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承载式车身的结构特点是什么,非承载式硬派车型一定没缺点吗

1、承载式车身结构有哪些缺点?非承载式硬派车型一定没缺点吗?

说明:汽车车身结构分为「承载式&非非承载式」,两者的区别首先是字面上的“是与非”,引申解读则为“是否承载”。然而汽车有什么需要承载,是什么结构用以承载?!——这两个问题的答案可以说明两种结构的差异,简单概括应为以下亮点。

  • 抗扭刚度
  • 重量

下图为汽车结构中的各类核心总成,包括发动机、变速箱、转向机、悬架系统与车架。


抗扭刚度-差异巨大

「承载式车身」概念:由车架承受路面起伏产生的冲击,并承载“四大总成”以及车内配置和驾乘人员的重量。车架的特点就像是“鸟笼”,其基础材料是屈服强度在「300Mpa」(兆帕)左右的普通钢材,作为结构加强的“A/B/C/D柱”、底盘边梁、顶棚横纵梁以及前后防撞梁会使用高强度与超高强度钢材,屈服强度等级约为「800/1000/1200/1500Mpa」,看似强度已经很高了吧。

图1:承载式车身-车架结构特点

图2:A/B/C/D柱的概念

知识点1:为控制汽车制造成本,优秀的量产汽车(以一线自主品牌为主)的高强度与超高强度钢占比,平均也仅仅为25%左右。其余部分多为低强度的普通钢材,这就决定了整车的结构强度并不是很理想。至于某些品质较差(以中低端合资品牌汽车为主)的车辆,其优秀钢材的使用比例很多连「15%」都不到,这些车在载重之后行驶于崎岖路面,其车架动态状态大致如下所示。

如上所示,承载式车身的「抗扭刚度」真的很低,如频繁的在崎岖路面起伏通勤,车架钢材的高频率大幅度扭矩就会快速的造成「塑性变形」。通俗的解释也就是不可逆的变形,是钢材严重金属疲劳(内结构断裂)导致的结果;车辆的结构强度与碰撞保护能力显然会差很多了。但好在只有轿车、SUV、MPV这三种主流的,铺装路面的通勤代步车用“承载式”,基本不走烂路还是可以保证可靠性的。


知识点2:承载式车身并不是完全没有优点,相比「非承载式车身」前者会轻很多。所谓的“非承载”概念为车身框架不用于载重,同时也不负责承受路面起伏对车架的冲击;结构中会单独打造一套纵穿车身的独立底盘,其主要材料为「高强度与超高强度钢」。粗壮的独立底盘总会有很强的“抗扭转变形”的能力,那么在底盘上固定悬架、车架、发动机、变速箱后,此类车就不怕在非铺装路面行驶了——然而这套底盘真的很重,几百公斤总是有的。

知识点3:汽车重量(整备质量)决定油耗高低,也就是「轻量化节油」的概念。汽车整备质量每减轻100公斤,每公里的耗油量则可以降低约“0.00005升”的消耗;以「400公斤」与年均行驶里程一万公里为参考,一台汽车从非承载式改为承载式,每年可以节省燃油200升;全国汽车保有量超3亿,其中怕是有接近2.5亿台都是承载式,算一算每年能节省多少燃油吧。


总结:非承载式车身虽然抗扭刚度高,但是整备质量过大也有高油耗的缺点。所以此类车在乘用车领域只会打造越野车和皮卡车,其次则是有「重载刚需」的大型客货车会使用这种结构。普通的铺装路面代步车没有必要选择“非承载”,因为这些车99%的通勤里程都没有机会去“大幅扭转车身”,供参考。


编辑:天和Auto-汽车科学岛

责编:天和MCN

2、承载式车身的结构特点是什么,非承载式硬派车型一定没缺点吗

怎么选择车身?看“脸”吗?不,选车身不光要看“脸”,还一定要了解车身的结构、材质、风阻系数、安全系数这些虽然看不见摸不着,但却是非常重要的内容,很大程度上决定了汽车的性能,现在来让我们一起去了解一下吧,我来为大家科普一下关于承载式车身的结构特点是什么?下面希望有你要的答案,我们一起来看看吧!

承载式车身的结构特点是什么

怎么选择车身?看“脸”吗?不,选车身不光要看“脸”,还一定要了解车身的结构、材质、风阻系数、安全系数。这些虽然看不见摸不着,但却是非常重要的内容,很大程度上决定了汽车的性能,现在来让我们一起去了解一下吧!

车身类型

车身类型可分为承载式结构和非承载式结构。

承载式车身和非承载式车身更大的区别在于是否有独立的大梁。非承载式车身从最初的原始形态到今天已经有百年历史。它的特点是引擎,轮胎,驾驶室等等都固定在大梁上,行驶途中颠簸都由大梁独自承受。非承载式车身的优点是底盘强度较高,抗颠簸性能好,既平稳又安全。

但是同时大梁的重量给车子带来了更大的负载,使得油耗增多,再加上操控难,高速行驶的状态下不太稳定。现在只有许多硬派越野车和货车还在使用非承载式车身。

承载式车身的没有刚性车架,只是加强了车头,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。这样的设计大大降低了汽车整体的重量。

缺点在于行驶途中的颠簸与震动会比较清晰,而且车身需要承受各种负荷,车身需要的刚度自然更高,同时由于颠簸时震动的直接传导,驾驶噪音和震动都比较大。更低的底盘使得行驶时气流通过更加平稳,高速行驶时的汽车也会更稳,但也更容易磕磕碰碰。现在大部分车型都是采用的承载式车身。

吸能

现代的汽车车身有意预留在车身前、后的“薄弱环节”,起着吸收冲击能量的作用,这些有意设计的“薄弱环节”叫吸能区或溃缩区,也叫压扁区。当汽车在行驶过程中遭遇到碰撞时,车身吸能区通过变形吸收了碰撞能量,保证了中部的安全,进而保护乘客的安全。

车身材料

车身材料大致可以分为金属材料和非金属材料两种。金属材料有钢板、铸铁等重金属材料和铝、镁、钛等轻金属及其合金等材料。而非金属材料主要有碳纤维,树脂,工程塑料等。主流车身框架有全钢,全铝,钢铝混合等,在传统车身的应用中全钢车身技术成熟应用最广,它的优点是价格相对低廉,坚固不易变形,但同时也更重。

听说汽车想要减重,铝已跃跃欲试。全铝的车身框架在更轻的重量上却能够吸收更加高密度的碰撞能量,同时铝制工艺繁琐,但是强度却不高,并且不能焊接等问题导致发生碰撞之后维修成本较高。新浪新闻报道了这样一件事情,某日系车在行驶时不小心碰到了垃圾桶,却刮出了一条深深的凹痕,车身材料的选择的重要性不言而喻。

现在钢铝混合材料逐渐出现在大众视野,能兼顾二者的优势,也平衡了生产与维修成本,但是由于钢铝物理性质上的不同,让钢铝混合车身的技术成本变得很大,目前还未广泛应用。还有一个我们经常听到的材质——碳纤维,它的优点是重量轻,吸震性能强,坚固,缺点是成本极高。

造型结构

车身造型结构是车辆的形体语言,其设计将直接影响到车辆的性能。风阻系数(drag coefficient)是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数,用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。风阻系数的大小取决于汽车的外形。风阻系数愈大,则空气阻力愈大,阻力越大油耗越多。了解原理后,我们就能一眼看出流线型车身和方正高大的车身区别在哪。