汽车前副车架结构(默默无闻的汽车零部件之)
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汽车包含的零部件实在是太多,日常选车除了了解一下发动机、变速箱、悬挂这些“大件”以外,很多人对于其他方面的了解还是有所欠缺的,就比如“副车架”大家就不见得真的了解。事实上,你也无法看到前副车架的样子。
副车架可以看成是前后车桥的骨架,是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架,只是支承前后车桥、悬挂的支架,使车桥、悬挂通过它再与“正车架”相连,习惯上称为“副架”。副架的作用是阻隔振动和噪声,减少其直接进入车厢。传统的没有副车架的承载式车身,其悬挂是直接与车身钢板相连的,因此前后车桥的悬挂摇臂机构都为散件,并非总成。在副车架诞生以后,前后悬挂可以先组装在副车架上,构成一个车桥总成,再将这个总成一同安装到车身上。今天我们的话题是前副车架,也就是承载前部发动机的组件。
对于副车架很多人并不将其当做重要部分,所以一辆车副车架的好坏往往被我们所忽略。熟悉我们牛车实验室的朋友们都知道,我们在点评底盘部分的时候都会提到其副车架的结构,但是很多朋友们还是不清楚其中的意义。
副车架并不是所有汽车上必备的结构,但是在家用车型上却是非常重要的底盘组成部分。有副车架就有主车架,主车架其实就是汽车车身,汽车的副车架就是车桥、车轴和差速器等悬架构件的支架,形成一个车桥总成,通过它再与汽车主车架进行刚性或柔性(橡胶或液压衬垫)连接。副车架一般由本体、横向稳定杆和控制臂所共同组成,一方面它可以承受发动机的振动载荷,另外一方面它可以承受路面情况所带来的各种冲击,提高汽车悬挂系统的连接刚度。
副车架其实是“可有可无”的,市面上很多经济车型就没有安装副车架,而是将悬挂系统直接与车架硬性相连,这样的最大好处是节省生产成本,但行驶质感就不敢恭维了,主要还是微型车和低端车这么干。通过副车架可以减弱路面震动给车身带来的冲击,提高悬挂系统的连接刚度,提高汽车行驶过程中的舒适性和稳定性,使底盘的行驶表现更扎实紧凑。
汽车行驶在各种路面时,悬挂系统会对车身造成各种冲击,时间久了就会因受力不均带来各种形变,但在副车架的作用下就可以代替车身承受如受载弯曲、非水平扭动、横向弯曲和水平菱形扭动等车架变形情况,提升车身抗扭能力,在发生碰撞时更会直接受力,从而提高整车碰撞安全性能。通过副车架还能降低发动机和路面震动所带来的噪音,提高汽车舱内静音水平。
带有副车架的悬挂总成能分五级减小震动的传入。第一级震动由轮胎台面的软橡胶变形来吸收,这一级变形能吸收大量的高频震动,第二级为轮胎的整体变形吸收震动,这一级主要吸收比第一级稍高的路面震动,如石子之类引起的震动。第三级为悬挂摇臂各个连接点内的橡胶衬套进行震动的隔绝,这一环节主要是减小悬挂系统的总成冲击。第四级为悬挂系统的上下运动,这一运动主要吸收长波震动,也就是过沟过槛时引起的震动。第五级为副车架悬置对震动的吸收,这里主要吸收的是前四级没有完全屏蔽的震动。
对于副车架来说,在性能上主要目的是减小路面震动的传入,以及提高悬挂系统的连接刚度,因此装有副车架的车驾驶起来会感觉底盘非常扎实。副车架悬置如果设计较软,能够很好的隔绝汽车行驶时产生的震动,过软的副车架悬置设计会在高速转弯时带来较大的运动形变,会导致轮胎定位不准确,降低了汽车操纵稳定性。较硬的副车架悬置能带来很高的连接刚度,但是对震动噪音的隔绝却十分有限。
副车架的分类主要有元宝梁、H型和全框式:
第一种元宝梁,因形似元宝的形状而得名,尺寸相对较小、重量也较轻,成本并不高,常见于普通的家用车型。
第二种H型形状很像H字母,一般在中级轿车上用的较多,许多车型后车桥一般也都喜欢采用H型副车架。特点是机舱布置灵活,可以配合许多结构加强件,整体的连接刚度也不错。此外有一种井字型副车架,其实本质也都是H型的变种,特性与H型大致相当。
全框式副车架又被成为口字形副车架,整体的连接刚度最好,有六个支点与车身连接,支撑面更大更稳固,还可以控制发动机下沉轨迹,吸收碰撞能量,提升汽车安全性,可以配合各种结构加强件。它是最为推荐的一种副车架结构形式,很多紧凑车型也宣传自己是全框式副车架,其实仅仅是表面上看着像而已。
发动机并非直接与车身刚性连接,而是通过悬置与车身连接。悬置就是经常能看到的发动机与车身连接处的橡胶软垫,作用是用来隔绝发动机震动。也就是说在悬置的作用下,发动机震动能够尽可能少的被传至驾驶舱。由于发动机在各个转速范围段都有不同的震动特性,所以好的悬置机构能够有效屏蔽各个转速范围段的震动。副车架与车身的连接点就如同发动机悬置一样,通常一个车桥总成需要由四到六个悬置点与车身连接,这样既能保证其连接刚度又能有很好的震动隔绝效果。
当然有时候副车架的真实结构会与厂家的宣传有所偏差,这其中的原因不言而喻。今天就和大家聊到这里,接下来我们还将推出一系列的“默默无闻的汽车配件系列”原创。
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