再谈车身与车架

    汽车车身结构从形式上说, 主要分为非承载式和承载式两种。

    非承载式车身的汽车有刚性车架,又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上,用弹性元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上,大部分振动被减弱或消除,发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力,在坏路行驶时对车身起到保护作用,因此车厢变形小,平稳性和安全性好,而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重,质量大,汽车质心高,高速行驶稳定性较差。

 

  承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头,侧围,车尾,底板等部位,车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度,质量小,高度低,汽车质心低,装配简单,高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体,因此噪音和振动较大。

  还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构,被称为半承载式车身。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接,加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用,例如发动机和悬架都安装在加固的车身底架上,车身与底架成为一体共同承受载荷。这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。因此,通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身。

  非承载式车身和承载式车身都有优缺点,使用在不同用途的汽车上。一般而言,非承载式车身用在货车、客车和越野车上,承载式车身一般用在轿车上,现在一些客车也采用这种形式。

  非承载式车身和承载式车身按照有无刚性车架划分,什么叫车架,是首先要弄清楚的问题。车架就是支承车身的基础构件,一般称为底盘大梁架。发动机、变速器、转向器及车身部分都固定其上,它除了承受静载荷外还要承受汽车行驶时产生的动载荷,因此车架必须要有足够的强度和刚度,以保证汽车在正常使用时受到各种应力下不会破坏和变形。

  车架有边梁式、钢管式等形式,其中边梁式是采用最广泛的一种车架。

  边梁式车架由两根长纵梁及若干根短横梁铆接或焊接成形,纵梁主要承负弯曲载荷,一般采用具有较大抗弯强度的槽形钢梁。也有采用钢管,但多用于轻型车架上。一般纵梁中部受力最大,因此设计者一般将纵粱中部的截面高度加大,两端的截面高度逐渐减少,这样一来可使应力分布均匀,同时也减轻了重量。

  横梁有槽形、管形或口形,以保证车架的扭转刚度和抗弯强度。横梁还用以安装发动机、变速器、车身和燃油箱等。为适应不同的车型,横梁布置有多种型式,如为了提高车架的扭转刚度采用X型布置的横梁。边梁式结构简单,工艺要求低,制造容易,使用广泛。但由于粗壮的大梁纵贯全车,影响整车布置和空间利用率,大梁的横截面高度使车厢离地距离加大,乘客上下车不方便,另外重量也大,整车行驶经济性变差。这些缺点对小客车、轿车是缺点,对于越野车可能就是优点,因为越野车要求有很强的通过性,行驶崎岖路面时要有一定大的离地间隙,而非常颠簸的道路会令车体大幅扭动,只有带刚性车架的承载式车身结构才能抵御这种冲击力。因此越野车上普遍采用非承载式车身。

车汇通
2004年8月31日

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