车架作用及布置要求

现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架。汽车绝大多数部件及总成都是通过车架来固定的，如发动机、传动系、悬架、转向系统、驾驶室、货箱和相关操作机构。车架起到支撑连接汽车各零部件的作用，并承受来自车内外的各种载荷。

车架的结构形式首先应满足汽车总布置的要求。汽车在复杂的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应该发生干涉。汽车在崎岖道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形；当一边车轮遇到障碍时，还可能使整个车架扭曲成菱形。这些变形将会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置，从而影响其正常工作。因此，车架还应具有足够的强度和适当的刚度。为了提高汽车整车的轻量化水平，要求车架质量尽可能小。此外，车架应布置得离地面近一些，以使汽车重心降低，以利于提高汽车的行驶稳定性。这一点对于客车和轿车来说尤为重要。[1]

2早期设计

早期汽车所使用的车架，大多都是由笼状的钢骨梁柱所构成的，也就是在两支平行的主梁上，以类似阶梯的方式加上许多左右相连的副梁制造而成。车体建构在车架之上，至于车门、沙板、引擎盖、行李厢盖等钣件，则是另外再包覆于车体之外，因此车体与车架其实是属于两个独立的构造。这种设计的最大好处，在于轻量化与刚性得以同时兼顾，因此受到了不少跑车制造商的青睐，早期的法拉利与兰博基尼都是采用的这种设计。

由于钢骨设计的车架必须通过许多接点来连结主梁和副梁，加之笼状构造也无法腾出较大的空间，因此除了制造上比较复杂、不利于大量生产之外，也不适合用在强调空间感的四门房车上。因此单体结构的车架在车坛上渐渐成为主流，笼状的钢骨车架也逐渐改由这种将车体与车架合二为一的单体车架所取代（如：货柜车），单体车架一般以“底盘”称之，也就是衍生自英文的“Platform”。[2]

3车架分类

车架目前根据结构形式不同，分为梯形车架、脊梁式车架、周边式车架及桁架式车架。

梯形车架

由两根纵梁和若干横梁组成。纵梁断面形状为槽形、Z字形或箱形等。纵梁在水平面内或纵向平面内可以做成弯曲的、等断面或变断面的。

梯形车架因抗弯强度大，零件安装紧固、方便，在商用货车及部分客车上得到广泛应用。在乘用车上极少应用。

脊梁式车架

脊梁式车架只有一根位于中央且贯穿汽车前后的纵梁。纵梁断面形状可以是圆管形或箱形。

脊梁式车架的车架质量小、强度、刚度较大，与独立悬架配合使用能提高汽车的通过能力。车架的制造精度要求高、保养维修困难是它的缺点。

周边式车架

车架中部加宽，不设横梁，其主要件常用封闭形断面。

周边式车架因地板高度低、乘客舱容积大、结构简单、质量小、易于制造等原因，在排量大的乘用车上得到应用。

桁架式车架

桁架式车架由钢管组合焊接而成。具有刚度大、质量小的特点，但制造困难，主要用于赛车。

此外，还有一些其他类型的车架。目前，在某些高级轿车上采用了一种ISR型车架。后部车架与前部车架用活动铰链连接，后驱动桥总成（主减速器、差速器）安装在后车架上，半轴与驱动车轮之间用万向节连接。后独立悬架连接在后车架上。这样，不仅由于独立悬架可使汽车获得良好的驾驶平顺性，而且活动铰链处的橡胶衬套也使整车获得一定的缓冲，从而进一步提高了汽车的驾驶平顺性。

有的轿车为了减轻整车质量，尽量做到轻量化而采用了半车架。半车架就是在车身前部有一部分车架，发动机和前悬架安装在车架上，这样可使车身局部得到加强。

部分轿车和一些大客车车取消了车架，而以车身兼起车架的作用，即将所有部件部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受。这种车身称为承载式车身[1]。

4车架发展

大梁式和承载式车架是占绝大多数的主流车架形式，但它们都分别有着显著的缺点，即笨重和刚度不足。出现了融合这两者优点和车架设计方案，三菱PAJEROIO的独创车架，在承载式结构的车厢底部增加了独立的钢框架，可以认为是简化的大梁结构，从而在保证刚度的同时，重量和重心又比大梁式结构大为下降。另一个例子是本田S2000，由于对性能要求很高，而敞篷车身的刚度不足，于是在承载式车架的底部加焊了类似大型横梁的补强结构，从而增强了刚度。今后这种“杂交”车架的形式肯定会更层出不穷。

5受力形式

要承受的4种作用力的形式

1）负载弯曲

从字面上就可以十分容易的理解这个压力，部分汽车的非悬挂重量（unsprung mass）。因此车架底部的纵梁和横梁（member），一般都要求较强的刚度。

2）非水平扭动

当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动，车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力（longltudinal torsion），情况就好像要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。

3）横向弯曲

4）水平菱形扭动

因为车辆在行驶时，每个车轮因为路面和行驶情况的不同，（路面的铺设情况、凹凸起伏、障碍物及进出弯角等等）每个车轮会承受不同的阻力和牵引力，这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形，这种情况就好像将一个长方形拉扯成一个菱形一样。

6翻新辨别

检查车架识别事故车，我们在选择旧车时，对于车架号的检查可以说是最为重要的一项，当我们消费者没有准确的把握经验，必须要找一个懂得维修的人来进行帮忙，对于我们消费者来说，检查车架可以识别出是否为事故车。

我们先来看表面，由于在经过试车以后，大部分的事故车会在车架号上留下一定的痕迹，这必须要我们进行详细的观察才可以进行准确的判断。特别是在轿车一般车架号都可以采用整体车身的结构来进行构架，所以车身以及车架的整体设计上来说，很多的货车或是说SUV型的车都会采取单独的车身处理，车架式在设计上也以单独的方式进行处理，对于公路型或是城市型的SUV型车也会采取整体的车身设计，也就是我们通常所说的轿车底盘设计的车型。如果当车架受到一定的损伤以后，车辆在行驶的过程中会发生一些不良的影响，如果在转向的过程中存在不稳定的情况时，由于直行车辆的车轮会有一定的声音，轮胎会存在一定的磨损痕迹，转向是侧面时会产生不均匀的现象或是存在跑偏等问题，这都是与车架的弯曲度有很大的关系，如果是这样就说明已经出现过相应的交通事故，这车就不能购买。我们在进行现场勘察的过程中，可以对前后轮进行直线检查，如果左前后轮与右两侧的前后轮都不是一条线就说明车架整体已经变形了。如果车轮后侧与轮罩之间的间隙长短不一，就说明整车的车身有了一定的弯曲现象，以上这种车不能购买。

7影响寿命

断裂或变形的原因

1)汽车行驶在不平路面上，引起的车架垂直冲击载荷，超过车架的许用应力。另外，在汽车上下坡、转弯或装载不均时，也会引起车架局部过载而导致车架断裂。

2）车架设计或附属装置造成局部转矩而使车架断裂。如有的车架纵梁前部横截面较小，同时因发动机和变速器的影响，故横梁分布较少，从而使车架的刚度变差，若在动载作用下，可能导致纵梁前部断裂，即常见在纵梁下翼断裂。另外，车架还受垂宜于纵梁的悬臂载荷（如油箱、悬架和备胎等）所产生的局部扭曲，也是造成车架断裂的原因。

3）汽车行驶时，前轮一侧受到很大阻力，使车架易发生对角线的平面变形。

4）汽车发生撞击事故，严重的撞击会造成车架变形

车架变形是指车架改变了原来的几何形状，并使在车架上安 装的各总成零件相对位置发生变化，引程车辆的技术状况变坏，导致汽车不能正常行驶。车架变形常因作用于车架的力超过其弹性极限，当作用于车架的力消除后，车架不能恢复原状，形成了残余变形。