汽車車身
汽車車身的作用主要是保護駕駛員以及構成良好的空氣力學環境。好的車身不僅能帶來更佳的性能,也能體現出車主的個性。汽車車身結構從形式上說,
主要分為非承載式和承載式兩種。
非承載式車身的汽車有剛性車架,又稱底盤大梁架。車身本體懸置於車架上,用彈性元件聯接。車架的振動通過彈性元件傳到車身上,大部分振動被減弱或消除,發生碰撞時車架能吸收大部分衝擊力,在壞路行駛時對車身起到保護作用,因此車廂變形小,平穩性和安全性好,而且廂內噪音低。但這種非承載式車身比較笨重,質量大,汽車質心高,高速行駛穩定性較差。
承載式車身的汽車沒有剛性車架,只是加強了車頭,側圍,車尾,底板等部位,車身和底架共同組成了車身本體的剛性空間結構。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外,還要直接承受各種負荷。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉的剛度,質量小,高度低,汽車質心低,裝配簡單,高速行駛穩定性較好。但由於道路負載會通過懸架裝置直接傳給車身本體,因此噪音和振動較大。
半承載式車身它的車身本體與底架用焊接或螺栓剛性連接,加強了部分車身底架而起到一部分車架的作用,例如發動機和懸架都安裝在加固的車身底架上,車身與底架成為一體共同承受載荷。這種形式實質上是一種無車架的承載式車身結構。因此,通常人們只將汽車車身結構劃分為非承載式車身和承載式車身。
非承載式車身和承載式車身按照有無剛性車架劃分,什麼叫車架,是首先要弄清楚的問題。車架就是支承車身的基礎構件,一般稱為底盤大梁架。發動機、變速器、轉向器及車身部分都固定其上,它除了承受靜載荷外還要承受汽車行駛時產生的動載荷,因此車架必須要有足夠的強度和剛度,以保證汽車在正常使用時受到各種應力下不會破壞和變形。車架有邊梁式、鋼管式等形式,其中邊梁式是採用最廣泛的一種車架。
邊梁式車架由兩根長縱梁及若干根短橫樑鉚接或焊接成形,縱梁主要承彎曲載荷,一般採用具有較大抗彎強度的槽形鋼樑。也有採用鋼管,但多用於輕型車架上。一般縱梁中部受力最大,因此設計者一般將縱粱中部的截面高度加大,兩端的截面高度逐漸減少,這樣一來可使應力分佈均勻,同時也減輕了重量。
橫梁有槽形、管形或口形,以保證車架的扭轉剛度和抗彎強度。橫樑還用以安裝發動機、變速器、車身和燃油箱等。為適應不同的車型,橫樑佈置有多種型式,如為了提高車架的扭轉剛度採用X型佈置的橫樑。邊梁式結構簡單,工藝要求低,製造容易,使用廣泛。
但由於粗壯的大梁縱貫全車,影響整車佈置和空間利用率,大梁的橫截面高度使車廂離地距離加大,乘客上下車不方便,另外重量也大,整車行駛經濟性變差。這些缺點對小客車、轎車是缺點,對於越野車可能就是優點,因為越野車要求有很強的通過性,行駛崎嶇路面時要有一定大的離地間隙,而非常顛簸的道路會令車體大幅扭動,只有帶剛性車架的承載式車身結構才能抵禦這種衝擊力。因此越野車上普遍採用非承載式車身。