什麼是車架?

1.車架

ldquo;車架rdquo;這個名稱原本是從法文的ldquo;Chassisrdquo;衍生而來的,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,至於車門、沙板、引擎蓋、行李廂蓋等鈑件,則是另外再包覆於車體之外,因此車體與車架其實是屬於兩個獨立的構造。這種設計的最大好處,在於輕量化與剛性得以同時兼顧,因此受到瞭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。

由於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,因此除瞭制造上比較復雜、不利於大量生產之外,也不適合用在強調空間的四門房車上。隨後單體結構的車架在車壇上成為主流,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,這種單體車架一般以ldquo;底盤rdquo;稱之,也就是衍生自英文的ldquo;Platformrdquo;。

車架設計

要評價車架設計和結構的好壞,首先應該清楚瞭解的是車輛在行駛時車架所要承受的各種不同的力。如果車架在某方面的韌性(stiffness)不佳,就算有再好的懸掛系統,也無法達到良好的操控表現。而車架在實際環境下要面對4種壓力。

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(unsprungmass),是由車架承受的,通過輪軸傳到地面。而這個壓力,主要會集中在軸距的中心點。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

當前後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(longltudinaltorsion),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

所謂橫向彎曲,就是汽車在入彎時重量的慣性(即離心力)會使車身產生向彎外甩的傾向,而輪胎的抓著力會和路面形成反作用力,兩股相對的壓力將車架橫向扭曲。   

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。   

實車架的好壞並非物理指標就可以涵蓋,所以即使有超強的新車架出現,最傳統的車架形式依然存在,正因為此,以下的內容才有瞭發佈的意義。

關於車架剛性  

很多人都知道剛性的良好與否會直接影響到一部車的操控,但是所謂的車架剛性究竟指的是什麼?而剛性不足又會帶來哪些後果呢?簡單的說,車架所要求的剛性其實就建構在車架的抗變形能力上,也就是指車架對於受外力影響而彎曲或扭轉的抗力。一旦車架剛性不足,操控性便會受到影響。試想前輪因車架變形而導致轉向時出現時間差,或是輪胎與路面的接地性不良而影響到循跡性與抓地力等,肯定都會使操縱性無法發揮出原有的水準。   

影響車架剛性的外力,通常是來自於路面摩擦力以及加減速或過彎時產生的G值。早期的汽車由於引擎及底盤設計不像現在發達,輪胎的抓地力也不如今日優異,因此車架剛性的重要性並不容易被關註。但是近年來市售車所搭載的引擎已有不錯的動力,許多車都擁有200km/h以上的極速,而且除瞭輪胎進化成抓地力更好的輻射層構造,低扁平比薄胎與大直徑化的設定也成為瞭市場的主流,因此在動力有所提升、輪胎與懸掛所承受的負荷增大並且轉移至車架的情況下,車架本身承受的負荷肯定也會大幅提高,而車架剛性的良好與否也就顯得更為重要。

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