[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?

车身有如蛋壳般一体成型的单体式,以及如身体乘载于梯子上的樑框式这两大类,绝大部分的小客车都採用单体式,部分SUV则採用樑柱式。

源于飞机的单体式构造

当Gottlieb Daimler造出世界第一部汽车时,是先以马车的车樑来代用,前后再装上叶片式弹簧,转向装置则是同时扭转左右车轮;同时期打造的M-Benz则有专属底盘,只不过它是三轮车。

从那时发展以来,汽车将有如长梯子的樑框附上悬吊和引擎,上方再承载车厢,因为这样的车身在製造上最简单,强度也很杰出。美国是进入60年代后增加梯子的宽度,採用提高车内空间的包围式樑框。

单体式车身首次出现于Lancia的Lambda,而单体式构造早已在飞机上实用化,并不是新概念,但使用在汽车上则受到瞩目。英国的Rover製造Rover 2000时研发出在骨架上精密焊接钣件的方式,并由多家车厂加以普及,理由是在轻量化高刚性之余又能有效的利用车厢空间,单体式构造使用薄薄的钢板就能打造出有如蛋壳般强固的车身。但在外部受力较大的重负荷4WD车上,採用车厢与底盘分离的结构较为合适,部分越野SUV至今也还使用梯形底盘。

[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?樑框式车身 用做成梯子形状的坚固樑框来乘载车厢。早期的汽车皆採用这种结构,特色是针对左右方向的受力很坚固、但抗扭曲性较弱。如今仍採用于大型卡车或少数SUV。

怎幺打造单体式or樑框式?

自己製作汽车时,或许脑海里都会浮现梯子形状的底盘,因为它的结构简单、功能性高、强度充足,没错,承载又大又重的卡车就使用梯子形底盘,有些SUV也有使用,特色是抗扭曲性还能接受,而抗折曲性很强,对于前后及左右方向的受力也有耐受性。底盘和车身之间採用高缓冲力的结构进行结合,而在SUV上,承载的车身也会使用近似单体式的结构,维持足够的强度。

[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?单体式 基本是在骨架上焊接钣件,一片片的钢板虽然很薄,但经过巧妙地组合,将重要的部位焊接后,便能发挥媲美蛋壳般的强度。轮拱部分位置和引擎室使用螺栓工法。

单体式车身用薄薄的钢板接合,让整个车身成为一体,地板通道和车侧门槛做成複杂的凹凸形状以维持强度,前后做成樑框状底盘空间以收纳引擎,这些都成为焊接车身钣件的基底,依据车厂及车款不同而有各种造型,若像Toyota 86追求高刚性,就要以强固的钢板来组合,若像轻型车追求轻量化和低成本,则是强化基底的部分,能够妥协的部分就以极简来设计。

[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?樑框式 樑框上乘载车厢,车厢并不要求拥有单体式框架般的强度,但为了提昇刚性,结构必须紧緻,使用于SUV或4WD车型。
 世界首款和日本首款单体式车身--Rover 2000 & Subaru 360全世界最早採用单体式结构的是要求轻量及强固的飞机,但全世界最早应用于汽车的範例则是Lancia的敞篷车Lambda,不过当时还有大片钣件焊接时的精準度问题,只要一片钣件的位置有所歪斜,会影响全车所有钣件的安装。克服这个缺点的是1964年发表Rover 2000,先在基本骨架上进行假焊接(看似成功焊接,但只要稍微一拨没融化的焊件就分离),确定没有任何的歪斜后再点焊,在车身钣件上留有螺栓,确立了现代单体式车身的基本製造方式。 日本则滥觞于Subaru 360,出自在二次大战前及战时拥有飞机技术的富士重工(现在Subaru株式?社),在轻型车规格有限的尺寸中确保了最大的乘坐空间。
[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?
 ▲在基本骨架上进行精準的组装及焊接,这就是以钣件组合成车身的Rover 2000,确立了现代单体式车身的基本製造方式。[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?
[浅谈车体结构一] 单体式车身vs樑框式车身有何不同?
▲日本首度採用单体式车身的是Subaru 360,在有限的尺寸中确保最大的乘坐空间。