车架
车架(Chassis)也称大梁。汽车的基体,一般由两根纵梁和几根横梁组成,经由悬挂装置﹑前桥﹑后桥支承在车轮上。具有足够的强度和刚度以承受汽车的载荷和从车轮传来的冲击。车架的功用是支撑、连接汽车的各总成,使各总成保持相对正确的位置,并承受汽车内外的各种载荷。
基本信息
- 中文名
车架
- 外文名
Chassis
- 别名
底盘
- 作用
支撑、连接
- 运用
跑车
- 设计
压力测试
车架设计
要评价车架设计和结构的好坏,首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。
如果车架在某方面的韧性(stiffness)不佳,就算有再好的悬挂系统,也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对4种压力。
1.负载弯曲
从字面上就可以十分容易的理解这个压力,部分汽车的非悬挂重量(unsprungmass),是由车架承受的,通过轮轴传到地面。而这个压力,主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁(member),一般都要求较强的刚度。
2.非水平扭动
当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动,车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力(longltudinaltorsion),情况就好像要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。
3.横向弯曲
所谓横向弯曲,就是汽车在入弯时重量的惯性(即离心力)会使车身产生向弯外甩的倾向,而轮胎的抓着力会和路面形成反作用力,两股相对的压力将车架横向扭曲。
4.水平菱形扭动
实车架的好坏并非物理指标就可以涵盖,所以即使有超强的新车架出现,最传统的车架形式依然存在,正因为此,以下的内容才有了发布的意义。
早期设计
早期汽车所使用的车架,大多都是由笼状的钢骨梁柱所构成的,也就是在两支平行的主梁上,以类似阶梯的方式加上许多左右相连的副梁制造而成。车体建构在车架之上,至于车门、沙板、引擎盖、行李厢盖等钣件,则是另外再包覆于车体之外,因此车体与车架其实是属于两个独立的构造。这种设计的最大好处,在于轻量化与刚性得以同时兼顾,因此受到了不少跑车制造商的青睐,早期的法拉利与兰博基尼都是采用的这种设计。
由于钢骨设计的车架必须通过许多接点来连结主梁和副梁,加之笼状构造也无法腾出较大的空间,因此除了制造上比较复杂、不利于大量生产之外,也不适合用在强调空间感的四门房车上。因此单体结构的车架在车坛上渐渐成为主流,笼状的钢骨车架也逐渐改由这种将车体与车架合二为一的单体车架所取代(如:货柜车),单体车架一般以“底盘”称之,也就是衍生自英文的“Platform”。
车架分类
一、梯形车架
梯形车架还有一个更为人熟知的名称—阵式车架,是最早出现的车架形式。顾名思义,梯形车架的样子就好像一条平躺着的梯子由两条纵向的主粱(longitudinalsidemember),结合许多大小(粗细)不同的副横梁(crossmember)所构成的,有些情况还会加上斜梁(crossbraces)作巩固。直到上世纪60年代,它仍然被大部分汽车所采用。随着不同形式的车架设计的诞生,梯形车架应用到一般小轿车上的情况越来越少见,(简直是罕见!)除了专门的越野车,如Jimmy、Landcrusier或者Trooper等,现在只有商用车才使用梯形车架。
越野车使用梯形车架主要是看中它车身和底盘分离的设计,车架和车壳作非固定连接,在越野行走的时候,崎岖的大幅路面上下落差环境,会导致车架的大幅扭动,如果是一体式车架的话,很有可能随时扭到连车厂都不认得这是自己造的车!梯形车架的非水平扭曲刚性其实并不理想,一样会产生大幅的扭动,分离式车身正好阻止了车壳的扭动。另外这种车架的前向抗曲能力(即对抗前方正面撞击力的能力)非常的强!所以这款车架仍被越野车普遍的使用。
至于商用车由于梯形车架的负载抗曲能力高,而车架先天造就平台造型,无论对营造车厢空间还是载货空间都有极其正面的作用。