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车架概论

车架概论

前言

大家知道汽车由发动机、底盘、车身、电气设备四部分组成，而底盘又由传动系、行驶系、制动系、转向系四大系统组成。车架作为汽车的承载基体属于行驶系的一部分。主要为货车、中型及以下客车、中高级和高级轿车所采用。车架的功用是支承发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货厢等所有簧上质量的有关机件，承受着传递给它的各种力和力矩。从整车系统来考虑，车架一方面要有足够的结构性能，以保证车架的弯曲刚度、扭转刚度、强度及自身质量等结构性能方面的参数能够满足整车系统的需要；另一方面车架又要有良好的装配性能，以使装配其上的发动机、离合器、变速器、转向器等重要总成件之间的相对位置有着较高的精度。

车架的构成

车架按纵梁的结构特点可分为五种结构型式（；1）、周边式车架；

（2）X形车架；（3）、梯形车架（又称边梁式车架）；（4）、脊梁式车架；（5）、综合式车架。其中边梁式车架由于其结构便于安装车身、车厢和布置其他总成件，易于汽车的改装和变型，因此被广泛的应用在载货汽车、越野汽车、特种车辆和用货车底盘改装的客车上。在中、轻型客车上也有所采用，轿车则较少采用。尤其是在载货汽车上应用最为广泛，我公司现在生产的车架就属于边梁式车架。因此这里主要介绍一下载货汽车边梁式车架的结构特点。

载货汽车的边梁式车架是由两根相互平行且开口朝内、冲压制成的

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车架概论

槽型纵梁及一些冲压制成的开口槽型横梁组合而成。车架的宽度一般为全长等宽。有些国家对车架宽度作了规定，SAE规定7.50-14.00寸双后胎的货车车架宽度为864mm，前苏联也采用了类似数据865mm。在我国中、重型载货汽车车架宽度一般为861mm。车架的宽度标准化有利于产品的三化，如可使车架横梁、前、后桥及驾驶室、货厢等进行互换。车架等宽则简化了纵梁的冲压工艺也使纵梁上不会产生附加扭矩。有时根据设计需要将车架前、后端的宽度做得窄些或宽些，但其尺寸应与限定的汽车轮廓宽度2.5m相适应。车架的长度一般与整车长度大致接近，约为轴距的1.4-1.7倍。

车架纵梁

纵梁是车架的主要承载元件，也是车架中最大的加工件，其形状力求简单。载货汽车的车架纵梁沿全长多取平直且断面也不变或少变，以简化工艺。由于纵梁中部受到的弯矩最大，所以纵梁的上表面沿全长不变或局部降低，而两端的下表面适当的向上收缩，既纵梁中部相当长的范围内具有最大高度和宽度，而两端相应地缩小，这样一方面使车架的应力分布较为平均，另一方面则减轻车架的质量。载货汽车纵梁的断面形状多为开口朝内的槽形（也有Z字形和工字形的），这是因为槽形断面梁的弯曲刚度大、强度高、工艺性好、零件的安装与紧固方便。其缺点是抗扭性差。槽形断面纵梁上、下翼缘的宽度尺寸约为其腹板高度尺寸的35%-40%。纵梁多为冲压件，超重型汽车的纵梁则常采用焊接结构或轧制的成型材。

车架横梁

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横梁将左右纵梁联在一起，构成完整的车架，并保证车架有足够的扭转刚度，限制其变形和降低某些部位的应力。横梁还起着支承某些总成件的作用。车架横梁的分布与有关总成、驾驶室、货箱或车身的支承位置有关。前横梁通常用作水箱和发动机的前支承。为了降低水箱和发动机的支承高度以改善视野，前横梁常制成宽而向下凹的形状，就是我们常说的“元宝梁”。当发动机的前支点位于左右纵梁上时，前横梁则可减小宽度并采用槽形或Z字形断面。中横梁常做成拱形以留出传动轴跳动的空间。货车在后钢板弹簧前、后支架附近分别设置横梁，尾部常要设置拖拽装置横梁，还利用K字形的斜撑来减小连接跨度，都是为了增强其刚度和强度。X形横梁则可提高车架刚度，并抵抗作用在左右纵梁上的一对力偶所引起的车架对角变形

（对于窄而长的货车车架来说单个X形横梁的作用不太明显）。除了横梁的结构，不同的横梁断面形状对车架的刚度和强度也有一定的影响。一般来说腹板直立的槽形断面横梁和有两槽形横梁组成的工字形横梁的弯曲刚度及强度均好，因此适用于后钢板弹簧的支架处；帽形横梁因其断面高度较小，较易做成大弯度梁，宜用于需向下凹的前横梁和拱形的中横梁；封闭形断面梁和管梁的扭转刚度大，宜用于需加强扭转刚度处，但货车多采用扭转刚度不大的非封闭形断面梁的钢板冲压横梁。

采用车架与无车架结构相比有以下优点；（1）来自动力-传动系

统和路面的振动和噪声可通过车架与车身间的橡胶垫减振，使之不易传到车身上和车厢内；（2）便于车身的变型和改装；（3）汽车底盘和

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车架概论

车身可分别装配。缺点；采用车架的汽车，其高度和质量都会增大，降低了汽车的通过性参数及整备质量利用系数。

车架的结构性能

由于车架除承受静载荷外，还承受汽车行使时产生的各种动载荷。因此从整车系统来考虑，对车架结构性能的要求是应有（1