2.2 車身構造

Body Structure

為什么車身要由面板和骨架組成？

人的身體是靠206塊骨骼支撐的，所以才能站立和行走。然而，每個人的骨骼架構不一，因此才會有不同的身材和長相。汽車也一樣，它的身材和長相也由其表皮下面的骨骼架構決定。

你看到的車身面板只是汽車的“皮膚”，其實它的厚薄甚至強度如何，對汽車的安全性沒有太大影響。你看到的所有車身面板，只是起到防風擋雨和美觀的作用，它們都焊接固定在特別設計的鋼鐵骨架上。骨架的形狀，基本決定了車身的造型。

為了使車身更加安全，分散來自各方向的撞擊力，現在的汽車廠商在設計汽車時往往都要把車身做成像一個鳥籠子那樣，也稱為“網狀交叉式設計”。這種鋼制安全車廂，能按照設計師預先設計的方向傳遞撞擊力，從而將強大的外力分散到多個鋼梁上，幫助乘員抵抗極大的撞擊力，使他們免受傷害。

當汽車受到輕微碰撞時，車身最外面的鋼板可能會起一定的保護作用，不讓碰撞物進入到車內。但是，當受到較嚴重的碰撞時，這些面板就無法阻擋撞擊力了，因為它們很薄，而且強度較小，很容易被外力穿透。這時，就只能靠面板下面的骨架來抵抗沖擊了。

什么是承載式車身和非承載式車身？

根據車身骨架的不同，可以把車身分為承載式車身和非承載式車身兩大類。

承載式車身的汽車沒有剛性車架，發動機、前后懸架、傳動系統的一部分總成部件都裝配在車身上，車身負載通過懸架裝置傳給車輪。承載式車身就是整個車身為一體，沒有所謂的大梁，懸架直接連在車身上。現在，普通轎車幾乎都采用承載式車身。打開發動機蓋，就可看到前懸架連在了前翼子板內側的車身上。

承載式車身的優點是：公路行駛非常平穩，整個車身為一體，固有頻率振動低，噪聲小，重量輕，比較省油。缺點：底盤強度遠不如有大梁結構的非承載式車身；當四個車輪受力不均勻時，車身易發生變形。

非承載式車身的汽車有一剛性車架，又稱底盤大梁，發動機、傳動系統、車身等總成部件都固定在車架上，車架通過前后懸架與車輪連接。也就是說，非承載式車身就是有大梁的車身結構，發動機、傳動系統、懸架，甚至車身等都固定在車架上。如果你彎下腰看看車底，就會發現有貫穿前后的兩個縱梁。

非承載式車身的優點是：底盤強度較高，抗顛簸性能好；四個車輪受力即使再不均勻，也是由車架承擔，而不會傳遞到車身上去，因此車身不易扭曲變形。缺點是：車身比較笨重。非承載式車身多用在貨車、客車和越野車上，但也有部分高級轎車使用，這是因為非承載式車身具有較好的平穩性和安全性。

承載式車身更像是甲蟲，車身承擔更大的重任；而非承載式車身更像是大象，它的骨架承載主要重任。也正因如此，承載式車身只適用于小型車輛，如普通轎車等。而大型轎車、越野車、貨車和大客車等，則一定要采用非承載式車身形式。

為什么說車門防撞杠非常重要？

當汽車受到側面撞擊時，車門很容易受到沖擊而變形，進而直接傷害到車內人員。汽車廠商為了提高汽車的安全性，便在車門夾層中間放置一兩根非常堅固的鋼梁，即車門防撞杠。這樣，當汽車受到側面撞擊時，可減輕車門的變形程度，從而起到對駕乘人員的保護作用。

車中的駕乘人員在受到側面撞擊時更危險，因為駕乘人員的身體與車門間沒有多大空隙，不像受到正面撞擊時，至少駕乘人員前方還有一定的空間作為緩沖，側面受到撞擊時幾乎沒有什么可緩沖的余地，駕乘人員的胸部直接就會受到外力的侵害。因此，車門防撞鋼梁就成為最重要的防線，是駕乘人員的貼身保鏢。

什么是NVH特性？

NVH是Noise（噪聲）、Vibration（振動）和Harshness（聲振粗糙度，通俗地稱為不舒適性或不平順性）的縮寫。噪聲是由振動引起的，通過振動波來傳遞，因此噪聲、振動和聲振粗糙度三者在汽車等機械振動中是同時出現且密不可分的，通常把它們放在一起進行研究，并簡稱為汽車的NVH特性。簡單地講，駕乘人員在汽車中的一切觸覺和聽覺感受都屬于NVH研究的范疇。此外，還包括汽車零部件由于振動引起的強度和壽命等問題。

車輛在行駛時的振動源主要有三個：發動機、傳動系統和不平的路面。

車輛在行駛時的噪聲主要有四個：發動機產生的噪聲、空氣流過車身時的噪聲、輪胎滾動和振動時的噪聲，以及車身和底盤結構振動時產生的噪聲。

Did You Know?

發動機噪聲

發動機噪聲主要包括燃燒噪聲、機械噪聲和排氣噪聲。燃燒噪聲是指氣缸燃燒壓力通過活塞、連桿、曲軸、缸體等途徑向外輻射產生的噪聲；機械噪聲是指活塞、齒輪、配氣機構等運動件之間機械撞擊產生的振動噪聲；排氣噪聲是指發動機排氣產生的聲音。一般情況下，低轉速時燃燒噪聲占主要地位，高轉速時機械噪聲占主要地位。

輪胎噪聲

輪胎噪聲主要來自泵氣效應和輪胎振動。泵氣效應是指輪胎高速滾動時引起輪胎變形，使得輪胎花紋與路面之間的空氣受壓擠，隨著輪胎滾動，空氣又在輪胎離開接觸面時被釋放，這樣連續的“壓擠釋放”，空氣就迸發出噪聲。輪胎運行時的振動也會產生噪聲，而且剛性越大或阻尼越小的輪胎，其振動噪聲越大。

空氣噪聲

汽車上的空氣噪聲主要包括風阻噪聲和風笛噪聲。風阻噪聲是指空氣流過車身時與車身之間的摩擦聲，而且風阻越大的汽車，其風阻噪聲越大，因此現在轎車都要設計成流線形，以減少空氣噪聲；風笛噪聲是指空氣進入或流出車身鈑金縫隙時產生的噪聲。車門、車窗等密封性越好的汽車，其風笛噪聲越小。

車身和底盤結構噪聲

汽車在運動時，尤其是行駛在不平路面時，車身會產生一定的扭曲，此時車身鈑金件在各種力的作用下就會產生一定的扭曲和振動，從而產生一定的噪聲。底盤中的部件，尤其是傳動和懸架結構等運動部件，在運行時也會因轉動、扭動或振動而產生一定的噪聲，尤其是汽車行駛在不平路面或高速行駛時，底盤噪聲可能更大。這些噪聲可能會通過底盤而傳入車內。