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承載式車身

 聚賢小屋 2014-06-12
 
 

承載式車身

2014-06-10

 

 

承載式車身是汽車底盤結(jié)構(gòu)的一種,其車身負(fù)載通過懸架裝置傳給車輪。承載式車身具有質(zhì)量小、高度低,裝配容易,高速行駛穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),目前大部分轎車采用這種車身結(jié)構(gòu)。

一、概念簡述

汽車的參數(shù)配置表中,底盤結(jié)構(gòu)一般分為兩種:承載式和非承載式。

承載式車身沒有剛性車架,只是加強(qiáng)了車頭、側(cè)圍、車尾、底板等部位,發(fā)動(dòng)機(jī)、前后懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分等組成部件裝配在車身上設(shè)計(jì)要求的位置。承載式車身除了其固有的乘載功能外,還要直接承受各種負(fù)荷力的作用。如今承載式車身通過不同強(qiáng)度鋼材的運(yùn)用,發(fā)生碰撞時(shí)通過吸能、潰縮等方式保證車內(nèi)人員安全,在安全性還是在穩(wěn)定性方面都有很大的提高,但是產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)相對較大。車體的剛性和載重能力相對較弱,所以一般專業(yè)越野車和貨運(yùn)車輛不采用這種結(jié)構(gòu)。

二、車身特點(diǎn)

承載式車身沒有車架,而車身已兼起車架的作用,將所有部件固定在車身上,所有的力也由車身來承受。因此承載式車身和非承載式用途完全不同。承載式車身的車身部分(側(cè)圍、立柱、車頂?shù)龋┒荚诔惺艿孛?、懸掛傳過來的震動(dòng)、壓力,而非承載式只有底盤在承受這些。

優(yōu)點(diǎn):

1、無車架,減輕整車質(zhì)量;

2、結(jié)構(gòu)不影響車廂內(nèi)部空間,車身高度降低,上下車方便;

3、適合轎車、小車,以及城市SUV這種混種車,比較輕、省油。

4、重心較低,公路行駛平穩(wěn),整體式車身比較安全。

缺點(diǎn):

1、傳動(dòng)系統(tǒng)懸架的震動(dòng)和噪音會(huì)直接傳入車內(nèi),需采取防震和隔聲措施;

2、底盤強(qiáng)度遠(yuǎn)不如大梁結(jié)構(gòu)的車身,當(dāng)四個(gè)車輪受力不均勻時(shí),車身會(huì)發(fā)生變形;

3、制造成本偏高。

三、具體結(jié)構(gòu)

簡介

對于家用車來說,非承載式車身最大的問題就是車身重量太大,因而隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,人們?nèi)∠朔浅休d式結(jié)構(gòu)中獨(dú)立的剛性車架,整個(gè)車身成為一個(gè)單體結(jié)構(gòu),這就是承載式車身。承載式車身的外殼、車頂和地板以及通常所說的A、B、C三根柱都是連接在一起的。在沖壓階段,鋼板先被沖壓成不同的形狀,然后焊接成一個(gè)完整的車身。

車身覆蓋件

所謂覆蓋件就是覆蓋在車身表面的部件,基本上我們從車外看到的部分都屬于覆蓋件,例如車門、車頂、翼子板等等,它們通常起到美觀和遮風(fēng)擋雨的作用,一般都用厚度不超過1毫米的鋼板沖壓而成。我們平時(shí)所說的某輛車鋼板的薄厚就是指這些部位。實(shí)際上這些部位對于車身強(qiáng)度的影響很有限,所以我們已經(jīng)不能從車身覆蓋件的薄厚來判斷一輛車的碰撞安全性了。

車身結(jié)構(gòu)件

車身結(jié)構(gòu)件就是通常所說的“梁。車身結(jié)構(gòu)件隱藏在車身覆蓋件之下,對車身起到支撐和抗沖擊的作用,分布在車身各處的鋼梁是車身結(jié)構(gòu)件的一種。典型的車頭處鋼梁由鋼板圍成一個(gè)閉合斷面結(jié)構(gòu),鋼板的厚度和材質(zhì)規(guī)格都要比車身覆蓋件高很多,而且為了在碰撞時(shí)有效吸收撞擊能量,這些鋼梁還會(huì)將不同強(qiáng)度的鋼材焊接在一起,形成有效的潰縮吸能區(qū)。還有一些鋼梁不一定是閉合斷面結(jié)構(gòu),它們在盡量輕量化的原則下被設(shè)計(jì)成各種不同形狀以承受特定方向上的力。承載式車身最大優(yōu)點(diǎn)莫過于重量輕,而且重心較低,車內(nèi)空間利用率也比非承載式車身結(jié)構(gòu)更高,所以在家用轎車領(lǐng)域已經(jīng)取代了非承載式車身結(jié)構(gòu)。但承載式車身的抗扭剛性和承載能力相對較弱,所以在越野車和載重貨車領(lǐng)域還是非承載式車身的天下。

四、技術(shù)原理

承載式車體是整個(gè)車身為一個(gè)結(jié)構(gòu)。有兩大部件,車身覆蓋件和車身結(jié)構(gòu)件。

車身覆蓋件就是覆蓋在車身表面上的部件,主要起到裝飾和遮擋作用,例如車頂、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等。這些表面的鋼板對車身強(qiáng)度影響較小。

車身結(jié)構(gòu)件隱藏在覆蓋件下,主要起到支撐和抗沖擊作用,分布在車身各處的鋼梁是結(jié)構(gòu)件的一種。鋼板厚度和材質(zhì)規(guī)格都比車身覆蓋件高,有些鋼板圍成一個(gè)閉合斷面結(jié)構(gòu),這些鋼梁將不同強(qiáng)度鋼材焊接在一起是為了形成有效吸能區(qū),可在碰撞時(shí)吸收撞擊能量。還有一些鋼梁不一定是斷面結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)成不同形狀來承受特定方向的力。

一體式車架本來就比梯形車架在重量方面大大下降,并由于越來越厲害的能源危機(jī)和越來越嚴(yán)格的排放量,汽車的重量一直是設(shè)計(jì)師最關(guān)心的問題之一,所以一體式車架也越做越輕,而在車架重量越來越低的同時(shí),其剛性卻在不斷提高。這一方面得益于車架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)越來越合理,另一方面也是因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼材的應(yīng)用。同為鋼材,強(qiáng)度卻有高低之分,同樣是鋼材,但含碳的成分,合金的成分或者制造、熱處理的方式不一樣,其承載負(fù)荷強(qiáng)度就會(huì)有很大的差異。比如中強(qiáng)度低合金鋼在熔化過程中加入了磷和錳合金成分,常被用作車體的外殼;而高強(qiáng)度低合金鋼則摻入了稀有金屬鈦和鈮,強(qiáng)度可以達(dá)到中強(qiáng)度低合金鋼的兩倍,另外,加工的方式不同也會(huì)導(dǎo)致鋼材在成型過程中出現(xiàn)強(qiáng)度的變化,比如以高水壓壓制的鋼材在強(qiáng)度上就要優(yōu)于高重量壓模機(jī)壓制的鋼材

五、承載式和非承載式區(qū)別

承載式車身和非承載式用途完全不同。承載式車身的車身部分(側(cè)圍、立柱、車頂?shù)?SPAN lang=EN-US style="FONT-FAMILY: ">)都在承受地面、懸掛傳過來的震動(dòng)、壓力,而非承載式只有底盤在承受這些。當(dāng)然,車子如果翻滾,這是另外的事情,都需要加強(qiáng)車頂、立柱等,依靠防滾桿等來加強(qiáng)安全。

其實(shí)還有一種介于兩者的半承載車身,折中一下。

應(yīng)該說,承載車身更適合轎車、小車,以及城市SUV這種混種車,比較輕、省油。而非承載車身適合大車、真正的越野車,卡車、軍車、大巴等。當(dāng)然,這些車子的立柱和車頂也要用一些梁進(jìn)行加固,防止翻車造成大的傷害。

汽車剛發(fā)明的時(shí)候,都是非承載式車身。那時(shí)汽車設(shè)計(jì)是從馬車演變而來,底盤和車身(側(cè)圍、立柱、車頂?shù)?SPAN lang=EN-US style="FONT-FAMILY: ">)是分開設(shè)計(jì)和安裝的。先裝好底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、車輪等,最后套上車身殼子。隨著工業(yè)化進(jìn)步,特別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)出來以后。設(shè)計(jì)師都發(fā)現(xiàn),如果把底盤和車身的剛性部件連接在一起設(shè)計(jì),在同樣的強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)要求下,車身如果也擔(dān)負(fù)起承載的功能,可以大大減輕車輛自重、簡化結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程。

其實(shí),不管承載還是非承載,關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合理、可靠。好的承載車身也能用于小型越野車,差的非承載車身也容易導(dǎo)致車毀人亡。

 

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