车身骨架和总成设计的注意事项(车身类型可分为承载式结构和非承载式结构)
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最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。
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