車架加固的話題已經寫在許多關於汽車公升級的文章中。 但每次講到這個話題,總會有一些騎手跳出來說我只在城市裡用,不是為了好玩,所以根本不需要加架。 這句話看似沒有錯,但可以負責任地說,其實是對框架強化的誤區。 如果要說車架加固,它的起源確實是賽車上的防滾架,畢竟已經說過無數次了,防滾架的作用除了保護駕駛員的安全外,還有增加車架的剛性。
圖:一體式框架是承受來自四面八方的應力的幾何結構,因此要求設計框架的工程師對幾何力學有深入的了解,因為可以說正是這些結構影響了整個身體。
圖為:雖然廠家對車架的不同部位使用不同強度的鋼材,但這只會使各個部位更堅固,而車架的剛度實際上是由幾何形狀決定的。
這裡需要注意的是,賽車用防滾架的加固在概念和用途上與傳統車輛的加固完全不同。 其概念是使防滾架成為車架的一部分,其功能是使賽車的車架成為空間管陣列車架,通過空間管陣列車架的幾何機構大大提高了車架的剛性,從而使車輛控制更加直接和銳利。
圖為:賽車上的防滾架有兩種型別,專業類一般焊接在國際汽聯認證防滾架的車架上。
圖為:防滾架表面上是為了保護駕駛員而設計的,實際上是硬固定在車架上,這使得它與車架融為一體,這意味著這些汽車不再使用一體式車架,而是變成了乙個空間管陣列。
但是,在我們的民用車輛上,雖然說車架剛性提高後,車輛的操控性也會在一定程度上提高,但實際上,這並不是加強車架的目的。 我們之所以需要加強框架,最重要的原因是使框架更耐用。 為什麼? 這要從框架開始。 車架是受力的部位,路面、慣性甚至發動機產生的所有力都需要由車架承受。 在現代汽車中,最常用的車架是一體式車架(承重車身)。 這種車架沒有大樑,整個駕駛室、發動機艙等部件直接用鋼板沖壓,然後通過焊接和膠合進行組合。
圖:通過這張圖可以更清楚地看到,塔頂採用防滾架鋼管加固,這意味著其受力已被防滾架完全取代。
非承重(大樑)框架結構,由於梁以其核心,剛性足夠強,可以很好地承受各種力,但一體式框架不同,首先,一體式框架沒有梁,它只能依靠設計師需要通過幾何力學設計出具有足夠剛度的空間框架來承受這些力, 但即使設計好,一體式框架仍然會出現剛性不足的問題。這種缺乏剛性最直觀的表現是框架的彎曲、扭曲和其他變形。 彎曲是指縱向變形,即 y 軸的變形,而變形是橫向 x 軸的變形。
圖:安裝框架加固的目的與防滾架不同,安裝框架加固後,塔的原有頂部仍然受力,比如這個屋頂,它只是為了保持塔頂不變形,從而保護框架,減少或防止金屬疲勞。
因此,汽車製造商在開發一些效能車型時,不僅會通過新增材料來提高車架的剛性,還會通過新增一些額外的加固結構桿來提高車架的剛性,而我們所做的車架加固實際上更像是後者。 只是我們把車架的耐久性作為根本目的,所謂耐久性,歸根結底就是減少或延緩車架中金屬疲勞的出現。 金屬疲勞是指金屬零件經過一定程度的彎曲和拉伸(迴圈應變)後,金屬零件永久變形或斷裂的狀況。 如前所述,無論框架設計得多麼好,仍然會有變形,例如塔頂、擋泥板、車身**通道、防火牆等部分。 讓我們從懸架塔的頂部開始,在行駛過程中,從地面的彈跳、振動、轉向時來自橫向的慣性力等,都需要由衝擊來承受,而衝擊吸收這些力,同時,力會傳遞到塔頂。 但是,由於塔頂周圍缺乏支撐,塔頂在受力時會向內變形,當車輛返回塔頂時會恢復,而不會產生金屬疲勞。
這種變形和恢復的過程就是上面提到的迴圈應變,在這種情況下,塔頂在很長一段時間後就會永久變形。 當框架變形時,原來設計的空間結構也會失去平衡,不會恢復,只會緩慢而嚴重地惡化。 當車架嚴重變形時,會伴隨其他資料紊亂,比如車輛的推進角度,這會使車輛越來越難以駕駛,甚至更糟糕的是,汽車已經過時了。 所以,不要以為公升級一定是玩車、換車什麼的,民用車的公升級應該與日常使用掛鉤,車架加固是更好的保護車架的措施。