因为非承载式车身从受力角度是一种非常低效的设计,也就是说,为了满足相同的强度,非承载式车身更重。
排除碳纤维单体壳这种特殊的结构,受力最高效的结构是桁架结构,反映到汽车上就是钢管车。例如这是油管频道 XF Motorsports 小哥自制的钢管车:
非承载式车身只有底盘受力,车身是不受力的,这就类似于结构工程中的简支梁,前后车轮是两个支点,梁上承受载荷。这样的受力情况会在梁上加上一个弯矩,也就是说梁受的力想要把梁“掰弯”,如下图中 M1 和 M2 所示。
而设计合理的管状车身中,每根钢管都只承受拉/压应力,而不承受弯矩,这种受力是非常高效的。设想一下,我们很容易就能把筷子掰断,但是想要把筷子拉断或者压断则几乎不可能。如下图所示是一种非常简单的桁架受力情况,没有任何一个部件是承受弯矩的。
显然把家用车做成完全的管状车身不太现实,丈母娘上下车不方便怎么会拨款给你买车?这样一来,承载式车身就是介于二者之间一个比较好的平衡了。所以,完全非承载车身的小汽车,为了达到相同的强度以满足安全标准,就会更重,因此油耗增加,再加上承载式车身的制造成本日益下降,非承载式车身的优势就荡然无存,自然会被取消。
可能有知友会问,重载卡车承重大,但是为什么采用非承载车身呢?因为一款卡车往往要求同样的底盘上制造生产出板车、罐车、厢式货车等等不同的形式,非承载式车身只需要设计一款底盘,然后往上套壳子就行。另外板车、自卸车等车身设计,也只能采用非承载式车身。假如有一款卡车,只需要设计成厢式货车,不需要考虑装卸货物的便捷程度,那么把整个货箱设计成一个桁架结构一定自重更轻,但是在现实中设计这样一台卡车是毫无意义的。
说2个误区啊,
1.一直很多人,很多媒体都说非承载式车架强度大,耐久
其实非承载车架是耐用的,耐用的原因恰恰是他强度弱,业内最高的Benz G的大梁扭转刚度才1,000kg.m/度,不值得一提,
因为梯形车架在竖直方向没有闭合结构,所以很松软的可以扭转,就像弹簧,
因为可以不听的扭转,所以路面颠簸崎岖就吸收了,
承载式车架在各个方向都是闭合,所以强度/刚度高,业内平均水平是3,000kg.m/度,,好的可以做到4,500kg.m/度
但是因为太硬,所以长时间下野地,一旦有了形变,就不可恢复
2.非承载式车架不便宜,
要做梯形车架,上面的车厢又是承载式,等于搞2套,这个成本就贵了
梯形车架大概有400kg,还都是高强度钢,
换成承载式车架,整个车架也就400-500kg,节省差不多一半的材料,还节约工时