承载式车身是否一定需要车架来支撑?,

一篇文章告诉你为什么猛禽要采用非承载式车身结构

按照汽车的受力情况不同可以将汽车的车身结构分成三种不同的结构:承载式车身结构、非承载式车身结构和半承载式车身结构。一般的城市SUV多采用承载式车身结构,而猛禽皮卡的车身结构都是采用了非承载式车身结构。那么,到底什么是非承载式车身结构?为什么非承载式车身结构才是硬派越野风格的至高信仰?

非承载式车身

非承载式车身结构就是车身底部具有刚性车架,俗称大车架的车身结构。这种车架一般采用矩形或梯形的样式,车架承载着整个车体,发动机、悬架以及车身全部安装在这上面。非承载式车身,说白了就是悬挂不是直接联在车身上,而是联在车架上,车架上面再扣上一个车身。或许也可以这样说,只要有这个车架在那你就可以开着一辆裸奔的车去兜风了。

简单的说:非承载式车身有2根大梁(纵梁,从车头到车尾),发动机、变速器、车身都固定在大梁上。非承载式车身结构的大梁贯穿整个车身,保证车辆具有较高的车身强度,有利于提高车辆的安全性能,同时采用这种车身结构还可以满足车辆载重的需求,就算是车辆的四个轮子受力不均匀,车身载重也是有车架承受不会影响到车身,所以皮卡车型为了满足重载的需求也必须要采用非承载式车身结构。

非承载式车身结构主要应用在硬派SUV、越野车、皮卡、客车车型中,同时在部分高端轿车中也是采用了这种车身结构。非承载式车身结构的高端车型中,车架与车身的连接是通过弹簧或橡胶垫进行柔性连接,所以车辆的乘坐体验较高,悬挂对路面颠簸的反馈在车内的感觉要轻很多。但是有车友反映说皮卡的后排乘坐体验并不是很舒服,行驶在非铺装路面时有种颠簸的感觉,那主要是由于皮卡的后悬架采用钢板弹簧的缘故。

采用非承载式车身结构必须要保证车架的刚度和强度,所以非承载式车辆的车架自重非常重,最后导致整车的质量也随之增加,同时由于底盘和车身之间装有车架使整车高度增加。这也就是皮卡很重很高的原因。

例如F-150和公羊的皮卡,如果您有兴趣弯下腰看看车底的话,会看见贯穿前后的两个大梁(而承载式车身便看不到)。它的优点就是有独立的大梁,四个车轮受力再不均匀,也是由车架承担,而不会传递到车身上去。所以皮卡和越野车用的比较多。缺点就是车身和车架是刚性联接的,在公路上行驶的时候,不是很平稳,会产生震动。另外遇到危险的时候,厚重的车架,也会对相对薄弱的车身产生影响(承载式车身便不会遇到这个问题,它的车身都是一体的)。

F-150国王牧场

承载式车身

下面我们再来说一说承载式车身结构和半承载式车身结构。承载式车身结构没有刚性车架,只是在车辆的车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。

简单点说,承载式车身就是整个车身为一体,悬挂直接联在车身上。比如轿车几乎都采用承载式车身,你打开发动机盖,就会发现前悬挂联在了前翼子板内侧的车身上。这样的车身优势是;公路形势非常平稳,整个车身为一体,固有频率震动低,噪音小,整体式车身比较安全。缺点就是制造成本偏高,另外当四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形。

承载式车身的最大优点就是由于没有车架,车辆重量较轻,而且重心较低,车辆内部空间的利用率也相对较高,所以家用轿车基本都采用非承载式车身结构。但承载式车身的抗扭刚性和承载能力相对较弱,所以在越野车和载重货车领域还是非承载式车身的天下。

对于家用车来说,非承载式车身最大的问题就是车身重量太大,因而随着汽车技术的发展,人们取消了非承载式结构中独立的刚性车架,整个车身成为一个单体结构,这就是承载式车身。

承载式车身没有“梁”?仅用钢板包裹出一个车身,在日常行驶中岂不是会像纸箱子一样脆弱?况且我们也经常听到厂家宣传说自己的轿车使用了多少兆帕的高强度钢梁,那么这里的“梁”和非承载式车身的“梁”有什么区别呢?

承载式车身到底有没有“梁”,请各位仔细看下面的图片,这是一个普通紧凑型车的车身半成品,我们可以看到车身的外壳、车顶和地板以及通常我们所说的A、B、C三根柱都是连接在一起的。在冲压阶段,钢板先被冲压成不同的形状,然后焊接成一个完整的车身。其实这些部件按照功能可以大致分为两种:车身覆盖件和结构件。

所谓覆盖件就是覆盖在车身表面的部件,基本上我们从车外看到的部分都属于覆盖件,例如车门、车顶、翼子板等等,它们通常起到美观和遮风挡雨的作用,一般都用厚度不超过1毫米的钢板冲压而成。

我们平时所说的某辆车钢板的薄厚就是指这些部位。实际上这些部位对于车身强度的影响很有限,所以我们已经不能从车身覆盖件的薄厚来判断一辆车的碰撞安全性了。当然,较厚的钢板在抵御轻度刮蹭方面还是要更强一些。

关于车身结构件,实际上承载式车身所谓的“梁”,学名应该叫做车身结构件。车身结构件隐藏在车身覆盖件之下,对车身起到支撑和抗冲击的作用,分布在车身各处的钢梁是车身结构件的一种。下图就是典型的车头处钢梁。我们可以看到它由钢板围成一个闭合断面结构,钢板的厚度和材质规格都要比车身覆盖件高很多,而且为了在碰撞时有效吸收撞击能量,这些钢梁还会将不同强度的钢材焊接在一起,形成有效的溃缩吸能区。还有一些钢梁不一定是闭合断面结构,它们在尽量轻量化的原则下被设计成各种不同形状以承受特定方向上的力。

像丰田RAV4、雷克萨斯RX系虽然是SUV,但是它们的定位主要还是在城市当中行驶,或者到一些地况不是很复杂的地方去越野。所以他们还是使用了承载是车身。让它们去进行极限越野,就有些勉为其难了。另外,像福特的翼虎,本田CRV,保时捷卡宴和大众途锐,都是采用的承载式车身。不过,也有几个例外,如深受越野迷喜欢的切诺基系列车型,就是使用的承载式车身,无论是低端的2500还是高端的4700。近些年,三菱帕杰罗和路虎新发现也开始抛弃非承载式车身转为承载式车身。除了皮卡,仍在坚持非承载式车身硬派作风的越野车,大家熟知的仅剩陆巡和牧马人。

半承载式车身

半承载式车身结构是一种介于非承载式车身与承载式车身之间的结构形式,他拥有独立完整的车架,并且车架与车身刚性连接,因此车身壳体可以承受部分载荷。半承载式车身一般用于大客车。

说了这么多,我们回到最开始讨论的一个问题:为什么硬派越野始终钟情于非承载式车身结构

从原理层面来看,非承载式车身之所以长期受到硬派越野粉丝的追捧,重中之重的原因就在于它比承载式车身多了一道坚固无比的大梁。而这道大梁最主要的任务就是极为有效地提高了车身的抗扭性,从路面传递上来的所有震动、应力、扭曲力都会先经过这两根粗壮的大梁化解之后,最后才传递到车身。带有大梁的越野车,经过长期恶劣路况的使用后,车身较承载式车身不易发生变形是公认的事实。

如果你问我,一款越野车没有大梁是否影响它的四驱性能?我的答案是:不影响!三菱帕杰罗和路虎全新发现都是很好的例子,它们可以利用出色的限滑系统来提高脱困能力,但“大梁”是它们经历无数次脱困后还能保持“骨架板正”的保障。所以,越野车没“”毁一切的说法,是成立的!

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2024-08-13

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