底盤又稱為車架(Chassis),它如同人類骨骼的作用一樣,承受著車輛在靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)條件下所有的重量,包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、乘員,以及在惡劣路況與制動(dòng)加速時(shí)對(duì)車輛產(chǎn)生的壓力,這些都是由底盤一力承擔(dān),所以說,車架是一輛汽車的最重要支撐結(jié)構(gòu)。無(wú)論是單車、汽車還是卡車,每臺(tái)車都有一個(gè)底盤,但是底盤的形式就因車型而有所不同。環(huán)顧全球各大汽車廠,能稱之為車廠的,你可以沒有發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、但是你不能沒有自己的車架;你可以不會(huì)設(shè)計(jì)樣子外觀,但你不能連這套骨骼都造不出來,也就是說,汽車工業(yè)最核心的大型部件是:底盤! 今天要說的不是我們常見的轎車車架,而是廂式貨車。貨車由于需要承受較大的負(fù)載,所以底盤結(jié)構(gòu)與普通的汽車完全不一樣,這種結(jié)構(gòu)就是非承載式車身,也稱為車身框架結(jié)構(gòu)(Body on frame)。 其實(shí)車身框架結(jié)構(gòu)的歷史比汽車誕生的歷史還要久,這個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)際上可以追溯到早期的馬車時(shí)代,當(dāng)時(shí)是使用木材來建造,在古裝片中的馬車與搬貨的手推車都是使用這一種底盤結(jié)構(gòu)。直到20世紀(jì)30年代,才開始使用鋼鐵來取代木材,但是使用木材來固定這種做法仍然持續(xù)了幾十年。早期的車身框架已經(jīng)是使用梯形結(jié)構(gòu),由兩條橫梁來固定兩條平行的主梁上,車殼與動(dòng)力系統(tǒng)都放在車架上方,而車架則放在懸架與車輪上。來到今天這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)被硬殼式、半硬殼式與單體式設(shè)計(jì)所取代,但由于車身框架結(jié)構(gòu)能承受大負(fù)載,所以依然是貨車與重型卡車的首選。 圖:福特T型車的底盤結(jié)構(gòu)就是從以前的馬車進(jìn)化而來。 除了大負(fù)載這個(gè)優(yōu)點(diǎn)以外,還有的就是車身框架結(jié)構(gòu)都是使用模塊化的設(shè)計(jì),也就是能把不同的車身放在相同的底盤上。就例如RV房車,由一個(gè)制造廠先制造出基本的底盤與傳動(dòng)系統(tǒng),再交給不同品牌的汽車制造商,然后汽車制造商把自己設(shè)計(jì)的車身安裝上去,這就有了各種不同配置與外觀的房車,但其實(shí)它們都是共用同一個(gè)底盤,或者也可以說是一個(gè)平臺(tái)。 圖:后面你想加上什么形狀的外殼都可以,只要是在車架的承受范圍之內(nèi)。 圖:非承載式車架基礎(chǔ)上構(gòu)建的自行式旅居車(RV)車型,在國(guó)外已經(jīng)非常普遍,而國(guó)內(nèi)也只是看到了曙光而已。 圖:除了貨車以外,絕大部分的皮卡也是使用車身框架結(jié)構(gòu)。 車身框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)也非常明顯,車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易;車架與車身分成兩個(gè)整體,即使車架受到應(yīng)力與張力都不導(dǎo)致車身出現(xiàn)異響;發(fā)生事故后更容易修復(fù);能在惡劣路況中承受更大的扭轉(zhuǎn)彎曲強(qiáng)度。但整車會(huì)比硬殼式車身重,整車的機(jī)動(dòng)性會(huì)變差,燃油消耗量也會(huì)增多。而且車身放在車架之上,導(dǎo)致整車重心變高,在越野路況中性能雖然更好,但在一般平路上會(huì)有不穩(wěn)定的狀況出現(xiàn)。還有最重要的一點(diǎn),就是沒有潰縮區(qū),因?yàn)檎w車架剛性都非常高,潰縮區(qū)使用的是較軟的金屬,所以框架結(jié)構(gòu)的車架在事故時(shí)受傷的幾率更高。 那究竟是什么設(shè)計(jì)能讓這一個(gè)看起來簡(jiǎn)單的框架結(jié)構(gòu),擁有如此大的負(fù)載能力呢?現(xiàn)在就逐一介紹每一個(gè)部分。 圖:車身框架結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)(也稱為梯子框架)。 圖:整個(gè)結(jié)構(gòu)最主要的正是這兩條主梁(通俗的叫大陣),這兩條主梁需要承受整臺(tái)車輛絕大部分的壓力。但這兩條主梁只是一個(gè)基礎(chǔ),真正能使這個(gè)結(jié)構(gòu)承受大負(fù)載的是其他位置的補(bǔ)強(qiáng)。 橫梁才是整個(gè)車架剛性的保證,車輛在行駛中需要承受加速減速與載貨重量的壓力,車架會(huì)向X軸與Y軸方向產(chǎn)生形變,而橫梁就要阻止這個(gè)現(xiàn)象發(fā)生。鋼板通過螺栓或者鉚釘連接到主梁,除了螺栓的固定以外,其實(shí)在兩邊還會(huì)有補(bǔ)強(qiáng)的鋼板,只是這張圖并沒有顯示出來,在后面會(huì)有介紹到。 圖:橫梁數(shù)量越多框架的剛性越好,同時(shí)也可以增加車輛穩(wěn)定性。但鋼板越多同時(shí)也會(huì)增加底盤的重量,對(duì)于框架結(jié)構(gòu)來說重量已經(jīng)是缺點(diǎn)之一,所以這方面保持平衡就好了。 圖:車架受到外力時(shí)有可能會(huì)出現(xiàn)這個(gè)方向的變形,這個(gè)單靠橫梁的強(qiáng)度不足以抵抗這種外力,這時(shí)候就需要其他方面的補(bǔ)強(qiáng)了。 圖:補(bǔ)強(qiáng)的方法就是在橫梁中央加上一個(gè)X形狀的補(bǔ)強(qiáng)件(當(dāng)然補(bǔ)強(qiáng)件的形狀不限于X形狀),這樣整個(gè)車架無(wú)論是需要前后還是左右的外力都有足夠的剛性。 圖:上面講解的只是最簡(jiǎn)單的形狀,在實(shí)車上需要計(jì)算車輛最大需要承受多大的壓力與壓力的方向,再?zèng)Q定補(bǔ)強(qiáng)件的位置與形狀。為了減少車架的重量,一般都會(huì)在補(bǔ)強(qiáng)的鋼板上打孔輕量化,當(dāng)然這個(gè)孔的形狀與大小并不是隨便打的,同樣需要計(jì)算。 非承載式車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)在上文里已經(jīng)提到了,缺點(diǎn)是重量大,對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)的要求比較高,如果用這個(gè)來造臺(tái)轎車,例如133老皇冠這種的話,那么動(dòng)力系統(tǒng)還得要三公升V6或以上才會(huì)覺得有勁,還想用1.4T來達(dá)到省油效果,基本可以放棄幻想了。而到了一定尺寸后,但底盤的重量就不是一般人能接受了;其次就是舒適性相對(duì)較差,不過對(duì)于我們這種整天開著絞牙避震代步的來說,這里所謂的懸掛舒適性并無(wú)太大的投訴。但這類底盤造出來的優(yōu)點(diǎn)也有很多,例如安全性就是最突出的,你可以想象一輛F150與一輛邁騰甚至輝騰對(duì)撼的畫面吧,后者估計(jì)跟撞墻的感覺差不多;這類車的車身剛性非常高,只要裝上4WD系統(tǒng),便能獲得相當(dāng)不俗的越野性能,這也是為什么對(duì)岸的老美這么喜歡買基于這種車架造出來的F系列皮卡了,皮實(shí)耐用多功能,只要你認(rèn)為汽車是工具屬性的話,這種車架結(jié)構(gòu)應(yīng)該就是最佳的選擇了。 圖:從俯視圖可以看到車架并不是一個(gè)正長(zhǎng)方形,在車頭的位置會(huì)變成向內(nèi)凹的形狀。因?yàn)槿绻且粋€(gè)正長(zhǎng)方形就沒有足夠的空間留給車輪轉(zhuǎn)向,車頭框架越窄,車輪的轉(zhuǎn)向角度越大。貨車應(yīng)該都沒有后輪轉(zhuǎn)向的技術(shù),所以后輪不需要騰出這一個(gè)空間給車輪。 最后,需要跟很多普通車主普及一下基礎(chǔ)的汽車分類知識(shí),由這種框架式非承載式車架造出來的無(wú)論外觀樣子是皮卡、廂式貨車還是越野車,他們都屬于硬派車型,即便是他們有貌似SUV的樣子,但他們不叫SUV,而應(yīng)該稱為越野車、越野車、越野車,不要?jiǎng)硬粍?dòng)就是就來個(gè)什么“越野SUV”,SUV的車架底盤來自轎車,屬于承載式車架結(jié)構(gòu),承載式和非承載式有本質(zhì)的區(qū)別,造出來的車也完全不同。另外雖然某些SUV擁有AWD四驅(qū)系統(tǒng),但AWD的普遍定義是恒時(shí)四驅(qū)系統(tǒng),而此類框架式結(jié)構(gòu)的非承載式車架的車型一般均裝備的四驅(qū)系統(tǒng)多為分時(shí)四驅(qū)系統(tǒng),默認(rèn)寫作4WD或者4×4系統(tǒng),兩者同樣有本質(zhì)上的區(qū)別。嚴(yán)格的汽車領(lǐng)域里,只有SUV、越野車之分,請(qǐng)勿不要混為一談。 |
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