自从1941年全球首台越野车--威利斯诞生后,“硬派越野车”似乎就与带大梁的非承载式车身结构深度绑定在了一起。可谁承想,这种大梁之于硬派越野车,就像是水之于鱼的关系大概持续了70年的时间后,鱼竟然离开水上岸了!帕杰罗、卫士、发现5等硬派越野车竟然纷纷转向了“无大梁”的承载式车身,这究竟是为什么呢?!
此外,民用车为了保证下地库、过桥洞的便利性,所以车身高度通常都不会高于1.9米,但由于非承载式车身的车壳都是落在大梁之上,而大梁自身的厚度又比较大,所以在车身高度近似的情况下,没有大梁的承载式车型在纵向空间方面便会有着得天独厚的优势,这也是城市SUV会采用承载式车身的原因之一。
最小离地间隙
在汽车行业中,为了将车辆的通过能力进行更直观的展示,于是便有了“最小离地间隙”这个可以量化的数据,即车辆满载、静止状态下,底盘上最低部件与地面的垂直距离。而对于主打通过能力的非承载式越野车而言,为了保证通过性,自然不会把最小离地间隙设计的太小,像是Jeep牧马人就拥有着251mm的原厂最小离地间隙,可以说是相当残暴了。
但这并不意味着采用承载式车身的SUV的离地间隙就一定会小于非承载式车身,因为像是一些搭载空气悬架的百万级SUV,在升高悬架后也同样能达到很夸张的最小离地间隙数字,像是宝马X5就拥有着和牧马人近乎一致的250mm最小离地间隙。那么问题就来了,这是否就意味着Jeep牧马人能通过的障碍高度,宝马X5就一定能通过呢?非也!
门式桥轮边减速器
但如果你还是嫌非承载式越野车的前后轴以及前后轴牙包会在越野中碍事,那还可以通过改装门式桥的方法来大幅提高车辆的最小离地间隙。与普通车轴被固定在轮胎中心直接驱动轮胎不同的是,门式桥的车轴高度直接被抬高至了轮圈上沿附近,当传动轴带动车轴旋转时,高于轮胎中心的车轴将会带动一个叫做门式桥轮边减速器的部件,由于这个部件的下端与车轮中心相连,于是便能将驱动力从高处的门式桥传递给车轮。
在使用门式桥之后,原本作为底盘最低点的车桥将会被大幅提高,车辆下方也会呈现出空无一物的效果,像是奔驰G的4x4²就原厂提供了这种硬核装备。
不仅如此,由于非承载式大梁上的车身不参与受力,所以无论是以前采用非承载式的跑车,还是沿袭至今的那些非承载式越野车,它们都可以随便搞敞篷、卸车门、加后斗变皮卡等骚操作,而不会对车辆的抗扭刚性造成什么影响。可对于承载式车身来说,要想在保证车身刚性的前提下去搞敞篷这类设计,那就需要对车身其它位置进行大规模、大重量的结构性补强了。
通过上图可以看出,非承载式车身的梯形框架本质上就是一个中间通过横梁补强的矩形。那当面对交叉轴时,这个矩形的对角线自然会产生一定的扭转、变形。相对于可以通过计算机优化整车受力,以及应用先进材料的新时代承载式车身来说,非承载这种简单平板式结构的抗扭刚性自然会处于劣势地位。
扭转刚性测试
当然了,科学的论证一定是少不了数据支持的。在车身设计阶段,工程师都会通过测试台架对白车身进行纵向扭转来得出精准的抗扭刚性数据,而数字越大就说明整台车的抗扭刚性越好。这也就意味着,当车辆在通过交叉轴这种一个或两个车轮离地的情况下,“底盘”形变的范围就越小。举个例子,坦克300的大梁抗扭刚性为4935Nm/°,上一代丰田陆巡的大梁抗扭刚性为5080Nm/°,如果算上车壳的话,整体的抗扭刚性应该在10000Nm/°左右。而采用承载式车身的全新卫士的扭转刚性为29000Nm/°,已经达到了非承载式越野车的3倍了。由此可见,在抗扭刚性方面,拥有大梁的非承载式车身已经完败于被许多越野“老炮”唾弃的承载式车身了。
丰田4 Runner碰撞测试
此外,在美国一向以安全著称的丰田,旗下的非承载式越野车4 Runner也只取得了M(仅及格)的成绩。那么可想而知的,那些早期使用非承载式车身的老式硬派越野车的碰撞表现会有多糟糕......好在随着美国IIHS 25%小面积偏置碰撞的诞生,后续的非承载式车型也都针对车头结构以及A柱强度进行了补强,所以像是新款雪佛兰索罗德、福特F150和丰田坦途也都在25%碰撞中取得了G(优秀)的成绩。
不仅如此,由于承载式车身结构的强度要优于使用大梁的非承载式结构,因此像是国内10米以上的大巴,也已经被强制要求改用在碰撞时能最大程度保证客舱结构完整,提高乘员生存几率的承载式车身结构了。与此同时,由于少了下方梯形框架的缘故,所以车底的行李舱也可以做得更高、更大,同时司机的座位高度也能降得更低,而更低的坐姿由于能带来更快的速度感,所以也能在一定程度上降低司机超速驾驶的概率。
如果你的日常座驾是一台使用承载式底盘的车型,那相信当你第一次驾驶非承载式底盘的硬派越野车时,一定会感到一种前所未有的底盘“隔阂感”,根本无法通过底盘感知到曾经路面会传递给你的信息,而这也正是非承载式车身的另一大缺点。
举个例子,使用非承载式车身的路虎发现4车重在2.4-2.5吨左右,而使用承载式车身的发现5则为2.2吨多,这200kg的重量差距让它们的工信部油耗也产生了差别,其中发现4 V6版本的NEDC油耗为11.6L/100km,而发现5 V6版本则为11.4L/100km。虽然油耗只差了0.2L/100km,但是对于车企而言,一台车能省下0.2L油已经会对双积分产生很大影响了。
很多人不知道的是,在上世纪60年代左右,无论是轿车、跑车还是越野车,所有车几乎都采用的是非承载式车身结构。而使用这个结构的原因也很简单,就是制造简单。但由于70年代的石油危机爆发,不少车企都转投了重量更轻,空间利用率更高的承载式车身。随着承载式阵营的壮大,这种车身形式的制造成本也开始逐渐变得亲民,并且结构的先进程度也呈现出了指数级的提升。与此同时,技术老旧的非承载式车身由于跟不上承载式革新的步伐,开始出现了群雄倒戈的局面。不过从现在这个时间点来看,承载非承载也没必要争了,毕竟等过几年全面电动化后,非承载式应该就彻底消亡了......
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