汽車造型設(shè)計(jì)知識(shí)講座—汽車車架

　　就像人的身體由骨架來支持一樣，汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等。現(xiàn)有的車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。 　　大梁式車架 　　在港臺(tái)汽車刊物中常稱作“陣式車架”，是最早出現(xiàn)的車架類型（從全世界第一部汽車開始一直沿用至 今）。大梁車架的原理很簡(jiǎn)單：將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來成為一個(gè)鋼架，然后在這個(gè)鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個(gè)鋼架就是名附其實(shí)的“車架”。 　　大梁式車架的優(yōu)點(diǎn)是鋼梁提供很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開發(fā)容易，生產(chǎn)工藝的要求也較低。致命的缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量沉重，車架重量占去全車總重的相當(dāng)部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車，影響整車的布局和空間利用率，大梁的厚度使安裝在其上的坐廂和貨廂的地臺(tái)升高，使整車重心偏高。 　　綜合這些因素可見，大梁式車架適用于要求有大載重量的貨車、中大型客車，以及對(duì)車架剛度要求很高的車輛，如越野車。傳統(tǒng)越野車在良好道路上行駛時(shí)表現(xiàn)出重心過高的不良操控性，就是由大梁式車架所致。(圖A：大型客車 圖B：豐田Prado越野車的大梁車架） 　　承載式車架 　　也稱作整體式或單體式車架。針對(duì)大梁式車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問題，承載式車架的意念是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上。這個(gè)車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)確稱呼應(yīng)為“無車架結(jié)構(gòu)的承載式車身”（采用大梁車架的汽車車身則稱為“非承載式車身”）。 　　承載式車架由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，這也是中國(guó)目前的車身設(shè)計(jì)開發(fā)難以突破的大難點(diǎn)。成型的車架是個(gè)帶有坐艙、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底板的骨架，我們所能看到的光滑的汽車車身則是嵌在骨架上的覆蓋件。 　　承載式車車架是目前轎車的主流，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低，而且沖壓成型的制造方式十分適合現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)。但是除了開發(fā)制造難度高外，剛度（尤其是抗扭剛度）不足也是承載式車身的一大缺陷。 　　這問題在日常用車上還不明顯，但對(duì)于大馬力、大扭力的高性能跑車，要求有很高的車架剛度，普通承載式車身就顯得剛度不足。因此近年的高性能汽車，除了馬力不斷提升外，各車廠也不斷致力于提高車身的剛度，目前主要采取的辦法是優(yōu)化車架的幾何形狀和采用局部增粗或補(bǔ)焊以加強(qiáng)抗扭能力。 　　由于承載式車架將全車所有部件，包括懸架、車身和乘員連成一體，具有很好的操控反應(yīng)（正式學(xué)名是“操作響應(yīng)性”），而且傳遞的震動(dòng)、噪音都較少，這是大梁式車架不可比擬的。因此不僅是轎車，就連一些針對(duì)良好道路環(huán)境設(shè)計(jì)的越野車也有棄大梁車架而改用承載式車身的趨勢(shì)，這就是所謂的“城市化越野車”。另外針對(duì)大梁式車架地臺(tái)高的弊病。 　　近年還出現(xiàn)了采用承載式車身的大型客車（稱為“無大梁車身”或“無陣車身”），由于取消了大梁，旅游大巴可以在車底騰出巨大且左右貫通的行李空間，用于市區(qū)的公共汽車則可以將地臺(tái)降至與人行道等高以便于上下車（要配合特殊的低置車橋）。低地臺(tái)是客車的一個(gè)重要發(fā)展方向（圖E）。