小豆子 - 2011-7-29 22:17:00
08环塔越野拉力赛已经结束。从过去几年的环塔赛车使用情况来看，大家先是用原装量产车诸如丰田的lc系列、日产的y系列以及三菱车系、跑到后来开始土法炼钢的改装一直到今年看到不少专业改装的车，每年的变化异常的剧烈。本文会先从最基本的车架改装开始，然后是悬挂系统、变速箱及发动机等一个个篇幅往下详细介绍。文章内容部分是自己实际叁与环塔的经验，部分则是叁考国外的技术性文章，欢迎大家一起来探讨这个问题。
第一篇wan
防滚架 - 车身与车架改装
目前两种最常见的设计就是俗称的承载式车身及非承载式车身，承载车身就是把车架承重的梁与车身结合在一块，一般轿车和城市SUV设计及如此，常见越野车如宝马X5或切诺机都属於这种，非承载车身顾名思义就是车身的部分不承载重量，而由车身下的大梁（车架子）来承担整车重量，常见的如陆地巡洋舰或路虎等经典型越野车都是如此。传统上绝大部分越野人认为非承载式的车身由於带大梁，车身刚性比较好也比较耐用。而承载式车身由於车身兼大梁，不耐太剧烈的越野活动。在没有改装的情况下确实如此，不过如果是专为长途越野拉力赛改装後就差异不大了。防滚架的改装，在环塔中的车辆一般都比较注重的是乘员的安全性改装，比较少见到为了增加车身刚性而设计的全车刚性防滚架。但是刚性全车身性的防滚架设计难度及费用均不高，应该在未来环塔内会越来越多。
承载车身防滚架与车身改装
承载式车身最大的问题就是车架子软，如果你把车身上的所有配件拆下来，包括发动机、变速箱等，几扇门等，绝大部分的人都会非常的惊讶车体居然这麽的软，推车壳两下甚至会发现车身会晃动弹性变形。如果是日常开，偶而越野一下，其实不用太担心，当车身的负载及悬挂系统上去之後，因为应力的关系，车身的刚性会比完全没有负载的情况好很多，应付日常的驾驶绰绰有馀。但是我们是要开去环塔，这样的车身不用两个赛段就会??体严重变形（可以叁考曾经叁加过环塔的小切），所以我们必须要帮承载式的车身提高刚性及抗变形的能力，除了在原有的基础上补加焊点外，另外要设计刚性防滚架。何谓刚性防滚架，就是利用空间钢管结构帮车身建立一个附车架，这个车架子除了提供人员竞技时的安全外，更大幅度的提高车身的刚性及抗变形能力。最着名的刚性防滚架例子就是WRC的赛车，防滚架完全与车身融合为一体。刚性防滚架其中最重要的一个部分是，所有减震器安装负载的位置都必须由刚性防滚架来承重，或者部分承重。也就是当车子经过不平的路面时，经由减震器上传至车身的力会由结实的防滚架全部或部分受力。发动机的承重部位也要经过改装增加刚性。经这样改装的承载式车身不管在刚性或抗扭抗变形方面要比原本多出数倍，已经跟那种空间钢管车差距不远，更远超过一般未改装过的非承载式越野车！
经点的刚性防滚架设计，发动机舱跟车内的防滚架一体化设计，请注意前减震器上有钢管刚性结构支撑减震器！
後减震器承重直接由防滚架取代原本车身的位置。上图采用减震器串连的方式，绿色的部分是正常承载减震器，红色部分是高负载的减震器，这样的设计在正常行驶时不会过於颠簸，而车子飞降的时候也不会因为弹簧用尽了而损坏整个悬挂系统。
防滚架跟车身焊接处应该选择车身受力点，错误的选择反而会让车身变形的更厉害。
非承载式车身防滚架改装
非承载式车身或者带大梁的车子抗扭性跟刚性其实没有我们想像中的这麽好，环塔的时候如果看过人家把翻的越野车拖正的时候会惊讶的发现大梁居然会因为牵引而左右扭曲的现象，轴距越长的车，特别是皮卡越明显，当然这种变形是在设计范围内也是会恢复的情况。实际上及使是越野车的梯字形大梁，抗扭性还是差强人意，平常越野等不用太担心这问题，但是环塔是属於速度竞技项目，谁跑得快谁第一，跟日常到山野间游山玩水越野完全是两回事。车身的刚性越好，车身的操控性越佳，在高速与激烈的操控下，同一个弯，两台刚性不同的车过弯的方式就会有很大的不同。
非承载式车身当然可以简单的在车身内做个防滚架以通过车检，便宜了事（事实上大部分人都这麽干），短轴带大梁的越野车如Pajero EVO 在这种方式的改装就占近了便宜！原因很简单，短的大梁要远比皮卡等长轴大梁的刚性要强上许多，这种优势在直线路段是看不出来的，但是一旦进入多弯复杂地形的赛道，便可以看出操控性上的差别。解决的方式其实也是一样，利用钢管空间结构增加大梁的刚性。车身越长这种刚性结构就越重要。这次环塔三台出尽锋头的121、122及门光远的皮卡都采用了这样的结构。不过除了北京速比外，我尚未看到帮车身前半部，发动机位置制作防滚架刚性结构的。很明显的大家有点忽略这个位置。实际上由於大多越野车前面悬挂是属於上下A臂独立悬挂的方式，单边受力的情况让前半部大梁的刚性更直接的影响到车辆运动的性能。
原具有大梁的非承载式车身经过钢管结构的加固後让原本就坚固的车身更强壮，事实上这种设计得当的防滚架即时遭遇严重的翻滚或碰撞，车身主体仍然可以保持完整性。
这台福特F150的发动机舱的刚性防滚架，发动机上面的大X跟横杆都是可拆卸分离的。
尚未安装发动机的发动机舱前部，三角结构的钢管跟大梁构造成强壮的刚性结构。
大梁後部也是同样的运用三角钢管结构加固大梁，後桥上部的大梁切割开让後桥有更大的运动空间。
空间钢管车架
空间钢管车架其实就是把原本车架子的部分用钢管代替，而成为一个整体性的钢管车身结构，这种结构兼具安全性及刚性，原则上空间钢管车已经属於造车的范畴，就不太多的介绍。
防滚架与车身加固材料选择与方法
国外一般选用铬钼钢作为防滚架及刚性车架的首选材料，原因是焊接後脆硬效应比较小（这部分我不是太确定，请学金属的同仁指正一下），单位重量下强度高，及材质本身特有的弹性。碳素钢一般不使用原因是低碳钢焊接性好可是刚性差，高碳钢刚性好可是焊接性差。当然并没有硬性规定用哪种材料，你也可以选用碳钢作为防滚架的材料，实际上只要能够保证施工品质及强度，可通过车检的前提下选用任何材质来作为防滚架。剩下就是预算及重量的问题了。
防滚架焊接最头痛的是紧贴车身那个焊接不到的地方，一般有两种方法，承载式车身会选择在车身下掏几个洞让防滚架的脚掉下来，然後完成上半部分的焊接工作後在把洞补强回去，另外一种方式就是利用切割好的钢片小心的把防滚架焊接在车身上以补强局部焊接不到的地方。当然如果有条件的话，两种方式都做可达到最高强度。其次很多人忽略的地方是钢管跟钢管焊接的三角位置的补强，最好的是用钢片包覆後焊接，其次用小的副钢管进行补强，最低限度也应该在转角处焊接一块三角形的钢片。这主要是增加接口处受力面积，避免当受到严重撞击的时候，钢管从焊接口处脱焊伤到乘员（没做好会插死人）
防滚架的制作汽联有标准的，但是标准通常只是针对乘员的保护，对於车身的刚性并没有帮助，如果要制作增加车体刚性的防滚架则需要对力学有基础的认识才能制作出同样具有安全性跟刚性的防滚架。原则上就是在最轻量的情况下，设计出具有安全性及具有高强度刚性的房滚车架。不管是承载式车身或非承载式车身，只要刚性全车防滚架设计得当，都可以达到超高强度的车架。