旅行好伙伴:浅谈车载支架的选购和DIY
但凡喜欢长途自驾旅行的,带的东西都不会少,车顶行李架/框/箱都是不可或缺的。我目前的座驾哈弗H3,不用放倒后排座椅,行李箱容积就达到810L,但暑假全家出门长途旅行,衣物箱子加上摄影器材,尤其是为了减轻每天换洗衣物的负担,很任性地带上一台带脱水的迷你洗衣机后,都没有多少空间富余,更别说空间更小的城市SUV和轿车了。
不管最终车顶安装的是行李框还是行李箱,其基础都离不开纵梁和横杆。所以本文主要就讨论这一部分。
纵梁:与车身前后方向一致的固定部件,分布在车身左右两侧,与车身框架直接连接,起到承重基础作用。
横杆:与车身左右方向一致的活动部件,可按需要前后移动,两端通过夹具与纵梁连接。有多种形式以适应不同的载具,如通用的直杆、弧形杆,装载自行车、皮划艇的专用横杆等。目前较新款式的汽车,纵梁通常已经是标配,材质有ABS塑胶或金属类。所以大多数值友只需要选购横杆就行。
市售成品横杆概况:
撇除专用横杆不提,市场上的通用横杆,价格区间大致分布在150-300元,500-800元,以及1500-3000元这三个区间(价格分布区间较大,此处仅指大部分产品,谢绝抬杠。以下分别用ABC三个字母来简称)。
三个区间的横杆基本均为铝合金材质,质量较轻,耐候性好。但铝合金金属疲劳性较差,弹性模量低,仅为钢材的34%左右,因此选购时要特别注意实际最大载重量,并留有安全冗余。
A区间横杆:大多为不知名小厂生产,一般也号称可以承重100-200KG不等,但仔细观察其铝合金型材截面,可见其管径较小,壁厚较薄。虽然卖家有照片甚至视频,上面可以站几个成年人,应该说静态载重量也能勉强达到其标称。但是时间站几个人,不等于可以长时间耐受载重时的摇晃、颠簸、急刹车的重力加速度。从安全角度考虑,不建议选购这种载重量严重虚标的横杆装载重物。如果买横杆仅仅是为了装X,你看到这里就可以STOP了。
B区间横杆:质量上应该比较好一些,承重方面日常使用不会有什么问题,属于那种在确保安全前提下的性价比之选,一般以国产、港台品牌为主。
C区间横杆:多为国际大牌,造型美观、性能可靠、溢价奇高,属于土豪不二之选。当然其中也不乏性能与A区间类似的,所以并不是贵的就一定对的。比如某款日本进口横杆,截面壁厚与A区间产品相似,标称最大载重75kg(因为测试获得的安全动态载重量),售价高达2800元一对。
从以上卖家的产品介绍图片可见,A包括一部分B区间横杆的材料壁厚并不结实而且内部中空没有加强结构(图中上、中所示),C区间的产品用料和设计上则相对厚道(图中下方所示)。
如前所述,目前的SUV包括部分轿车,出厂就配备了现成的纵梁,只需要将横杆两端的夹具与纵梁紧固,即可加装行李框、行李箱等附件。如下图所示:
上图显示了市售横杆夹具常见的两种款式:上面一种是骑跨在纵梁上,夹具左右夹紧,下部带有钩装,起到整体稳固作用;下面一种是从内侧顶在纵梁上,夹具上下咬住纵梁。
由此可见,选购车载支架时,最好打开端盖,观察测量横杆所用型材的壁厚以及内部构造,选择扎实可靠的产品。同时,从卖家照片上来看,夹具紧固螺丝均无防松脱措施,建议采购后自行增加弹簧垫圈等措施,以确保万无一失。
那么对于某些特殊车型找不到对应成品,或者存在高负荷使用需求以及追求性价比、动手能力强的值友,则不妨考虑进行DIY。
个人DIY行李架的过程:
我的爱车出厂时就标配了一对横杆,品质方面属于A区间的产品,因此厂家在汽车说明书里也明确标注,该横杆仅作装饰之用。2011年一月中旬提的车,三月份就买了个自重约15kg的铝合金行李框直接装上了,此后跑了三年多大概七八万公里,偶然也装载不超过10Kg物品跑过上千公里高速,或者爬上去作为摄影制高点(体重90Kg),没有出现什么异常,但终究对其强度不放心,犹如一把高悬的达摩克利斯之剑。 下面借用一张网图,这位仁兄的车就和我当初一样,未经任何改动直接加了一个黑色钢制行李框。
直到2014年仲春,为7月份全家自驾西藏作准备时,考虑到需要装载第二备胎(铝合金行李框+备胎总质量约37Kg),市面上的横杆良莠不齐,名牌的又实在太贵而且最大载重量不合心意,于是决定自己DIY一套,扎实可靠又省钱,贫穷能锻炼人的动手能力
哈弗H3因为是早期产品,车顶并没有真正意义上的纵梁,是左右各有一条开口朝上的C字形铝合金滑槽,滑槽上有两处加宽开口,以便于原厂横杆的工字型连接件装进滑轨,然后前后移动到定位缺口处,靠内置的弹簧铁片固定住。
尤为特殊的是,这辆汽车因车厢部分空间尺寸较大,滑轨在XYZ三个维度上都有大幅度曲线变化,前后移动横杆,两条滑轨的间隔距离也有不同,这就给DIY横杆的固定件带来了难题。起初打算仿照原厂横杆的固定件设计成整块铝合金CNC雕刻成型,因造价过于高昂而放弃。
车身纵向的曲线变化,因为固定件长度较短,可以忽略。主要是横向的倾斜角度随着前后移动会产生变化,这就需要横杆与纵向滑槽的连接件是角度可变的铰接装置。某天突然灵光一现,想到了大门用的合页,高达270°的旋转幅度岂不是正好解决了我的问题吗?
基于上述思路,经多方比较,最后确定了如下方案:将合页的一片页板焊接在L型不锈钢板材制成的支撑件上,另一片页板放置在纵梁(滑轨)上,滑轨内滑入自制的滑块,滑块上对应合页螺丝孔位,预制矩形开孔。矩形开孔可以匹配马车螺栓头部的四方颈,防止螺栓跟转。之所以不将螺栓焊接在滑块上,主要是为了留有自适应余地,以适应滑轨的弧度变化。
在车身上固定好上述支撑件,就可以将横杆紧固其上。紧固的方法是通过工业铝型材的滑块螺母与杯头内六角螺丝。
奉上一张耗时3小时呕心沥血绘制的三维爆炸图,还请小小值和各位值友使劲砸金币
本人谋生职业与机械加工也没有半毛钱关系,幸好擅长的CorelDraw不仅可以用于平面设计,因其基于矢量对象,就和AutoCAD不存在隔阂了,文件可以直接转为dwg格式,为我发外加工部件带来了莫大的便利。
采购、自制的零部件,横杆为经过T5热处理的6063镁铝合金工业铝型材,滑块螺母为钢制,其它所有部件均为304不锈钢材质,紧固螺栓为尼龙防脱螺帽+不锈钢弹垫双重保险。不锈钢板材均为3mm厚度。采购清单如下,恕不一一提供链接,某宝输入关键词后比比皆是,任君选购。
清单内7-8两项其实只是替换行李架原有的紧固件之用,因原配件为钢制,日晒雨淋三年后已经锈蚀。L型不锈钢支撑件因时间关系(半个月后就要出发去西藏),一时没有找到合适的激光线切割加工商,只能临时在液压剪板机上切了四块不锈钢,外观确实过于简单粗暴…… (当时想着先用起来,回头再做个漂亮的,图纸都设计好的,最后懒癌晚期,一下拖延到现在)
所有零部件制作好以后,安装就很方便了,自己一个人花了个半小时就OK了。首先是安装好四个支撑架:
再将两条横杆固定其上:
最后加上原有的行李框(局部放大的是此前提到的锈蚀的紧固件,全部换成不锈钢制品):
刚好找到一张外出旅行时,躺在车顶等光线的腐败照片,可以看到各部位细节:
DIY行李架的可靠性
前面提到过,自制这些部件的深层原因是不放心市售成品的质量,同时追求性价比。那么这套耗资不足300元的低成本DIY的组件可靠性又是如何呢?
2014年夏天西藏之行,车顶承载了37Kg(行李框+第二备胎),全程11000Km。
2016年秋天的阿里大环线之行,全程近15000Km。车顶又增加了288W LED长条射灯,载荷达到了40Kg以上。尤其阿里北线的1500Km越野路程,别说是车顶架,对整辆汽车的坚固性都是严峻挑战(自驾群某群友不听我的忠告,非要驾驶一辆近百万的进口途锐跑阿里北线,因其为承载式车身,造成车架变形,大修一个月花费数万无法完全修复),DIY的车顶架完好无损,连紧固件都没有任何松动。发几张图,随意感受下翻浆、炮弹坑、搓板和碎石的满汉全席吧:
DIY的建议和相关Tips
1、以上的DIY过程,旨在抛砖引玉,给大家一个借鉴参考,提供一条思路。尤其目前市售新车已经带有原装纵梁,要省事很多。只需要购买一对工业铝型材横杆(具体型号很多,我因为考虑重载使用,选用了几乎实心的1640,不需要如此粗暴的可以考虑中空的2040甚至1020等),然后自制两对夹具即可,如下图:
以上仅为简单的夹具结构示意,不涉及造型、美观等因素,具体可进一步深入设计。原厂纵梁一般为考虑美观设计为流线造型,截面并非简单的矩形,具体角度变化可通过工业油泥/橡皮泥翻模获取,以便夹具更好地贴合纵梁。内侧也应衬垫橡胶片,增加摩擦力,避免纵梁磨花。
2、如何上车顶的问题。个人不想加装挂梯。后部挂梯方便了自己,同时也方便了别人,尤其是熊孩子。河蟹社会,万一别人摔下来,指不定还要担点责任,大家都懂的,所以多一事不如少一事。我的上车方法是降下后车窗,搭一块抹布。后轮、后车窗台、车顶,刚好形成三个间距50厘米左右的“台阶”,对于身高180厘米的我来说很轻松。
最后,值此岁末迎春之际,祝大家吃好玩好,万(da)事(shang)如(jin)意(bi)!
放假时间不对
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