汽车常用车架大全:汽车构造系列之十六---车架

本系列主要针对汽车的构造来进行简单说明,一共分为23个专题,分别为:(1)发动机;(2)曲柄连杆机构;(3)配气机构;(4)燃料供给系;(5)排放控制;(6)冷却系;(7)润滑系;(8)点火系;(9)启动系;(10)传动系;(11)离合器;(12)变速器;(13)万向传动;(14)驱动桥;(15)行驶系;(16)车架;(17)车桥与车轮;(18)悬架;(19)转向系;(20)制动系;(21)车身;(22)电子控制;(23)新能源汽车。

本篇主要介绍汽车构造的车架,就像人的身体由骨架来支持一样,车身也必须有一幅骨架,这就是车架。车架是连接在各车桥之间形似桥梁一种结构,是整个汽车的安装基础。车架的功用是安装汽车的各总成和部件,并使它们保持正确的相对位置,并承受来自车上和地面的各种静、动载荷,包括车身自身零部件的重量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等。现有的车架种类有边梁式车架、中梁式车架、综合式车架、无梁式车架等。

1)边梁式车架

边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成,通过铆接或焊接将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架,如下图所示。

汽车常用车架大全:汽车构造系列之十六---车架(1)

采用边梁式车架有利于汽车的改装变形和发展多品种,因而广泛用在载货汽车、改装客车和特种车辆上。

2)中梁式车架

中梁式车架又称脊梁式车架,这种梁的特点是中部由一根大断面(圆形或矩形)的纵梁和副梁托架等组成。传动轴由中梁内孔通过。纵梁的前端做成叉形支架,用来安装发动机。主减速器壳固定在中梁的尾端,形成断开式驱动桥。

这种车架质量轻、重心低、刚度和强度较大、行驶稳定性好,而且车轮运动空间足够大,前轮转向角大,便于采用独立悬架系统,适用于闭式传动轴。但这种车架制造工艺复杂,精度要求高,维护不便。另外,横梁是悬臂梁,弯矩大,易在根部处损坏。

汽车常用车架大全:汽车构造系列之十六---车架(2)

3)综合式车架

综合式车架是综合边梁式车架和中梁式车架的结构特点形成的,如下图所示。车架前段或后段近似边梁式结构,便于分别安装发动机和驱动桥,传动轴从中梁中间穿过。

汽车常用车架大全:汽车构造系列之十六---车架(3)

由于安装门车门槛的位置附近没有边梁的影响,故可使地板的外侧高度有所降低。缺点是中间梁的断面尺寸大,造成地板中部的凸起。另外,不规则的结构增加了车架的制造难度。

4)无梁式车架

部分汽车和客车为减小自身质量,以车身代替车架,这种车身又称为承载式车身或无梁式车架,下图为桑塔纳汽车的车身组成部件。承载式车身的特点是没有车架(大梁),车身就作为发动机和底盘各总成的安装基础,各种载荷全部由车身承受。

汽车常用车架大全:汽车构造系列之十六---车架(4)

纵梁断面形式

纵梁断面有槽形、工字形、箱形、管形、Z字形等多种。其中,槽形断面应用较多,因为它有抗弯强度大,工艺性能良好,在车架上安装零、部件时坚固工作方便。工字形断面多用于挂车、半挂车上。原材料为钢板切割成所需要的尺寸后,再焊接成纵梁,工艺上并不复杂,适合小批量、多品种生产。Z字形断面用于货车纵梁,而箱形断面主要用于轿车。

横梁的形式

横梁的用途有:

1、连接在左、右纵梁,使之构成为一整体框架,并增加车架的抗扭刚度。

2、支承底盘各总成。

横梁的数量一般不确定,可以根据需要设置,有的设计为4~5根,甚至可以更多。

横梁的形状也不统一,按需要可以设计成上凸、下凹或平直的。如前部横梁是用来支承散热器、发动机的前支承,为改善驾驶员视野,降低发动机罩高度,应该将前横梁设计成下凹状。位于车架的中部的横梁用来作为传动轴的中间支承,又常设计成呈上凸状。车架后部的横梁用来装置牵引机构,可以设计成平的。

后钢板弹簧的前、后支架处因受力较大,故也应在该处设置有横梁。

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