導(dǎo)言：

人們對設(shè)計的理解，往往來自第一眼的視覺感受，但設(shè)計從來不只是線條與輪廓的組合。尤其在汽車領(lǐng)域，設(shè)計除了有看得見的造型和顏色，還有許多部分需要用身體去感受。比如我們前幾期講過的人體工程學(xué)、防振降噪設(shè)計，還有本章的車架設(shè)計，它們都在我們看不到的地方影響著直達身心深處的出行體驗。

大家 在選車時，會關(guān)注車身姿態(tài)，講究線條比例；也會看重車身結(jié)構(gòu)，考慮耐撞性；當(dāng)然還要試駕一番，親自感受操控性和舒適性。但其實，這些我們最在意的點都離不開藏在車身里的那副車架。它就像人體的骨骼，建筑里的鋼筋，表面上看不見卻又對整個結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。不過，市面上的汽車車架并不都是一個模樣，有的追求靈活輕盈，有的則需要剛性和強度，不同的車型需求，自然有著不同的結(jié)構(gòu)選擇。

梯形車架

車架的類型有很多，如果要追溯現(xiàn)代汽車車架的起點，就得從梯形車架說起。梯形車架誕生于20世紀(jì)初，當(dāng)時正是汽車逐步取代馬車的過渡期。此時汽車剛剛出現(xiàn)，所以在很多地方沿用了馬車的結(jié)構(gòu)設(shè)計。馬車車廂的底部結(jié)構(gòu)通常由兩根縱向木梁和前后兩根橫向木梁構(gòu)成一個矩形框架，中間再加幾根橫向木梁，用來增加承托車廂的強度。而汽車的梯形車架正是沿用了這種框架式結(jié)構(gòu)，只不過將木材換成了鋼材，強度更高。

早期馬車車架是簡單的平面平臺

此外，車架上的橫梁還會打孔，這不僅能減輕整體重量，也方便布置穿線和管路。并且車架的橫梁也不是完全平直的，側(cè)面看會有一些弧度，比如在發(fā)動機艙和后橋附近，車架會有下沉或拱起，這是為了給發(fā)動機、懸掛系統(tǒng)等部件留出足夠安放的空間。而名字的由來是因為從前往后看中間一節(jié)節(jié)的橫梁就像一把梯子，所以被稱為梯形車架。

非承載式車身結(jié)構(gòu)，車架與車身分離

梯形車架最大的優(yōu)勢就是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，而且抗扭能力強。比如在巖石路面或交叉軸上行駛時，由于地面不平，車架會受到來自不同方向的扭力。如果是一體式結(jié)構(gòu)，車架和車身為一體，受力時整車會同時變形。而梯形車架采用非承載式結(jié)構(gòu)，車架與車身分離，如此一來大部分沖擊由車架承受，車身受到的影響很小。

梯形車架結(jié)構(gòu)呈梯子布置

桁架式車架

設(shè)計在不同領(lǐng)域里看似各有門道，但在結(jié)構(gòu)的邏輯上都有相通之處。例如桁架結(jié)構(gòu)，它最早廣泛應(yīng)用在建筑工程領(lǐng)域，比如香港中銀大廈、巴黎盧浮宮金字塔，還有橫跨河流的橋梁和臨時搭建的舞臺架都是采用桁架結(jié)構(gòu)，原理是通過運用最穩(wěn)固的三角形結(jié)構(gòu)將受力分散開來。

自行車上的桁架式車架

而在汽車發(fā)展的早期，桁架式結(jié)構(gòu)也開始被運用到車架設(shè)計中。相比由兩根縱梁加若干橫梁拼成的梯形車架，桁架式車架的結(jié)構(gòu)更加立體。桁架式車架由多根鋼管或鋁合金管拼接組成，管子之間相互連接拼成一個個穩(wěn)定的三角形，多個三角形再彼此連接，形成一個覆蓋整個底盤的空間骨架。如此一來，每根管子不僅起到支撐作用，也達到了分散受力的作用。

摩托車上的桁架式車架

由一根根管材拼接而成的桁架式車架不僅堅固，重量還很輕，所以在早期很受注重輕量化的賽車領(lǐng)域歡迎。除了賽車，桁架式結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)在大型客車上。由于車身尺寸大、自重高，采用桁架結(jié)構(gòu)可以幫助分散車體受力，同時減輕整體重量。不過由于桁架式車架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大、成本高，所以只能出現(xiàn)在小批量生產(chǎn)的車型上。雖然我們在日常生活中看不到車身里的桁架車架長什么樣，但如果你足夠細(xì)心就會發(fā)現(xiàn)，比如很多摩托車上裸露在外的鋼管和自行車車架的拼接，其實用的也是相同的結(jié)構(gòu)原理。

桁架式車架通過多點焊接的空間三角結(jié)構(gòu)

一體化車架

進入新能源時代，“車身一體化”成了一個高頻熱詞。于是很多人誤以為一體化車架是最近才有的新技術(shù)。其實上世紀(jì)三十年代就已經(jīng)出現(xiàn)了一體化車架，它還有個名字叫承載式車身，也就是將車身和車架合二為一，做成了一個整體結(jié)構(gòu)。相比那些依靠底部單獨車架來承重的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一體式車身則是全車一起出力，像地板、側(cè)梁、車身外殼、門框所有部分都要共同參與承受車輛在行駛中遇到的各種扭力和震動，一起支撐，一起抗扭。

一體化車架三維圖

此外，一體化車架取消了單獨的大梁，少了很多連接件，整體重量更輕。安全方面，通過在車頭、車尾等位置設(shè)置潰縮區(qū)，碰撞時能夠吸收部分沖擊力。并且隨著技術(shù)的進步，如今還有大型一體化壓鑄技術(shù)，能夠直接將復(fù)雜結(jié)構(gòu)一次成型，省時又省成本。

車身與車架通過焊接形成一體化車架

而到了新能源時代，車企在宣傳新車時所說的“一體化”，更多是指電池與車身融合后的一體化。此時電池不再是獨立安裝在底盤下方的電池包，而是直接融入車身底部與整車形成一個整體。這樣不僅優(yōu)化了座艙空間，還提升了整車的扭轉(zhuǎn)剛度和電池包的安全性。

比亞迪CTB電池車身一體化技術(shù)

結(jié)語

車架因為看不見摸不著，所以存在感極低，但實際上，車身上的所有配件都是圍繞著它而存在。正是車架撐起了全部，外面的外觀和造型才得以華麗，才有了智能車機和舒適座椅。或許這就是工業(yè)設(shè)計的奇妙之處，越重要越是深藏不露。

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