天天看點

皮卡三種車身結構:承載式、非承載、半承載

2019年至今,中國皮卡行業發生了翻天覆地的變化,以乘用化、多元化為顯著特點的新潮流成為行業主導思想。全新發展格局下,國産皮卡逐漸由傳統非承載式車型向外拓展,衍生出高度乘用化的承載式車型,以及相對低端化的半承載式車型,三種車身結構對應着不同需求方向。

非承載式

非承載式是皮卡最常用的車身結構架構,同時也是汽車行業曆史上使用最廣泛的設計。上世紀80年代前,幾乎所有汽車産品采用的都是非承載式結構,承載式結構是随着前置前驅布局不斷發展完善逐漸成為主流的。橫置前驅模式大幅降低了規模化生産成本,同時對于空間的使用率更為高效。承載式結構低成本及高舒适度的優勢逐漸顯露後,非承載式結構逐漸退出乘用車的曆史舞台,但抗扭剛性、高承載能力的優勢使其始終是越野車、皮卡等車輛的首選結構。

“非承載”顧名思義就是“不承載”的意思,架構車身不直接或全部承受沖擊,在架構車身下有獨立布局的“大梁”負責承受來自個方向的力,動力系統和走行系統均內建安裝在一個車架上,然後将車架作為整車裝配的基體,與車身相連接配接。非承載式底盤一般采用矩形或梯形樣式,兩根縱梁從車頭延伸至車尾,橫梁數量及位置根據各廠家技術特點的不同有所差異。“梁”一般為粗壯的鋼制“大方管”,橫縱排列焊接為一體,随着制造技藝不斷更新會使用相當比例的高強度及超高強度鋼材,提供足夠強的抗扭性和承載性。

非承載式車型的架構車身與獨立大梁間多為柔性連接配接,越野或重載時産生的沖擊力主要對底盤大梁起作用,部分受力會通過減震緩沖部件傳導至架構車身部分,車身主要提供碰撞保護和緩沖吸能作用。由于大部分力都被強度極高的底盤大梁所吸收,同時架構車身為柔性連接配接,是以車身扭轉變形幅度很小,能夠極大降低架構車身的受力扭曲和金屬疲勞,使得車輛進行高負荷運動時可以擁有足夠的穩定性、耐久性與安全性。

優秀的非承載式車型并不容易打造。首先,車架和車身是兩個獨立系統,且車架是平面的結構,車身是籠型的結構,是以非承載式車輛面對各種沖擊時上下兩部分的能量吸收和潰縮是兩種不同形态,如果不能良好結合就必然會導緻二次傷害。其次,非承載式車輛的動力系統機械結構更複雜,變速箱、後橋、傳動軸分動箱、前橋以及前半軸等部件均是機械結構,在電子化元器件大行其道的當下,更多的機械結構反倒意味着高成本。

承載式

承載式與非承載式是相對的概念,承載式設計省掉了獨立底盤,車架既是車身也是底盤,完全依靠架構車身承受起伏路面的沖擊和載重,是以承載式結構設計難度更大,對材料強度、結構設計的要求更高。承載式結構多為鋼闆沖壓而成,利用多層鋼闆疊加提升整體強度,并采用特殊幾何學構造分化受力,達到提升架構柔性及剛性的目的。承載式車身由于取消了獨立大梁設計,可以有效降低底盤,使得發動機、變速器、懸挂的位置更貼近地面,是以采用承載式車身在燃油經濟性方面、以及操控當面更有優勢,同時在車内空間使用率方面也更優秀。

承載式結構通過柔性設計賦予了車輛極高的整體性,使得車輛更适合在路況良好的道路上行駛,為駕駛者和乘客提供足夠的舒适性和安全保護,但追求柔韌性也注定了其沒有足夠的剛性結構應對并非鋪裝路面的沖擊。金屬材質并不憂慮硬碰撞,卻十分擔心彎折扭轉,承載式車身由于缺少剛性抵禦結構,面對沖擊力隻能靠金屬柔性抻拉抵禦,高頻率非均衡的扭轉會讓車身鋼闆出現金屬疲勞,使得承載式車身輕薄的鋼闆金屬結構“變得松散”,即車輛也會随着使用出現“骨質疏松”的現象。

金屬部件和結構近90%的使用失效是由循環應力幅度遠低于所涉及材料抗拉強度的疲勞引起的,在循環變形過程中通常會受到大量累積的、不可逆的損傷。機械零件在交變壓力作用下,經過一段時間後,在局部高應力區形成微小裂紋,再由微小裂紋逐漸擴充以緻斷裂,輕則影響車輛駕駛品質,重則可能造成車架變形。疲勞破壞具有在時間上的突發性,在位置上的局部性及對環境和缺陷的敏感性等特點,故疲勞破壞常不易被及時發現且易于造成事故。

不過這并不意味着承載式結構完全隔絕于越野環境,實體結構間的差距雖然難以通過技術手段超越,但卻可以無限靠近。随着技術不斷發展,承載式車身的整體強度也在不斷提高。比如福特全新小皮卡Maverick就采用了承載式車身,其載重能力和拖挂水準不輸傳統皮卡,并且福特還計劃針對該車推出高性能越野版。新路虎衛士也一改往日風格,舍棄了過去的大梁結構轉而采用了承載式結構,是以理論上隻要車身強度足夠大,那麼承載式車身一樣可以很硬派,能夠實作城市駕駛與越野路況兼顧。

半承載式

半承載式車身結構現如今并不多見,其概念是把“底盤”嵌入承載式車身的架構裡,屬于嵌入式大梁,一般車型會呈現為前懸挂為麥弗遜、但後部為鋼闆彈簧的形式。這種設計結構的目的是希望利用車架強度+低标準大梁實作1+1﹥2的效果,部分微卡采用的正是此類結構。半承載式結構理論上似乎比非承載式更優秀,但實際上整體強度略遜一籌,且車架減振緩沖力度不足導緻舒适性也不如承載式車型,最終除了生産成本相對較低外沒有太多優勢,是以半承載式并不适合普通家用型車輛,民用領域隻适合低端工具車使用。

精彩内容推薦

2

最新皮卡限行&解禁整理——京津冀

4

最新皮卡限行&解禁整理——

華中豫/鄂/湘

繼續閱讀