最强车架是怎么造出来的？摩托车车架设计制造解析

车架是一辆摩托车的重要组成部分，它是连接和承载一辆摩托车的发动机和传动系统、悬挂制动系统、行走系统、附属设备和驾乘人员的关键部件，并且还要承受行驶时加速制动时的惯性力，以及路面带来的冲击和弯道行驶时带来的形变，因此车架虽然看起来不起眼，但是就一辆摩托车而言，制造车架的技术含量并不低。

上个月我探访了位于浙江的摩托莫里尼中国工厂，以下所得的一些肤浅认识就是从这家工厂所现学现卖的东西，好笑的是去之前我自认为还比较了解摩托车，去了之后才发现自己完全就是摩托车制造行业的门外汉。

这里要再次引述我上篇文章《到底是小作坊还是国际化大工厂？探秘摩托莫里尼中国归来有感》里面讲过的那句话——“难怪我经常看到一些国内知名的摩托车大咖说自己并不懂摩托车，这还真不是谦虚或者故作姿态，实际上这里面的门道很深，不是专业的人员，根本不会了解，其实设计制造一辆摩托车，尤其是大排量的摩托车是一个相当复杂需要极高专业知识的工业领域”。

作为美食家，必定厨艺也不差，汽车设计师，也大多对整车制造的流程烂熟于心，作为摩托车自媒体，不了解一些车架设计与制造的知识，好像也不能说自己内行对不对？

如果你看多了短视频平台上的各路民间大神改造摩托车，你可能会简单地以为，做一副摩托车的车架，不就是一把角磨机一把焊枪加一把卷尺就能搞定的事情么？

如果你是这么想，那只能说明你对车架方面的制造知识了解得不够。

民间大神土法上马的车架，属于定制性质，无需考虑驾乘舒适度、轻量化设计、恶劣工况下的防腐蚀能力等等性能指标和两相共振衰减带来的金属疲劳、耐久性下降、焊接变形带来的误差和应力集中等隐患，最关键的一点是，他不是大批量流水线生产，无需严格遵照技术标准执行，有点即兴发挥打到哪算哪的意思，也没有规范化和标准化的约束，这样制作出来的车架，能跑就行，自己玩玩可以，若是整车厂按照这个做法制造车架，大概率的会关门大吉。

即使是一辆普通的125排量的通路车，他的车架制造流程也会像上图那样非常的繁复。

而一辆大排量玩乐型摩托车的车架制造，那就更是名堂多多。

光是设备就能让你眼花缭乱，例如各种数控铣床磨床车床冲床、滚丝机、摩擦压力机、焊接切割设备、热处理设备、各种夹具、金属表面处理及喷涂设备。

还要再加上各种检测设备，例如抗拉强度试验机、三坐标CMM、投影仪、光谱仪、探伤仪、化学分析仪、扭矩试验仪、盐雾试验箱、洛氏（或维氏）硬度测量仪、镀层测量仪等等，这些都是民间大神完全无法想象的专业设备，说简单点，这就是土铳与现代化全自动步枪的区别，这能是一回事儿吗？

那有了这些设备就能制造出坚固耐用合格的车架出来吗？不，这还远远不够，设计才是重中之重。

摩托车行驶过程当中，车架会不断承受来自发动机振动带来的冲击，尤其是在与发动机振动频率产生了共振的情况下，车架的整体强度和可靠性会不断降低，造成舒适性变差，发动机噪音和抖动增大。

另外由于路面不平带来的动应力累计，使得设计不良的车架往往使用时间不长就容易产生金属疲劳，进而导致车架开焊脱焊，所以，如何设计车架在长期使用过程中能够做到坚固耐用，避免与路面共振频率和发动机常用转速段的共振频率重合，就需要使用各种专业分析计算软件来辅助，例如国内整车厂常用的就是一款名为MSC. Nastran的有限元软件，通过复杂的公式计算以及智能设计，使得车架制造避开上述这些雷区。

轻量化设计对于提升一辆摩托车的操控性有着举足轻重的意义，如今也有越来越多的车迷都很关注一辆摩托车的整备质量，而车架在整个摩托车的所有零部件当中，一般而言是除了发动机以外重量最大的零部件，基本上一副车架要占到整车重量的14%到20%。

如何做到减少车架重量的同时还能保证强度和耐久性呢？

这同样需要经过精密的计算和设计，而软件能很好地辅助设计人员，通过有限元软件的计算分析，轻量化设计一般会经过如下几个步骤。

第一，，这里面又包括车架有限元建模、车架静强度分析计算、强度分析结果判断这些步骤。

车架静强度分析

第二，，这里面又包括设计变量、灵敏度分析、优化分析这几个步骤。

车架结构优化分析

第三，。这一步是检验轻量化设计之后的结果是否可行，一般来说，两轮摩托车车架耐久试验的判断标准为车架在对应三种工况下（即最大前载荷、最大后载荷、最大乘员载荷），经过15万次循环后无破坏及肉眼可见裂纹发生，即认为该车架是合格的。

试验论证

所以，轻量化设计也并不是随心所欲，感觉哪块儿多余就剁掉哪块儿，这些设计背后都是通过大量的复杂计算来实现的，民间大神哪会有这么专业的设计？

设计完成了，是不是就可以开工了？还没有，还有很多雷区等着你去趟。

焊胎

例如车架焊接的夹具（专业术语是焊胎）就很有讲究。

上图中数字分别对应整车部件的定位孔，例如1号、2号、5号分别对应的是某款车型的车头，油箱和坐垫架的定位孔，装配时通过专门设计的定位轴和螺杆轴销将各部件定位于夹具上。

这个精度上的要求很高，可谓是差之毫厘谬以千里，如果你有骑过类似地平线这种摩托车的经验，你应该能知道，地平线拆散以后往往是不能顺利地再装回去的，什么螺丝刀撬杠都得用上，才能将拆下的螺栓对准定位孔，这就是夹具精度不够导致的。

国内正规整车厂，都有大型三坐标测量仪来校正误差，一般是周期性的来校正，国内大部分厂家大多是半年校正一次，少数厂家可以做到三个月一次，例如本田豪爵等等，摩托莫里尼中国则是每个月一次，校正次数越频繁自然精度就更有保证，车架的制造自然就更板正，坏处就是费钱。

焊接夹具的精度问题解决了，是不是就可以一马平川了？

还没有，焊接是最容易导致车架变形和挠曲的因素，这是因为焊接车架过程中产生的高温，会使得焊接部分发生不均匀的膨胀，产生压应力和和塑性变形，而当温度冷却时又会使得塑性形变受到拉伸，导致车架产生角位移变形。

所以，焊接车架是一个技术含量很高的技术活儿，影响的因素太多，焊接尺寸的大小、焊缝是否过于集中、焊接的顺序如何，以及焊接的两个材料之间的管壁厚度差太大，都能直接影响到车架的精度，因此车架焊接是不可避免的会有误差产生，这就需要后期的校正。

但是校正车架也只能针对局部变形的车架，有很多车架在焊接之后发生整体的纵向或者横向尺寸的变化（总尺寸改变），这个就是校正解决不了的问题，国内很多整车厂往往是通过装配时预放余量来解决，以挽回废品率升高带来的成本损失，但是也有一些厂家在这块儿很讲究，例如摩托莫里尼就是这样做的，直接按照废品处理掉了，这才是负责任的做法。

所以，摩托车车架设计与制造看似简单，实则门道很多，远远不是民间土法上马可以搞定的事情。

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也正因为如此，所以你应该知道，为什么车架是除了发动机以外，平台通用化最频繁的零部件之一，即使是定位完全不同的两款车，厂家也很少针对已经证明是设计成熟的车架大幅改动，一般都是沿用大部分现有设计，原因无他，就是太烧钱门槛高，制造不易。

上图中的两副车架就是国内知名厂商春风的650MT车架和摩托莫里尼X-CAPE的车架对比。。

声明一点，拿这两款车的车架做对比并无诱导谁优谁劣的意图，仅仅是从车架设计上的不同来理解两款车在定位上的差异

这两款车的车架都采用了铬钼钢管的材质，这个在国内现售的绝大部分车款里面比较少见，他们一般都是采用的碳素无缝钢管，例如Q345型号就是比较常用的车架制造材料，与后者相比，铬钼钢管的物理和力学性能要远远比Q345碳素无缝钢管优异，其抗拉强度，屈服强度和伸长率等几个主要力学性能指标是后者的两到三倍，强度高更耐造就是铬钼钢管的优点。

而由意大利摩托莫里尼设计团队研发的X-CAPE的这款车架，采用的是20铬钼钢管，性能更优异，并且连车架上的钣金连接件也是同材质制作。

从外观上看，这两款车架结构上大体相同，都是环抱编织式车架，但是仔细观察，在结构上还是有不小差异。

最明显的特征是，X-CAPE车架的腰部是明显收窄的设计，这样能使得X-CAPE的座高达到了835mm（高座版）的情况下，身高170cm的我也能做到两脚尖同时落地，并且收窄的设计也能使得骑手的双腿更便于加持油箱两侧，这样能在骑行时更好的固定身体重心。

650MT的定位是休旅车，基本上没有什么越野能力，因此650MT的车架设计相对简洁一点，车架无需承载过大的冲击力，所以可以看到主车架部分只设计了一根加强杆。

而X-CAPE的定位是ADV，需要具备一定的越野能力，因此在满足车架的强度要求上，是摩托莫里尼需要首先考虑的问题。可以看到下方的X-CAPE主车架部分由多个加强杆辅助，组成了多个稳定的三角形来支撑。

由于650MT采用后侧置单独立减震器，因此车架腰部两侧是不对称的设计，右侧支撑钢管不得不内收来给后减震器腾出空间。

X-CAPE采用的也是侧置独立后减震器的设计，但是车架腰部的设计更规整，两侧的支撑杆呈对称型设计，这样的设计理论上会使得车架两侧承受的载荷更均匀，应力释放得更均衡。

X-CAPE车架规整的鱼鳞焊接工艺不仅仅只是看起来赏心悦目而已，对于消除焊接时产生的应力集中也具有实际意义。

写到这里也该收尾了，参观了摩托莫里尼中国工厂，不得不感叹隔行如隔山，没想到区区一副车架的设计和制造就有这么多的讲究，一堆焊接起来的钢管里面的学问都会有这么大，没去过工厂参观，真不敢随便说自己很懂车。

文章出自骠骑府原创工作室，车型相关摩托莫里尼X-CAPE