【技研】汽车车架知识讲解

1.1车架的类型:

广义的车架包括两大类，我们所说的车架一般指下面的1类。

(1)传统式车架:采用非承载式车身，应用于货车、越野车等;

(2)承载式车身:主要用于轿车，承载式车身兼起车架作用 。 

1.2车架的分类: 

车架可以分为三类  :

1、边梁式车架:边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。

2、中梁式车架：中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊梁式车架。

3、综合式车架：车架前部是边梁式，而后部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。

1.3车架的发展：

车架在结构布置上应达到合理的目标，何为合理？所谓的合理就是在满足车架自身有足够的强度、刚度的要求及整车布置要求的前提下，达到便于安装和拆卸。车架结构是否关键需要从两方面分析，即车架自身关键结构强度、刚度和底盘件辅助关键结构的功能。

1.车架结构的受力：

要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。如果车架在某方面的韧性不佳，就算有再好的悬挂系统，也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对4种压力。

a.负载弯曲：

部分汽车的悬挂重量，是由车架承受的，通过轮轴传到地面。而这个压力，主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁一般都要求较强的强度。如下图，利用CAE的分析手段来计算的车架弯曲刚度计算工况：

b. 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,情况就好象要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。

c．横向弯曲：

所谓横向弯曲，就是汽车在入弯时重量的惯性（即离心力）会使车身产生向弯外甩的倾向，而轮胎的抓着力会和路面形成反作用力，两股相对的压力将车架横向扭曲。

d．水平菱形扭动：

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，这种情况就好象将一个长方形拉扯成一个菱形一样。

2.纵梁、横梁及其联接：连接方式如下图：

3.车架常用材料：

车架制造涉及整车四大工艺中的冲压、焊接、涂装、总成。

1、焊接及其本质：

焊接是通过局部加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使分离的两部分金属形成原子间结合的一种加工方法。焊接两大特点就是加热、加压。

2、焊接方法分类：

3、车架中常用焊接方法：

（1）CO2气体保护焊：

CO2气体保护电弧焊属于气体车架中常用焊接方法，利用外加气体作为电弧介质并保护电弧与焊接区的电弧焊方法。其适用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。下图为CO2气体护焊的焊机。

优点：：1 焊接生产率高；2 焊接成本低；3 焊接变形小；4 焊接质量高；5 适用范围广；6 操作简单。

  缺点： 1 飞溅率较大且表面成形较差； 2 很难用交流电源进行焊接；3 抗风能力差；

（2）点  焊：

棒状铜电极压紧后通电加热，在工件之间形成椭球状熔化核心，切断电流冷却结晶形成熔核。

点焊过程：

点焊需控制的工艺参数：焊接电流，电极压力，焊接时间，电极头端面直径。

工艺特点：  （1）操作简单； （ 2）生产效率高；  （3）生产设备及维修复杂。

应用范围：适用于薄板焊接，在汽车制造业得到大量应用。因车架钢板较厚，应用此种焊接不如车身广泛。

4、焊接对车架的影响：

  焊接过程中，由于被连接构件局部受热和焊后不均匀冷却，将产生焊接残余应力和焊接变形。焊接应力与变形对车架构件的稳定和疲劳强度均有显著的影响，焊接残余应力高的可达到钢材屈服点。

防止变形过大的方法：（1）设计应考虑在保证安全的前提下减小焊缝的尺寸；（2）合理的坡口形状；（3）对称布置焊缝；（4）选择合理的焊接顺序等。

1、车架失效分析定义：车架失效分析是在车架设计和制造过程中对构成车架的子系统、零件进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的结果，从而预先采取必要措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。

2、潜在失效后果及起因：