3.3 汽车车身常用结构形式
3.3.1 最流行的轿车车身3H 结构
1990年后,轿车开始流行3H 结构,所谓3H 结构是指:为了取得车身外表面无铜焊接口的效果,将侧围,顶盖及地板形成三块独立的近似H 形状的总成,然后在顶盖处和门槛处焊接成为一体.地板H 是指在B 柱附近地板上有一个或2个较大横梁与门槛梁点焊接,然后门槛梁与前发动机舱纵梁(吸能梁)及后地板纵梁点焊接形成大的H 形状此称为地板H 结构,侧围采用整体式侧围,门槛梁和顶盖边梁用B 柱,A 柱下段及后翼子板连接成”日”字形状,也就是近似H 型侧围结构,顶盖左右边梁和顶盖前中后横梁形成近似日”字形状,也就是近似顶盖H 形结构.三个H 简称3H 结构.在顶盖上有一条点焊缝隙用密封件装饰, 其他无任何外漏缝隙,无任何铜焊缝隙,减少了其他种分块模式在A 及D 柱的外漏铜焊,做到车身所有零件连接处100%采用点焊模式,使外表面质量非常好,几乎大多数轿车都采用本结构,如图3.3.1所示。当然最近几年,开始将顶和侧围焊接使用激光焊接,但结构形式基本没有大的变化。
侧围H 形结构 地板H 形结构 顶盖H 形结构
图3.3.1 常用的3H 形状车身结构形式
3.3.2 整体前后围的前后2H 形车身
货车驾驶室,大小客车等汽车车身常用这种结构,如IVECO 等车就是该种结构,尤其前后无门或盖的结构多为该种结构.其优点是前围无分缝线,分缝线在侧围的门缝上,外观比较好看,而且前后玻璃框整体性非常好.
图3.3.2 前后2H 车身结构形式
3.3.3 整体式侧围
为了减少或者避免铜焊或铅焊口,力争100%点焊的零件连接模式,自90年代开始开始大量使用整体式侧围结构,分缝在3H
结构形式下,采用在顶盖处纵向前后贯穿式分缝模式.在该连接缝上采用点焊接方式.避免了在顶盖四个角处的铜焊连接模式.
顶盖纵梁先焊接在侧围上
,然后在顶盖处将外板和侧围上的顶盖纵边梁焊接在顶盖横梁和顶盖外板凹下的翻边上.A,CD 柱分别与前后围板点焊接.
侧围上的地板门槛梁(纵梁)与地板和地板横梁点焊接成一体.该分块模式可以100%采用点焊方式(个别车采用激光焊接),提高了生产效率和提高了质量.最后在顶盖处装饰条装饰.
整体式侧围一般指A 柱,B 柱,CD 柱(或后侧围翼子板),门槛梁外板及顶盖纵边梁设计成一个零件,以减少焊接缝隙,提高了车身整体刚度和外观的造型效果.一般内板和加强板分开成小零件然后进行焊接.发动机舱上下纵梁分别与A 柱下段的上下焊接,要尽力争取点焊模式,个别不够的地方允许局部补二氧化碳保护焊.轮罩与上下梁焊成一体增加整体刚度. 缺点是需要大压力冲床(一般大于1500吨,轿车侧围一般需台面4.5米长,2米宽,压力2000吨的冲床).
3.3.4 前后2H 结构的整体式前后围
前围A 柱和风窗框及下连接板做成整体结构,减少缝隙,获得好的外形和结构刚度,使设计更加合理.内板以小零件焊接成整体的模式进行设计,使设计水平更高.后围外板采用整块结构,内板或梁采用分块焊接模式,使外观更加美观漂亮.
3.3.5 车身常用结构断面
(1) A 柱常用断面
a A 柱外露式结构
如图3.3.3为A 柱外板露在外侧的造型面,中板和内板都是内藏式结构形式,为尽力避免三层焊接形式,中间板和外加强板焊接,而内板与外板在门内侧密封翻边处焊接.在前档风玻璃翻边处三层焊接,可以在该处使每个板每隔50mm 开一个缺口,以便获得两层焊接的结构, 如图3.3.4所示.一般粘接玻璃的翻边长度约20~22mm,止口深8~10mm,门框密封口翻边一般12~16mm,多数汽车为14~16mm,门框密封口面与门密封面间隙深度一般为12~22mm,常用15~18mm,密封条压缩量一般为4~10mm ,常用4~6mm 。
图3.3.3 外露式A 柱断面 图3.3.4三层车身焊接采用两两互相开缺口的两层焊接结构
b 内藏式A 柱结构
门缝与A 柱的玻璃面留出5mm 间隙作为门缝,将A 柱藏在门内,该种方法称为内藏式A 柱结构形式。
c A 柱断面下段
A 柱断面下段,用于支承门铰链,需在A 柱下段放置加强板,门内板上也要有加强板用于加强门结构,A 柱下段上要有安装前翼子板的螺丝孔。
图3.3.5 A 柱下段结构 图3.3.6 B 柱断面结
汽车后保险杠(2)B 柱结构
B 柱结构如图3.3.6所示,有内板、外板,中间板、局部加强板、铰链及螺母板组成,以及内饰板、密封条等组成。原则上门内板与B 柱间隙尽可能相等,间隙一般在10~20mm,常用10~12mm 。
翼子板
(3)后背门及其周边结构断面结构
a 后背门与后侧围断面结构
图3.3.7后背门与后侧围断面结构 图3.3.8 后背门与后门槛梁断面结构
b 后门与后门槛梁断面结构
如图3.3.8为门槛梁断面结构,这一结构易于货物的装卸,一般包括内外板和内饰板和密封条组成。 c 后门锁及雨刷断面结构
图3.3.9后背门与后锁机构及后雨刷断面结构 图3.3.10 后背门与后顶盖断面结构
d 后门与顶盖结构断面
如图3.3.10 为后背门与后顶盖断面结构,要考虑后门的运动学和间隙校核。
(4)侧门与门槛梁断面结构
图3.3.11 侧门与门槛梁断面结构 图3.3.12 老式顶盖侧边梁断面结构
(5)顶盖侧断面结构
a 老式需在A 及CD 柱处铜焊的顶盖侧围断面结构,如图3.3.12所示。
b 新型无铜焊100%点焊结构的顶盖侧围断面结构 地板横梁在地板上面
的地板与门槛下端焊
接
地板横梁在地板下
边时地板与门槛的
上边界焊接
图3.3.13 无铜焊顶盖侧边梁断面结构 图3.3.14顶盖前横梁断面结构
(6)顶盖与前风窗断面
(7)后玻璃与后行李厢盖设计断面,如图3.3.15所示。
图3.3.15后玻璃与后行李厢盖设计断面 图3.3.16 地板横梁在上面的地板与门槛梁结构
(8)地板横梁在上面的地板与门槛梁结构,如图3.3.16为地板横梁在上面的地板与门槛梁结构断面
(9)发动机罩盖锁断面设计,如图3.3.17为发动机罩盖锁设计结构断面
图3.3.17为发动机罩盖锁设计结构断面 图3.3.18 前轮中心处发动机盖与翼子板及上边梁断面
(10)前轮中心处发动机盖与翼子板及上边梁断面,如图3.3.18所示
(11)门及玻璃设计断面,如图3.3.19所示
(12)后门下段断面,如图3.3.20所示
(13)车身设计重要特征必须,参考BENCHMARK 基础上确定。如图3.3.21所示
图3.3.19门及玻璃设计断面图3.3.20 后门下段断面
图3.3.21前玻璃下横梁设计断面图3.3.22 前玻璃顶盖阅读灯内饰断面
图3.3.23顶及后玻璃设计断面图3.3.24 前保、格栅设计断面
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