钢管编织车架的优点和缺点

车架的主要原料及分别： \x0d\x0a无论是摇篮式车架或双翼梁车架或是两者混合的新型车架，在用料上都可分成两大类：铝合金及钢管。\x0d\x0a\x0d\x0a 人人都爱的铝合金车架\x0d\x0a\x0d\x0a铝材本身是比较软，韧度及强度亦较低，不适合作工程用金属。但铝材比较轻身，及高度抗氧化的防锈特性。因此，为改善铝材较差的强度，必须混入其他金属制成合金才能够作车架之材料，一般被称为飞机铝(飞机机身同样使用铝合金为材)。\x0d\x0a\x0d\x0a铝合金之优点在于轻巧，高抗氧化能力，可塑性高，能于冷工(ColdWork)下塑型及加工，轻微变形车架容易拉回原状。但铝合金同样有其缺点。铝合金会有一种大部分金属的问题，便是金属疲劳。除此之外，因硬度较低，抗磨性不佳，部件较易磨损，不适合用于经常活动之部份。\x0d\x0a\x0d\x0a 因为铝合金硬度不足问题及金属疲劳特性，在铝合金车架某些部份上必须在表面加工(铝合金车架不平滑如磨沙般既表面便是其加工结果)，令表面有WorkHarden之情况，因此提高表面之硬度及产生表面横向压力以防止车架出现裂痕。\x0d\x0a\x0d\x0a 铝合金车架多数以注模(DieCast)制造，存在模具成本。由于有工序上及模具之需要，因此，一般铝合金车架造价较高，所以需然铝合金车架比较轻，但一般不会应用在平价或低性能的车种中使用，以免提高售价或造成浪费。以前铝合金车架只会跑车身上出现，但近年在高性能的街车、专业的爬山车甚至乎是高性能绵羊都有采用铝合金车架。\x0d\x0a\x0d\x0aYamaha摩托车在制造第三代Delta-Box车架时，采用了一种名为ControledFillingAllyDie-castingTechnology铝合金计算机印模锻造技术制造。\x0d\x0a\x0d\x0a该技术能制造更复杂的外型，并同时准确地控制车架的厚度，让受力支点厚一点。最重要是能有效减少气泡形成，利用计算机感应器控制模件内不同部份的吸力，让铝合金更准确和更快速地被注入模具内，令注模时间可以缩短了五倍之多。\x0d\x0a\x0d\x0a 所以温度控制更佳，令制成品的密度和刚性都得到改善，令新车架的横向刚性增强但重量却减轻。此外车架的焊接点也可以大幅减少。\x0d\x0a\x0d\x0a普遍被人轻视的钢管车架\x0d\x0a\x0d\x0a钢材同样是合金，主要由铁(Iron)做成，加入炭Carbon，铬Chromium，镍Nickel，钒Vanadium，磷Phosphorus，镁Manganese等等其他元素制成。\x0d\x0a\x0d\x0a由于钢材由小型炭原子及大型铁原子所合成，所以钢材有一种名为Cottrelllocking的效果，使钢材没有一般金属存在的金属疲劳现象。\x0d\x0a\x0d\x0a 但有利必有弊，Cottrelllocking会导致金属难以冷工加工，所以钢材塑型多数会加热后才加工(Hotwork)。钢材Hotwork还有其他好处，如红热钢材快速冷却(Quenching)会使钢材有纤维性结构，令纲材更加坚韧。\x0d\x0a\x0d\x0a 钢材的抗氧化力亦算高，但不及铝合金，因此，此类车架一般都会有漆油保护，防止氧化。因硬度较高，抗磨性佳，除车身外，引擎及波子盘等经常转动的地方都会用上钢材。\x0d\x0a\x0d\x0a钢管车架在外观上不及铝合金车架粗壮，也较为普遍，所以予人一种过时老土的感觉。其实钢管车架无论在硬度，韧度及强度都比较铝合金优异。\x0d\x0a\x0d\x0a意大利摩托车之皇Ducati的作品，包括登上世界竞赛颁奖台的超级跑车和最新的型号，都是一直使用捆杆式圆管车架。\x0d\x0a\x0d\x0a 钢材缺点是材料本身十分之重，材料本身价钱比铝合金贵，不过因为刚性高，可减少用料，及车架工序简单，车架成本因此反比铝合金更便宜。 \x0d\x0a\x0d\x0a摩托车的钢管车架，一般都是使用已成形的钢管，经加热后再拉出所需形状，然后再利用烧焊方法制成最后的车架。相比起注模式的铝合金车架，制造钢管车架所需的工序比较简单，所需要的注模规模比较小型，不像生产铝合金车架需要有大型注模的昂贵模具。所以钢管车架，在平价及低性能车种中被普遍采用。

如果大家对钢管车感兴趣，可以去网上搜索一下资料和图片。

钢管焊接的车架耐用，刚性好，刚性对于讲究操控的汽车来说是非常重要的。

车身的刚性如果不好，那车子的操控性也是很差的。如果车身的刚性很好，那汽车的操控也是相当好的。

如果车身刚性不好，那车身的响应速度是比较慢的，这样车身的响应与驾驶员的操作就是不同步的，这种车的操控性就是不好的。

如果车身刚性比较好，那车身的响应速度是很快的，这样车身的响应与驾驶员的操作就是几乎同步的，这种车的操控性是极好的。

大部分赛车都会使用钢管焊接的车架，这样不仅是为了提升操控性，也是为了提升安全性。

大家都知道，赛车是一项比较危险的运动，所以为了保护车内成员的安全，有些赛车的车架是直接用钢管焊接起来的，这样在出现事故时可以保护车内成员。

有些车的车架不会使用钢管焊接，但是车内会装上防滚架，这种防滚架也是很多钢管焊接起来的。

铝合金是目前市场上使用最普遍的材质，优点在于重量轻、短时间的硬度和刚性表现最佳、塑形加工容易、不会生锈，要轻可以把管材抽得极薄，要强也可利用cnc模具切削做出夸张的外型和惊人的强度。缺点是几乎没有弹性可言、会累积金属疲劳，也由于其灵敏轻巧、高刚性的特性，因此很容易传达地面的振动，造成骑乘舒适性不佳。

钢材是使用在自行车上最久的车架材质，主要优点包括长时间骑乘的刚性佳、管材有弹性（吸震）、管材接合方式多且加工性佳、易焊接且不需要热处理，因此成本与价格相对较低。缺点则是重量过重，保养不当容易生锈，管材塑形较不易且有金属疲劳的问题。

首先轮扣式脚手架稳定安全性能高，它没有任何的活动紧缩件，在使用中可以保证节点的拉力和压力合理分布，保证良好的刚度和稳定性，最大限度的防止传统脚手架上活动紧缩件造成的不安全隐患。

大梁式车架

在港台汽车刊物中常称作“阵式车架”，是最早出现的车架类型（从全世界第一部汽车开始一直沿用至

今）。大梁车架的原理很简单：将粗壮的钢梁焊接或铆合起来成为一个钢架，然后在这个钢架上安装引擎、悬架、车身等部件，这个钢架就是名附其实的“车架”。

大梁式车架的优点是钢梁提供很强的承载能力和抗扭刚度，而且结构简单，开发容易，生产工艺的要求也较低。致命的缺点是钢制大梁质量沉重，车架重量占去全车总重的相当部分；此外，粗壮的大梁纵贯全车，影响整车的布局和空间利用率，大梁的厚度使安装在其上的坐厢和货厢的地台升高，使整车重心偏高。

综合这些因素可见，大梁式车架适用于要求有大载重量的货车、中大型客车，以及对车架刚度要求很高的车辆，如越野车。传统越野车在良好道路上行驶时表现出重心过高的不良操控性，就是由大梁式车架所致。(图A：大型客车 图B：丰田Prado越野车的大梁车架）

承载式车架

也称作整体式或单体式车架。针对大梁式车架质量重、体积大、重心高的问题，承载式车架的意念是用金属制成坚固的车身，再将发动机、悬架等机械零件直接安装在车身上。这个车身承受所有的载荷，充当车架，所以准确称呼应为“无车架结构的承载式车身”（采用大梁车架的汽车车身则称为“非承载式车身”）。

承载式车架由钢（较先进的是铝）经冲压、焊接而成，对设计和生产工艺的要求都很高，这也是中国目前的车身设计开发难以突破的大难点。成型的车架是个带有坐舱、发动机舱和底板的骨架，我们所能看到的光滑的汽车车身则是嵌在骨架上的覆盖件。

承载式车车架是目前轿车的主流，因为这种结构将车架和车身二合为一，重量轻，可利用空间大，重心低，而且冲压成型的制造方式十分适合现代化的大批量生产。但是除了开发制造难度高外，刚度（尤其是抗扭刚度）不足也是承载式车身的一大缺陷。

这问题在日常用车上还不明显，但对于大马力、大扭力的高性能跑车，要求有很高的车架刚度，普通承载式车身就显得刚度不足。因此近年的高性能汽车，除了马力不断提升外，各车厂也不断致力于提高车身的刚度，目前主要采取的办法是优化车架的几何形状和采用局部增粗或补焊以加强抗扭能力。

由于承载式车架将全车所有部件，包括悬架、车身和乘员连成一体，具有很好的操控反应（正式学名是“操作响应性”），而且传递的震动、噪音都较少，这是大梁式车架不可比拟的。因此不仅是轿车，就连一些针对良好道路环境设计的越野车也有弃大梁车架而改用承载式车身的趋势，这就是所谓的“城市化越野车”。另外针对大梁式车架地台高的弊病。

近年还出现了采用承载式车身的大型客车（称为“无大梁车身”或“无阵车身”），由于取消了大梁，旅游大巴可以在车底腾出巨大且左右贯通的行李空间，用于市区的公共汽车则可以将地台降至与人行道等高以便于上下车（要配合特殊的低置车桥）。低地台是客车的一个重要发展方向（图E）。

钢管式车架

前面曾说过承载式车架的设计开发和生产工艺都复杂，只适宜大批量生产。但是对于少量生产的轿车又如何呢？虽然可以采用共用平台策略，但所谓的“共用平台”能共用的只是悬架、传动系统等底盘部件，承载式的车架由于必须与车身形状吻合，对于不同的车身造型是不能共用车架的。于是钢管式（又称“框条式”）车架便应运而生。

顾名思义，钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架，再将零部件装在这个框架上。它的生产工艺简单，很适合小规模的工作坊作业，50-70年代英国有很多小规模的车厂生产各式各样的汽车，都是用自行开发制造的钢管车架，是钢管车架的全盛时期。

时至今日仍采用钢管车架的都是一些产量较少的跑车厂，如LAMBORGHINI和TVR，原因是可以省去冲压设备的巨大投资。由于对钢管车车架进行局部加强十分容易（只须加焊钢管），在质量相等的情况下，往往可以得到比承载式车架更强的刚度，这也是很多跑车厂仍乐于用它的原因。（图F是LAMBORGHINI DIABLO的钢管骨架，装上覆盖件后成为图G）

铝合金车架

奥迪A8的车架是用铝合金做的，但那是冲压成型的结构，只是材料不同了，仍属于承载式车架。这里说的铝合金车架是另一种类型，将铝合金条梁焊接、铆接或贴合在一起组成一个框架，可以理解为钢管车架的变种，只是铝合金是方梁状而非管状。铝合金车架最大优点是轻（相同刚度的情况下）。但是成本高，不宜大量生产，而且铝合金本身的特性决定了其承载能力受限制，暂时只有少数车厂运用在小型的量产跑车上，如莲花ELISE和雷诺SPIDER（图H）。

碳纤维车架

亦即是开头所提到的“特殊材料一体成型式车架”。制造方法是用碳纤维浇铸成一体化的底板、坐舱和引擎舱结构，再装上机械零件和车身复盖件。碳纤维车架的刚度极高，重量比其它任何车架都要轻，重心也可以造得很低。

但是制造成本是它的致命伤，因此目前都只用于不计成本的赛车和极少数量产车上。碳纤维车架在80年代首先出现一级方程式赛车上，然后延伸到C组赛车和90年代的GT赛车，至今仅有的两部采用碳纤维车架的量产车是94年的MCLAREN F1和95年的FERRARI F50。(图I：法拉利F50一体成型的碳纤维地台连坐舱就是它的车架）

碳纤维的刚度不仅有利于操控，对提高安全性也有很大的作用。典型例子是在95年，宝马的总裁驾驶一部MCLAREN F1（街道版）满载3人在德国的公路上以280公里时速失控，冲出公路后再翻滚无数圈后才停车，车上3人居然只受了轻伤。当时全车外壳尽毁，但车架和坐舱仍保持完好的形状，如非碳纤维车架肯定是招架不住的。这也是一级方程式赛车至今沿用它的原因之一。

“副车架”

最后要补充“副车架”的概念，这是常常在车书中出现的新名词。副车架并非完整的车架，只是支承前后车桥、悬架的支架，使车桥、悬架通过它再与“正车架”相连，习惯上称为“副架”。副架的作用是阻隔振动和噪声，减少其直接进入车厢，所以大多出现在豪华的轿车和越野车上，有些汽车还为引擎装上副架。

未来发展

大梁式和承载式车架是占绝大多数的主流车架形式，但它们都分别有着显著的缺点，即笨重和刚度不足。于是近年出现了融合这两者优点和车架设计方案，图中所示是三菱PAJERO IO的独创车架，在承载式结构的车厢底部增加了独立的钢框架（图J中的蓝色部分），可以认为是简化的大梁结构，从而在保证刚度的同时，重量和重心又比大梁式结构大为下降。另一个例子是本田S2000，由于对性能要求很高，而敞篷车身的刚度不足，于是在承载式车架的底部加焊了类似大型横梁的补强结构，从而增强了刚度。今后这种“杂交”车架的形式肯定会更层出不穷。 这就是国家标 准的汽车车架

杜卡迪最知名、最招牌的车款是哪一个车系？相信不少人会选择Monster家族作为代表，这头意大利怪兽从诞生的那一刻起就充满耐人寻味的故事，当年Monster更是帮助杜卡迪度过破产边缘的难关。近日外国媒体在德国的测试设施中捕捉到杜卡迪?Monster新车的谍照。

要说杜卡迪?Monster招牌的设计，除了经典的V型双缸引擎之外，钢管衍架式车架绝对是最有代表的车身设计，但这次曝光的2021?杜卡迪?Monster的谍照上，钢管衍架式车架似乎被铝合金车架给取代了，如此重大的设计改变之后，这头怪兽还会是我们熟悉的Monster吗？

杜卡迪在1993开发出公司史上最畅销的车款「Monster M900」

另外也能看到在引擎前方有大大的水箱，表明这台Monster采用的是水冷设计，过去Monster 821和Monster 1200都已经采用水冷的散热系统，Monster 797是唯一一款还维持传统风冷散热的Monster，或许在2021的改款之后，Monster全车系都将采用水冷散热的设计。

杜卡迪?Monster这次曝光的间谍照，真的让人有些吃惊，毕竟改掉经典的“钢管衍架式车架”换上铝合金车架，如此重大的设计改变，真的令人怀疑有多少Monster车迷会买单？当然对于更讲求性能表现的骑士来说，铝合金车架可能会有较佳的表现，但我认为真正会喜爱Monster车款的粉丝，更钟爱的应该是这头怪兽独特的外型视觉和美感，而并非对于操驾体验的追求。

可以看到这次捕捉到的Monster测试车，采用截然不同的铝合金车架设计

?杜卡迪?MONSTER 1200 S ‘BLACK ON BLACK’

不论如何，只能说杜卡迪?Monster这次的改动真的相当大胆，究竟未来实车会不会真的“舍弃”钢管车架换上铝合金车架，或许还有观察讨论的空间，但可以肯定的是，如果真的换上铝合金车架，那杜卡迪?Monster绝对是准备迈入一个全新一代。

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