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承载式、非承载、半承载有什么区别,未来汽车会有哪种结构呢?

 逍遥_书斋 2022-05-07 发布于河南

车身是什么结构?

这个问题对于轿车用户而言往往不关心,主要是SUV、ORV&PICKUP的用户喜欢讨论这个话题,因为这些车型都被视为“越野车”,但真正的越野车只是off-road vehicle/ORV,PK指皮卡,主流皮卡也可以用来越野,唯独SUV真的不是越野车。

SUV·sport utility vehicle,释义为运动型多用途车,定义就和越野没有关系;不过这种车型的设计倒是与越野车相同,但却是“形似神不似”,也就是车身结构的差异了。参考下图,这是高端SUV的车身结构概念,采用纵置四驱系统。

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有没有发现承载式结构就像是个“框架”?就是这样喽。所谓的“承载”可以理解为车体本身要承受起伏路面的冲击和载重,承载的正是这套框架,它是由钢板冲压焊接而成;钢板显然会很薄,但却可以用多层钢板叠加,并以特殊的几何结构来提升强度;比如底盘后排底板的凸起就是为了提高抗扭强度,平整的钢板从两端往上拉很容易使其变形,可是加上凸起结构之后就需要很强的力量才能破坏其结构。

所以承载式车身也可以有很强的抗扭强度,不过尴尬的是驾车越野时的起伏冲击就是“很强的力量”。

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如果想要感受到车身在起伏路面的变形,最直观的方式就是在车身起伏的时候停住,随后下车观察尾门两侧的缝隙宽度是否一致,或者尝试车门或尾门是否容易打开;尾门之所以要设计出很大的缝隙,目的就是在越野时里面车门与车身覆盖件(钢板)挤压,车身在起伏路面上会出现相当程度的扭转变形。

那么承载式车身就不适合拿去越野了,适合的只是在平整道路上行驶,车身不会过大程度的扭转则可以保证强度与使用寿命。

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反之如果驾驶轿车、SUV或者MPV却越野的话,高频率的高强度扭转会让车身钢板出现金属疲劳;所谓的金属疲劳可以理解为钢板内部结构“变得松散”(断裂),虽然外部看不出来但内部结果已经有不同程度的损坏,有可能造成车架变形、最轻也会影响车辆的驾驶品质,因为转弯或加速时车身的扭转变形程度加大。

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非·承载式车身和半承载式

想要越野就要用不会轻易变形的车身,承载式框架车身做不到,非承载式结构可以做到;顾名思义,非承载式就是“不承载”,指框架车身不直接或全部承受冲击,在框架车身以下会有一套独立布局的“大梁”。

如果对卡车比较熟悉则应当见过拆掉货箱的卡车底盘,越野车也是这种结构但多为梯形,粗壮的钢板焊接成“大方管”,横纵排列焊接为一体;底盘会使用相当比例的高强度和超高强度钢,其抗扭强度会非常高。

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框架式车身和底盘的组合方式有两种:

  • 柔性连接·非承载
  • 焊接·半承载

通过类似于发动机机脚的减振机脚胶,一端连接底盘、一端连接车架,车身就像是柔性的固定在底盘上;越野时的冲击力主要冲击底盘本身并由减振缓冲传导至车身的部分,车身扭转变形的幅度小得多,所以这种结构用于越野才能足够可靠。

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不过这种结构的制造成本也是偏高了一些,为了保证越野能力要加强底盘,为了控制驾乘品质还需要优化车身;可车身主要是用于碰撞保护,对于提升结构强度没有什么意义。

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半承载式车身比较少见,现在已经没有量产车使用了;其概念就是把“底盘”嵌入承载式车身的框架里,属于嵌入式大梁,也可以理解为非承载式底盘与车身焊接为一体。这种设计可以利用车架的强度配合相对低标准的大梁,实现“1+1>2”的目标,似乎要比非承载式结构更理想;但是强度还是略低于非承载结构,缺少车架的减振也容易感觉到颠簸,半承载式更适合不考虑驾驶品质和使用寿命的赛车,普通民用越野车不宜使用。

最后需要了解的是未来车辆可能使用的结构-「嵌入式·半承载」!

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不是说嵌入式车身不如非承载式吗?那只是针对燃油车而言。未来的汽车显然都会是电动汽车,现在也已经热度很高了;这种车型有一组体积很大的“电池包”,电池包总是位于底盘位置,底盘可以向上整体凸起,然后把一组长方形的电池包塞进去。

这是什么概念呢?

简而言之就是让传统的底盘整体变形,通过几何结构提高抗扭强度,同时利用抗扭强度很高的电池包作为结构加强件;扭转车身的作用力需要作用于电池包和车身,只要电池包的强度足够高,车身强度自然也会非常高,目前这种嵌入式底盘的强度可以达到40000N·m/°,已经高于很多越野车了。

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综上所述,燃油汽车区分为承载式和非承载式,区分的目的是分别满足节油和越野,非承载式的底盘有数百公斤重,去掉这套底盘的车架就能有效降低油耗,反之则能够满足越野;而电动汽车总是需要电池包的,那么只要车辆有可靠的电四驱系统,未来的车辆也就不区分SUV&ORV了,甚至与皮卡都可以使用这种半承载式结构,只有重载卡车才需要夸张的底盘。

以后可以驾驶BEV/PHEV SUV去越野了。

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编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN发布,保留版权保护权利

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