汽车车架结构原理
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认证汽车师傅,拥有多年行业工作经验
汽车底盘的车架结构其实挺讲究的:
1、纵梁一般用低合金钢板冲压成形,断面形状通常是槽型,也有做成Z字形或箱型的。根据车型和设计需求,纵梁可以弯成各种角度,或者断面粗细变化;
2、横梁的作用主要是提升车架的抗扭强度和扛住纵向压力,同时还能给发动机、变速箱这些大件提供支撑。货车一般有5到6根横梁,有的车会更多;
3、边梁式车架最大的优点是安装驾驶室、货箱或者特种设备特别方便,布局其他部件也灵活,适合改装各种车型。所以这类车架在货车和大多数特种车辆上用得特别普遍。


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承载式车架,也就是整体式或单体式车架。它主要是为了解决传统大梁式车架太重、太大、重心太高的问题。简单说就是把整个车身做成一个结实的金属壳,直接把发动机、减震这些零件装在车身上。这样车身自己就能扛住所有重量和压力,所以更准确的名字应该是“没有车架的承载式车身”。这种结构用钢或铝(先进点的会用铝)通过冲压、焊接等方式造出来,对设计和生产工艺要求特别高,这也是国内现在做车身设计时最大的难点之一。最后做出来的车架是个有驾驶舱、发动机舱和底盘的骨架,而我们看到的汽车外面那层光滑的外壳其实是贴在这个骨架上的“外衣”。


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大梁式车架,在港台那边的汽车杂志里常被叫做“阵式车架”,这可是汽车界最老的车架结构了(从第一辆汽车诞生开始就一直用到现在)。它的原理特别简单:就是把几根结实的钢梁焊接或者铆接在一起,形成一个钢架子,然后把发动机、悬挂、车身这些部件都装在这个架子上。这个钢架子就是俗称的“车架”。大梁车架最大的优点就是钢梁特别扛造,抗扭能力超强,而且结构简单,造起来容易,对生产工艺要求也不高。但缺点也很致命——钢制大梁特别重,车架本身的重量能占到整车总重量的挺大一块;另外,大梁从车头到车尾横贯全车,影响整车布局和空间利用率,而且大梁本身的厚度会让车厢地板不得不抬高,导致整个车的重心变高。


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现在大部分轿车都用的是承载式车身,这个设计把车架和车身合二为一,好处很明显:车体轻,空间大,底盘低,而且用冲压工艺生产起来也适合大规模量产。不过这种结构也有缺点,开发制造难度大是一方面,更大的问题是车身刚性不够,尤其是抗扭能力。平时开可能感觉不到,但要是遇上大马力、高扭矩的性能车,车身刚性就容易不够用了。所以最近几年,车企在提升动力的同时,也开始拼命加强车身刚性。现在主要的手段有两个:一个是把车身骨架的形状设计得更合理,另一个是在关键部位加粗结构或者补焊,这样能提升抗扭能力。