車架作用及布置要求

現代汽車絕大多數都具有作為整車骨架的車架。汽車絕大多數部件及總成都是通過車架來固定的，如發動機、傳動系、懸架、轉向系統、駕駛室、貨箱和相關操作機構。車架起到支撐連接汽車各零部件的作用，并承受來自車內外的各種載荷。

車架的結構形式首先應滿足汽車總布置的要求。汽車在復雜的行駛過程中，固定在車架上的各總成和部件之間不應該發生干涉。汽車在崎嶇道路上行駛時，車架在載荷作用下可能產生扭轉變形以及在縱向平面內的彎曲變形；當一邊車輪遇到障礙時，還可能使整個車架扭曲成菱形。這些變形將會改變安裝在車架上的各部件之間的相對位置，從而影響其正常工作。因此，車架還應具有足夠的強度和適當的剛度。為了提高汽車整車的輕量化水平，要求車架質量盡可能小。此外，車架應布置得離地面近一些，以使汽車重心降低，以利于提高汽車的行駛穩定性。這一點對于客車和轎車來說尤為重要。[1]

2早期設計

早期汽車所使用的車架，大多都是由籠狀的鋼骨梁柱所構成的，也就是在兩支平行的主梁上，以類似階梯的方式加上許多左右相連的副梁制造而成。車體建構在車架之上，至于車門、沙板、引擎蓋、行李廂蓋等鈑件，則是另外再包覆于車體之外，因此車體與車架其實是屬于兩個獨立的構造。這種設計的最大好處，在于輕量化與剛性得以同時兼顧，因此受到了不少跑車制造商的青睞，早期的法拉利與蘭博基尼都是采用的這種設計。

由于鋼骨設計的車架必須通過許多接點來連結主梁和副梁，加之籠狀構造也無法騰出較大的空間，因此除了制造上比較復雜、不利于大量生產之外，也不適合用在強調空間感的四門房車上。因此單體結構的車架在車壇上漸漸成為主流，籠狀的鋼骨車架也逐漸改由這種將車體與車架合二為一的單體車架所取代（如：貨柜車），單體車架一般以“底盤”稱之，也就是衍生自英文的“Platform”。[2]

3車架分類

車架目前根據結構形式不同，分為梯形車架、脊梁式車架、周邊式車架及桁架式車架。

梯形車架

由兩根縱梁和若干橫梁組成。縱梁斷面形狀為槽形、Z字形或箱形等。縱梁在水平面內或縱向平面內可以做成彎曲的、等斷面或變斷面的。

梯形車架因抗彎強度大，零件安裝緊固、方便，在商用貨車及部分客車上得到廣泛應用。在乘用車上極少應用。

脊梁式車架

脊梁式車架只有一根位于中央且貫穿汽車前后的縱梁。縱梁斷面形狀可以是圓管形或箱形。

脊梁式車架的車架質量小、強度、剛度較大，與獨立懸架配合使用能提高汽車的通過能力。車架的制造精度要求高、保養維修困難是它的缺點。

周邊式車架

車架中部加寬，不設橫梁，其主要件常用封閉形斷面。

周邊式車架因地板高度低、乘客艙容積大、結構簡單、質量小、易于制造等原因，在排量大的乘用車上得到應用。

桁架式車架

桁架式車架由鋼管組合焊接而成。具有剛度大、質量小的特點，但制造困難，主要用于賽車。

此外，還有一些其他類型的車架。目前，在某些高級轎車上采用了一種ISR型車架。后部車架與前部車架用活動鉸鏈連接，后驅動橋總成（主減速器、差速器）安裝在后車架上，半軸與驅動車輪之間用萬向節連接。后獨立懸架連接在后車架上。這樣，不僅由于獨立懸架可使汽車獲得良好的駕駛平順性，而且活動鉸鏈處的橡膠襯套也使整車獲得一定的緩沖，從而進一步提高了汽車的駕駛平順性。

有的轎車為了減輕整車質量，盡量做到輕量化而采用了半車架。半車架就是在車身前部有一部分車架，發動機和前懸架安裝在車架上，這樣可使車身局部得到加強。

部分轎車和一些大客車車取消了車架，而以車身兼起車架的作用，即將所有部件部件固定在車身上，所有的力也由車身來承受。這種車身稱為承載式車身[1]。

4車架發展

大梁式和承載式車架是占絕大多數的主流車架形式，但它們都分別有著顯著的缺點，即笨重和剛度不足。出現了融合這兩者優點和車架設計方案，三菱PAJEROIO的獨創車架，在承載式結構的車廂底部增加了獨立的鋼框架，可以認為是簡化的大梁結構，從而在保證剛度的同時，重量和重心又比大梁式結構大為下降。另一個例子是本田S2000，由于對性能要求很高，而敞篷車身的剛度不足，于是在承載式車架的底部加焊了類似大型橫梁的補強結構，從而增強了剛度。今后這種“雜交”車架的形式肯定會更層出不窮。

5受力形式

要承受的4種作用力的形式

1）負載彎曲

從字面上就可以十分容易的理解這個壓力，部分汽車的非懸掛重量（unsprung mass）。因此車架底部的縱梁和橫梁（member），一般都要求較強的剛度。

2）非水平扭動

當前后對角車輪遇到道路上的不平而滾動，車架的梁柱便要承受這個縱向扭曲壓力（longltudinal torsion），情況就好像要你將一塊塑料片扭曲成螺旋形一樣。

3）橫向彎曲

4）水平菱形扭動

因為車輛在行駛時，每個車輪因為路面和行駛情況的不同，（路面的鋪設情況、凹凸起伏、障礙物及進出彎角等等）每個車輪會承受不同的阻力和牽引力，這可以使車架在水平方向上產生推拉以至變形，這種情況就好像將一個長方形拉扯成一個菱形一樣。

6翻新辨別

檢查車架識別事故車，我們在選擇舊車時，對于車架號的檢查可以說是最為重要的一項，當我們消費者沒有準確的把握經驗，必須要找一個懂得維修的人來進行幫忙，對于我們消費者來說，檢查車架可以識別出是否為事故車。

我們先來看表面，由于在經過試車以后，大部分的事故車會在車架號上留下一定的痕跡，這必須要我們進行詳細的觀察才可以進行準確的判斷。特別是在轎車一般車架號都可以采用整體車身的結構來進行構架，所以車身以及車架的整體設計上來說，很多的貨車或是說SUV型的車都會采取單獨的車身處理，車架式在設計上也以單獨的方式進行處理，對于公路型或是城市型的SUV型車也會采取整體的車身設計，也就是我們通常所說的轎車底盤設計的車型。如果當車架受到一定的損傷以后，車輛在行駛的過程中會發生一些不良的影響，如果在轉向的過程中存在不穩定的情況時，由于直行車輛的車輪會有一定的聲音，輪胎會存在一定的磨損痕跡，轉向是側面時會產生不均勻的現象或是存在跑偏等問題，這都是與車架的彎曲度有很大的關系，如果是這樣就說明已經出現過相應的交通事故，這車就不能購買。我們在進行現場勘察的過程中，可以對前后輪進行直線檢查，如果左前后輪與右兩側的前后輪都不是一條線就說明車架整體已經變形了。如果車輪后側與輪罩之間的間隙長短不一，就說明整車的車身有了一定的彎曲現象，以上這種車不能購買。

7影響壽命

斷裂或變形的原因

1)汽車行駛在不平路面上，引起的車架垂直沖擊載荷，超過車架的許用應力。另外，在汽車上下坡、轉彎或裝載不均時，也會引起車架局部過載而導致車架斷裂。

2）車架設計或附屬裝置造成局部轉矩而使車架斷裂。如有的車架縱梁前部橫截面較小，同時因發動機和變速器的影響，故橫梁分布較少，從而使車架的剛度變差，若在動載作用下，可能導致縱梁前部斷裂，即常見在縱梁下翼斷裂。另外，車架還受垂宜于縱梁的懸臂載荷（如油箱、懸架和備胎等）所產生的局部扭曲，也是造成車架斷裂的原因。

3）汽車行駛時，前輪一側受到很大阻力，使車架易發生對角線的平面變形。

4）汽車發生撞擊事故，嚴重的撞擊會造成車架變形

車架變形是指車架改變了原來的幾何形狀，并使在車架上安 裝的各總成零件相對位置發生變化，引程車輛的技術狀況變壞，導致汽車不能正常行駛。車架變形常因作用于車架的力超過其彈性極限，當作用于車架的力消除后，車架不能恢復原狀，形成了殘余變形。