門檻的接頭剛度尤其重要。
為了防止乘員室安全空間的喪失,汽車車身需要加強乘員室抗擠壓的能力,因此,車身一般設(shè)計成箱形框架結(jié)構(gòu)。汽車車身的框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)置成箱形框架結(jié)構(gòu),一方面可以提高箱形結(jié)構(gòu)的整體剛度,在各個盒子層中間留有一定空間,這樣在汽車車身側(cè)面受到?jīng)_擊時可以起到緩沖作用同時吸收一部分沖擊能量。這些箱形框架結(jié)構(gòu)的連接部位都設(shè)置了強度較高的接頭形式,在這些箱形框架結(jié)構(gòu)中還有加強板來提高構(gòu)件的剛度。在車身修復(fù)過程中,應(yīng)保持這些結(jié)構(gòu)件的合理形狀和具有一定的剛度,所以在工藝規(guī)范中,常常提出不允許隨便改就車身框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,也不允許對車身的構(gòu)件過度加熱,防止構(gòu)件剛度降低。
此外,汽車車身還在車門設(shè)置抗撞梁,地板下面設(shè)置橫梁,加大門檻梁,車門下邊緣與門檻重疊的支承強度等,使門檻梁和地板能更好地起到承受側(cè)向力和吸能的作用,如圖8所示,顯示了一個可承受碰撞的車身框架結(jié)構(gòu)。
總之,車身框架結(jié)構(gòu)的安全性能,實際上就是車身結(jié)構(gòu)承受碰撞的能力、變形模式以及吸收碰撞能量等綜合能力的體現(xiàn)。良好的車身框架結(jié)構(gòu)就具有較好的防碰撞安全性,意味著在一定的變形模式下車身結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受較大撞擊載荷,并吸收較多碰撞能量,使結(jié)構(gòu)的變形向有利于保護(hù)乘員生存空間的方向發(fā)展,使乘員所受到的沖擊損傷符合有關(guān)的法規(guī)要求。
以上就是小編給車友們整理的一些關(guān)于汽車車身結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)問題,希望車友們能夠多多了解。
最后編輯:小熊司令
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