文档介绍：浅谈重型汽车车架设计
研究背景
随着我国交通运输事业的迅猛发展,重型载重汽车在我国交通运输行业的使用日益普遍。重型载重汽车以其载重大,运输效能高,使用范围广而受到用户的喜爱。也正是因为如此,在重型载重汽车的设计中不能不考虑到用户的特殊使用要求,确保重型载重汽车在各种恶劣的使用条件之下保持可靠性及安全性。重型载重汽车的车架设计更要考虑到产品使用时的各种恶劣的状况,对其强度、刚度及可靠性方面设计精度要求更高。

车架是汽车各总成的安装基体,它将发动机和车身等总成连成一个有机的整体,即将各总成组成一辆完整的汽车。同时,还承受汽车各总成的质量和有效载荷,并承受汽车行驶时所产生的各种力和力矩,及要承受各种静载荷和动载荷。
(1) 有足够的强度。保证在各种复杂受力的情况下车架不受破坏。要求有足够的疲劳强度,保证汽车大修里程内,不至于有严重的疲劳损伤。(2) 有足够的弯曲强度。保证汽车在各种复杂受力的使用条件下,固定在底盘上的各总成不至因为变形而早期损坏或失去正常的工作能力。通常重型载重汽车的最大弯曲挠度应小于10mm。(3) 有适当的扭转刚度。当汽车行驶于不平路面时,为了保证汽车对路面的不平度的适应性,提高汽车的平顺性和通过能力,要求具有合适的扭转刚度。通常要求底盘两端的扭转刚度大些,而中间部分的扭转刚度适当小些。(4) 尽量减轻质量。由于底盘较重,对于钢板的消耗量相当大,减轻质量还可以提高汽车的动力性和经济性。因此,在保证强度的条件下,尽量减轻底盘的质量。
3、车架的结构形式
车架的结构形式主要有边梁式、中梁式(又称脊梁式)和综合式等几种。边梁式车架便于安装车身和布置其它总成,有利于满足改装、变型和发展多品种的需要,在重型汽车上应广泛。
4、车架宽度的确定
车架的宽度是左、右纵梁腹板外侧面之间的宽度。车架前部宽度的最小值取决于发动机的外廓宽度,其最大值受到前轮转角的限制。车架后部宽度的最大值主要是根据车架外侧的轮胎和钢板弹簧片宽等尺寸来确定。为了提高汽车的横向稳定性,希望增大车架的宽度。为了简化制造工艺,要求最好车架前后等宽。
5、车架纵梁形式的确定
纵梁是车架的主要承载元件,也是车架中最大的加工件。车架纵梁的结构一方面要保证车架的功能,另一方面要满足整车总体布置的要求,同时其形状应尽量简单,以简化其制造工艺。
从纵梁的侧视图看,纵梁的形状可分为上翼面是平直的和弯曲的两种。如下图所示
当上翼面为平直时,可使车厢地板平整,纵梁制造方便,大多数载货汽车车架纵梁为这种形式。当上翼面弯曲时,纵梁部分区段降低,地板高度相应降低,改善整车的稳定性,且利于上、下车,但其制造工艺复杂。
纵梁的断面形状有槽型、工字型、箱型、管型和Z型。为使纵梁各断面处的应力接近,可改变梁的高度,使中部断面高、两端断面低。
重型汽车车架纵梁多采用抗弯强度较大的槽形截面梁,由车架专用热轧的钢板冲压而成。槽型断面的纵梁有较好的抗弯强度,又便于安装各种汽车部件,故应用较为广泛,但此种断面的抗扭性能差。
重型汽车车架纵梁一般为等截面的,但也有根据整车布置要求做成变截面的。由于重型汽车前部一般受力较小,因此变截面的车架纵梁主要是前小后大。改变截面的方式有两种:一种为槽形截面梁的翼面变小,一种为槽形截面梁的腹板变小。不管哪一种方式,都必须均匀过渡,以避免应力集中,-。前一种是为了方便布置发动机,后一种可在保证车架强度的前提下降低驾驶室的重心高度;前一种工艺简单,制作方便,后一种工艺较为复杂,但利于整车布置安装。