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厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

2019-10-28 14:35:11 无敌改装车

底盘又称为车架(Chassis),它如同人类骨骼的作用一样,承受着车辆在静态或者动态条件下所有的重量,包括发动机、变速箱、乘员,以及在恶劣路况与制动加速时对车辆产生的压力,这些都是由底盘一力承担,所以说,车架是一辆汽车的最重要支撑结构。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

福特T型车的底盘结构就是从以前的马车进化而来

无论是单车、汽车还是卡车,每台车都有一个底盘,但是底盘的形式就因车型而有所不同。环顾全球各大汽车厂,能称之为车厂的,你可以没有发动机技术、但是你不能没有自己的车架;你可以不会设计样子外观,但你不能连这套骨骼都造不出来,也就是说,汽车工业最核心的大型部件是:底盘!

今天要说的不是我们常见的轿车车架,而是厢式货车。货车由于需要承受较大的负载,所以底盘结构与普通的汽车完全不一样,这种结构就是非承载式车身,也称为车身框架结构(Body on frame)。

其实车身框架结构的历史比汽车诞生的历史还要久,这个结构实际上可以追溯到早期的马车时代,当时是使用木材来建造,在古装片中的马车与搬货的手推车都是使用这一种底盘结构。

直到20世纪30年代,才开始使用钢铁来取代木材,但是使用木材来固定这种做法仍然持续了几十年。早期的车身框架已经是使用梯形结构,由两条横梁来固定两条平行的主梁上,车壳与动力系统都放在车架上方,而车架则放在悬架与车轮上。

来到今天这种结构已经被硬壳式、半硬壳式与单体式设计所取代,但由于车身框架结构能承受大负载,所以依然是货车与重型卡车的首选。

除了大负载这个优点以外,还有的就是车身框架结构都是使用模块化的设计,也就是能把不同的车身放在相同的底盘上。

就例如RV房车,由一个制造厂先制造出基本的底盘与传动系统,再交给不同品牌的汽车制造商,然后汽车制造商把自己设计的车身安装上去,这就有了各种不同配置与外观的房车,但其实它们都是共用同一个底盘,或者也可以说是一个平台。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

后面你想加上什么形状的外壳都可以,只要是在车架的承受范围之内。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

非承载式车架基础上构建的自行式旅居车(RV)车型,在国外已经非常普遍,而国内也只是看到了曙光而已。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

除了货车以外,绝大部分的皮卡也是使用车身框架结构。

车身框架结构的优缺点也非常明显,车架结构设计容易;车架与车身分成两个整体,即使车架受到应力与张力都不导致车身出现异响;发生事故后更容易修复;能在恶劣路况中承受更大的扭转弯曲强度。

但整车会比硬壳式车身重,整车的机动性会变差,燃油消耗量也会增多。而且车身放在车架之上,导致整车重心变高,在越野路况中性能虽然更好,但在一般平路上会有不稳定的状况出现。

还有最重要的一点,就是没有溃缩区,因为整体车架刚性都非常高,溃缩区使用的是较软的金属,所以框架结构的车架在事故时受伤的几率更高。

那究竟是什么设计能让这一个看起来简单的框架结构,拥有如此大的负载能力呢?现在就逐一介绍每一个部分。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

车身框架结构的基本设计(也称为梯子框架)。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

整个结构最主要的正是这两条主梁(通俗的叫大阵),这两条主梁需要承受整台车辆绝大部分的压力。但这两条主梁只是一个基础,真正能使这个结构承受大负载的是其他位置的补强。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

横梁才是整个车架刚性的保证,车辆在行驶中需要承受加速减速与载货重量的压力,车架会向X轴与Y轴方向产生形变,而横梁就要阻止这个现象发生。钢板通过螺栓或者铆钉连接到主梁,除了螺栓的固定以外,其实在两边还会有补强的钢板,只是这张图并没有显示出来,在后面会有介绍到。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

横梁数量越多框架的刚性越好,同时也可以增加车辆稳定性。但钢板越多同时也会增加底盘的重量,对于框架结构来说重量已经是缺点之一,所以这方面保持平衡就好了。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

车架受到外力时有可能会出现这个方向的变形,这个单靠横梁的强度不足以抵抗这种外力,这时候就需要其他方面的补强了。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

补强的方法就是在横梁中央加上一个X形状的补强件(当然补强件的形状不限于X形状),这样整个车架无论是需要前后还是左右的外力都有足够的刚性。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

上面讲解的只是最简单的形状,在实车上需要计算车辆最大需要承受多大的压力与压力的方向,再决定补强件的位置与形状。为了减少车架的重量,一般都会在补强的钢板上打孔轻量化,当然这个孔的形状与大小并不是随便打的,同样需要计算。

非承载式车架结构的优缺点在上文里已经提到了,缺点是重量大,对于动力系统的要求比较高,如果用这个来造台轿车,例如133老皇冠这种的话,那么动力系统还得要三公升V6或以上才会觉得有劲,还想用1.4T来达到省油效果,基本可以放弃幻想了。

而到了一定尺寸后,但底盘的重量就不是一般人能接受了;其次就是舒适性相对较差,不过对于我们这种整天开着绞牙避震代步的来说,这里所谓的悬挂舒适性并无太大的投诉。

但这类底盘造出来的优点也有很多,例如安全性就是最突出的,你可以想象一辆F150与一辆迈腾甚至辉腾对撼的画面吧,后者估计跟撞墙的感觉差不多。

这类车的车身刚性非常高,只要装上4WD系统,便能获得相当不俗的越野性能,这也是为什么对岸的老美这么喜欢买基于这种车架造出来的F系列皮卡了,皮实耐用多功能,只要你认为汽车是工具属性的话,这种车架结构应该就是最佳的选择了。

厢式货车底盘解析 什么是车身框架结构?

从俯视图可以看到车架并不是一个正长方形,在车头的位置会变成向内凹的形状。因为如果是一个正长方形就没有足够的空间留给车轮转向,车头框架越窄,车轮的转向角度越大。货车应该都没有后轮转向的技术,所以后轮不需要腾出这一个空间给车轮。

最后,需要跟很多普通车主普及一下基础的汽车分类知识,由这种框架式非承载式车架造出来的无论外观样子是皮卡、厢式货车还是越野车,他们都属于硬派车型,即便是他们有貌似SUV的样子,但他们不叫SUV,而应该称为越野车、越野车、越野车,不要动不动就是就来个什么“越野SUV”,SUV的车架底盘来自轿车,属于承载式车架结构,承载式和非承载式有本质的区别,造出来的车也完全不同。

另外虽然某些SUV拥有AWD四驱系统,但AWD的普遍定义是恒时四驱系统,而此类框架式结构的非承载式车架的车型一般均装备的四驱系统多为分时四驱系统,默认写作4WD或者4×4系统,两者同样有本质上的区别。严格的汽车领域里,只有SUV、越野车之分,请勿不要混为一谈。

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