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        [汽車設計知識]詳解汽車副車架結構原理與分類

          汽車行業人士在評點汽車底盤部分的時候,經常都會提到副車架的結構等信息,但對于普通消費者來說卻不是太關注,作為專業的汽車設計工程服務公司,今天華銳欣程就來給大家分享一下關于汽車副車架的一些知識內容。

          汽車副車架是什么

          其實,副車架并不是所有汽車上必備的結構,但是在家用車型上卻是非常重要的底盤組成部分。有副車架就有主車架,主車架其實就是汽車的車身,簡單地講,汽車的副車架就是車橋、車軸和差速器等懸架構件的支架,形成一個車橋總成,通過它再與汽車主車架進行剛性或柔性(橡膠或液壓襯墊)連接。副車架一般由本體、橫向穩定桿和控制臂所共同組成,一方面它可以承受發動機的振動載荷,另外一方面它可以承受路面情況所帶來的各種沖擊,提高汽車懸掛系統的連接剛度。

        汽車前副車架
        汽車后副車架

          汽車副車架的作用和原理

          可能大家對副車架并不太了解,副車架其實是“可有可無”的,市面上很多經濟車型就沒有安裝副車架,而是將懸掛系統直接與車架硬性相連,這樣的最大好處是節省生產成本,但行駛質感就不敢恭維了。所以,副車架常見于運動型轎車或者高端車型,通過副車架可以減弱路面震動給車身帶來的沖擊,提高懸掛系統的連接剛度,提高汽車行駛過程中的舒適性和穩定性,使底盤的行駛表現更扎實緊湊。而汽車行駛在各種路面時,懸掛系統會對車身造成各種沖擊,時間久了就會因受力不均帶來各種形變,但在副車架的作用下,就可以代替車身承受如受載彎曲、非水平扭動、橫向彎曲和水平菱形扭動等車架變形情況,提升車身抗扭能力,在發生碰撞時更會直接受力,從而提高整車碰撞安全性能。此外,通過副車架還能降低發動機和路面震動所帶來的噪音,提高汽車艙內靜音水平。

        汽車副車架的結構

          發動機并非直接與車身剛性連接。而是通過懸置與車身連接。懸置就是我們經常能看到的,發動機與車身連接處的橡膠軟墊。其作用是用來隔絕發動機震動。也就是說在懸置的作用下,發動機震動能夠盡可能少的被傳至駕駛艙。由于發動機在各個轉速范圍段都有不同的震動特性,所以好的懸置機構能夠有效屏蔽各個轉速范圍段的震動。這就是為什么我們在開一些匹配較好的高檔車時,無論發動機處于2000轉還是處于5000轉,在駕駛時都感覺不到太多發動機震動的原因。

          副車架與車身的連接點就如同發動機懸置一樣。通常一個車橋總成需要由四個懸置點與車身連接,這樣既能保證其連接剛度,又能有很好的震動隔絕效果。

          這種帶有副車架的懸掛總成能分五級減小震動的傳入。第一級震動由輪胎臺面的軟橡膠變形來吸收,這一級變形能吸收大量的高頻震動,第二級為輪胎的整體變形吸收震動,這一級主要吸收比第一級稍高的路面震動,比如石子之類引起的震動。第三級為懸掛搖臂各個連接點內的橡膠襯套進行震動的隔絕,這一環節主要是減小懸掛系統的總成沖擊。第四級為懸掛系統的上下運動,這一運動主要吸收長波震動,也就是過溝過檻時引起的震動。第五級為副車架懸置對震動的吸收,這里主要吸收的是前四級沒有完全屏蔽的震動。

          所以對于副車架來說,在性能上主要目的是減小路面震動的傳入,以及提高懸掛系統的連接剛度,因此裝有副車架的車駕駛起來會感覺底盤非常扎實,非常緊湊。而副車架懸置軟硬度的設定也面臨著像懸掛調校一樣的一個不可規避的矛盾。副車架懸置如果設計較軟,那么能夠很好的隔絕汽車行駛時產生的震動,但是過軟的副車架懸置設計會在高速轉彎時帶來較大的運動形變,這樣會導致輪胎定位的不準確,從而降低了汽車的操縱穩定性。較硬的副車架懸置,能夠帶來很高的連接剛度,但是對震動噪音的隔絕卻十分有限。所以工程師們在設計和匹配副車架時通常會針對車型的定位和用途選擇合適剛度的橡膠襯墊

          汽車副車架的分類

          汽車副車架的分類主要有元寶梁、H型和全框式,當然還有一些比較少見的如液壓管材彎曲式等,這里主要介紹以上三種形式:

          第一種元寶梁,因形似元寶的形狀而得名,尺寸相對較小、重量也較輕,成本并不高,常見于德系車型,比如我們剛剛拆過的上汽大眾朗逸就采用的這種類型。

        元寶梁汽車副車架

          第二種H型形狀很像H字母,一般在中級轎車上用的較多,許多車型后車橋一般也都喜歡采用H型副車架。特點是機艙布置靈活,可以配合許多結構加強件,整體的連接剛度也不錯。此外有一種井字型副車架,其實本質也都是H型的變種,特性與H型大致相當。很多車的后副車架都采用這種類型。

        H型汽車副車架

          第三種全框式副車架又被成為口字形副車架,整體的連接剛度最好,有六個支點與車身連接,支撐面更大更穩固;還可以控制發動機下沉軌跡,吸收碰撞能量,提升汽車安全性,可以配合各種結構加強件。它是豪華車型普遍采用的一種方式,也是最為推薦的一種副車架結構形式。很多緊湊車型也宣傳自己是全框式副車架,其實僅僅是表面上看著像而已,這里就不點名了。

        全框式汽車副車架

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