摩托车副车架是固定的吗
一般而言,我们可以把车架拆分为主车架及副车架,主车架是将摩托车的前悬挂、后悬挂以及发动机组合在一起的关键零件,副车架则是由主车架延伸出来搭载骑手坐垫及部分配件的结构。通常讨论所说的车架都是指的主车架。
主车架是整个摩托车的支撑部分,因此其材料和结构必须有相当的强度和刚性,同时又要求重量轻巧,以便高速行驶。因此,两轮摩托车车架要尽量采用重量轻,刚性好的管材或板材。
主车架所要承受的力量有:来自于悬挂的力,和发动机产生动力时造成的力。
悬挂的力是最常见:
车辆减速时,轮胎的产生的力首先传至悬挂,悬挂又把力从车架的连接点传递到车架,最后由车架抵挡住发动机、骑手及大部分的车重,将整辆车加减速。
如果在减速时,车架产生了变形,必然会影响整辆车减速时的稳定性,因此这方面的材料刚性是不能妥协的。
车辆行驶时,悬挂会不断接受地面的反馈产生相应的动作,所有动作的力都会传至车架,车架也必然负载悬挂动作时的力。
发动机输出的动力时,后悬挂及车架都必然承受力,动力才能传至轮胎产生抓地力。
同时发动机产生的震动也必须由车架来吸收,通常用橡胶类的缓冲件吸收震动,不然多数的螺丝在长期震动下都有可能被震松脱落了。
如今的车架设计概念强调刚性及韧性并重,要求悬挂不能吸收的力,由车架来吸收,而不是造成轮胎失去抓地力。从前、后悬挂来看,都只是一个方向的作用力,只能吸收一个方向的力。
但车在直行或是弯道中,所需吸收的力明显地来自于多个方向,因此单单以悬挂来吸收是不够的。
因些,车架并非只讲究加强刚性才是好车架,也需要当刚性到达某个程度后,适当的减轻刚性反而能有效的吸收各种力。
看看世界大厂的车架技术,有些是普遍应用于各厂家特定车种的技术,有些则是厂家所偏好、专属的技术。
钢管环抱式车架
钢管环抱式车架普遍运用在许多日系街车上,其特色是将钢管弯曲、焊接而成,并且将发动机环抱住。
通常这类型的车架会搭配双减震器后悬挂系统,所以并没有所谓的副车架,因为车架必须往后延伸,负担两支减震器所传上来的力。
这种车架使用钢管作为材料,然后焊接做出车架形状,优点是其制造成本低,所需的技术水准也不高。
缺点在于钢材重量较重,容易受力变形,做出来的车架重量会较大,刚性会稍嫌不足。
双梁式铝合金车架
双梁式铝合金车架常见于日系跑车,其特点就是由两支粗壮的横梁吊起发动机,双梁的前端会结合支撑前悬挂,双梁的后端放入后摇臂,支撑后摇臂的旋转支点。此类车架由于采用铸造技术,因此在形状上的变化较多,
能轻易地制造出所需要的形状,可以节省许多材料及降低重量。就材料本身而言,使用铝材也能减少车重。
这类型车架将发动机吊起,并以车架的前端及后端分别支撑前、后悬挂,车架要求做得较为宽大。
如果车辆的发动机为直列四缸,则车架通常显得较为宽大,而如今的设计概念是要将车架缩小,这就成了此类车架的缺点。
栅式钢管车架
栅式钢管车架是意大利车厂Ducati的招牌之一,已是Ducati的特色,也使Ducati车款一眼就能被辨认出来。其特点是利用直条的钢管建构出许多封闭三角形的骨架,来加强车架的刚性。
栅式钢管车架并非如铸铝双梁车架般吊起发动机,反而像是以发动机作为基础,建构起车架,车架只是将前、后悬挂与发动机做个连接、支撑。由于车架所使用的材料较少,整体重量非常低。车架瘦窄也是其特点之一,这点在Ducati众多车型上可以看出来。
BMW车架
BMW摩托车除了以水平对卧双缸发动机出名之外,由此发动机所发展出的车架也与众不同。
车架是以水平对卧发动机作为基础,直接在发动机上发展出前悬挂结构,再分别往后发展出后悬挂结构及支撑座位的骨架,其实已经完全没有车架的概念了,完全利用发动机在支撑悬挂。
BMW的水平对卧发动机车款,可将发动机视为车架的一部分,这也造就了其特殊的骑乘感。
踏板车的车架
踏板车的设计初衷是轻便的代步交通工具,一切以实用为导向,所以在座位下方有相当大的置物空间,龙头与前座之间还留出了很大的空间。既然为获得空间,那就必然牺牲车架刚性。
也说明踏板车的车架设计不适合高速度与高动力负荷,尽管先天刚性不如骑式车,但还是可以通过改装强化踏板的车架刚性。
踏板车车架大致相同,从前往后看,固定三角台的部分为一根粗轴,到了脚踏板开始分为两边,
到了中央部位,车架下方连接发动机传动箱,之后是连结后避震器上端。
这类的车架一共有两大弱点。
1、龙头到脚踏板之间的部分最脆弱,L型单管设计,在发生迎面撞击的时候会断裂与变形。
2、与发动机连结的固定部分所承受的力量也不轻,但通常不会直接将发动机锁在车架上,而是透过发动机吊架将两者互相固定,其作用相当于生物的关节。
没有完美的车架,只有相对好一点坏一点。摩托车考验得最多的是发动机的动力以及质量可靠性,随着技术的不断发展,发动机已经不再是摩托车最大的瓶颈,摩托车三大件中的另外两个结构,车架、减震器变得越来越重要,这两个对于弯道以及刹车的稳定性起着至关重要的作用。
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就像人的身体由骨架来支持一样,汽车也必须有一幅骨架,这就是车架。车架的作用是承受载荷,包括汽车自身零部件的重量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等。现有的车架种类有大梁式、承载式、钢管式及特殊材料一体成型式等。
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
工业上常用的套丝机板牙尺寸有25,32,40,65管等几种,而最大尺寸的65的管子用2-4板牙调至2.5,板牙上有数字要按对应的数字放置。
大型圆钢套丝机的工作原理是把螺纹钢或者是钢管之类的需要切削的部分用专门的磨具把其切削以后成型,解决了因车床剥而减小抗压力和冲韧性的弊端。运行前先空载运转,进行检查、调整,确认转向、开关、电机、油泵均运转正常才能开始运行使用。
可以车的,40Cr的硬度和45#钢相差不是太大,没有调质之前,车起来没有太大的难度。下图是其性能指标,你可以参考一下:
如果还有问题,欢迎留言讨论。
上映:1994年
时长:115分钟
地区:美 国
语言:国 语
导演:Jan de Bont
主演:
基努·李维斯
桑德拉·布洛克
类型:剧情
2、铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
3、铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可热处理强化.其特点是硬度大,但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金.但耐腐蚀性差,高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。
具有82马力和116牛米的最大扭矩,这款发动机的最大扭矩转速为3600到4000转每分钟。这款发动机配备了多点电喷技术,而且使用的是铝合金缸盖和铸铁缸体。与这款发动机匹配的是5速手动变速器。
我国国家最新标准《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T 3730.1—2001)中对汽车有如下定义:由动力驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆,主要用于:载运人员和(或)货物;牵引载运人员和(或)货物的车辆;特殊用途。
蒸汽动力1769年,法国人N·J·居纽制造了用煤气燃烧产生蒸汽驱动的三轮汽车。但是这种车的时速仅4公里,而且每15分钟就要停车向锅炉加煤,非常麻烦。后来车在一次行进中撞到砖墙上,碰得支离破碎。
1879年,德国工程师卡尔·本茨(Karl Benz),首次试验成功一台二冲程试验性发动机。
1883年10月,他创立了“本茨公司和莱茵煤气发动机厂”,1885年,他在曼海姆制成了第一辆本茨专利机动车,该车为三轮汽车,采用一台二冲程单缸0.9马力的汽油机,此车具备了现代汽车的一些基本特点,如火花点火、水冷循环、钢管车架、钢板弹簧悬架、后轮驱动前轮转向和制动手把等。
1886年的1月29日,德国工程师卡尔·本茨为其机动车申请了专利。同年11月,卡尔·本茨的三轮机动车获得了德意志专利权(专利号:37435a)。
这就是公认的世界上第一辆现代汽车。由于上述原因,人们一般都把1886年作为汽车元年,也有些学者把卡尔·本茨制成第一辆三轮汽车之年(1885年),视为汽车诞生年。