汽車的四類車架,從平民轎車一直到超級跑車

對於汽車我們很自然的將它聯想成人,如引擎就像人的心臟、車輪像人的四肢而汽車車架就猶如人身體上的骨骼一般支撐著身體。車架的作用是承受載荷,包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的衝擊、扭曲、慣性力等。目前汽車車架常用種類有:大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。

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大梁式車架 汽車的四類車架,從平民轎車一直到超級跑車

大梁式車架的歷史可以追溯到世界第一台汽車的問世,也就是說從汽車的問世大梁車架一直沿用至今。大梁車架的結構非常簡單是將兩個粗壯的縱梁和橫樑焊接或鉚合成一個鋼架,然後在大梁車價上安裝引擎、懸架、車身等汽車組件。這種車間的有點就在於結構簡單,生成工藝要求較低,能夠提供很強的承載能力和抗扭強度。缺點是鋼製大梁質量沉重,車架重量佔去全車總重的相當部分。此外,粗壯的大梁縱貫全車,影響整車的布局和空間利用率,大梁的厚度使安裝在其上的坐廂和貨廂的地台升高,使整車重心偏高。 所以這種結構多用於大載重量的貨車、中大型客車,以及對車架剛度要求很高的車輛,如越野車,很多越野性能特別好的汽車多採用這類結構,如賓士大G、豐田Prado等。

承載式車架 汽車的四類車架,從平民轎車一直到超級跑車

小炫風超跑快訊/第一汽車報導

目前大多數轎車多採用的承載式車架,也是為了解決大梁式車架所研發,解決了大梁式車架的質量重、體積大、重心高等問題,通過整個車身來承載所有載荷和衝擊,所以也可叫做「無車架結構的承載式車身」,也就是大家所說的承載式車身(大梁式即非承載式)。

承載式車架由鋼(或是鋁)經衝壓、焊接而成,對設計和生產工藝的要求都很高,對於目前國內狀況也是個挑戰。成型的車架是個帶有坐艙、引擎艙和底板的骨架,而我們所能看到的汽車車身則是嵌在骨架上的覆蓋件即裝飾件。 承載式車車架這種結構將車架和車身二合為一,重量輕,可利用空間大,重心低,而且衝壓成型的製造方式十分適合現代化的大批量生產。但是除了開發製造難度高外,剛度(尤其是抗扭剛度)不足也是承載式車身的一大缺陷。 對於普通轎車來說這種要求基本能夠滿足要求,但是對於追求大馬力、高扭矩的性能跑車來說就需要車身有足夠的剛度,承載式車身明顯剛度不足。因此在需要不斷的強化車身剛度,一般採取的辦法是優化車架的幾何形狀和採用局部增粗或補焊以加強抗扭能力。 由於承載式車架將全車所有部件,包括懸架、車身和乘員連成一體,具有很好的操控反應而且傳遞的震動、噪音都較少。因此一些大型的越野車也放棄大梁車架採用承載車架,這就就是大眾所認知的「城市SUV」。

鋼管式車架 汽車的四類車架,從平民轎車一直到超級跑車

上面所說的兩種車架因為設計開發工藝複雜,只適合批量生產。雖然有共平台的策略,但對於不同的車身造型是不能共用車架。於是鋼管式(又稱「框條式」)車架便應運而生。 鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個框架,再將零部件裝在這個框架上。它生產工藝簡單適合小規模作坊作業,50-70年代英國有很多小規模的車廠生產各式各樣的汽車,都是用自行開發製造的鋼管車架。

時至今日仍採用鋼管車架的都是一些產量較少的跑車廠,如LAMBORGHINI和TVR,原因是可以省去衝壓設備的巨大投資。由於對鋼管車車架進行局部加強十分容易(只須加焊鋼管),在質量相等的情況下,往往可以得到比承載式車架更強的剛度,這也是很多跑車廠仍樂於用它的原因。

碳纖維車架 汽車的四類車架,從平民轎車一直到超級跑車

可能部分人對碳纖維有一定的了解,但是對於碳纖維做車架的問題很多人認為不可能或是認為可靠性不夠。碳纖維車架是所謂的特殊材料一體成型式車架,製造方法是用碳纖維澆鑄成一體化的底板、坐艙和引擎艙結構,再裝上機械零件和車身復蓋件。碳纖維車架的剛度極高,重量比其它任何車架都要輕,重心也可以造得很低。 但是製造成本就是它的致命傷,目前只有一些超級跑車和少數量產車在使用。碳纖維的剛度不僅有利於操控,對提高安全性也有很大的作用。典型例子是在95年,BMW的總裁駕駛一部MCLAREN F1(街道版)滿載3人在德國的公路上以280公里時速失控,衝出公路后再翻滾無數圈后才停車,車上3人居然只受了輕傷。當時全車外殼盡毀,但車架和坐艙仍保持完好的形狀,如非碳纖維車架肯定是招架不住的。這也是一級方程式賽車至今沿用它的原因之一。 (部分內容來源網路)

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