汽车造型设计知识讲座（二）

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1、汽车造型设计知识讲座（二）汽车的车架就像人的身体由骨架来支持一样，汽车也必须有一幅骨架，这就是车架。车架的作用是承受载荷，包括汽车H身零部件的重量和行驶时所受的冲击、扭1111、惯性力等。现有的车架种类有大梁式、承载式、钢管式及特殊材料一体成型式等。1、人梁式车架FigureAFigureB在港台汽车刊物中常称作“阵式车架”，是最早出现的车架类型（从全世界第一部汽车开始一直沿用至今）。大梁车架的原理很简单：将粗壮的钢梁焊接或钏合起來成为-个钢架，然后在这个钢架上安装引擎、悬架、车身等部件，这个钢架就是名附具实的“车

2、架”。人梁式车架的优点是钢梁提供很强的承载能力和抗扭刚度，而且结构简单，开发容易，生产工艺的要求也较低。致命的缺点是钢制人梁质量沉重，车架重最占去全车总重的和当部分；此外，粗壮的大梁纵贯全车，影响整年的布局和空间利用率，大梁的厚度使安装在其上的坐厢和货厢的地台升高，使整车重心偏高。综合这些因索可见，人梁式车架适用于要求有大载重量的货车、屮人型客车，以及对车架刚度要求很高的千辆，如越野千。传统越野年在良好道路上行驶时表现出重心过高的不良操控性，就是由大梁式车架所致。（图A：大型客车图B：丰田Prado越野车的大梁车架

3、）2、承载式车架也称作整体式或单体式车架。针对大梁式车架质虽重、体积大、重心高的问题，承载式示架的意念是用金属制成坚固的千身，再将发动机、悬架等机械零件直接安装在车身上。这个车身承受所冇的载荷，充当车架，所以准确称呼应为“无车架结构的承载式车身”（采川大梁车架的汽车车身则称为“非承载式车身”）。承载式车架山钢（较先进的是铝）经冲压、焊接而成，对设计和生产工艺的要求都很高，这也是屮国Id前的车身设计开发难以突破的人难点。成型的车架是个带有处舱、发动机舱和底板的骨架（图C）,我们所能看到的光滑的汽车车身则是恢在骨架上的

4、覆盖件（图D）o承载式车车架是目前轿车的主流，因为这种结构将车架和车身二合为一，重量轻，可利用空间大，重心低，而且冲压成型的制造方式十分适合现代化的大批量牛产。但是除了开发制造难度高外，刚度（尤其是抗扭刚度）不足也是承载式车身的一人缺陷。这问题在日常用车上还不明显，但对于人马力、人扭力的高性能跑车，要求有很高的车架刚度，普通承载式车庁就显得刚度不足。因此近年的高性能汽车，除了马力不断提升外，各示厂也不断致力于提高车身的刚度，冃前主要采取的办法是优化车架的几何形状和采川局部增粗或补悍以加强抗扭能力。FigureE由于

5、承载式车架将全千所有部件，包括悬架、年身和乘员连成一•体，具有很好的操控反应（正式学名是“操作响应性”），而且传递的靈动、噪音都较少，这是人梁式车架不可比拟的。因此不仅是轿车，就连一些针对良好道路环境设计的越野车也有弃人梁车架而改用承载式车身的趋势，这就是所谓的“城市化越野车”。另外针对大梁式车架地台高的弊病，近年还出现了采用承载式年身的大型客车（称为“无大梁车身”或“无阵车身”），由于取消了大梁，旅游大巴可以在车底腾出巨人且左右贯通的行李空间，川于市区的公共汽车则可以将地台降至与人行道等高以便于上下车（要配合特殊

6、的低置车桥）。低地台是客车的一个匝要发展方向（图E）。3、钢管式车架l-tgureFI-iql/eG前面曾说过承载式车架的设计开发和牛产工艺都复杂，只适宜人批量生产。但是对于少量生产的轿车又如何呢？虽然可以采用共用平台策略，但所谓的“共用平台”能共用的只是悬架、传动系统等底盘部件，承载式的车架由于必须与车身形状吻合，対于不同的车身造空是不能共用车架的。于是钢管式（又称“框条式”）车架便应运而生。顾名思义，钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架，再将零部件装在这个框架上。它的生产工艺简单，很适合小规模的工作坊作业，5

7、0-70年代英国冇很多小规模的车厂主产各式各样的汽车，都是用自行开发制造的钢管车架，是钢管车架的全盛时期。时至今日仍采用钢管车架的都是一些产虽较少的跑车厂，如LAMBORGHINI和TVR,原因是可以省去冲压设备的巨大投资。由于对钢管示车架进行局部加强十分容易（只须加焊钢管），在质量相等的情况下,往往可以得到比承载式车架更强的刚度，这也是很多跑车厂仍乐于川它的原因。（图F是LAMBORGHINIDIABLO的钢管骨架，装上覆盖•件后成为图G）4、铝合金车架奥迪A8的车架是用铝合金做的，但那是冲压成型的结构，只是材料

8、不同了，仍属于承载式车架。这里说的铝合金不架是另一种类型，将铝合金条梁焊接、钏接或贴合在一起组成一个框架，可以理解为钢管车架的变种，只是铝合金是方梁状而非管状。铝介金车架最大优点是轻（相同刚度的情况下）。但是成本高，不宜大量生产，而且铝合金本身的特性决定了其承载能力受限制，暂时只有少数车厂运用在小型的量产跑车上,如莲花ELISE和雷诺SPIDER（图H）。5