前言

概念是所有理论的基础，也是所有理论的灵魂。
深刻掌握概念，你就能更高效更深刻的掌握理论。
学习好一门学科，需要从最基本的概念和理论开始。

汽车的基本理论和概念

1 主要内容总结

（1）主要内容为车身技术/安全性，以及汽车物理中的力学问题/声学问题和热力学相关问题等。
（2）力学问题主要介绍行驶功率/制动问题/动力传递等，并介绍汽车空气动力学的相关内容
（3）常用车辆各大机构。

2 车身

2.1 发展及定义

车辆技术发展初期，车身或车厢是和车架连接在一起的箱体，今天又很多货车和越野车还是采用这种形式。

2.1.1 主要作用

起到承载和围护的作用。
轿车：力学特性方面、保护乘客、舒适性。
措施：舒适的乘坐小环境、减少颠簸、隔音隔振、恶劣天气下安全行驶、通风空调系统增强了乘驾舒适度、信号系统和碰撞保护装置提高安全性等等。

2.1.2 车身分类

从构造上分三大类：车架式、半车架式（半承载式）、自承载式。
车架式和自承载式式现在汽车市场上的主流形式。

车身结构分类图.jpg

（1）车架式车身

车架式车身.jpg

常在车辆技术初期采用，现在货车和一些越野车中采用。
先造一个承重框架（图中粗重线），在上面固定行驶机构和驱动机构，并安装车身。
优点：结构简单、足够的弯曲-扭转刚度、部分吸收地面振动、不能直接传递到车身、车架式可以固定吸音板。

（2）自承载式车身

*车身结构作用：
传递所有的力和力矩；
构成驾驶室；
划分能量转换区间；
接纳所有的驱动装置和轴系统。
*自承载式车辆分为前车段、驾驶室和后车段三大结构段。
*设计分类：壳式、格栅框架、无骨架式。
【壳式车身】

壳式自承载车身.jpg
当今大部分自承载式车身都是壳式的。
由金属薄板、凹进式薄板、复合板材组成车身强度和质量。
结构件的蒙皮就像壳体一样覆盖在车身上，通过高阻力距的横截面，达到较高的车身刚度，可以很好地避免自振。
因为外界的振动直接传到车身上，所以必须要有高刚度。
欧宝公司1935年的 Olympia 车型是德国的第一批量产的自承载式全钢车身。
【格栅框架式车身】
又称空间框架式，可以节约能源消耗，其空间形式可以在同等刚度下最多节约40%的车身重量（与全钢车身相比）。
通过构造节点联结起来，外蒙皮、门等外包部件固定在框架上，形成了空间的力学形式。
此类空间结构最适合采用轻型材料，同时可以降低连接件的数量，加快生产周期。结构件之间的连接可以采用激光焊、气体保护焊和铆接等方式。
代表车：奥迪 A8 。
空间框架式车身.jpg
【无骨架式车身】
特点：车身作为一个整体制造。
工艺要求高，运用复合材料等现代材料工艺，生产出具有极高扭转刚度的整体车身。
运用在运动车型等小批量车上。
敞篷车，整体车身比较难于制造，因为车体不封闭，必须要安装附加的刚度增强件。
空间式和无骨架式自承载车身.jpg
【中间形式车身】
半车架（大巴）、副车架和三明治结构。
半车架结构车身.jpg
副车架结构车身.jpg
三明治结构车身.jpg

2.1.3 车身的设计和研究

1. 开发平台

   车身的设计，在今天，仍然是消费者购买时的主要考虑依据。
   汽车设计的主要目的是满足顾客对功能上的要求，并满足美学上的要求。
   基本的设计尺寸有长、宽、高、轮距、轴距等几何尺寸，还有如车窗倾斜度和其他技术参数。
   设计中同时要吸收上一代车型的成功之处，改进一些不足。

汽车设计初始式外表的线形设计，同时也要对内部进行设计。
出于节省投资和延续设计风格的观点，建立一种设计平台，使市场上已成熟的同一种发动机、驱动器等设备用在不同设计风格的车辆上。
若干年内，车辆的某些基本要求是相对不变的。许多参数都是基本固定的，如设备的位置、灯光、座位尺寸和其他相关法规要求的部件都是相对不变的，或仅仅做局部变更与细化。

开发平台的汽车布局（粗）

乘员室、前部（通常是发动机室）、后部（通常是行李箱）、底部。

乘员室必须适合不同的人群

座位的位置、视野的大小、操作的方便性。

不同驾驶人的区别

性别、身高、年纪、国籍、特殊人群（儿童、孕妇和残疾者）。
在驾驶人区别的基础上，为了使乘员室的设计比较简单而统一，又定义了男性组和女性组。

身体采样模型CAD数据库表.jpg

以上表格所示数据，在说有的和人机工程的设计中必须考虑。

乘员室布置图.jpg

2. 车身轻型化

随着车辆安全性、舒适性要求的日益提高、不断完善的法规要求，以及使用功能的增加，都使得现在的车辆自重也随之增加。

车自重逐年变化表.jpg

车身轻型化的好处：

减少能耗、减低平均油耗、减少二氧化碳的排放。
减少能耗的方法：降低车辆重量、减少空气阻力、优化传动链。后两者效果有限。

实现轻型化的途径

需要从技术、经济等方面进行取舍。

四种途径：

#######方案的轻型化是指通过负荷计算或模型分析，优化结构总成；
#######形式的轻型化是指通过实验和计算来优化零部件的几何尺寸；
#######工艺的轻型化是指革新制造过程，优化连接技术，如采用内部高压塑性加工、激光焊接、高强度粘接等手段；
#######材料的轻型化是指研究新型材料，提高材料的性能，以更小的密度求得更好的力学性能，如高强度钢、铝合金、镁合金、工程塑料等。

车身轻型化方案对紧凑型车型所减轻的部件重量.jpg

3. 安全性

交通死亡人数减低的原因：医疗条件和道路的改善，最重要的还是得益于车辆的安全性措施日臻完善。

主动安全性技术

现代汽车制造商的一个重要任务是发展主动安全性技术，减少撞击并减少撞击产生的能量。

汽车安全性分类和措施.jpg