本系列主要針對汽車的構造來進行簡單說明，一共分為23個專題，分別為：（1）發動機；（2）曲柄連桿機構；（3）配氣機構；（4）燃料供給系；（5）排放控制；（6）冷卻系；（7）潤滑系；（8）點火系；（9）啟動系；（10）傳動系；（11）離合器；（12）變速器；（13）萬向傳動；（14）驅動橋；（15）行駛系；（16）車架；（17）車橋與車輪；（18）懸架；（19）轉向系；（20）制動系；（21）車身；（22）電子控制；（23）新能源汽車。

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本篇主要介紹汽車構造系列之二十一---車身。

汽車車身的作用是保護駕駛員以及構成良好的空氣力學環境。好的車身不僅能帶來更佳的性能，也能體現出車主的個性。汽車車身結構主要包括車身本體、車前板制件、車身內外裝飾件、車身附件、座椅以及通風、暖氣、冷氣、空氣調節裝置等。

一．車身的分類

汽車車身結構從形式上來說，主要分為承載式車身、非承載式車身和半承載式車身三種。

1.承載式車身

承載式車身的結構特點是沒有剛性支架，車身由底板、骨架、內蒙皮和外蒙皮、車頂等組合焊接成剛性框架結構，整個車身構件全部參與承載，所以稱之為承載式車身。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負荷。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉的剛度，質量小，高度低，汽車質心低，裝配簡單，高速行駛穩定性較好。但由于道路負載會通過懸架裝置直接傳給車身本體，因此噪音和振動較大。由于無獨立車架，承載式車身也被稱之為無車架式車身。

2.非承載式車身

非承載式車身的結構特點是有獨立的剛性車架，又稱底盤大梁架。車身用彈簧或橡膠墊等彈性元件固定在車架上面，車架的振動通過彈性元件傳到車身上，大部分振動被減弱或消除，發生碰撞時車架能吸收大部分沖擊力，在路況較差的道路上行駛時對車身起到保護作用，因此車廂變形小，平穩性和安全性好，而且廂內噪音低。轎車的底盤總成如傳動、驅動、轉向以及發動機總成等也安裝在車架上，因此安裝和承載的主體是車架，車身只承受所載人員和行李的重力。但這種非承載式車身比較笨重，質量大，汽車質心高，高速行駛穩定性較差。

3.半承載式車身

還有一種介于非承載式車身和承載式車身之間的車身結構，被稱為半承載式車身。半承載式車身的結構與非承載式車身的結構基本相同，也屬于有車架式。它們的區別在于：半承載式車身與車架的連接不是柔性的，即車架與車身焊接或用螺栓固定，是剛性連接，加強了部分車身底架而起到一部分車架的作用，例如發動機和懸架都安裝在加固的車身底架上，所以車身只是部分地參與承載，車架是主承載體。這種形式實質上是一種無車架的承載式車身結構。這種車身比較少見，現在已經沒有量產車使用了。因此，通常人們只將汽車車身結構劃分為非承載式車身和承載式車身。

二．車身的基本結構

雖然汽車車身的用途不同，承載形式各異，但各種汽車的車身通常都包括以下的基本結構。

1.車身殼體

轎車、客車一般均為整體式車身殼體，貨車和某些特殊車輛一般由駕駛室和貨廂兩部分組成。汽車車身殼體按結構形式可分為骨架式、半骨架式和無骨架式三個類型。車身殼體按受力形式分為非承載式、承載式和半承載式三種類型。

2.發動機蓋

發動機蓋是最醒目的車身構件，是買車者經常要察看的部件之一。對發動機蓋的主要要求是隔熱隔音、自身質量輕、剛性強。發動機蓋的在結構上一般由外板和內板組成，中間夾以隔熱材料，內板起到增強剛性的作用，其幾何形狀由廠家選取，基本上是骨架形式。發動機蓋開啟時一般是向后翻轉，也有小部分是向前翻轉。向后翻轉的發動機蓋打開至預定角度，不應與前擋風玻璃接觸，應有一個約為10毫米的最小間距。為防止在行駛由于振動自行開啟，發動機蓋前端要有保險鎖鉤鎖止裝置，鎖止裝置開關設置在車廂儀表板下面，當車門鎖住時發動機蓋也應同時鎖住。

3.車頂蓋

車頂蓋是車廂頂部的蓋板。對于轎車車身的總體剛度而言，頂蓋不是很重要的部件，這也是允許在車頂蓋上開設天窗的理由。從設計角度來講，重要的是它如何與前、后窗框及與支柱交界點平順過渡，以求得最好的視覺感和最小的空氣阻力。當然，為了安全車頂蓋還應有一定的強度和剛度，一般在頂蓋下增加一定數量的加強梁，頂蓋內層敷設絕熱襯墊材料，以阻止外界溫度的傳導及減少振動時噪聲的傳遞。

4.行李箱蓋

5.翼子板

翼子板是遮蓋車輪的車身外板，因舊式車身該部件形狀及位置似鳥翼而得名。按照安裝位置又分為前翼子板和后翼子板，前翼子板安裝在前輪處，因此必須要保證前輪轉動及跳動時的最大極限空間，因此設計者會根據選定的輪胎型號尺寸用“車輪跳動圖”來驗證翼子板的設計尺寸。后翼子板無車輪轉動碰擦的問題，但出于空氣動力學的考慮，后翼子板略顯拱形弧線向外凸出。當前有些轎車翼子板已與車身本體成為一個整體，一氣呵成。但也有轎車的翼子板是獨立的，尤其是前翼子板，因為前翼子板碰撞機會比較多，獨立裝配容易整件更換。有些車的前翼子板用有一定彈性的塑性材料(例如塑料)做成。塑性材料具有緩沖性，比較安全。

6.前圍板

前圍板是指發動機艙與車廂之間的隔板，它和地板、前立柱聯接，安裝在前圍上蓋板之下。前圍板上有許多孔口，作為操縱用的拉線、拉桿、管路和電線束通過之用，還要配合踏板、方問機柱等機件安裝位置。為防止發動機艙里的廢氣、高溫、噪聲竄入車廂，前圍板上要有密封措施和隔熱裝置。在發生意外事故時，它應具有足夠的強度和剛度。對比車身其它部件而言，前圍板裝配最重要的工藝技術是密封和隔熱，它的優劣往往反映了車輛運行的質量。

三．影響車身結構的因素

1.造型

為了滿足一定的汽車外形風格和審美要求，需要對汽車進行造型，根據造型結果得到內外的表面3D數據，根據這些數據進行車身結構設計。

2.成本

為了提高產品的市場競爭力，一般在策劃前期對車身的成本、重量和配置有要求，這些指標對車身結構有較大影響，如增加配置需要車體做相應的支架或者一定的形狀要求，影響車身結構；增加配置會占用一定空間，影響其他零件布置；零部件價格限制對結構設計要求嚴格，否則影響招標。

3.強制性法規要求

每個國家或者地區對汽車都有一些強制性法規要求，各個地區的要求大同小異。但這些法規中對車身影響最大的法規有三條，分別是正面碰撞、側面碰撞、追尾碰撞。

(1)正面碰撞

正面碰撞主要影響整個發動機艙的結構，設計要考慮力量傳遞和吸收動能。

(2)側面碰撞

側面碰撞主要影響前后車門，B立柱和門檻的結構，由于吸能空間小，某些結構的零件通常選用高強度鋼板。

(3)追尾碰撞

追尾碰撞主要影響地板、郵箱、消音器和后橋的結構和布置，指標主要是燃油泄漏，后門能否打開。

4.工藝要求

主要分為焊接工藝要求、沖壓工藝要求、涂裝工藝要求、總裝工藝要求。

(1)焊接工藝要求

要適應生產線要求，比如每個工位焊接零件數量的分配要合理；滿足焊接總成運輸要求；可焊接性要求，需要對焊接空間進行校核，檢查材料的焊接性好壞等；成本和生產效率要求。

(2)沖壓工藝要求

零件的成型、翻邊、沖孔、缺口等可行性；盡量減少零件的工序數量，可以減少模具數量以提高生產效率；零件形狀盡量規則，否則增加模具成本，浪費材料并且可能影響零件制造精度。

(3)涂裝工藝要求

涂裝進水、排水可行性；電泳可行性，避免電場屏蔽；涂裝孔的密封性能。避免車身漏水

(4)總裝工藝要求

可裝配性；裝配效率；裝配公差；維修性。

5.試驗要求

為了保證汽車使用的可靠性，在開發中要考慮能否滿足相關的試驗要求，這些試驗有一定的標準，有國標、行標和企標，目前這些標準的相關試驗都能進行計算機模擬，這樣可以降低開發風險，縮短開發周期。主要的試驗有車身扭轉剛性試驗、車身彎曲剛性試驗、側面支撐的背門扭轉剛性試驗、中門加力開閉疲勞試驗等。

6.專利規避

四．汽車車身的發展

現代汽車正日趨于“實用化、綠色化、經濟化、視覺化、宜人化”，更加注重人、汽車與環境之間的相互作用與協調性。而基于汽車造型更好地解決這些問題，我們對其發展趨勢可以歸納為以下幾個方面：

1. 車身外觀更加時尚、自然、唯美，讓人、車和自然更加和諧

2.個性化

車身氣動最優化是否會導致未來汽車外形的雷同，從而失去個性化，其實汽車車身造型的發展過程己經揭示了這個問題的答案。在車身造型的歷史發展時期，可能會由于追求氣動造型的優化而使得某一種車型成為一個時期內的主導車型，但決不是唯一、就是同一主導車型，也由于氣動特性非唯一評定指標 而形成不同風格，隨著社會發展，社會意識和美學觀念，造型過程中會起到越來 越大的作用，現代人對汽車式樣個性化要求也會越來越高。不同層次不同行業、不同種群的審美意識也會大不相同。隨著人類物質文化水平的提高和生活環境 的變化以及生活方式的多樣化，作為大眾化商品的轎車無疑將出現各式各樣更新穎更奇特的新車型。

3.人性化

4.空間的利用率，提高造型靈活性

為了減小發動機所占空間，需要對底盤和整車總體布置進行充分地研究，以便利用有效空間和增加使用空間的可變性，通常前擋風玻璃總是盡量往前移，形成子彈頭形狀。軸距加長是在車身總長不變的前提下，可以減少前后懸的突出部分，使后排座位的人上下車更加方便，增加乘坐舒適性。行李廂設計盡量向后移或向上移是為了增大乘坐空間。

總之，為了增加車內空間利用率，車身布置盡量緊湊合理，渾然一體，使得汽車在滿足舒適性的前提下更加輕便化、流線型化。

5. 改進空氣動力性，增強操縱穩定性，降低能耗

高速、安全、低耗是現代汽車發展的主題。為了適應這個潮流，汽車應根據節約能源、減小風阻系數和提高空氣動力性能等指標設計車身。

目前，許多歐美、日本廠商已將其新車型的風阻系數降低到0.30以下，甚至降低到0.25左右，因此，不難預計，下一代的車身造型將會更加光順、圓滑、動感。按照造型師們的新理念，汽車外形的連續完整性不應再依靠挺拔的棱角去表現，而是要由各種曲面光滑的連接以及微妙的光學效果與視覺效果顯示出來。根據這種理念設計出來的車型，其顯著的優點就是可獲得0.20甚至更低的風阻系數。眾所周知：普通汽車在換檔行駛時，發動機的功率和燃料大部分都消耗在克服空氣阻力上，而具有”連續流動”曲面光滑的外部造型的轎車就可采用功率較小的發動機而達到較高的行駛速度，從而節約燃油消耗。這種車身造型設計的最大特點就是彎曲的大弧面，其模型制作要用玻璃纖維或碳纖維。