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车架结构粗解（二）

爱改车 — Fri, 17 Oct 2008 02:46:33 +0000

车架结构粗解（二）
　　文：R.P
　　
　　　审编：健
　　之前介绍了两种最为基础和简单的车架机构，本文则介绍较为复杂的一体化车架和空间管阵式车架。 （三）一体化式车架 1、传统式一体化车架
　　将两种没有分支结构的车架形式介绍完后，剩余的两种形式都有众多的分支结构。首先是一体化车架设计，英文称作Monocoque。传统意义上的一体化车架，就是将主车架、承载梁、外壳等等看作一个整体，各部分通过焊接将之接合。如果从字面上解释一体化设计会较为复杂，但站在车厂的角度上，一体化设计的出现，可以令车辆的生产速度获得前所未有的提高，虽然对于生产车架各部分所需要的加工机器的成本巨大，但是生产效率的提高、自动化设备的广泛应用，令单件部件的制作成本降低，所以某些车厂可以年产百万辆，如果换了其他机构，是根本不可能实现的。 RX-8的车架设计，属于较为传统的一体化布局。 FORD的Mustand也是传统式一体化布局，可以看到，承载梁、叶子　板等等，都是车架的其中一部分，通过焊接将各个构件接合在一起。
　　虽然目前几乎所有的量产车型都采用一体化车架设计，但其也有诸多缺点，例如重量和金属材料的消耗量都是不可避免的，但因为其拥有不错的抗撞击能力、有效使用空间大等诸多有点，此设计还是被保留下来，目前更多的汽车厂家在不遗余力地探索基于此次设计下的有效解决办法，从而也引申出多种一体化形式。 Jaguar的全铝合金一体化车架，一改过去全部使用钢板的时代，铝合金能　有效解决了锈蚀、重量等问题，但要提高刚性，则需要更高明的力学设计。 2、轻量化高刚性一体化车架（ULSAB Monocoque）
　　首先需要说明，该车架形式属于一体化车架的一个分支，而且属于少数族类，其整个生产过程与传统的一体化车架一样，只是在各部分构件上的制作上有所不同，大家都知道轮圈的分类中，有铸造轮圈和锻造轮圈，而锻造也分为低压锻造和高压锻造两种，高压锻造刚性高，而低压锻造则在刚性和韧性之间找平衡点。轻量化高刚性一体化车架其实与普通一体化车架的区别就如同此种区别。轻量化高刚性一体化车架的生产过程中，所有车架内的部件都是依靠高压成型的，而普通的一体化车架则多为冲压成型，两者的区别就在于成品内部的分子排列上，高压成型的分子结构细密、均匀，而冲压成型则会出现并不均匀的应力分布，令焊接后整车刚性不足的缺点。从E46时代开始，BMW的三系便开始使用这种名为轻量化高刚性一体化车架设计，因为材料加工工艺提高，令原来某些细节上的补强可以被取消，从而达到更佳的整体刚性和轻量化诉求。
　　ULSAB的概念是有保时捷提出，并使用，而时至今天，这种比相同设计下的一体化车架要轻一半，刚性提高一半的设计，只有被少数车型的几个车型所使用，成本相对较高是其没有被广泛使用的其中一个重要原因。 3、碳纤维一体式车架
　　看到碳纤维一词，无敌网的读者相信都心里有数了，能用上这些车架结构的绝非普通车型。不错，这种结构绝对上少数民族中的贵族。碳纤维一体化车架最早出现在赛车上，当然也是那项每年烧掉数十亿美元的一级方程式赛车，而在街车上，最早的，真正能被称为碳纤维一体化车架的车型是1993年发售的Mclaren F1，该车的风头被其宝马的627匹V12引擎和破纪录的360公里极速所抢去，从车架设计角度上看，这台车同样是世界之最，最早使用全碳纤维一体化设计的车架，从下面这张仅能找到的图片上，就可知道F1是何等的奢华，无论引擎、悬挂还是三名成员都被包裹在那个碳纤维车壳里，无论整体刚性还是重量，普通的汽车均难望其背。麦拿伦F1之后，便是1995年的法拉利F50和ENZO，两者的设计均来自一级方程式，当然也就名正言顺地用上这种碳纤维一体化设计，不过与之前的麦拿伦F1不同，F50和ENZO更贴近一级方程式，碳纤维部分只有乘客座舱及前方的悬挂支撑梁，后方则由引擎和变速箱完全充当作车架的后部结构。想想这三台车在车坛的地位，不是贵族吗？左图为麦拿伦F1的全碳纤维一体化车架；右图则是法拉利F50的。 F50的俯视图，尾部只有引擎和变速箱充当车架的后部结构一体化概念只实现在成员舱和车头。后悬挂系统及引擎周边全部安放在引擎和变速箱上。
　　碳纤维一体化车架的设计在许多介绍中并不止这区区的三台车（民用街车），有的连同959、288GT0甚至F40等也划归此项，不过笔者不敢苟同，既然作为一个独立的设计形式，80年代的那些只是某部分实现了碳纤维化，相比之下没有上述的三台来得彻底和统一。所以介绍“碳纤维一体化车架”还是只有三个主角。 1987年的F40，只是在乘客座舱等部分实现了碳纤维化，而其他机件仍　构筑在空间管阵车架上，所以不能将之划入“碳纤维一体化车架”范畴。 4、盆式铝合金一体化车架这种车架只有一个车厂在设计制作，那就是Lotus莲花车厂，当然也包括了购买其车架成品的OPEL。此款车架最先被应用在Lotus的Elise上，同时也让Elise成为了经典，一台最具操控性能、最具赛车化特性的街道超级跑车，之所以能被划入超跑序列，最大的原因并不是其只有百来匹的输出，而是其优异的车架设计。盆式铝合金是一个全新的概念，其所有部分均采用铝合金制作，然后各部分通过胶水（环氧树脂）粘合在一起，成为一个整体，从而诞生了盆式铝合金一体化车架的概念。这就是莲花车厂委托丹麦铝窗公司制作的盆式铝合金一体化车架，整个车架的重量只有65公斤，但抗扭性能超人，也是Elise受欢迎的主要原因之一。数量不多的铆钉加上特殊的环氧树脂胶水，成为了整个车架的连接方式。不过其通过撞击试验，证明胶水同样很安全。 （四）空间管阵式车架 1、传统空间管阵式车架空间管阵式车架是目前众多规模化生产的车架形式里，整体刚性最好的一种。传统意义上的空间管阵式车架设计，概念同样来自碳纤维一体化之前的一级方程式赛车，在碳纤维仍未被发现前，大部分的方程式赛车都会使用这种结构。之后随着房车赛事和一些超级跑车的赛事开始兴起，这种只在高处不胜寒的车架结构慢慢被人们认识。不过，其结构导致了其虽然属于批量生产的结构，但相比一体化车架可以大批量机械化生产，空间管阵式仍只能进行劳动密集型加工，例如法拉利已经算是产量最高的超级跑车厂和空间管阵式的忠实拥护者，但是在铝合金管阵车架被应用前，其年产量也就三千台上下，后来由美国铝材加工铝合金空间管阵车架后，产量才得以提高，不过年产量还是不超过5000辆，同样使用该设计的其他超级跑车厂，其产量则更少。最为典型的空间管阵式车架结构，其采用的管材多为高拉力钢管，也就是铬钼钢管。而结构形式则千变万化，没有特定的要求。车架前部完成承载了悬挂、转向、电子系统、成员舱等。空间管阵式车架的后部结构，承载了引擎、变速箱、悬挂等关键部件。
　　应该这样说，正是因为这种车架的随意性很大，所以开发者可以很有着重点地考虑车架的承载问题和安全等问题，既可以设计上的不断优化令整车刚性大幅提升，也可以将整体重量降到最低，所以即使整体体积巨大的超级跑车，比相同尺寸的房车等要轻上许多便是其优势所在，而且，更重要的是，它可以轻易承受那些讲求极致动力性能的引擎，所以其各种特殊便成了超级跑车们的最爱。 2、铝合金空间管阵结构
　　传统式的空间管阵式车架虽然在性能上无所挑剔，但是其管材是通过焊接完成的，而且管阵机构的随意性很大，对于大量生产根本就是天方夜谭。所以有不少的汽车厂家开始考虑如何将这种如此优秀的车架设计形式进行大量生产，其中，最早获得成功的是奥迪（AUDI）和本田（HONDA），两个车厂几乎同时推出了各自的铝合金空间管阵结构，前者将之应用在其顶级的大型房车A8和小型房车A2上，而后者则令NSX成为全球第一台铝合金车架的超级跑车。现实中的AUDI A8车架。厂房公布的三维图片，A8的空间管阵其实结合了一体化和管阵式各自的优点。 AUDI A2的铝合金管阵式车架结构同样简单，车架并　没有如一体化车架般，其车架就是整车的骨干所在。 NSX的设计同样精妙，对于有多年赛车经验的HONDA要设计这样的车架并无太大的困难。
　　目前，除了AUDI和HONDA外，已经有许多超级跑车或者其他量产车型采用这种铝合金空间管阵式车架，例如最知名的有法拉利的F360和F430等等，不过需要注意的是，铝合金虽然重量轻，硬度也得到有效的解决方法，但是其容易氧化和可燃等特性确实是许多车厂值得考量的。
　　文章至此，目前市场上能被见到的车架设计形式已粗略地进行了介绍。文章没有出现太多的专业数据和词汇，毕竟在无敌网上的读者多是车迷，而非汽车设计工作者，太多的专业或者会打消对这样复杂的事物的理解热情，毕竟笔者也只是一个车迷，并不是什么汽车设计从业人员，或者那些参数上的，设计优化上的理解让那些人去实现吧，我们只需要了解自己的车便足够了。

CIVIC TYPE-R底盘粗解

爱改车 — Fri, 17 Oct 2008 02:46:28 +0000

CIVIC TYPE-R底盘粗解作者: RP
　　摄影： Tony
　　审编:健鸣谢：TAK BO版权:中国无敌改装网
　　原本不想这么快出这篇文章，因为对于这台EP3的拍照工作还未完成，甚至连车子本身也还没有改造完成，但今天获悉在英国生产的EP3停产的消息，心里甚不是滋味，之前的NSX停产已经令笔者阵痛了一会，今天又是EP3，或者明天不知什么时候轮到DC5，一台一台的高性能跑车相继从HONDA的产品线上退出，作为一个车迷，谁都不会觉得好过吧？这台是香港某知名车手的座驾，也是今年出征澳门东望洋的战车出于保密理由，并不方面公开这台的改装厂，但可以说明，这台引擎虽有K20A之名，但内部基本已经是经过完全强化了！
　　此文并非又要介绍EP3，因为在爱改车开站之初的第一篇文章就已经介绍过，作为一台在FIA 2000组别中所向披靡的战斗机器，其内部，或者车架方面又有什么过人之处呢？始终赛车不是比引擎出力的大小，而是讲求整体平衡性，底盘的设定方面对胜负有着至关重要的影响。或者，随着照相机，让我们粗略地看看到底EP3为什么可以战无不胜吧！车架的强化，全部使用FIA认可的高拉力钢管，所有管径由45～50mm不等此乃防滚架的一部分，由前档风玻璃下经过，接到前塔顶处仪表台被拆去后的景象，整个驾驶位置被后移，此车架产自英国专业的赛车服务公司仪表台旁边的线组已经全部被打散，因为这台车的引擎还在海外备战中 A柱部分被强化，可以这样说，车架的大部分受力件已经转移到综横复杂的强化支架上了，效果就如同超级跑车般的“空间矩阵式车架” 防滚架的结构极为复杂，基本上已经没有多少人可以数得出它是几点式了驾驶舱的后部，基本上这里的主要承载物就是油箱这个铁架是B柱，其加强方式和A柱相同，除了保护车手以外，还强化了车架中段的刚性上图为底盘，看到这样的情景，谁还会想到它是一台一体化车架设计的车呢？整车使用大量碳纤维部件以减轻重量，甚至车内整个地台都覆以碳纤维盖板车门饰板同是碳纤维物料制成，而且不是我们国内常见的材质，这种碳纤维的制作有着相当难度三只脚踏板全部经过专门的防滑处理；而银色物体就是赛车上常见的气动顶高器，方便检修前方为承重的重点，所以三个气动顶高器以前二后一的三角形布局位于原装车备胎位置的后顶高器，利用三角形稳定性原理，打入高压空气后将车身顶高打入气压高达20个Bar位于左后尾灯总称上的进气装置，需要时打入高压气体，顶高车辆前悬挂部分，EP3采用麦花臣式设计前下摆臂被安装于承托引擎的副车架上这个物体便是方向机，因为车身被降低了许多，所以其安装平面也要相对地作出调整后悬挂系统，采用拖臂式设计后悬挂的下摆臂稳定杆和防倾杆这个便是俗称“狗骨”的倾角调整器前制动系统，来自英国著名的制动器厂家AP RACING，而且采用一体化铸造而成，基本上只有赛车场才能见到一体化成型的制动卡钳，而且所有地方都经过偷轻处理
　　对于这台赛车的介绍只能如此，因为太多的东西出于保密阶段，在没开赛之前，并不方便对外公布。

订做底盘强化部件

爱改车 — Fri, 17 Oct 2008 02:46:26 +0000

订做底盘强化部件
　　文：RP
　　摄影：203040 　审编:健鸣谢：FDR版权:中国无敌改装网
　　底盘强化是每台改装车都必须经历的改装项目，主要原因还是因为原装车，大部分都是以够用为前提，而且还要控制成本，所以车架方面都会尽可能地节省。原装车在不进行改装的前提下，基本上可以说只是仅仅够用，但是一旦遇到激烈的操控时，那种车身变形是很容易便察觉出来的。原装车如此，改装过的车辆更甚，特别是一些改装过动力系统、悬挂系统和制动系统的车辆，因为各个受力位置的强度均增加，于是令车架变形状况更为剧烈。所以加上一些必要的底盘强化套件是非常有必要的一种强化手段。
　　这次这台订做的底盘强化件的车型是旧款的SEAT 6K车型，因为其产于90年代中期，使用至今，大部分的机件已经出现老化迹象。而且，该车的前悬挂系统采用简单的麦花臣式设计，下摆臂只安装在一个“凹”字型的副车架上，同时也要承担引擎本身重量和震动，所以加装下摆臂撑杆便是这次的项目。先拆卸下摆臂前轴承螺丝，左边已经安装定位铝座这个便是定位铝座，也是下摆臂撑杆的一部分。两个底座安装完成后，技师丈量两个底座间距离。切割定长的铝合金型材。
　　试位，再对管材进行细部修改。将底座拆下，进行焊接过程。一套转为罕有SEAT 6K车型定制的下摆臂撑杆就完成了。安装简单，因为该车采用麦花臣式前悬挂设计，所以装拆均不会影响到各倾角的变化。安装完成后的模样。
　　因为该车之前已经自行安装了前后塔顶撑杆，车架上部的强化已经完成，这次是进一步强化下部刚性。试驾下来，发现下部的刚性确实提高了，特别是行至凹凸路面时，明显感觉路感明显了，而且转向时，指向性也有增强，但最突出的变化是轮胎的变化，原来还算满意的附着力，一下子变得有点不足，这是因为刚性提高后，轮胎贴附地面的能力更强，于是便对轮胎的质量提出了更高的要求。毕竟改车是相辅相成的，某部分的能力提高，必然会导致其他部分显得不足。不过再不断的进步中，车子的各方面性能已不能与原装时相提并论了。

车架结构粗解（一）

爱改车 — Fri, 17 Oct 2008 02:46:18 +0000

车架结构粗解（一）
　　文：R.P
　　
　　　审编：健前言：首先声明，这篇讲述车架结构的文章并非什么学术性的文章，只是以笔者所知转为文字，让各位读者了解目前小汽车的基本构造，毕竟无敌网涉足的是汽车改装，各位看官只需了解到车架大致的结构便可以了。
　　一辆汽车的灵魂是什么？相信许多读者会不加思考的便会回答是引擎，不错，作为消费者，在考虑购买汽车时首先想到的也是引擎，它的排气量是多少，它的功率是多少等等。但实际上，汽车除了引擎系统及其传动系统外，悬挂形式、车架结构往往会被忽略。笔者觉得，一辆汽车的好坏，除了其动力系统外，车架才是重点要挑选的，它直接关系到整辆车的行驶状态控制、耐用性、动力输出效率等。在我们充分地了解了引擎等相关部分的知识后，对于其各个系统的载体，车架的知识也是时候划入我们的视野了。如果说引擎是汽车的灵魂，那车架必然就是发肤。车厂设计车架时，会使用不同的颜色去代表单独的构件或者各个部分　所受的力，从图中可以发现一个一体化车架是由众多的冲压件构成的。
　　汽车发明于1886年，最初的形式只是来自当时的房式马车的结构，也就是最古老的一种车架设计，经过百余年的发展，特别是第二次世界大战后，车架设计技术发生了翻天复地的发展，现代汽车也逐渐变得越来越理智了。二十一世纪的今天，市场上能被我们认识的车架结构，主要分为四个大类：最被广泛使用的是一体化式车架结构，英文为Monocoque，目前市场上绝大部分的车型都采用此种结构；第二种则是最为古老的一种，俗称的阵式车架结构，英文为Ladder Chassis，也可以称为梯阵式车架，目前所有的硬派越野车和部分的SUV仍使用此种结构设计；第三种是已经非常罕见的骨干式车架，英文为Backbone Chassis，曾经在历史名车栏目中介绍过的TOYOTA 2000GT便是这次结构；最后一种便是空间管阵式车架，英文为Space Frame，传统意义上的空间管阵式车架因为其制作过程特殊，所以只能生存于那些贵价的超级跑车上，而随着科技的发展，部分量产车也开始尝试进行变通而采用，毕竟其优秀的力学结构是其他结构很难取代的。 F50设计时的设计图，它采用碳纤维一体化车架设计，是最为顶级的车架设计概念。
　　虽然看似简单地将地球上的民用小车所使用的车架结构分为四个大类，但实际上远不是那么简单，四种大类的下面有些又各自分出了一些衍生结构，以下，我们便一一进行简述。 （一）阵式车架
　　阵式车架由来以久，也不是汽车所特有的结构，它应该源自人类历史古老的马车，后来才被应用到这种现代交通工具上的。无敌网没有怎么介绍过那些硬派的越野车，例如旧款的Pajero、陆地巡洋舰一类车型改装，所以没有一些图片可以进行说明，但是简单地形容，阵式车架结构，最大的特点就是其底盘可以与乘客座舱可以完全分离的，例如旧款的Pajero V31之类，阵式车架上被放置了引擎、变速箱、悬挂系统、行走系统等最为主要的系统，而驾驶舱和前方的引擎舱则是一个独立的个体，驾驶舱与车架间由八颗螺丝作固定，必要时，松开这些螺丝，便可以实现分离，而且没有了驾驶舱，单靠车架仍可行驶。这就是阵式车架最大的特点，所以在车架的基础上，外观可以完全不受限制的随意变更。目前民用车市场上，除了某些越野车外，房车已经很少使用阵式车架了，而少数族类中较为知名的AC Cobra眼镜蛇。眼镜蛇的典型阵式车架结构。货车或者客车都仍在使用这种结构方式。作为一种古老的、传统的车架机构，发展至今仍有其存在的空间。
　　阵式车架设计相对简单，对于各种行驶时的应力处理较为合理，而且一个成熟的车架可以应用于多款车型上，毕竟其外壳如同人的衣服一样是随时可以更换的。最重要的是，阵式车架的某些性能很好，例如前后配重、横向扭力、菱形扭力的处理虽然比空间管阵式差，但优于一体化车架形式，所以时至今天仍为许多车型所采用特别是那些对行驶路面要求不高的越野车和SUV等。 （二）骨干式车架
　　骨干式车架可以说已经成为了历史，现今几乎所有大型的汽车制造厂商已经停止使用这种车架设计。骨干式车架的发明者是Lotus（莲花）车厂的创办人哥连卓文（Colin Chapman），当时，其发明这种车架动机很简单，就是要降低生产成本，所以其设计相当简单，一个长长的中管，连接前引擎、变速箱和后驱动轮部分，也是一种典型的FR布局形式。其实说白了，骨干式车架的概念是来自阵式车架的，或者也可以称为廉价版的阵式车架。但是，虽然廉价，可以令整车成本下降，但其缺点却非常突出，以今天的安全观念考量，骨干式车架两边是空的，没有任何防护，对于侧面撞击都是致命的。另外，其中轴设计要求高，对于车架系统所必须承受的几大力学，如垂直弯曲、纵向扭力、横向扭力、菱形扭曲等载荷根本很难应付，所以骨干式车架注定是要被淘汰的。而从发明到结束，基本都只有英国本土的车型使用过，如Lotus、TVR等，而丰田的2000GT也是使用如此设计。丰田的2000GT的车架设计概念便是来自哥连卓文设计的骨干式车架。剔除掉所有部件后的骨干式车架，可以看到其结构确实非常简单，只是安全性强差人意。典型的骨干式车架，对于正侧面撞击毫无防守之力，根本不可能通过今天的侧撞测试。

图看树脂纤维车身包围制作过程

爱改车 — Fri, 17 Oct 2008 02:46:00 +0000

图看树脂纤维车身包围制作过程
　　文：Rong
　　摄影：A-C
　　技术支持：我行我速审编：健我们常说树脂纤维材料生产的车身包围，碳纤维材料的车身包围，或这或那材料的，但无奈就一直就未有机会参观其成型过程，这次有幸藉着拜访“我行我速”包围生产车间之机，拍下树脂纤维材料包围的成型过程，算不上什么技术型文章，权当解解眼馋吧。能够顺利完成这次采访，并得到厂家的技术支持，实在得感谢“我行我速”工作人员的配合，感谢再三！第一，在模具上均匀地刷一层胶衣（模具早在设计时已完成）。第二，待胶衣晾干以后，均匀地刷一层胶灰。第三，刷好胶灰并迫走胶灰气泡，立即铺上纤维粘。第三，平整铺好纤维粘后，刷树脂。第四，要赶在树脂未干以前用压轮迫走树脂内可能存在的气泡。这工序有点像我们常说的加强分子的结合紧密度。右手压轮，左手刷子，一压一刷，用作及时填补树脂可能存在的气隙。第五，晾干、脱模。当前面四个步骤完成以后，晾干、脱模下来的就是车身包围的雏形。第六，粗磨。第七，喷底漆。第八，补沙眼。第九，打水沙。第十，再喷第二重漆。第十一，包装，出货以上就是车身包围的制作成型过程，看似很简单吧？不，事实上，我们仅算是很粗略地浏览整个过程而已，有机会的话，我们当然乐意作出更详尽的报导。

图看碳纤维材料车身包围制作过程

爱改车 — Fri, 17 Oct 2008 02:45:59 +0000

图看碳纤维材料车身包围制作过程
　　文：Rong
　　摄影：A-C
　　技术支持：我行我速审编：健碳纤维材料的车身包围跟树脂纤维制品的成型工序有多大不同，答案其实是相差无几的。当然，我们说的只是制作工序、步骤有所类似，因为两种是绝然不同的材料，制作成本与售价也有着天壤之别。第一，在模具上面刷质量上乘的进口胶衣（图以树脂纤维模具为例）。第二，铺进口碳纤布。第三，薄刷进口优质树脂。第四，刷进口表面粘。第五，铺进口纤维粘，并刷进口树脂粘紧。第六，等待晾干，并经过脱模，合模，最终成型车尾扰流器雏形。第七，细心剔除包围内的瑕疵。第八，精细打磨。第九，抛光。第十，打包，出货。“我行我速”工作人员为我们演示碳纤维材料的防火性、耐热性。图中的碳纤布不着火，火机拿走立即摸刚才加热的位置，你将完全感受不到半点热量。