承载式车身(汽车底盘结构)

2023-03-17 72阅读

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承载式车身

汽车底盘结构

承载式车身是汽车底盘结构的一种,其车身负载通过悬架装置传给车轮,具有装配容易,高速行驶稳定性好等优点,目前大多数汽车采用的都是承载式车身设计,所以许多新能源汽车也沿用了这种构架,动力总成等多种部件都在车身做悬置点的安设,原则上副车架不需要承担重量,但是这种结构使车身上的悬置设计工作变得复杂,不利于量产化的实现,同时还需要进行大量的CAE分析作业,另外布置空间的不规则状态,总体布置执行较为困难。

中文名承载式车身
外文名Unibody
特点承载式车身没有车架
结构汽车底盘

结构特点

承载式车身是汽车底盘结构的一种,其车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身的优点为质量小、高度低,装配容易,高速行驶稳定性好,缺点为制造成本偏高,车轮受力不均匀时,车身会发生变形。现在大部分轿车采用承载式车身结构。承载式车身没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置。承载式车身的车身部分(侧围、立柱、车顶等)都在承受地面、悬挂传过来的震动、压力,而非承载式只有底盘在承受这些。

将底盘部件(发动机、悬架等)直接安装在车身上的结构,以薄板构成为主。为了缓和底盘件安装部位的应力和确保车身刚度等,部分车辆将安装副车架。将底盘件一端安装在副车架上,也有将其安装在车身上。

优点

1、质量轻,整体弯曲和扭转刚度好;

2、车室地板低,车辆高度尺寸小;

3、以薄板加工为主,且可用点焊焊接,所以易于批量生产。

缺点

1、路面和发动机等的噪声及振动容易传入车身;

2、因为用整个车身来确保刚度,所以很难改造。

基本介绍概念简述

在汽车的参数配置表中,底盘结构一般分为两种:承载式和非承载式。

承载式车身没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置。承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。如今承载式车身通过不同强度钢材的运用,发生碰撞时通过吸能、溃缩等方式保证车内人员安全,在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高,但是产生的噪声和振动相对较大。车体的刚性和载重能力相对较弱,所以一般专业越野车和货运车辆不采用这种结构。

车身特点

承载式车身没有车架,而车身已兼起车架的作用,将所有部件固定在车身上,所有的力也由车身来承受。因此承载式车身和非承载式用途完全不同。承载式车身的车身部分(侧围、立柱、车顶等)都在承受地面、悬挂传过来的震动、压力,而非承载式只有底盘在承受这些。

优点:1、无车架,减轻整车质量;2、结构不影响车厢内部空间,地板高度降低,上下车方便;3、适合轿车、小车,以及城市SUV这种混种车,比较轻、省油。4、重心较低,公路行驶平稳,整体式车身比较安全。

缺点:1、传动系统和悬架的震动和噪音会直接传入车内,需采取防震和隔声措施;2、底盘强度远不如大梁结构的车身,当四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形;3、制造成本偏高。

技术技术发展

2012年03月20日,临沂沂星电动公交车加盟青岛公交车队。这种新新公交结构型公交比一般公交车轻2吨多,是岛城最轻的公交车。它的抗撞击能力也是顶尖的,是我国目前最安全的公交车之一。

这种新型电动公交车采用全承载式铝合金车身,使用整车轻量化技术。全承载式车身技术被形象地称为"鸟笼结构",框架就像飞机的框架一样,是用一圈圈完整的铝镁条来围成,然后外面再安装上整体外壳。

传统的客车在受撞击时底盘会移位,而全承载客车的无底盘结构使其在受力时能将力迅速分解到全身各处,其钢件设施的抗扭曲强度也是其他普通汽车的3-6倍,因此被视为我国目前最安全的公交车之一。由于没有传统的底盘大梁结构,温馨巴士纯电动公交车车身重量更轻,底盘一看就比其他车辆低了很多,所以更加方便乘客的上下车。而同样车身高度的产品可以做到车内净高最大化,车窗视野最大化,有效地增大车内的流动空间和车外视觉空间。

技术原理

承载式车体是整个车身为一个结构。有两大部件,车身复盖件和车身结构件。

车身复盖件就是复盖在车身表面上的部件,主要起到装饰和遮挡作用,例如车顶、翼子板、发动机盖等。这些表面的钢板对车身强度影响较小。

车身结构件隐藏在复盖件下,主要起到支撑和抗冲击作用,分布在车身各处的钢梁是结构件的一种。钢板厚度和材质规格都比车身复盖件高,有些钢板围成一个闭合断面结构,这些钢梁将不同强度钢材焊接在一起是为了形成有效吸能区,可在碰撞时吸收撞击能量。还有一些钢梁不一定是断面结构,设计成不同形状来承受特定方向的力。

一体式车架本来就比梯形车架在重量方面大大下降,并由于越来越厉害的能源危机和越来越严格的排放量,汽车的重量一直是设计师最关心的问题之一,所以一体式车架也越做越轻,而在车架重量越来越低的同时,其刚性却在不断提高。这一方面得益于车架结构的设计越来越合理,另一方面也是因为高强度钢材的应用。同为钢材,强度却有高低之分,同样是钢材,但含碳的成分,合金的成分或者制造、热处理的方式不一样,其承载负荷强度就会有很大的差异。比如中强度低合金钢在熔化过程中加入了磷和锰合金成分,常被用作车体的外壳;而高强度低合金钢则掺入了稀有金属钛和铌,强度可以达到中强度低合金钢的两倍,另外,加工的方式不同也会导致钢材在成型过程中出现强度的变化,比如以高水压压制的钢材在强度上就要优于高重量压模机压制的钢材。

参考资料

1.浅谈新能源汽车底盘设计的特点·汽车测试网

2.从巴黎屠杀事件看汽车应对暴恐时的安全性·搜狐网

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