高级知识 —— 超跑用啥底盘

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在之前的课程中我们详细分析过汽车的构造,按照不同的底盘布置方式,汽车可以分为:非承载、承载式、和半承载。主要以越野为主的车辆几乎清一色都是非承载结构的;而城市用车绝大多数都是承载式;为了提高承载式结构的强度,近年来也有不少半承载结构问世。

非承载式结构坚固耐用,可靠性好。车辆经历了10年甚至20年的长期使用,也许驾驶楼和外壳早已锈迹斑斑甚至穿孔腐烂,但只要梯形大梁车架没问题,那么即使是如此的老爷车,舒适性依然能维持不减当年的水平。

城市用车最常见的承载式结构,由于车身本身就是主要受力结构,在长期的使用过程中,车辆受到各种外力以及载重的影响,车身结构一刻不停的在产生微小的形变。另外大自然这个“催老师”作用下,车身金属结构氧化、生锈。久而久之,车体强度会降低很多。

伴随着日积月累的老化过程,车辆开始产生微微的扭曲,开始产生杂音和异响。于是老车越开越“松散”的现象就成了共性常识。至于后来的半承载结构虽然大大提高了承载式结构的强度和整体性,但比起非承载结构来说,强度依然不是一个级别上的。

承载式结构制造简单,重量轻,节能环保,是家用车辆的不二之选。因此如何提升承载式结构的强度和安全,就一直是工程师们努力攻关的课题。多年来,工程师们运用最广泛的技术手段,除了上述的半承载结构之外,当数新材料的运用了。

高强度钢材的使用就是实例。从普通的锰系高强钢,到锰铝系,再到铌系、铌钒系、到现在流行的硼钢,工程师尝试了各种材料。另一方面,工程师们多年来也没放弃致力研发全新的汽车力学架构,希望能通过新的结构,来明显提升力学性能。

要同时做到非承载结构的惊人高强度,承载式结构的轻量化、低重心化,这确实是一个矛盾。尽管如此,工程师们还是动脑筋想办法解决矛盾。他们从拉力赛车领域得到了灵感:拉力赛车为了保护驾驶员,车辆必须改装,增加防滚架装置。

防滚架是有粗壮的高强度钢管构成的骨架系统,像一个笼子一样罩在驾驶舱的四周。用这样一个高强度的笼子来代替车身的受力。赛车可以这样玩,那量产车为何不可?或者说,干脆把防滚架延伸到整车,直接就充当全车的骨架,又会怎样?

在这样的头脑风暴下,一种全新的汽车结构诞生了——空间桁架结构。它的强度高于非承载,重量低于承载式,性能惊艳无比。遗憾的是,制造这种车身需要大量机器人无法胜任的纯手工拼装焊接作业,生产效率低速度慢。这造成它无法进入量产车领域。

因此它从诞生之日起,就与超跑、专业越野赛车挂上了钩。只要是追求超高性能的车辆,几乎无一例外地运用了此设计。“立体桁架”结构沿用几十年后,因为碳纤维等超高强度材料的问世,终究走下了神坛。

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