軟硬有道-汽車(chē)白車(chē)身安全部位詳細(xì)解析

軟硬有道 汽車(chē)白車(chē)身安全部位詳細(xì)解析來(lái)源：作者：發(fā)布時(shí)間：2013-5-8 8:52:00隨著汽車(chē)數(shù)量的增加和行駛速度的不斷提高，行車(chē)安全越來(lái)越重要?，F(xiàn)在廣大的汽車(chē)消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)關(guān)注已經(jīng)是不光光是價(jià)格、外觀和動(dòng)力等較為膚淺的方面，汽車(chē)安全特別是被動(dòng)安全也越來(lái)越多的被關(guān)注。而廣大汽車(chē)廠商為爭(zhēng)取更大關(guān)注和更好的市場(chǎng)表現(xiàn)，對(duì)汽車(chē)安全也越來(lái)越重視，不斷推出更安全的汽車(chē)產(chǎn)品。而在剛剛閉幕的上海車(chē)展上，各個(gè)汽車(chē)廠商都有展出了熱門(mén)車(chē)型的剖解車(chē)，以便向廣大消費(fèi)者展示其在汽車(chē)安全技術(shù)方面的成果。而對(duì)于沒(méi)有多少汽車(chē)結(jié)構(gòu)知識(shí)的普通消費(fèi)者而言，如何能看懂這些剖解車(chē)以及如何能從一些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)評(píng)價(jià)一款車(chē)的安全性能如何是極為重要的。所謂外行開(kāi)熱鬧，內(nèi)行看門(mén)道。下面我們通過(guò)對(duì)影響汽車(chē)安全極為重要的零部件的簡(jiǎn)單解析，來(lái)逐步講解如何看懂一些簡(jiǎn)單的汽車(chē)結(jié)構(gòu)。汽車(chē)安全技術(shù)分被動(dòng)安全和主動(dòng)安全兩大類。汽車(chē)主動(dòng)安全是指通過(guò)積極主動(dòng)地方式，避免可能發(fā)生的事故或傷害的技術(shù)，包括ESP車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)、ABS防抱死系統(tǒng)等等。而汽車(chē)被動(dòng)安全技術(shù)則是指一旦事故發(fā)生時(shí)，保護(hù)車(chē)輛內(nèi)部乘員及外部人員，使直接損失降到最小的技術(shù)。被動(dòng)安全技術(shù)主要包括碰撞安全技術(shù)、碰撞后傷害減輕與防護(hù)技術(shù)等。而在被動(dòng)安全中極為重要的具有吸能作用的白車(chē)身是保護(hù)成員的最后一道安全屏障，白車(chē)身安全性能的優(yōu)劣在關(guān)鍵時(shí)刻決定著乘員的生命。白車(chē)身（body in white）又叫車(chē)身本體，是指完成焊接但未涂裝之前的車(chē)身。白車(chē)身是車(chē)身結(jié)構(gòu)件及覆蓋件的總成，包括車(chē)頂蓋、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李箱蓋和車(chē)門(mén)，但不包括附件及裝飾件。白車(chē)身包括車(chē)身覆蓋件(cover panel)、車(chē)身結(jié)構(gòu)件（structural member/body structure）、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件等幾大部分。在白車(chē)身的基礎(chǔ)上再加上底盤(pán)（包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等）、汽車(chē)內(nèi)飾和汽車(chē)電器就組成了我們所說(shuō)的整車(chē)。白車(chē)身安全區(qū)域劃分白車(chē)身的作用就是在吸收汽車(chē)動(dòng)能的同時(shí)減緩車(chē)內(nèi)乘員的移動(dòng)程度，保證乘員有足夠的生存空間。從這點(diǎn)就可以看出，一個(gè)優(yōu)秀的白車(chē)身應(yīng)該具有兩大特點(diǎn)：一是具有足夠大的吸能空間，以便將碰撞的能量吸收掉，這要求白車(chē)身某些部件要足夠軟；另一個(gè)則是有足夠大的堅(jiān)固、不可變形的空間，以便保護(hù)好乘員安全，這則要求白車(chē)身某些地方要足夠硬。通俗的說(shuō)就是該軟的軟，該硬的硬。而影響白車(chē)身碰撞安全的主要零部件從前到后依次是：前防撞梁、前縱梁、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、A、B、C柱、側(cè)門(mén)防撞桿、底板、后縱梁以及后防撞梁等。那么這些部件中，哪些該軟哪些該硬，什么樣的設(shè)計(jì)是合格的，如何看這些領(lǐng)部件的結(jié)構(gòu)？一、前防撞梁防撞梁也被稱為防撞橫梁，是指為了保護(hù)汽車(chē)在碰撞中少受或者不受破壞而設(shè)置的梁結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)是使被保護(hù)體少受或者不受傷害。防撞梁重要的設(shè)計(jì)理念就是一點(diǎn)受力全是受力，也就是分散力的作用。從功能上來(lái)看，防撞梁結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)著抵御碰撞變形，分散碰撞能量的作用。汽車(chē)上的防撞梁是車(chē)身結(jié)構(gòu)的一部分，按照位置分，防撞梁可以分為3種：前防撞梁、側(cè)門(mén)防撞梁（側(cè)門(mén)防撞桿）和后防撞梁，其中前防撞梁主要抵御正面撞擊，側(cè)門(mén)防撞梁主要是防御側(cè)面撞擊，而后部防撞梁則是抵御后部撞擊。1、前防撞梁前防撞梁位于白車(chē)身的最前端，在保險(xiǎn)杠的后邊，通過(guò)吸能盒和縱梁相連。防撞梁的第一個(gè)作用是在低速碰撞下，通過(guò)其本身高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，將能量分散給吸能盒，以減輕低速碰撞時(shí)車(chē)輛的損壞程度，進(jìn)而降低維修成本。前防撞梁和吸能盒焊接在一起后通過(guò)螺栓和縱梁相連接，易于更換維修，減少維修成本和時(shí)間另外，從圖中可以看到，在正面碰撞中，前防撞梁將碰撞能量均勻的傳遞給左右前縱梁以及左右A柱，并通過(guò)縱梁和A柱將撞擊力分散到車(chē)身的后部結(jié)構(gòu)中。此種情況下，前防撞梁對(duì)于乘員保護(hù)基本不起什么作用，擔(dān)吸能及抵御變形的主要是前縱梁、底梁和A柱等其他結(jié)構(gòu)。但是在遭受部分重疊的正面碰撞比如偏置碰撞時(shí)，前防撞梁可以將撞擊側(cè)受到的沖擊傳遞到非撞擊側(cè)的前縱梁上，減少單邊所承受的撞擊力，為碰撞能量的分散與吸收提供了一條傳遞路徑。這時(shí)候防撞梁才能起到真正的作用。碰撞時(shí)撞擊力經(jīng)過(guò)防撞梁的分解作用后的傳遞路線前防撞梁強(qiáng)度太弱，導(dǎo)致防撞梁內(nèi)凹，發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重受損，而和防撞梁想連接的吸能盒則卻安然無(wú)恙，防撞梁失去應(yīng)有作用從以上可以知道，在碰撞過(guò)程中前防撞梁不能發(fā)生斷裂失效，否則就不能在關(guān)鍵時(shí)刻起到傳遞和分解力的作用，所以防撞梁本身應(yīng)該具有極高的強(qiáng)度。而影響其強(qiáng)度的有材料、結(jié)構(gòu)和尺寸三個(gè)方面。對(duì)于汽車(chē)防撞梁而言，現(xiàn)在主要有三種材料：高強(qiáng)度鋼材、玻璃纖維和鋁合金等輕金屬合金。對(duì)于玻璃纖維材料的防撞梁，基本可以判定其廠家極為不厚道，現(xiàn)在也基本很少有車(chē)采用。而應(yīng)用最為廣泛的是高強(qiáng)度鋼材。而隨著對(duì)汽車(chē)輕量化的重視，在保證強(qiáng)度的前提下，又出現(xiàn)了鋁合金等輕金屬合金材料的防撞梁，重量大為減輕。而在厚度方面，鋼制防撞梁的厚度一般在1-2mm左右，而采用鋁合金的防撞梁其厚度一般都在2mm以上。奔馳B級(jí)所采用的鋁合金前防撞梁現(xiàn)在應(yīng)用最多的是鋼制前防撞梁結(jié)構(gòu)方面，現(xiàn)在的前防撞梁一般是采用B形、C形、D形等具有加強(qiáng)作用的截面以保證在盡量輕的重量下有著良好的強(qiáng)度。其中，鋼制防撞梁一般采用C和D形截面，而鋁合金防撞梁則一般采用B形截面。這也是因?yàn)楦鞣N的加工方式不一致造成的。對(duì)于鋼制防撞梁，一般是采用沖壓成型加焊接等工藝，而鋁合金防撞梁一般是通過(guò)擠壓成型或者壓力鑄造來(lái)實(shí)現(xiàn)的。防撞梁的幾種常用截面尺寸方面，如果材料、結(jié)構(gòu)等參數(shù)完全相同的情況，其防撞梁的長(zhǎng)寬高尺寸越大越好。長(zhǎng)度方面，防撞梁的長(zhǎng)度越長(zhǎng)則意味著在發(fā)生偏置碰的時(shí)候，其保護(hù)面積越大。而寬度和高度越大，則其強(qiáng)度也就越大。相同情況下，前防撞梁的寬度和長(zhǎng)度越大，防護(hù)效果越好邁騰的前防撞梁位置偏低，導(dǎo)致在其發(fā)生追尾時(shí)前防撞梁沒(méi)起到應(yīng)有的作用此外，影響防撞梁效果的還有一個(gè)很容易被我們忽略的一個(gè)因素，那就是前防撞梁的安裝高度。一個(gè)不合適的高度比如離地太低，汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)，前防撞梁根本沒(méi)被接觸到，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙都被撞壞了，防撞梁卻“安然無(wú)恙”，這樣防撞梁也就失去了其應(yīng)該起到的作用。前防撞梁的安裝位置需要根據(jù)車(chē)身高度，輪轂直徑的大小來(lái)綜合評(píng)定，并沒(méi)有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要考慮到相容性原理，即兩車(chē)發(fā)生正面相撞時(shí)，不合適的防撞梁高度既保護(hù)不到自身，還會(huì)對(duì)對(duì)方車(chē)輛造成巨大傷害。一般車(chē)型的安裝高度在400-500mm左右，但如果超過(guò)520mm，則會(huì)對(duì)C-NCAP等相關(guān)碰撞試驗(yàn)的成績(jī)?cè)斐捎绊?。位于前防撞梁前的泡沫材料（黑色）主要起到保護(hù)行人和支撐塑料保險(xiǎn)杠蒙皮的作用此外，我們?cè)诤芏嘬?chē)上可以看到，在前防撞梁的前面一般還覆蓋著很厚的泡沫材料，于是很多人說(shuō)該泡沫材料是廠家的偷工減料的行為。其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)。該泡沫材料是作為吸能緩沖材料。其作用主要有兩個(gè)：一個(gè)是當(dāng)車(chē)輛與行人發(fā)生碰撞之后，安裝位置較低的泡沫材料可以對(duì)行人腿部提供進(jìn)一步緩沖；另一個(gè)是對(duì)于保險(xiǎn)杠外殼提供支撐，保證其在輕微受壓時(shí)不易斷裂或變形。后防撞梁所在位置后碰時(shí)后防撞梁起到和前防撞梁一樣的作用后防撞梁和前防撞梁基本情況一樣，只是因?yàn)槠涮幱谲?chē)身的最后端是車(chē)的最薄弱地方，為加強(qiáng)強(qiáng)度，后防撞梁一般比前防撞梁更為結(jié)實(shí)。說(shuō)到后防撞梁，現(xiàn)在是則是一個(gè)被熱議的話題。其作用曾被一度神話，似乎有了后防撞梁的車(chē)安全性能特別是被追尾時(shí)的安全性能將是非常高。其實(shí)這是個(gè)誤區(qū)。雖然沒(méi)有采用后防撞梁的車(chē)型肯定是廠家偷工減料的行為，但有了后防撞梁也不能就判定其安全性能有多好。防撞梁真是在低速碰撞或者在偏置碰撞中能起到一定作用。除去前一種情況，在遇到高速碰撞時(shí)最后最終受力變形的還是縱梁等結(jié)構(gòu)而非防撞梁本身。而且即使有后防撞梁，如果設(shè)計(jì)的高度不合適或者長(zhǎng)度不夠，其也難發(fā)揮出其有效作用。注：科普一下前后防撞梁和前后保險(xiǎn)杠的區(qū)別。我們現(xiàn)在日常生活中所說(shuō)的汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠其實(shí)只是真正意義上的保險(xiǎn)杠的一部分。以前保險(xiǎn)杠為例，真正的保險(xiǎn)杠由塑料保險(xiǎn)杠殼體、前防撞梁和左右兩個(gè)吸能盒以及其他安裝用部件組成。其中，塑料保險(xiǎn)杠殼體就是我們口頭常說(shuō)的前保險(xiǎn)杠。在過(guò)去，很多車(chē)型的前防撞梁是位于保險(xiǎn)杠殼體前面，也就是外置式設(shè)計(jì)，比如現(xiàn)在我們還能見(jiàn)到的老桑塔納。而隨著人們對(duì)汽車(chē)造型的要求越來(lái)越高，前防撞梁一般被設(shè)計(jì)成被保險(xiǎn)杠殼體包裹住，即后置式設(shè)計(jì)。一個(gè)完整的前保險(xiǎn)桿總成總結(jié)：很多數(shù)據(jù)都表明，在現(xiàn)階段提高車(chē)輛后部結(jié)構(gòu)的耐撞性遠(yuǎn)不如提高座椅及頭枕的保護(hù)性能更加重要。C-NCAP 2012版評(píng)價(jià)規(guī)則中也準(zhǔn)備采用這種試驗(yàn)形式來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)試車(chē)型的后碰安全性。因此，從吸能效果及保護(hù)車(chē)內(nèi)乘員安全兩個(gè)方面來(lái)看，后防撞梁的作用都沒(méi)有吹噓的那么大。這也是很多車(chē)型沒(méi)有采用后防撞梁的重要原因。而且加裝后防撞梁可能會(huì)使車(chē)型后部凸起較大，當(dāng)行人不小心碰上時(shí)反而會(huì)造成不必要的傷害。我國(guó)的乘用車(chē)外凸出物標(biāo)準(zhǔn)（GB11566-2009）對(duì)這方面還有專門(mén)的要求。通過(guò)對(duì)以上三種防撞梁結(jié)構(gòu)的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，側(cè)面防撞梁是最重要也是必備的，前防撞梁有一定作用，而后防撞梁的作用卻遠(yuǎn)沒(méi)有想象的那么大。正如前防撞梁一樣，它在后碰中承擔(dān)的吸收及分散碰撞能量的作用也很小，絕大部分的碰撞沖擊還是要由后縱梁、后底板等結(jié)構(gòu)來(lái)吸收。2、汽車(chē)側(cè)防撞梁（桿）汽車(chē)側(cè)防撞梁也就是側(cè)防撞梁，也叫側(cè)門(mén)防撞桿，是指在車(chē)門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中加上橫梁（從外面并看不到），用以加強(qiáng)車(chē)輛側(cè)面的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高側(cè)面撞擊時(shí)的防撞抵抗力，以提升側(cè)面的安全。汽車(chē)側(cè)面是汽車(chē)最為薄弱的部位，在發(fā)生側(cè)面撞擊時(shí)，極易造成乘員的傷亡。所以側(cè)門(mén)防撞梁對(duì)汽車(chē)安全極為重要。和前后防撞梁一樣，側(cè)門(mén)防撞梁也必須有足夠大的強(qiáng)度。但和前后防撞梁不同的是，側(cè)門(mén)防撞梁是裝在側(cè)門(mén)內(nèi)外板之間，安裝空間有限，所以對(duì)其材料和結(jié)構(gòu)要求更為嚴(yán)格。側(cè)面是車(chē)身最為薄弱的地方，圖為側(cè)面碰撞測(cè)試中的碰撞小車(chē)撞擊車(chē)身側(cè)面?zhèn)乳T(mén)防撞梁按車(chē)門(mén)防撞梁的形狀分為管狀和帽形兩種。管狀的叫側(cè)門(mén)防撞桿，其兩端有支架，用于連接固定防撞梁與車(chē)門(mén)。管狀防撞梁主要是圓管，也有矩形管、梅花形管、橢圓形管等，這要綜合考慮許多因素，如車(chē)門(mén)內(nèi)部空間，吸能設(shè)計(jì)等。日韓系車(chē)型常用此種結(jié)構(gòu)。而帽形才是被稱為防撞梁，主要有單帽形狀（U形）和雙帽形狀（m形）兩種，一般直接焊接在車(chē)門(mén)上。歐美系車(chē)型一般均采用此種設(shè)計(jì)。歐美車(chē)系常用的帽形防撞梁日韓車(chē)系常用的桿狀防撞梁，也叫防撞桿按布置形式分，側(cè)面防撞梁又分為Y形防撞梁和一字形防撞梁。具體看圖。Y形防撞梁除了能提供更好的側(cè)面保護(hù)外，其還在發(fā)生嚴(yán)重的正面或偏置碰撞中，可以把正面碰撞中傳到側(cè)門(mén)上的縱向力沿著Y形防撞梁分散到車(chē)身側(cè)圍上，減少對(duì)門(mén)的沖擊。這點(diǎn)比一字型要好的多，當(dāng)然其成本也較高。一字形防撞梁的成本較低Y形防撞梁的安全性能更好而在材料方面，側(cè)面防撞梁也有兩種，普通高強(qiáng)度鋼和鋁合金。捷豹采用的鋁合金側(cè)門(mén)防撞梁影響側(cè)門(mén)防撞梁發(fā)揮作用的因素主要是布置的高度。一般車(chē)型在設(shè)計(jì)時(shí)，為了能在C-NCAP中取得較好的成績(jī)，其側(cè)門(mén)防撞梁的高度一般在距離地面300-500mm之間，因?yàn)檫@個(gè)高度正是C-NCAP碰撞測(cè)試中側(cè)碰小車(chē)的碰撞高度。馬自達(dá)的0