铝合金车架和钢管车架的特点分别是什么?
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。
钢管编织车架抗变形能力好,车架高级,但是焊接复杂,良品率低,成本高。
钢管编织车架采用钢管将转向头连接到90度V型双缸引擎上的四个点,两个分别在两颗汽缸之间的V深处,另外就在后汽缸后面的变速箱上,或者在两侧向下延伸以抓住摇臂枢轴。从任何一侧看,格子都是强壮三角形(如同一座桥梁),以防止纵向弯曲,但从上面看,几乎没有任何斜撑以防止转向头的侧向运动。
省略这种对角支撑有两个可能的原因,一个是引擎的进气系统占据整个下部并且上部最大的可用空间必须放置进气系统必须,因此两个部分都不能被斜撑杆穿过,另一个原因也许是故意提供横向作动。编织车架的独特能力是否恰好是必要的,于是前车架制作得越硬,底盘可以提供给车手的路感就会大大减少,另一个促成编织钢管车架的原因是,日系四缸车因为引擎是直列的,所以车架可以直接环抱住整颗引擎,但是L型双汽缸的杜卡迪,前面汽缸几乎水平往前,所以车架设计就没办法跟日系车一样,也因此这样的设计让杜卡迪车辆前端更灵活。
由于钢管编织车架采用钢管将转向头连接到90度V型双缸引擎上的四个点进行处理,所以在制作的过程中需要的工序繁杂,成品率也低,生产的成本相对来说就高。
非承载式车身的汽车有刚性车架,又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上,用弹元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上,大部分振动被减弱或消除,发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力,在坏路行驶时对车身起到保护作用,因此车厢变形小,平稳性和安全性好,而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重,质量大,汽车质心高,高速行驶稳定性较差。
承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头,侧围,车尾,底板等部位,车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度,质量小,高度低,汽车质心低,装配简单,高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体,因此噪音和振动较大。
非承载式车身和承载式车身都有优缺点,使用在不同用途的汽车上。一般而言,非承载式车身用在货车、客车和越野车上,承载式车身一般用在轿车上,现在一些客车也采用这种形式。
非承载式车身和承载式车身按照有无刚性车架划分,什么叫车架,是首先要弄清楚的问题。车架就是支承车身的基础构件,一般称为底盘大梁架。发动机、变速器、转向器及车身部分都固定其上,它除了承受静载荷外还要承受汽车行驶时产生的动载荷,因此车架必须要有足够的强度和刚度,以保证汽车在正常使用时受到各种应力下不会破坏和变形。
车架有边梁式、钢管式等形式,其中边梁式是采用最广泛的一种车架。
边梁式车架由两根长纵梁及若干根短横梁铆接或焊接成形,纵梁主要承负弯曲载荷,一般采用具有较大抗弯强度的槽形钢梁。也有采用钢管,但多用于轻型车架上。一般纵梁中部受力最大,因此设计者一般将纵粱中部的截面高度加大,两端的截面高度逐渐减少,这样一来可使应力分布均匀,同时也减轻了重量。
横梁有槽形、管形或口形,以保证车架的扭转刚度和抗弯强度。横梁还用以安装发动机、变速器、车身和燃油箱等。为适应不同的车型,横梁布置有多种型式,如为了提高车架的扭转刚度采用X型布置的横梁。边梁式结构简单,工艺要求低,制造容易,使用广泛。但由于粗壮的大梁纵贯全车,影响整车布置和空间利用率,大梁的横截面高度使车厢离地距离加大,乘客上下车不方便,另外重量也大,整车行驶经济性变差。这些缺点对小客车、轿车是缺点,对于越野车可能就是优点,因为越野车要求有很强的通过性,行驶崎岖路面时要有一定大的离地间隙,而非常颠簸的道路会令车体大幅扭动,只有带刚性车架的承载式车身结构才能抵御这种冲击力。因此越野车上普遍采用非承载式车身。
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。