[汽車之家 技術(shù)] 安全是汽車業(yè)永恒的追求,隨著科技的不斷進(jìn)步,汽車界的安全標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升。很多朋友一直覺得車身夠“硬”就安全,而汽車技術(shù)發(fā)展到今天,已經(jīng)不僅僅是靠“硬”來解決問題了,通過適度吸能和合理引導(dǎo)力量走向,才能做到最好的安全效果。在今年的中國車身大會上,領(lǐng)克品牌的工程師們?yōu)榇蠹抑v解了領(lǐng)克02(參數(shù)|詢價)的車身安全構(gòu)造,領(lǐng)克02是目前C-NCAP碰撞標(biāo)準(zhǔn)體系2018版規(guī)則實(shí)施以來綜合得分率最高(95%)的五星+成績車型,借著這次論壇我們能了解到要做出一個安全的車身其實(shí)是一門講究控制和平衡的藝術(shù)。
汽車廠家在研發(fā)一款車的時候其安全標(biāo)準(zhǔn)肯定是要高于國家標(biāo)準(zhǔn),而高到什么程度,則各不相同。以領(lǐng)克02為例,其出自吉利和沃爾沃聯(lián)合研發(fā)的CMA架構(gòu),繼承了沃爾沃在安全領(lǐng)域的高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格要求,據(jù)領(lǐng)克工程師介紹他們內(nèi)部的安全技術(shù)指標(biāo)要高于目前所有組織或機(jī)構(gòu)的安全標(biāo)準(zhǔn)。在C-NCAP的碰撞結(jié)果來看,領(lǐng)克01和領(lǐng)克02分別在2015版規(guī)則和2018版規(guī)則中都拿到5星+成績的車型,的確能印證其內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的確高于C-NCAP的要求。有興趣的朋友可以點(diǎn)擊這里看看所有車型的碰撞結(jié)果,總的來說多數(shù)車型獲得5星,第二多的是獲得2星的車型,獲得5星+的車型比較少。
● 乘員艙還是要講“硬”道理
要保證乘客安全,一個堅(jiān)硬的乘員艙是必要條件,保證在遇到碰撞的時候乘員艙不變形或者盡量少變形。領(lǐng)克02車型的整車鋼材由蒂森克虜伯、寶鋼等頂級供應(yīng)商提供,車身高強(qiáng)度鋼板使用率、鋼板鍍鋅率分別達(dá)到了80.5%和93.5%,其中1600兆帕的超高強(qiáng)度熱成型鋼使用率達(dá)到16%,全車焊點(diǎn)高達(dá)6246個,一般來說焊點(diǎn)數(shù)量越多車身越堅(jiān)固。
實(shí)際上高強(qiáng)度或超高強(qiáng)度鋼材的用量未必是越多越好,這里除了要考慮成本問題,還要考慮整個車身的吸能設(shè)計(jì)(鋼材強(qiáng)度太高,吸能效果會相應(yīng)降低)。后面還會提到領(lǐng)克02的前后防撞梁就是用了不同的材質(zhì),前防撞梁是鋁合金材質(zhì),有助于提升吸能效果和輕量化,而后防撞梁則是高強(qiáng)度鋼材。
所以在什么地方用怎樣的鋼材,比例是多少就是考驗(yàn)設(shè)計(jì)師和工程師的地方。不同廠家自然有不同的解決方案,我們看到領(lǐng)克02車身上基本會在乘員艙采用高強(qiáng)度或者超高強(qiáng)度的鋼材,保證這里的剛性,這也是業(yè)內(nèi)常見做法。
光是硬還不夠,關(guān)鍵是讓碰撞可控。
一個好的車身架構(gòu)不是光靠硬來保證安全,工程師為了做到安全,要能做到適當(dāng)吸收碰撞時的能量,減少乘員艙受到的沖擊也是很重要的。一般車型都會在前防撞梁和縱梁之間設(shè)立吸能盒來吸收碰撞能量,領(lǐng)克02的前吸能盒采用了矩形截面和局部結(jié)構(gòu)加強(qiáng),能夠更精確地控制碰撞能量吸收和傳遞過程,盡量降低降低傳遞至車身上的碰撞能量,保護(hù)車身碰撞過程中不變形或少變形。
領(lǐng)克02也應(yīng)用了副車架脫離技術(shù),發(fā)生碰撞時,采用副車架脫離策略可以防止動力總成擠壓前圍,通過發(fā)動機(jī)下沉增加前縱梁的變形吸能空間,降低正面碰撞對乘員艙的整體沖擊,保證乘員的生存空間。
采用小偏置碰撞工況的控制臂旋轉(zhuǎn)失效設(shè)計(jì),高速碰撞中保證前懸控制臂前部連接點(diǎn)會自動脫落,輪胎會按照規(guī)劃路徑彈向車身外側(cè),而不會被擠壓至駕駛艙內(nèi),最大限度減少對駕乘人員的傷害。
除了吸能以外,工程師還要通過合理的車身設(shè)計(jì),很好的引導(dǎo)能量的走向,將力傳遞到工程師想讓它去的地方,最大程度減少對乘員艙的影響。
安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,如上圖正面碰撞傳遞路徑連續(xù),乘員倉支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng);后部傳遞路徑延伸至門檻;側(cè)碰載荷分散傳遞,地板上由座椅橫梁橫向傳遞。
在研發(fā)和測試階段,工程師發(fā)現(xiàn)B柱的鋼材在碰撞時可能出現(xiàn)開裂的情況,這會導(dǎo)致碰撞的結(jié)果不可控,不同的車輛可能出現(xiàn)不同的碰撞結(jié)果,影響產(chǎn)品的一致性和安全性。據(jù)領(lǐng)克工程師介紹:領(lǐng)克02車身B柱上部、下部設(shè)計(jì)了小軟區(qū),根部設(shè)計(jì)了大軟區(qū),并采用了Patch板設(shè)計(jì)。大軟區(qū)采用的模內(nèi)控制技術(shù),即將熱成型鋼板加熱到一定程度,通過模具內(nèi)部控制冷卻速度的不同,來實(shí)現(xiàn)零件不同區(qū)的不同性能要求。進(jìn)而保證碰撞的可靠性。
側(cè)部結(jié)構(gòu)方面,側(cè)部門環(huán)采用連續(xù)的高強(qiáng)鋼門環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使側(cè)碰的侵入量得到有效的控制;采用熱成型工藝的側(cè)門防撞梁。從C-NCAP的測試中可見,領(lǐng)克02在側(cè)面碰撞測試中是拿到了滿分的成績,說明了其側(cè)部結(jié)構(gòu)的安全性是經(jīng)得起考驗(yàn)。
歸根到底工程師是想把所有的碰撞、變形可控。工程師在做碰撞實(shí)驗(yàn)會發(fā)現(xiàn),其實(shí)碰撞實(shí)驗(yàn)測只是最后的值,傷害的能量,但有些車撞的時候會發(fā)現(xiàn)它可能焊點(diǎn)會失效,有一些鈑金會撕裂,但是最終結(jié)果也是好的,因?yàn)槟芰客ㄟ^這種方式給吸收掉了。而領(lǐng)克工程師要求哪怕面對最苛刻的碰況,所有的變形都是可控的,但一旦產(chǎn)生撕裂之后就不可控,不可控就沒有一致性可言。因此為了保證這種可控,工程師在一塊鋼板上做了很復(fù)雜的工藝,保證碰撞的所有能量都是按照設(shè)定的傳遞路徑、設(shè)定的變形形式傳遞,而不是通過其他形式不可控地傳出去。包括鋁合金,怎么設(shè)計(jì)、該用多厚、用什么樣的截面,這些東西都反反復(fù)復(fù)進(jìn)行了參數(shù)的精調(diào),要保證所有能量進(jìn)來之后,按照設(shè)定的路徑、變形方式去到工程師讓它去的地方。
在車身防腐方面,領(lǐng)克02的車身帶鍍層比例高達(dá)88.69%;車門100%為GI50/50鍍層;配備翻轉(zhuǎn)式電泳,可大大減少死角數(shù)量;對有可能出現(xiàn)死角的36處空腔注入約1kg液態(tài)蠟,最大限度降低車身銹蝕可能性。
總結(jié)
通過對領(lǐng)克02的車身介紹,我們可以看到一款好的車身構(gòu)造,光靠使用高強(qiáng)度的鋼材是不夠的,要平衡重量、成本和安全等多方面的因素,找到最好的平衡點(diǎn)才是考驗(yàn)設(shè)計(jì)師和工程師功力的地方。領(lǐng)克02出自CMA平臺,一直對安全方面保持高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求,其車身設(shè)計(jì)上也有著獨(dú)特的吸能設(shè)計(jì),有效減少碰撞時對乘員艙造成的沖擊;通過工藝創(chuàng)新和設(shè)計(jì)優(yōu)化,讓碰撞時的能量傳遞盡可能保持在可控范圍之內(nèi),保證了產(chǎn)品的一致性和安全性。(圖/文/攝 汽車之家 梁海文)
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