是什么在影响汽车安全?(下)| 结构篇
上一篇我们提到了主被动安全话题。当然,那些都是跃然立于配置表上的东西,对于汽车小白而言尚具普及知识点的作用。但汽车的一整套动态场景分为发生事故前、发生事故时、发生事故后。
之前我们了解的是发生事故前主动安全配置如何规避,以及发生事故后被动安全气囊怎么保全。今天要聊的,是发生事故时,你的汽车在你肉眼不及的范围,替你抵挡了什么。
以往我们听到汽车的三大件,往往包括发动机、变速器、底盘等,但之于车身结构也有三大件一说,分别为蒙皮层、加强层、结构层,而与之一一对应的由内到外分别为结构件、内衬件、覆盖件。
无论是学汽车工程、汽修或者考二手车评估师,汽车结构是必定会上的一堂课。
结构件是什么?
以普通三厢轿车举例,A柱、B柱、C柱分别对应前方碰撞、侧面碰撞、后方追尾等事故的能量吸收、传导,前、后纵梁则是前后方碰撞事故的主要受力件。
所以,前两根纵梁、后两根纵梁,左右A柱、左右B柱、左右C柱加起来统称四梁六柱,也就是我们所说的结构件。
在我们日常认知范围内的前后防撞梁,仅限于低强度碰撞,而那个东西之所以放置于车头车尾,就是用来方便损耗、更换的。
这也是为什么一台共有13个钣金面的汽车,只有前后保险杠蒙皮是塑料的——它本身就是极易损耗的东东。
如果是非承载式SUV,那么底盘刚度会更加严苛,并且横梁数量会更多,通常有8到9个横向加强梁,用于在极限状态下车身翻滚时有备无患。
那覆盖件和内衬件是什么呢?
打开引擎盖,冷凝器、水箱框架本身是一种内衬件,用于加强车体结构,在翼子板铆合位置也会有加强件用于固定,所以内衬件也是一种衔接部件,一方面起到结构加固的作用,另一方面用于固定某些东西。
覆盖件就更简单了,保险杠、车门板等等第一眼看得见摸得着,并且影响车辆美观的都属于覆盖件。所以出了结构件之外,其他件在低强度碰撞或者刮擦时尚可起到一定作用,如果高强度碰撞,驾驶舱完全受结构件所保护。
言外之意,结构件的强度代表你的车是否真正安全、保命。所以,这便引出另一个问题。
汽车都用到哪些钢?
目前我们知道车身应用几种刚才,分别为高强度钢、超高强度钢、热成型钢。三者的屈服强度由低到高依次排列。
我国汽车工程学会把屈服强度大于210MPa小于550MPa(即抗拉强度大于270MPa小于700MPa)的钢称为高强度钢,屈服强度大于550MPa(即抗拉强度大于700Ma)的钢称为超高强度钢,其中热成形钢屈服度可以达到1000Mpa以上。
那么屈服强度最高的热成型钢是什么东西?
热成型钢是将常温下的普通高强度钢才在步进熔炉中加热到880-950℃,将材料组织均匀奥氏体化后送入带有冷却功能的冲压模具中冲压成型,并且快速冷却,进而转为马氏体,此过程往往被成为冲压硬化。
但是尽管屈服强度高,目前热成型钢也不可能应用于全部车身,车身轻量化的趋势不允许热成型钢大面积应用,所以热成型钢往往应用于A、B柱等关键时刻“吃劲”的地方。之前看的帕萨特撞击测试,明显是A柱材质屈服强度不够所致。
举个例子,前防撞梁不允许用热成型钢,这会导致质地过硬而在低强度人车碰撞时损害行人,而且世界范围内的碰撞测试机构都以此为评定标准,不允许汽车前防撞梁质地过硬。
另外,车头、尾部的无人溃缩区域不会实用热成型钢,当碰撞来临时,车辆结构需要保证乘员舱尽可能不被侵占或者少被侵占,与此同时不应该出现过多变形。也就是说,溃缩区部分是允许受力变形分散能量的。
现在的汽车车身都是带有溃缩吸能功能的安全车身,它可以在汽车发生碰撞时利用车身的前后部的变形有效地吸收撞击能量,降低事故发生时人体的减速度;同时乘员舱坚固可靠,确保乘员的有效生存空间。但每个品牌对于车身设计的理念不同,所以溃缩区面积、能量传导方式也截然不同,于是便引出了不同品牌的材料应用不同。
于是,在商业化竞争氛围下,许多讲究溃缩能量分散传导的日系品牌便成为了某些德系品牌的口诛笔伐标的。本应褒奖包子的皮薄馅大却便成了贬义词,熟不知这里蕴藏着对汽车结构的理性规划和对人类生命安全的尊重。
结合中保研碰撞测试,我们再以天籁为例子,看看日系车当下的安全程度如何。
中保研天籁碰撞测试,身处全优第一梯队
在中保研的测试中,新一代日产天籁测试车型为2.0L主销版本,出了耐撞性与维修经济性指数得了M之外,其他全优通过。
此次东风日产生产的全新天籁其实在车身结构上做出了很大程度的优化,尤其是高强度钢材的运用上的确下了功夫。
在A柱、下边梁以及顶梁上采用了强度高达1500MPa的超高强度钢材,而B柱、顶棚衡量以及发动机纵梁则采用了980MPa的超高强度钢材,高强度钢材不仅仅占比面积更大,而且分布更加均匀,这使得其车身结构要比上一代天籁更为坚固。
这使得其在受到各方面撞击力之时能更好保证车内成员的根本原因。
在同帕萨特一样的正面25°偏置测试环节中,天籁取得了非常优秀的成绩,车身在受到小角度碰撞冲击力之时溃缩明显,通过车身结构的溃缩来吸收巨大的冲击力,配合着安全带的束缚作用以及全方位保护的气囊,更好的保护了座舱驾驶员。
最为关键的是测试之后的评审环节,天籁座舱并没有因为巨大的冲击力而受到挤压,表现同样良好。
不难看出,在碰撞一瞬间,低配车型标配的侧气帘也一并弹出,与方向盘中央气囊一并接住了驾驶员头部,有效缓解冲击能量。得益于优秀的A柱材质及强度,车体没有变形,仪表台并没有遭受入侵并且偏斜,不可谓不优秀。
写在最后:
有意思的是,之所以耐撞性与维修经济性指数得了M,还是因为低配版天籁配备了LED大灯,致使维修成本较高;与此同时,侧气帘、气囊总成的成本,也是要算进考核制中去的。只不过,这好像不是坏事!