第二节 车架
一、车架的功用和要求
1.车架的功用
现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架，俗称“大梁”，它是跨接在前后车轮上的桥梁式结构，是构成整个汽车的骨架。汽车绝大多数总成、部件和许多重要的管线都直接或间接地固定在车架上，并使它们保持正确的相对位置。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。
2.对车架的要求
车架是整个汽车的安装基础，故对车架的机构及稳定性有比较高的要求。
1）应满足汽车总体的布置要求，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。
2）应具有足够的强度和合适的刚度，以满足承受各种静、动载荷的要求。
3）满足轻量化要求，结构要简单，便于机件拆装、维修。
4）车架的结构形状尽可能有利于降低汽车重心和获得大的转向角，以提高汽车行驶的稳定性和机动性。
二、车架的类型及其构造
汽车车架按结构形式可分为边梁式车架、中梁式车架、综合式车架和无梁式车架。目前汽车上多采用边梁式车架和无梁式车架。
1.边梁式车架
边梁式车架的结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。因此，被广泛应用在货车和大多数的特种汽车上。如图1-2所示，边梁式车架由两根纵梁和若干根横梁构成，纵梁和横梁之间通过铆接或焊接的方法连接起来。
纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z形或箱形。根据汽车形式不同和结构布置的要求，纵梁可以在水平面内或纵向平面内做成弯曲的以及等断面或非等断面的形式。
纵梁的结构具有以下特点：
1）从宽度上看有前窄后宽、前宽后窄和前后等宽3种形式，前窄使前轮具有足够的偏转角度，提高了车辆的机动性能；后窄用于重型车辆，便于布置双轮胎。
图1-2 边梁式车架
1—保险杠 2—挂钩 3—前横梁 4—发动机前悬置横梁 5—发动机后悬支架及横梁 6—纵梁 7—驾驶室后悬置横梁 8—第四横梁 9—后钢板弹簧前支架横梁 10—后钢板弹簧后支架横梁 11—角撑横梁组件 12—后横梁 13—拖钩 14—蓄电池托架
2）从平面度上看有水平的和弯曲的两种形式，水平的纵梁便于零部件、总成的安装和布置；弯曲的纵梁可以降低车辆重心。
3）从断面形状上看有槽形、Z形、工字形和箱形几种，这些形状在满足质量小的前提下，保证了车架具有足够的强度和刚度，以承受各种载荷。横梁多为槽形。
横梁不仅可以用来连接左、右两个纵梁，使之成为一个完整的框架构件，保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，还可以支承发动机、散热器等主要部件。通常货车有5～6根横梁，有时会更多。横梁一般也用钢板冲压成槽形，为增强车架的抗扭强度，有时采用管形或箱形断面的横梁。
某些越野汽车在车架纵梁前端两侧装有加长梁，以便在加长梁前端安装绞盘装置和专用的保险杠。在未装有加长梁的纵梁上，其前端两侧备有一组冲孔，以便需要加装绞盘等装置时，可以紧固左、右加长梁。
有些汽车车架为加强纵梁和横梁的连接，并使车架具有较大的刚度。用钢板制成的盖板焊在或铆在连接处。
综上所述，边梁式车架的优点是结构简单、制造容易；有利于改装变型车或者多品种车辆；便于布置和安装；具有较高的强度和刚度；车架与驾驶室分开，采用弹性悬置安装，有利于隔振。缺点是重量较大；车身不参加承载，对扭转刚度无贡献；不利于降低底板高度。
2.中梁式车架
中梁式车架又称脊骨式车架，只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，如图1-3所示。中梁的断面可以做成管形或箱形。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，因此被采用在某些轿车和货车上。
图1-3 中梁式车架
图1-3所示为具有中梁式车架的轿车底盘，中梁前端做成伸出的支架，固定发动机。传动轴装在管式的中梁内。主减速器壳固定在中梁的尾端，形成断开式驱动桥，中梁上的悬架托架用以支承汽车车身和安装其他机件。
中梁式车架使车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，可提高汽车的越野性；与同吨位货车相比，其车架较轻，减少了整车质量；同时重心较低，因此行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大；脊梁还能起封闭传动轴的防尘套作用。但这种车架的制造工艺复杂，精度要求高，给维护和修理造成诸多不便，故目前应用不多。
3.综合式车架
综合式车架也称复合式车架，车架前部是边梁式，而后部是中梁式的，如图1-4所示。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。该车架的边梁用以安装发动机，悬伸出来的支架可以固定车身，传动轴从中梁中间穿过，但这种结构制造工艺复杂，目前应用也不多。
图1-4 综合式车架
4.无梁式车架
许多轿车、公共汽车没有单独的车架，而以车身代替车架，主要部件连接在车身上，这种车身称为承载式车身。这种结构的车身底板用纵梁和横梁进行加固，车身参与承载，整体刚度好，质量轻，可以使底板高度和重心高度降低，使上、下车方便，便于批量化生产，但制造要求高且不容易改型，由于传动系统和悬架的振动和噪声会直接传入车内，需要采取隔声和防振措施。图1-5所示为承载式轿车车身壳体，图1-6所示为大客车整体承载式车身骨架。
图1-5 承载式轿车车身壳体
1—顶盖 2—前风窗框上部 3—加强撑 4—前围外板 5—前挡泥板 6—散热器框架 7—底板前纵梁 8—底板部件 9—行李箱后板 10—侧门框部件 11—后围板 12—后风窗框上部
图1-6 大客车整体承载式车身骨架