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汽车扭转减震器的工作原理
汽车扭转减震器是一种用于减少汽车行驶中扭转运动的装置。
它的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 阻尼作用：扭转减震器内部通常包含阻尼液体。
当车辆扭转时，阻尼液体被压缩和释放，通过阻碍液体流动来吸收和减少扭转运动的能量。
这种阻尼作用类似于减震器在减少车辆上下运动时的作用。
2. 弹簧作用：扭转减震器内部通常还包含扭转弹簧。
当车辆发生扭转运动时，弹簧会受到压缩或拉伸，从而产生回弹力，阻止车辆继续扭转。
弹簧的刚度可以根据需要进行调整，以适应不同车辆和驾驶条件下的扭转需求。
3. 稳定性提升：扭转减震器的作用是减少车辆的扭转运动，从而提高车辆的稳定性和驾驶操控性。
通过减少车辆扭转，扭转减震器有助于提升车辆在转弯、躲避障碍物等情况下的稳定性，避免车辆滚翻或失控。
总之，汽车扭转减震器通过阻尼作用和弹簧作用来减少车辆扭转运动，提高车辆的稳定性和驾驶安全性。
1.1 课题背景由于汽车工业具有很强的产业关联度，因而被视为一个国家工业和经济发展水平的重要标志，因此汽车被称为“改变世界的机器”。
随着科技的进步，社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，包括对汽车舒适性、安全性等性能提出了越来越苛刻的要求。
为了提高汽车舒适性，减轻汽车的振动，首先要找到汽车的振源，汽车是多自由度的振动体，并受到各种振源的作用而发生振动，发动机就是振源之一。
当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动，简称扭振[1]。
发动机的振动关系到它的寿命、工作效率和对周围环境的影响。
曲轴系统的振动是引发内燃机振动的重要因素。
由于曲轴上作用有大小、方向都周期性变化的切向和法向作用力, 曲轴轴系将会同时产生弯曲振动和扭转振动。
因为内燃机曲轴一般均采用全支承结构, 弯曲刚度较大, 所以其弯曲振动的自然频率较高。
虽然弯曲振动不会在内燃机工作转速范围内产生共振, 但它会引起配套轴系和机体其它部件的振动, 是内燃机的主要噪声源。
对扭转振动而言, 由于曲轴较长,扭转刚度较小, 而且曲轴轴系的转动惯量又较大, 故曲轴扭振的频率较低, 在内燃机工作转速范围内容易产生共振,当发动机转矩的变化频率与曲轴扭转的自振频率相同或成整数倍时，就会发生共振。
共振时扭转振幅增大，并导致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至使曲轴断裂。
曲轴作为内燃机中主要的运动部件之一，它的强度和可靠性在很大程度上决定着内燃机的可靠性。
因此, 扭转振动是内燃机设计过程中必须考虑的重要因素[2]。
如何降低曲轴的振动是发动机曲轴设计的重要内容之一，为了消减曲轴的扭转振动，现在汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减振器，目前在汽车发动机曲轴系统中广泛采用的是橡胶阻尼式扭转减振器(图 1.1)，有效地改善了发动机曲轴系统的扭振特性，降低了扭振幅值。
a) b) c)a)橡胶扭转减振器(CA8V100)；b)带轮-橡胶扭转减振器；c)复合惯性质量减振器(尼桑VH45DE)1-减振器壳体；2-硫化橡胶层；3-扭转减振器惯性质量；4带轮毂；5-带轮；6-紧固螺栓；7-弯曲振动惯性质量图1.1 橡胶阻尼式扭转减振器这种减振器在曲轴系统中的匹配设计是基于动力减振器（动力吸振器）的设计理论。
扭转减振器分析报告1. 引言扭转减振器是一种常用于减少机械系统振动的装置。
它通过在旋转系统中引入一个反向振动力矩，来抵消原有振动的效果。
本报告将对扭转减振器进行分析，包括工作原理、设计参数和性能评估等方面。
2. 工作原理扭转减振器的工作原理基于振动的相互干涉。
在机械系统中，通常存在一个主要的振动源，例如发动机或电机。
这些振动源会导致机械系统的其他部分也发生振动。
扭转减振器通过在旋转系统中引入一个附加质量来减少振动。
附加质量与系统的反向振动相位相反，因此可以抵消原有振动的效果。
通过调整附加质量的大小和位置，可以实现对系统振动的精确控制。
3. 设计参数设计扭转减振器时需要考虑以下几个参数：3.1 扭转刚度扭转刚度是指扭转减振器对振动的抵抗能力。
它的大小取决于减振器的材料和几何形状。
较大的扭转刚度意味着减振器对振动的抵抗能力更强。
3.2 附加质量附加质量的大小和位置会影响扭转减振器的性能。
较大的附加质量可以提供更强的振动抵消效果，但也会增加系统的负荷。
合理选择附加质量的大小和位置，可以在减小振动的同时，保持系统的正常运行。
3.3 振动频率振动频率是指系统振动的频率。
扭转减振器的设计应与系统的振动频率相匹配，以获得最佳的减振效果。
如果振动频率超出了减振器的工作范围，减振效果可能会显著降低。
4. 性能评估扭转减振器的性能可以通过以下几个指标来评估：4.1 减振效率减振效率是指扭转减振器对系统振动的抑制能力。
它可以通过测量系统振动幅度的减小程度来评估。
较高的减振效率意味着扭转减振器的性能更好。
4.2 能耗能耗是指扭转减振器在减振过程中消耗的能量。
较低的能耗意味着减振器在工作中更加高效。
4.3 可靠性可靠性是指扭转减振器在长期使用过程中的稳定性和可靠性。
一个可靠的扭转减振器应能够长时间保持减振效果，并且不易损坏或失效。
5. 结论本报告对扭转减振器进行了分析，并介绍了其工作原理、设计参数和性能评估等方面的内容。
扭转减震器的组成扭转减震器是一种机械装置，主要用于减少机器或设备在运转过程中的震动和噪音，从而保证其正常工作。
扭转减震器由多个组成部分构成，每个部分都有其独特的作用。
本文将对扭转减震器的组成进行介绍。
一、弹簧弹簧是扭转减震器最基本的组成部分，其主要作用是吸收机器或设备在运转过程中的震动和冲击。
弹簧的材质一般为高强度钢材或合金钢材，具有良好的弹性和耐腐蚀性能。
弹簧的形状和尺寸根据不同的应用需求而定，可以是螺旋形、圆柱形、锥形或其他形状。
二、阻尼器阻尼器是扭转减震器的另一个重要组成部分，其主要作用是消除机器或设备在运转过程中的振动和噪音。
阻尼器可以采用液压、气压或电磁等方式来实现，其中液压阻尼器是应用最广泛的一种。
液压阻尼器的工作原理是利用液体的阻力来减缓机器或设备的振动，从而达到减震的效果。
三、支撑结构支撑结构是扭转减震器的另一个重要组成部分，其主要作用是支撑机器或设备的重量，同时保持其稳定性。
支撑结构可以采用钢板、铝合金、铸铁等材质制成，其形状和尺寸也根据不同的应用需求而定。
支撑结构的设计和制造需要考虑到机器或设备的重量、形状、运行速度等因素，以确保其能够承受机器或设备的重量和运行过程中产生的各种力和压力。
四、连接件连接件是扭转减震器的另一个关键组成部分，其主要作用是将弹簧、阻尼器和支撑结构等各个部分连接在一起，形成一个完整的减震系统。
连接件可以采用螺栓、螺母、销轴、弹性套等形式，其材质和尺寸也根据不同的应用需求而定。
连接件的设计和制造需要考虑到其承受的力和压力，以确保其能够保持连接的牢固性和稳定性。
五、调节装置调节装置是扭转减震器的另一个重要组成部分，其主要作用是用于调节弹簧和阻尼器的工作效果，以满足不同的应用需求。
调节装置可以采用手动或自动控制方式，其设计和制造需要考虑到机器或设备的工作环境、工作负载等因素，以确保其能够实现准确的调节和控制。
六、安装部件安装部件是扭转减震器的最后一个组成部分，其主要作用是将减震器安装在机器或设备上，以实现对机器或设备的减震和稳定支撑。
曲轴扭振测试方法
曲轴扭振测试方法通常选用频响函数法。
频响函数法是利用频响函数测试扭振的方法，主要通过测量曲轴扭转减振器的频响函数来获取扭振频率。
在测试过程中，通常会沿X方向对系统进行锤击，给系统切向激励，以模拟实际工作状态。
同时，测试之前需要先将曲轴扭转减振器加热到指定温度，然后利用保温装置进行保温，并利用非接触式温度测量装置测量系统温度，以保证测试结果的准确性。
另外，由于橡胶在100℃时会有高温失效的倾向，而实际工作温度通常低于100℃，因此通常仅对20、40、60、80℃这四个温度下的曲轴扭转减振器扭振频率进行测试。
以上信息仅供参考，具体操作可能需要根据具体情况进行调整。
如需更多信息，建议咨询专业技术人员或查阅相关技术手册。
3.4.3扭转减振器的参数确定1、扭转减振器的角刚度决定于减振弹簧的线刚度及结构布置尺寸，按下列公减振器扭转角刚度ka式初选角刚度≤13T j（3-19） Ka式中：T j为极限转矩，按下式计算T j=（1.5～2.0）T e m ax（3-20）式中：2.0适用乘用车，1.5适用商用车，本设计为商用车，选取1.5，Temax 为发动机最大扭矩，代入数值得T j=257.25N.M，K a ≤ 3344.25N.mm／rad2、扭转减振器最大摩擦力矩由于减振器扭转刚度C受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故a为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩Tμ。
一般可按下式初选为Tμ=（0.06～0.17）T e max（3-21）取Tμ=0.15T e max，本设计按其选取Tμ=25.725N·m。
3、扭转减振器的预紧力矩减振弹簧安装时应有一定的预紧。
这样，在传递同样大小的极限转矩它将降低减振器的刚度，这是有利的，但预紧力值一般不应该大于摩擦力矩否则在反向工作时，扭转减振器将停止工作。
一般选取T预=（0.05～0.15）T e max，取T预=0.12T e max=20.58 N·m。
4、扭转减振器的弹簧分布半径R的尺寸应尽可能大一些，一般取减振弹簧的分布尺寸=（0.60～0.75）d/2 （3-22） R取 R0.7 d/20 =其中d为摩擦片内径，代入数值，得R=54.25mm。
5、扭转减振器弹簧数目可参考表3.10选取，本设计D=250mm，故选取Z=6。
表3.10减振弹簧的选取6、扭转减振器减振弹簧的总压力当限位弹簧与从动盘毂之间的间隙被消除时，弹簧传递扭矩达到最大TjP 总 =R T j （3-23）式中：P 总的计算应按Tj 的大者来进行P 总=4741.94N 。
每个弹簧工作压力P P Z=总=790.32N（3-24）7、从动盘毂缺口宽度及安装窗口尺寸为充分利用减振器的缓冲作用，将从动片上的部分窗口尺寸做的比从动盘毂上的窗口尺寸稍大一些，如图3.6所示。
扭转减振器的设计扭转减振器主要由弹性元件(减振弹簧或橡胶)和阻尼元件(阻尼片)等组成。
弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶(通常为三阶)固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。
所以，扭转减振器具有如下功能：1)降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率。
2)增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振o3)控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主 减速器与变速器的扭振与噪声。
4)缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。
扭转减振器具有线性和非线性特性两种。
单级线性减振器的扭转特性如图2-1 4所示，其弹性元件一般采用圆柱螺旋弹簧，广泛应用于汽油机汽车中。
当发动机为柴油机时，由于怠速时发动机旋转不均匀度较大，常引起变速器常啮合齿轮齿间的敲击，从而产生令人厌烦的变速器怠速噪声。
在扭转减振器中另设置一组刚度较小的弹簧，使其在发动机怠速工况下起作用，以消除变速器怠速噪声，此时可得到两级非线性特性，第一级的刚度很小，称为怠速级，第二级的刚度较大。
目前，在柴油机汽车中广泛采用具有怠速级的两级或三级非线性扭转减振器。
图2-14 单机线性减震器在扭转减振器中，也有采用橡胶代替螺旋弹簧作为弹性元件，以液体阻尼器代替干摩擦阻尼的新结构。
减振器的扭转刚度ϕK 和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩μT 是两个主要参数。
其设计参数还包括极限转矩j T 、预紧转矩n T 和极限转角j ϕ等。
1.极限转矩j T极限转矩为减振器在消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙△1(图2-1 5)时所能传递的最大转矩，即限位销起作用时的转矩。
它与发动机最大转矩有关，一般可取j T =(1.5～2.O) max e T (2-27)式中，货车：系数取1.5，轿车：系数取2.O 。
Internal Combustion Engine &Parts0引言众所周知，传统的曲轴扭振减振器的设计方案以及所需的设计手段和材料，都需要耗费大量的时间和人力来完成，此外，要通过多次的重复实验才能达到相应的要求。
显而易见，传统的曲轴扭振减振器的设计已经不再满足人们目前的需求，而是要在原有的基础上不断研究新的设计方案出来。
1对曲轴扭振减振器的概述1.1什么是曲轴扭振减振器每当汽车发动机开始工作的时候，曲轴便会开始发生周期性的变化，产生转矩作用，而各个曲拐之间发生周期性相对扭转的现象就被称为扭转振动，简称扭转。
曲轴作为汽车发动机不可缺少的零件之一，它的作用对发动机的可靠性和安全性起着决定性的作用，因此，对于曲轴扭振减振器的选择要格外谨慎。
对于扭振而言，由于它自身的特点，每当发动机转矩的变化频率与曲轴扭转自振频率相同或者成整数倍时，就会发生共振，而如果共振时扭振幅度和频率增强是，很可能会出现曲轴断裂的结果。
因此，要在保证曲轴不能断裂，就需要最大限度地消减曲轴的扭振，此时就需要曲轴扭振减振器来达到这个目的。
1.2扭振减振器的作用及分类扭振减振器根据主要功能和特性可以分为动力减振器、阻尼减振器、复合减振器三大类。
动力减振器如其名，主要是依靠它的动力特性来改变曲轴扭振的幅度，从而达到降振的效果。
阻尼减振器是借用了固体的摩擦和液体的黏性来阻尼力矩输入系统的振动能力，从而来降低曲轴扭振频率，比如常用的橡胶减振器和硅油减振器。
而复合减振器是现在最为主要的减振器，它不仅可以降低频率还能降低幅度。
随着汽车的不断发展，其发动机也逐渐向轻量化和大功率化方面靠近，以往的减振器已经不能满足目前汽车发动机的需求了，而复合减振器可以较好地达到这个要求。
汽车发动机曲轴需要扭振减振器的主要作用是可以减少汽车整体的振动和噪音，给开车人营造一个良好的行驶环境，还可以降低曲轴扭振的频率和幅度，删减扭矩波动。
除此之外，还可以一定程度上提高曲轴的寿命，减少耗损。
2 扭转减振器介绍2.1 扭转振动的控制方法对于曲轴的扭振，如果在内燃机工作转速范围内，根据扭振计算以及实测发 现内燃机确实存在着较大的扭转振动，就必须采取适当的措施，以便将扭转振动 予以回避或者将其消减，以保证内燃机工作的安全可靠。
扭转振动的避振预防措 施有很多种，可综合归纳为以下三种方法[5,6]： (1) 频率调整法 由扭转振动特性可知， 当激励扭振的作用频率ω与扭转振动系统的某一固有 频率 ω0 相同时，将会发生极其剧烈的动态放大现象，即共振现象。
因此耍避 开发生ω=ω0，的可能，也即避开动态放大最严重的工况，就可能免除扭转振动 过大所引起的一切后果。
本方法的基本概念就是使ω主动躲过ω0 。
这种方法主 要措施有调整惯量法、调整柔度法等。
通过调整，使系统本身的自振频率躲过激 振频率。
使振动应力降至瞬时许用应力范围之内，这样就避免了因扭转振动过大 对内燃机造成损害。
这种方法是扭转振动预防措施中应用最广的措施之一，这不 仅是由于它的措施比较简易可行，还在于当达到调频要求以后，它的工作将是有 效的与可靠的。
但频率调整法有个缺点是调频的幅度较小，以至于在实际应用中 受到限制。
(2) 减小振能法 激励扭矩是导致扭转振动的动力源。
由于激励扭矩输人系统的能量是扭转振 动得以维持的源泉，如果能够减小输人系统的振动能量，也就能直接减小扭转振 动的量级。
方法之一是改变内燃机的发火顺序，当在机器所使用的转速范围内， 危险的扭转振动是副临界转速时，有可能用此方法来消减危险的扭转振动，减小 其危险程度。
方法之二是改变曲柄布置， 在多缸内燃机中故意选用非等间隔发火， 适当选择曲柄角以改变曲柄布置，可以使任何主、副临界转速中的某些简谐扭振 相互抵消而避开危险的扭转振动。
方法之三是选择最佳的曲柄与功率输出装置的 相对位置，使二者的干扰扭矩互相抵消，可以消减曲轴的扭转振动。
(3) 装设减振器 装设减振器能改变轴系的扭振特性。
汽车发动机曲轴扭转振动分析及控制社会经济在进行着快速的发展中，人们对于汽车的使用量也在逐渐的增加，我国对于汽车建设中是要求也越加严苛。
在汽车公司进行汽车设计的过程中，对于发动机及行驶中的稳定程度越加重视。
汽车发动机曲轴扭转振动是汽车公司在对于发动机研究中的热点课题。
本为对于发动机的曲轴扭转技术进行较为全面的分析。
标签：曲轴系；扭转振动；优化设计0 前言增加对于汽车发动机的振动分析与控制，在一定程度上面可以将汽车的内部结构进行优化，增加发动机的使用时间与汽车行驶过程中的稳定性能。
曲轴扭转是发动机在工作过程中的主要部件，性能的好坏将直接对于汽车的整体性能进行影响。
本文主要对于汽车中的曲轴扭转振动进行分析研究，这项研究是十分具有实际意义的。
1 汽车发动机曲轴扭转振动系统理论分析1.1 ADAMS多刚体动力学理论ADAMS动力学理论主要使用坐标方程式进行汽车在行驶中的发动机系统的分析。
在ADAMS动力学理论中，将动力系统内的关性参考系中的坐标与方位坐标进行标注，并使用相对应的数学方程式进行多余坐标的约束，进而将已经标注的坐标进行变量。
在对于动力学的分析过程中，使用数学方程式可以将计算的效率进行大幅度提升。
1.2 ADAMS多柔体动力学理论在进行汽车生产建设中，在机械系统中已经广泛使用柔性材料，是生产设备运行中速度较快，但是运行的精度也在不断的提升，设备内的动力学性能变得更加繁琐。
刚性研究体系已经不能满足对于动力学的研究，因此柔体动力学理论就在这种情况下产生。
这种研究体系一般情况下是以刚性动力学体系作为参照依据，在对于柔体的研究中进常采用不同的处理形式。
在一定程度上面刚性与柔性的个、动力学体系进行共同使用，可以对系统中的动力学进行更加全面的认识[1]。
2 曲轴动力学研究模型2.1 三维几何模型三维几何模型可以将曲轴系统的中每个零件间的关系进行清晰的展示。
按照零件的规格与参数，利用相对应的三维软件就可以建立相对应的三维几何模型。
扭转减振器的工作原理
扭转减振器是现代机械设备中常见的一种减振装置，其工作原理基于
牛顿第三定律，即每一个作用力都有一个反作用力等大反向作用于另
一个物体上。
扭转减振器主要由两个相互缠绕的弹簧组成，一端固定在机械设备上，另一端固定在地面或其他牢固的支撑物上。
当机械设备受到外界震动
或振动时，弹簧将产生相应的变形和变化受力，这时作用力会得到平衡，弹簧会产生相反的反作用力，抵消机械设备的震动和振动，直到
机械设备重新趋向于平稳状态。
此外，扭转减振器还利用了相对运动的摩擦力，当机械设备受到震动时，相对运动的产生会在摩擦面上产生摩擦力，从而减缓机械设备的
振动。
总的来说，扭转减振器利用相互作用力的原理，通过弹簧变形和变化
的产生、反作用力的作用、以及摩擦力的利用，抵消机械设备在外界
震动和振动影响下产生的震动和振动。
这种减振方式具有体积小、重
量轻、结构简单、维护方便等优点，在实际应用中得到了广泛的运用
和发展。
扭转减震器的工作原理及结构从动盘工作时，两侧摩擦片所受摩擦力矩首先传到从动盘本体和减振器盘上，再经若干个减振器弹簧传给从动盘毂。
这时弹簧被压缩。
因为减振器弹簧的缓冲作用，传动系统所受的冲击大大减小。
传动系统中的扭转振动会使从动盘毂相对于从动盘本体和减振器盘往复摆动，借助夹在它们之间的阻尼片的摩擦来消耗扭转振动的能量，使扭转振动迅速衰减，减小传动系统所受的交变应力。
扭转减振器是汽车离合器中的重要元件，主要由弹性元件和阻尼元件等组成，其中弹簧元件用以降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶固有频率，改变系统的固有振型，使之能避开由发动机转矩主谐量激励引起的激励；阻尼元件用以有效耗散振动能量。
扭转减震器的组成扭转减震器是一种常见的汽车减震器，它由多个部件组成，以提供更平稳的行驶体验和更好的悬挂性能。
在本文中，我们将详细介绍扭转减震器的组成，以及每个部件的作用。
首先，让我们来了解一下扭转减震器的基本原理。
扭转减震器通过一个扭杆连接车轮和车身，当车辆行驶时，车轮和车身之间的扭转力会被扭杆所吸收，从而减少车身的震动和晃动。
扭转减震器是一种主动减震器，它需要车辆的悬挂系统来支撑车身重量，并且需要另外的减震器来处理车轮的弹性。
下面是扭转减震器的主要部件：1. 扭杆扭杆是扭转减震器的核心部件，它由一根圆柱形金属杆构成，一端连接车轮，另一端连接车身。
当车辆行驶时，车轮和车身之间的扭转力会通过扭杆传递，从而减少车身的震动和晃动。
扭杆的尺寸和材料决定了它的扭转刚度和强度，这对于车辆的悬挂性能至关重要。
2. 扭杆座扭杆座是扭杆与车身连接的部件，它通常由两个U形的金属夹子构成，夹住扭杆的两端。
扭杆座需要与车身的结构相匹配，以确保扭杆能够正常工作，并且需要具备足够的刚度和强度，以承受扭杆传递的扭转力。
3. 扭转杆扭转杆是一种辅助部件，它连接扭杆和减震器，以提供更好的悬挂性能。
扭转杆通常由一根金属杆构成，一端连接扭杆，另一端连接减震器。
扭转杆的作用是减少车身的倾斜和滚动，以提高车辆的稳定性和操控性。
4. 减震器减震器是扭转减震器的另一个重要组成部分，它用于控制车轮的弹性，并提供更平稳的行驶体验。
减震器通常由一个活塞和一个缸体构成，活塞通过阻尼力控制车轮的弹性，从而减少车身的震动和晃动。
减震器的设计和参数决定了它的阻尼特性和可靠性，这对于车辆的悬挂性能至关重要。
5. 弹簧弹簧是悬挂系统的基本部件之一，它用于支撑车身的重量和吸收路面的不平。
扭转减震器通常需要另外的弹簧来支撑车身重量，这些弹簧可以是螺旋弹簧、气弹簧或液压弹簧等。
弹簧的刚度和弹性决定了它的支撑能力和行驶舒适性，这对于车辆的悬挂性能至关重要。
6. 支架支架是扭转减震器的安装部件，它用于将减震器和弹簧连接到车身。
