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汽车骨架结构
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汔车的框架。
承载式车身和非承载式车身 ?
车架是汽车设计的重要课题,它几乎比引擎更重要,因为它的好坏直接关系到车的一切(操控、性能、安全、舒适 …..…)
要评价车架设计和结构的好坏,首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。如果车架在某方面
的韧性(stiffness )不佳,就算有再好的悬挂系统,也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对 4种压力。
1 负载弯曲(Vertical bending)
从字面上就可以十分容易的理解这个压力,部分汽车的非悬挂重量( unsprung masS,是由车架承受的,通过轮轴传到
地面。而这个压力,主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁( member),一般都要求较强的刚度。
(longitudinal torsion)
当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动, 车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力 (longitudinal torsion),情况就好象要
你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。
(lateral bending)
所谓横向弯曲,就是汽车在入弯时重量的惯性(即离心力)会使车身产生向弯外甩的倾向,而轮胎的抓着力会和路面形 成反作用力,两股相对的压力将车架横向扭曲。
4 .水平菱形扭动(horizontal lozenging)
因为车辆在行驶时,每个车轮因为路面和行驶情况的不同, (路面的铺设情况、凹凸起伏、障碍物及进出弯角等等)每
个车轮会承受不同的阻力和牵引力,这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形,这种情况就好象将一个长方形拉扯 成一个菱形一样。
其实车架的好坏并非物理指标就可以涵盖,所以即使有超强的新车架出现,最传统的车架形式依然存在
Ladder Chassis (梯形车架)
梯形车架还有一个更为人熟知的名称一阵式车架,是最早出现的车架形式。顾名思义,梯形车架的样子就好象一条平躺 着的梯子由两条纵向的主粱 (longitudinal side member),结合许多大小(粗细)不同的副横梁(cross member所构成的, 有些情况还会加上斜梁(cross braces作巩固。直到上世纪60年代,它仍然被大部分汽车所采用。随着不同形式的车架 设计的诞生,梯形车架应用到一般小轿车上的情况越来越少见, 除了专门的越野车,如Jimmy、Landcrusier或者Trooper
等,现在只有商用车才使用梯形车架。
越野车使用梯形车架主要是看中它车身和底盘分离的设计,车架和车壳作非固定连接,在越野行走的时候,崎岖的大幅 路面上下落差环境,会导致车架的大幅扭动,如果是一体式车架的话,很有可能随时扭到连车厂都不认得这是自己造的 车!!梯形车架的非水平扭曲刚性其实并不理想,一样会产生大幅的扭动,分离式车身正好阻止了车壳的扭动。另外这 种车架的前向抗曲能力(即对抗前方正面撞击力的能力)非常的强!所以这款车架仍被越野车普遍的使用。
至于商用车由于梯形车架的负载抗曲能力高,而车架先天造就平台造型,无论对营造车厢空间还是栽货空间都有极其正 面的作用。
梯形车架的优点也造就了它的缺点,平面结构令它的非水平扭曲刚性相对于一体式车架来的低,而车架的设计不善于造
就重心水平低的汽车(技术上完全可行,但是没有必要)对于以操控性作为出发点的汽车这种特性当然与他们的宗旨背
道而驰。
Monocoque (一体式金属车架) 顾名思义,使用一体式车架的汽车,整个车身的外壳本事就属于车架的一部分。所以它不同于传统的梯形车架或者管式 车架,需要在车架外包裹外壳。
事实上,按严格的定义来说,一体式车架都是由不同的组件装嵌而成的,其中最大的一块就是地台,其余的如车顶、侧
板大小各异,所有的板件都是由高压压模机压制出来的,利用机械臂做电焊处理,有的甚至使用激光焊接技术。整个制 作过程短至数分钟便可宣告完成。
由此可见,一体式车架之所以那么流行,主要原因是为了适应高度机械化的流水生产作业大量生产,这样做可以大大的 降低生产成本。而且一体式车架先天拥有良好的撞击保护能力,车头以
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