多数中级以上的小客车从乘坐舒适考虑仍然是使用车架的,其主要形式有:用于轿车的梯子形车架叫做箱型车架,由两根纵梁和通常的四根横梁相垂直组合而成,所以当承受扭转力矩时,各部分同时产生弯曲和扭转。
纵梁位于座椅外侧,在受到侧向的撞击时具有保护乘员的作用。车架平面形状在前后车轮处比较狭窄,而在车身中部底板处较宽,而且车架的侧面形状以位于轴距中心处的水平面为最低,在车桥的位置则向上拱起。用于活顶篷车的箱型车架上要增加零部件以提高刚度,因为这种车的车身能提供的刚度与强度比较小。
X型平面形状的X型车架,当承受扭转力矩时,X型梁产生弯曲以抵抗扭转作用,具有较高的刚度。因为车身底周围没有纵梁,所以乘员座椅下的底板可以伸向外端和降低。但由于是X型梁,车身中间拱起,使车身底板的宽度和高度尺寸增大。同时由于X梁的交叉结构,传动轴的通过变得复杂,法兰盘的轴向力不能向上传递,因此传动轴的刚度也下降。
这种车架的中间没有横梁,所以称做边梁型车架。此型车架边梁紧密地连接车身底板下部并围住车身四周,断面高度处于最小限度,所以比较软。该车架有一个有趣的特点,从车架的平面形状来看,在车架上让开前后车轮而形成的狭窄部分与纵梁连接处,形成了巨大的抗扭矩箱型断面梁,该处纵梁如曲柄一样弯成直角。
边梁形车架有不带R的直角的,还有一种是带R的直角的,我们称带有R的直角形车架为弯曲形车架。抗扭矩箱型断面梁缓解由道路而产生的冲击,并降低室内噪音,控制车架的弹性变形。车架的弹性变形不仅限于抗扭矩箱型断面梁,还要考虑到前后车架纵梁的变形。
该车架的优点除了上述的减振作用外,还有一个优点,因为车身中央没有妨碍件,室内前部的搁脚板和乘客席底板处位置低,能够得到象承载式那样大的室内空间。同时由于没有用连接车身的悬置支架,车身框架直接置于车架上,从而减少了车架制造工时。另外还具有比原来车架轻等优点。
顾名思义,脊柱梁式车架就是有一根粗大的封闭断面脊柱纵梁,它通过车架中央,并承受弯矩和扭矩。x矩形断面的箱型梁通过左右分开的座椅的中间,箱型梁前后端成Y形,变速箱和后桥装在上面。该车架的刚度可与空间车架媲美,而重量只不过34公斤。
如上所述车身的门槛就可以做得更低,可以说,不需依靠车身上部构造提供刚度,是车身发展的趋势。要充分利用车室过道空间,就要采用脊柱梁式车架。小客车的车身有各种分类法,并且因形成的时代和国家的不同常常具有一些不反映任何特点的专有名称,因而进行确切分类比较困难。
从反映其外形特点考虑,一般可作如下分类,轿车中的普通形式,有两门或四门,两排座位,可乘4-6人,车身是闭合式的。只有两门的也叫双门轿式轿车。两门,前排座椅为二个单独座椅,可乘2~4人,乘4人时,后排座椅很狭,通常只能乘坐儿童,它具有比双门轿式轿车更为轻巧的外形。
硬顶轿车,这是近年来美国飞速普及的一种车身形式。外形新颖,与轿式轿车相似,但没有中支柱,有的车顶盖可以拆卸下来。“硬顶”这一词的原意是指用钢或合成树脂的顶盖代替原来的双门敞篷轿车和活顶轿车的篷式顶盖,但现在一般指没有中支柱的轿车。“旅行车”,它的前半部分和轿式轿车相同,顶盖延伸到行李箱的后上方,后部可乘人或堆放行李,它的后部也设有车门。
高级轿车,4门,两排座位,并带有辅助座位,可乘4~9人,后座十分宽敞豪华。同时,在司机座席与后排座席间用玻璃隔开。活顶轿车,是典型的开式车身,顶盖是可折叠的篷布,车门玻璃也可上下滑动,可使室内完全密封。有1~2排座位,主要是双门。双门敞篷轿车,它与活顶轿车相似,但具有简单的车篷和可拆卸的车窗,室内不能密封,主要是双门,是可乘2人的运动车。
赛车,主要用于竞赛,双门,可乘2人,是带有风挡的高性能汽车,是为满足竞赛规则中规定的各项条件而制造的。从车身使用的材料看有:钢制车身、合成车身、塑料车身、轻合金车身。但实际上使用的几乎都是生产效率高的钢制车身。至于合成车身,过去曾采用过木材与钢的合成结构,但最近多采用钢和FRP或ABS等塑料的合成车身。
此外,塑料车身除了采用玻璃钢纤维增强树脂FRP外,还采用ABS真空成型的塑料车身。除承载式的车身以外,还有悬置式车身。需要用弹性物件与车架相连接的车身,叫悬置式车身。近年来,尤其是为了防振,用于车架(包括短车架)和车身悬置的橡胶垫已发展成各种各样的。
橡胶垫形状及其刚度的选择,悬置的位置及数量取决于以下几点:选择橡胶形状时,必须考虑橡胶和车架、车身的工艺性能以及避免制造误差等因素(短车架的悬置点少,容易控制精确度,所以可以选择各种形状)。选择压缩型橡胶垫时,必须别注意调整车架侧面的垫片,以避免车架和车身之间垂直方向的制造误差在橡胶垫上增加的额外载荷。
一般来说,橡胶刚度小,噪音也少,但又带来了行驶不稳定及产生振幅较大的振动的弊病,这会影响橡胶垫的耐久性。决定悬置位置时,一般将悬置点置于车架的振动点上,这样传递到车身上的振动就小。决定橡胶垫耐久性的最大要素是交变的挠度振幅,压缩型橡胶的最大挠度振幅可达±25~30%,但必须通过充分的耐久实验。
橡胶的材料,在美国采用丁基橡胶。它的吸振性能好,但优质的天然橡胶更耐用。如要求在高强度场合下使用的话,则以氨基甲酸乙酯橡胶为好。为了使压缩型橡胶垫能够承受侧向载荷,需要做各种试验。由于耐久性差,因此要以承受侧向载荷为主的应选用加有预压的剪切型橡胶。
目前,我国大客车都是使用载重汽车底盘改装的,改装的主要工作量在于车身。大客车和小客车的使用寿命亦是根据车身的寿命决定的。现在的大客车,一般都采用封闭式车身。某些特殊的车辆例如游览车,也可采用敞篷式车身。大客车车身按其用途、容量及结构形式来分。现代的市内大客车及大部分长途大客车车身的基本形式是厢式车身,厢式车身的主要优点是能提高车身面积的利用率。
在厢式车身中,大客车的总面积的90~98%是用来载客的,而在普通凸头式车身中,用来载客的面积则不大于75~85%,因而厢式车身的容载量比过时的凸头式车身为大。此外,厢式车身前部省去了发动机罩和翼子板等形状复杂的大型零件,从而扩大了驾驶员的视野,减少工时。具有凸头式车身的大客车大多数也是用载重汽车的底盘改装而成的。市内大客车车身内座位较少,使得中间通道宽阔。
车轮上方安置纵向的座位,因而能充分利用车身面积,并使底板及车身得以降低,通常在车身右侧开有两个车门,分别作为乘客的入口和出口,在进门处留有供乘客站立的面积。这样就保证了乘客上下车和在车内走动更为方便。在客运高峰时提供站位以适应市内行车距离短而乘客流量大的情况。车身左侧开有供驾驶员出入的车门。右侧的车门做成迭合式,当开启时车门不致伸出车身之外,故不妨碍公共汽车接近人行道停靠。
长途大客车车身内部座位多而通道窄,因为行车距离长而不宜设置站位,从而也就可以降低车身的内部高度。车身中所有座位都是向前的,座位间隔较市内公共汽车为大,座椅较柔软,有时还做成高度可以调整的,并有可放倒靠背、肘垫和靠枕,使乘客在长途旅行中感到舒适。
乘客出入所用的门通常只有一扇,也有的另设后备车门,供发生意外时使用。承载式车身的骨架由钢或硬铝的薄壁型材制成,公共汽车承载式车身的骨架和车身外壳就是由铝或钢的钣壳制成的。为了减轻重量,可用适当的方法将外壳与骨架相联,使外壳能承受较大载荷。
无骨架车身也一些大客车上采用,其车身也是由一些钣壳组成的。底架有直通纵梁的承载式车身用得相当广泛,其最大优点是底架较强,而且能拖带挂车。公共汽车车身骨架的中间部分大多由相同的截面构成。因此,只要改变中间构件的数目,就可以造成容量不同的车身。大客车因乘客多,通风装置更为必要,有的还装有采暖装置。