汽车上装用的车架按其结构形式不同可分为:边梁式车架、中梁式车架、综合式车架、无梁式车架。
1.边梁式车架
边梁式车架一般是用铆接或焊接的方法,将两边的纵梁和若干根横梁牢固连接的桥式结构。边梁式车架便于安装支架和布置总成,有利于改装和发展多种车型的需要,所以目前被广泛应用。
纵梁一般用低碳合金钢板冲压而成。纵梁的断面形状一般为槽形、Z形、工字形或箱形断面。纵梁上还钻有多个孔,用来安装脚踏板、转向器、燃油箱、储气筒、蓄电池和车身等零部件的支架,有的用于穿过管道或电线等。边梁式车架的横梁一般也由低碳钢钢板冲压成槽形,以增强车架的抗扭强度,用于支承汽车上的主要部件。图6-1所示为汽车车架。
汽车车架主要由两根纵梁和八根横梁铆接而成。纵梁为槽形不等高断面梁。由于纵梁中部受到的弯矩最大,为使应力分布比较均匀,同时又减轻质量,故中部断面高度最大,由此向两端高度逐渐减小。车架前端装有起缓冲作用的横梁式保险杠1,上装有挂钩2以便于车辆牵引。前横梁3上安装水冷散热器,横梁4是发动机的前悬支座。为尽可能降低发动机位置,横梁4和5做成下凹形。在横梁7的上面安装驾驶室后悬置,下面安装传动轴的中间轴承支架。由于传动轴安装位置的限制,横梁7做成上拱形,其余横梁做成简单的直槽形。后横梁12中部装有拖带挂车用的拖钩13。由于拖钩上的作用力很大,故后横梁用角撑加强。
图6-1 边梁式车架
1—保险杠 2—挂钩 3—前横梁 4—发动机前悬置横梁 5—发动机后悬支架及横梁 6—纵梁 7—驾驶室后悬置横梁 8—第四横梁 9—后钢板弹簧前支架横梁 10—后钢板弹簧后支架横梁 11—角撑横梁组件 12—后横梁 13—拖钩 14—蓄电池托架
2.中梁式车架
中梁式车架又称脊骨式车架,只有一根纵梁位于中央而贯穿汽车全长,如图6-2所示。中梁的断面形状做成管形、槽形或箱形。中梁的前端做成外伸支架,用来固定发动机,而主减速器壳通常固定在中梁的尾端,形成断开式后驱动桥。中梁上的悬伸托架用来支承汽车车身和安装其他机件。如果中梁是管形的,传动轴可在管内穿过。
图6-2 中梁式车架(www.xing528.com)
中梁式车架有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角,结构上允许车轮有较大的跳动空间,适于装配独立悬架的越野汽车。与同等载质量的汽车相比,中梁式车架轻且质心比较低,故行驶稳定性好;车架的强度和刚度较大;中梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用。中梁式车架制造工艺复杂,精度要求高,总成安装困难,维护修理也不方便,故目前应用不多。
3.综合式车架
综合式车架是综合边梁式车架和中梁式车架的结构特点形成的,如图6-3所示。这种车架的前段或后段类似于边梁式结构,正好适合安装发动机、后驱动桥和悬架装置。车架中部采用中梁式结构,传动轴从中梁管内通过。由于安装车门槛的位置附近没有边梁的影响,故可以使地板的外侧高度有所降低。缺点是中间梁的断面尺寸大,造成地板中部的凸起。另外,不规则的结构构件增加了车架制造难度。
图6-3 综合式车架结构
4.无梁式车架
无梁式车架是用车身兼做车架,所有的零部件都安装在车身上,全部作用力由车身承受,故这种车身又称为承载式车身。这种结构的车身底板用纵梁和横梁进行加固,车身刚度较好,质量较轻,但制造要求较高,目前多用于轿车和部分客车,如图6-4所示。有的高级轿车为了提高乘坐舒适性,减轻发动机的振动,缓和汽车行驶时从路面通过悬架系统传来的冲击,常常采用独立的车架和非承载式车身。
图6-4 承载式车身结构
1—后底板横梁 2—后侧底板构架 3—后底板边梁 4—底板边梁 5—发动机固定中心梁 6—前底板加强梁
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