浅谈车架的结构设计

浅谈车架的结构设计图1五菱荣光车架的总体布局参考了五菱之光车架车架的设计是一个受多方面因素影响的过程，基于车架对车身所起的重要作用，在进行车架设计时必须注意到结构的合理性，同时还应考虑到料厚、结构的复杂度以及成本，从而保证汽车的安全性和舒适性。车架主要起支撑白车身、安装底盘件的作用，中门下导轨附属于车架总成。车架必须具有足够的强度和刚度才能够满足车辆的各种工作状况。出于对轻量化和低成本的考虑，车架必须结构简单，料厚合理。车架起连接车身与底盘零件的作用，因此车架的结构很大程度上依据其相邻件的结构而定。以上汽通用五菱汽车股份有限公司的五菱荣光汽车为例，该车型为承载式车身结构，车架总体布局参考五菱之光车架，断面结构参考东南菱利。车架设计时，首先要确定纵梁的走势以及横梁布置位置和数量。五菱荣光相对于五菱之光整体有所加长、加宽，就车架而言，随着轮距的加长加宽（见图1），纵梁也必须做相应调整。纵梁是在保证和前后轮胎包络面一定安全距离的最宽位置。和五菱之光比较，五菱荣光前车架单边加宽36mm，后车架单边加宽36.5mm。同时，为减少焊接时间和提高车架整体结构强度，将五菱之光的三根纵梁在冲压工艺允许的情况下精简为两根。除保证和前后轮胎包络线的最小距离10mm外，还应保证和中门下导轨的最小距离也不少于10mm，所以在控制大梁走势的时候还要考虑中门的开启轨迹。由于五菱荣光的地板高度和五菱之光是相同的，这样五菱荣光的大梁上下表面位置可以完全参考五菱之光。后大梁拔模角度设置为单边1.2°，将前后大梁连接而成五菱荣光车架纵梁。五菱荣光的前车架横梁一结构参考五菱鸿途横梁结构，适当加宽并前后平移至大梁最前端。前车架横梁二为外径42mm的圆管，在绝对坐标中的位置和五菱之光一致。前车架横梁三结构参考五菱之光，因为发动机相对地板下移15mm，该横梁可适当加强结构，保证与变速器上离合拉锁摆臂最小距离大于10mm即可。位置为后地板和座椅框架焊接位置，相对五菱之光位置前移了50mm。前车架横梁四主要作用为布置发动机变速器的后吊点，结构与五菱之光相同并适当加长，位置前移50mm。后车架横梁一参考东南菱利，高70mm，宽60mm，位置为后悬前支点。后车架横梁二结构参考菱利，高60mm，宽60mm，X向中心位置为2115mm，相对于五菱之光后车架，在后桥和尾端梁中间位置加一根和后车架横梁二结构一样，截面略小的后车架横梁三，高50mm，宽40mm，X向中心位置为2385mm。图2前车架焊合总成其他零件将纵梁和横梁布置好之后，车架的基本框架主体部分也就完成了。其他连接件、支撑件等功能件都往梁上焊接即可。有几个结构稍复杂的在下面将一一列举出来。稳定杆支座设计。稳定杆的安装位置需和底盘工程师协商解决。在前纵梁左右位置确定之后，相对位置确定的稳定杆的4个安装点必须安装方便，不与大梁干涉；稳定杆支座应尽可能小，结构强度应符合要求；零件必须满足冲压和焊接工艺要求。盖板B设计。左盖板B为安装电瓶用，右盖板B为安装空气滤清器用，外侧翻边与座椅框焊接（见图2）。电瓶和空滤器的摆放位置在座椅框基本确定后与相应工程师协商布置。盖板可以起凸台或筋条做零件的安装平面。凸台不能妨碍盖板与纵梁的焊接（凸台圆角后与纵梁焊接边相距3mm以上）。下盖板A设计。下盖板属于松动件，根据不同车型选装以保护发动机及其附近管路（见图2）。在设计时应考虑：车辆的通过性决定下盖板的底面高度；下盖板与车架地板的空隙应尽可能小，但是要保证所有管路安全通过；合理布置网格的形状和面积，满足足够的强度和进风量。图3钢板弹簧悬架后悬架左右前支承架设计。五菱荣光后悬架有两种，即钢板弹簧悬架和半独立悬架，分别如图3、图4所示。两种悬架的安装位置和安装方式都有细微差别，受力情况也各不相同，在设计时要区别对待。图4半独立悬架结语要想有好的产品，就要先有好的构思。车架是汽车的重要之重，要承载着整个汽车的重量，在发生意外事故时，车架要经得起碰撞，尽量使人受到最轻的伤害。因此，只有把车架设计得更合理，才能更好地保证汽车驾乘者的安全。