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福田轻型载货汽车

车架设计

提纲

整车对车架的要求

车架的受力情况分析

车架的结构分析

8.3.1车架的基本结构形式

8.3.2车架宽度的确定

8.3.3纵梁的形式、主参数的选择

8.3.4车架的横梁及结构形式以及材料的选择

8.3.5车架的连接方式及特点以及材料的选择

8.3.6载货车辆采用铆接车架的优点

8.3.7车架设计的公差分析与控制

8.4车架的计算

8.4.1简单强度计算分析

8.4.2简单刚度计算分析

8.4.3CAE综合分析

8.5车架设计注意事项

8.5.1概述

8.5.2焊接车架注意事项

8.5.3铆接车架注意事项

8.5.4车架的通用化设计

8.5.5车架的轻量化设计

8.6附表

附表（一）现有车架参数一览表

附表（二）BJ1046E6西南车型设计方案计算书

附表（三）轻量化设计实例

附表（四）常用纵梁材料牌号的选用、标注

附表（五）常用部分国标牌号钢材与企标牌号汽车梁用钢板牌号及成份、性能对照对比

足了市场的需求。

4、前后收缩式车架有时为了满足总布置的需要，也采用了前后收缩式车架，有效地布置了大型的发动机。

8.3.2.2车架宽度的确定

车架的宽度主要由前后轮距确定的，确定车架的宽度按以下原则进行：

①车架前部宽度主要考虑前轮的最大转角，选用成型的方向机要考虑方向机的安装，有时结合驾驶室的安装统一考虑。

②车架中部的宽度要考虑发动机及发动机附件（排气管、变速操纵杆）的安装。

③为考虑高速车的稳定性，希望增加车架后部宽度，以便能加大后簧托距而不使板簧支架的悬臂过长。如BJ1027A和CA1026的托距都很大，1032单胎系列五星轻卡也一样。

④对双胎车，后轮距一确定，车架后部宽度取决于轮胎、板簧、车架三者的间隙。

⑤从简化工艺的角度看，最好做成前后等宽，对低价位的产品，这一点很重要，如BJ1046E6就是采用这种结构设计的。

⑥考虑标准的要求，我国汽车专业标准规定中型载货车边梁式车架的宽度为864±5mm

车架宽度选择的典型结构：

轿车、微型车和单胎轻型车车架做成前窄后宽结构，前部窄是为了增大前轮转角。从发动机安装处开始加宽，后宽是确保加大后簧托距而不使板簧支架的悬臂过长，最典型的是CA1026车架，前部宽度760，后部840。

双胎载货车，做成前宽后窄结构。如1028非独立悬架的五星小卡（前740，后640）和五十玲NPR（前935，后810）。

③1049（NKR55LL）是以上两种车架的综合，前部宽度630、中部740、后部700；五十玲NHR单胎车型前部宽度630，中部中部740、后部800。

8.3.3纵梁的型式、主参数的选择

8.3.3.1纵梁的型式

纵梁主要有以下五种形式：槽型薄壁断面、闭口薄闭断面、Z字型断面、工字型断面等。其中重型载货汽车和超重型载货汽车采用工字型结构截面的型材，Z字型断面不常用。在此主要讨论前面两种结构形式的纵梁断面。两种结构（相同的断面面积）的优缺点如下：

型式

图示

抗弯性能

抗扭性能

材料利用率

固定资产投入

总布置方便性

变形方便性

车架工艺

应用情况

槽型薄壁断面

好

很差

较好

大

好

差

铆接为主，小部分焊接

批量应用于各种载货、中型和轻型载货车辆

闭口薄闭断面

成型管

较差

较好

差

小

较差

好

焊接

部分轻型车，如BJ1022、现代小货车，部分越野车，福田小卡

焊接结构

一般

很大

好

差

微型货车、皮卡、越野车

不同的断面形状，抗弯与抗扭的性能是不一样的具体见下表

断面形状

断面面积F

惯性矩JX

抗弯断面系数WX

极惯性矩JP

抗扭断面系数WP

槽型断面

100

100

100

0.5

4

矩形断面

100

81

82

32

50

圆形断面

100

76

79

100

100

8.3.3.2纵梁主参数的选择

1、要满足强度和刚度需要，具体从以下三个方面考虑：①根据轴距对车架刚度的初步验算；②同类车型的类比分析，具体见附表（一）。③初步的强度计算。

2、要考虑规划中产品对车架断面的要求，满足产品系列化对车架纵梁强度和刚度的要求。

3、车架纵梁要尽量简单，减少断面急剧过度及弯曲，减少应力集中。

4、通过CAE分析，最终确定车架强度和加强板的形状和结构形式。

对槽型梁结构，要注意纵梁高宽比的确定，通常范围为2.8—3.5之间，例如1029车架为170/55=3.09比较合适。1046E6为195/55=3.54，宽度偏小。

8.3.3.3纵梁的材料

对闭口薄闭断面矩形车架纵梁，公司一直选用10号钢，目前已累计生产30