汽車造型設(shè)計(jì)知識(shí)講座—汽車車架

　　鋼管式車架 　　前面曾說過承載式車架的設(shè)計(jì)開發(fā)和生產(chǎn)工藝都復(fù)雜，只適宜大批量生產(chǎn)。但是對(duì)于少量生產(chǎn)的轎車又如何呢？雖然可以采用共用平臺(tái)策略，但所謂的“共用平臺(tái)”能共用的只是懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)等底盤部件，承載式的車架由于必須與車身形狀吻合，對(duì)于不同的車身造型是不能共用車架的。于是鋼管式（又稱“框條式”）車架便應(yīng)運(yùn)而生。 顧名思義，鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在這個(gè)框架上。它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，很適合小規(guī)模的工作坊作業(yè)，50-70年代英國(guó)有很多小規(guī)模的車廠生產(chǎn)各式各樣的汽車，都是用自行開發(fā)制造的鋼管車架，是鋼管車架的全盛時(shí)期。 　　時(shí)至今日仍采用鋼管車架的都是一些產(chǎn)量較少的跑車廠，如LAMBORGHINI和TVR，原因是可以省去沖壓設(shè)備的巨大投資。由于對(duì)鋼管車車架進(jìn)行局部加強(qiáng)十分容易（只須加焊鋼管），在質(zhì)量相等的情況下，往往可以得到比承載式車架更強(qiáng)的剛度，這也是很多跑車廠仍樂于用它的原因。（圖F是LAMBORGHINI DIABLO的鋼管骨架，裝上覆蓋件后成為圖G） 　　鋁合金車架 　　奧迪A8的車架是用鋁合金做的，但那是沖壓成型的結(jié)構(gòu)，只是材料不同了，仍屬于承載式車架。這里說的鋁合金車架是另一種類型，將鋁合金條梁焊接、鉚接或貼合在一起組成一個(gè)框架，可以理解為鋼管車架的變種，只是鋁合金是方梁狀而非管狀。鋁合金車架最大優(yōu)點(diǎn)是輕（相同剛度的情況下）。但是成本高，不宜大量生產(chǎn)，而且鋁合金本身的特性決定了其承載能力受限制，暫時(shí)只有少數(shù)車廠運(yùn)用在小型的量產(chǎn)跑車上，如蓮花ELISE和雷諾SPIDER（圖H）。 　　碳纖維車架 　　亦即是開頭所提到的“特殊材料一體成型式車架”。制造方法是用碳纖維澆鑄成一體化的底板、坐艙和引擎艙結(jié)構(gòu)，再裝上機(jī)械零件和車身復(fù)蓋件。碳纖維車架的剛度極高，重量比其它任何車架都要輕，重心也可以造得很低。 　　但是制造成本是它的致命傷，因此目前都只用于不計(jì)成本的賽車和極少數(shù)量產(chǎn)車上。碳纖維車架在80年代首先出現(xiàn)一級(jí)方程式賽車上，然后延伸到C組賽車和90年代的GT賽車，至今僅有的兩部采用碳纖維車架的量產(chǎn)車是94年的MCLAREN F1和95年的FERRARI F50。(圖I：法拉利F50一體成型的碳纖維地臺(tái)連坐艙就是它的車架） 　　碳纖維的剛度不僅有利于操控，對(duì)提高安全性也有很大的作用。典型例子是在95年，寶馬的總裁駕駛一部MCLAREN F1（街道版）滿載3人在德國(guó)的公路上以280公里時(shí)速失控，沖出公路后再翻滾無數(shù)圈后才停車，車上3人居然只受了輕傷。當(dāng)時(shí)全車外殼盡毀，但車架和坐艙仍保持完好的形狀，如非碳纖維車架肯定是招架不住的。這也是一級(jí)方程式賽車至今沿用它的原因之一。 　　“副車架” 　　最后要補(bǔ)充“副車架”的概念，這是常常在車書中出現(xiàn)的新名詞。副車架并非完整的車架，只是支承前后車橋、懸架的支架，使車橋、懸架通過它再與“正車架”相連，習(xí)慣上稱為“副架”。副架的作用是阻隔振動(dòng)和噪聲，減少其直接進(jìn)入車廂，所以大多出現(xiàn)在豪華的轎車和越野車上，有些汽車還為引擎裝上副架。 　　未來發(fā)展 　　大梁式和承載式車架是占絕大多數(shù)的主流車架形式，但它們都分別有著顯著的缺點(diǎn)，即笨重和剛度不足。于是近年出現(xiàn)了融合這兩者優(yōu)點(diǎn)和車架設(shè)計(jì)方案，圖中所示是三菱PAJERO IO的獨(dú)創(chuàng)車架，在承載式結(jié)構(gòu)的車廂底部增加了獨(dú)立的鋼框架（圖J中的藍(lán)色部分），可以認(rèn)為是簡(jiǎn)化的大梁結(jié)構(gòu)，從而在保證剛度的同時(shí)，重量和重心又比大梁式結(jié)構(gòu)大為下降。另一個(gè)例子是本田S2000，由于對(duì)性能要求很高，而敞篷車身的剛度不足，于是在承載式車架的底部加焊了類似大型橫梁的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)了剛度。今后這種“雜交”車架的形式肯定會(huì)更層出不窮。