通過理想ONE 淺談車身結(jié)構(gòu)上的小知識

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購置稅優(yōu)惠 經(jīng)銷商報(bào)價(jià) 車主點(diǎn)評(3條)

為了避免誤解，我想在開頭告訴大家:本次會議內(nèi)容以科普為主，Li ONE只是一個(gè)標(biāo)志。同時(shí)，也要感謝李總在選題上的支持與配合。那么今天的小知識是什么呢？是的，就是車身。有的朋友可能會說:車身只是看碰撞結(jié)果。有什么好說的？對于車身設(shè)計(jì)來說，除了考慮安全性，空布局和外觀設(shè)計(jì)之外，如何兼顧各個(gè)方面將考驗(yàn)工程師和設(shè)計(jì)師的水平，而不會引起大家注意的細(xì)節(jié)往往是決定他們車輛質(zhì)量的關(guān)鍵。

今天的知識有點(diǎn)難，所以我會盡我所能用你能理解的語言和你簡單談?wù)勥@個(gè)話題。當(dāng)然，考慮到理解的方便，這里的一些結(jié)論只適用于大多數(shù)情況，不包括特殊情況或極端情況，所以不要太認(rèn)真。今天主要解讀常見的承載式車身，非承載式車身的情況在某種程度上不符合今天的內(nèi)容。

○ 30秒了解所有結(jié)論:

1.在平衡了成本、選材、安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和重量輕之后，理論上車身剛性越高越好。

2.除了選材，車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造連接工藝也很重要。

3.車身剛度對機(jī)動(dòng)性、安全性和可靠性有決定性影響。

4.外罩對車身剛性影響不大，核心主要看白色的body。

5.不同的車身結(jié)構(gòu)、不同的焊點(diǎn)和天窗可能會影響車身的剛性。

○很多人不知道車身剛性對操控性和安全性有決定性的影響。

首先從一個(gè)概念開始:什么是身體僵直？剛度，我們常說的剛度，在工程領(lǐng)域一般稱為剛度，即承受外力時(shí)抵抗彈性變形的能力，或者簡單理解為:車身不易變形。至于車身剛度，通常關(guān)注的兩個(gè)指標(biāo)是車身扭轉(zhuǎn)剛度和車身彎曲剛度。前者主要評價(jià)車身的抗扭能力，而后者顧名思義就是抗彎變形能力，兩者通常結(jié)合在一起，稱為彎扭剛度。

先說對可操作性的影響。很多朋友可能認(rèn)為汽車的操控性取決于汽車的懸架結(jié)構(gòu)和調(diào)整水平。這個(gè)結(jié)論本身沒有問題。問題是這個(gè)結(jié)論的設(shè)定只有建立在車身高剛性的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)。

汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，除了懸架的運(yùn)動(dòng)外，車身在受到外力時(shí)也會發(fā)生輕微的彎曲和扭曲。即使懸架參數(shù)得到充分驗(yàn)證，懸架標(biāo)定足夠優(yōu)秀，車身發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)也會出現(xiàn)意想不到的結(jié)果。自然，減少車身變形本身對車輛動(dòng)態(tài)調(diào)整的影響是關(guān)鍵，而提高車身剛性只是為了保證底盤在理想工況下能夠得到實(shí)際效果。

○被動(dòng)安全中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

除了在操控性上的幫助，車身的剛性也對被動(dòng)安全有積極的貢獻(xiàn)。這很容易理解，但在談這部分知識之前，我們還是要談一些“誤解”。

面對正面碰撞，大多數(shù)車輛都會有一個(gè)“機(jī)頭”，即前發(fā)動(dòng)機(jī)艙或前艙。在這個(gè)乘員艙外的車身區(qū)域，如何吸收和分散碰撞力是關(guān)鍵。如果將太硬的材料設(shè)置在前端，可能會導(dǎo)致碰撞的瞬時(shí)加速度過大，從而導(dǎo)致乘客在受到碰撞力時(shí)“撞擊”過多，但會增加受傷的風(fēng)險(xiǎn)。

需要注意的是，強(qiáng)度和剛度不是一回事。雖然大多數(shù)金屬材料都有一定的正相關(guān)性，但具體的發(fā)展需要根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來分析，相當(dāng)復(fù)雜。除了材料的選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是影響車身剛性的關(guān)鍵因素。

對于車身被動(dòng)碰撞安全部分，接下來我們會有一些關(guān)于這個(gè)科普的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識，包括之前“高熱”25%小重疊角碰撞的優(yōu)化，以及不同位置如何從結(jié)構(gòu)角度設(shè)計(jì)車身的知識點(diǎn)。

這次測試可以說是很多車企的“噩夢”。最早是從美國的IIHS開始的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，正面碰撞發(fā)生時(shí)，當(dāng)正面碰撞重疊角小于25%時(shí)，縱梁無法充分吸收能量，造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)較高。后來，IIHS進(jìn)行了這次測試，許多品牌的汽車在這里失去了立足之地。我國“中國保險(xiǎn)研究”碰撞試驗(yàn)也借鑒了這一試驗(yàn)條件，發(fā)現(xiàn)很多車都存在這樣的被動(dòng)安全隱患，引起高度關(guān)注。

此外，部分車企采用優(yōu)化的碰撞力分散結(jié)構(gòu)，減少對客廂的侵入。當(dāng)發(fā)生小重疊角碰撞時(shí)，足夠高強(qiáng)度的斜梁可以使車身表現(xiàn)出明顯的側(cè)滑傾向，分散碰撞力。

綜上所述，在安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，靠近客室的位置應(yīng)盡可能采用高強(qiáng)度材料，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)來保證客室的整體性，而在機(jī)車的位置，則需要利用好機(jī)車空的車廂，在保證剛度的情況下進(jìn)行合理有效的吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

○車身連接技術(shù)，不同的車身形式和天窗也與車身的剛性和強(qiáng)度有關(guān)。

除了選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，影響車身剛性和強(qiáng)度的第三個(gè)方面是車身連接技術(shù)，包括焊接、鉚接、結(jié)構(gòu)膠粘接等。

以前減震器塔頂為例。目前常見的結(jié)構(gòu)有兩種:拼接式和集成式。前者通過焊接工藝與前發(fā)動(dòng)機(jī)艙連接，后者與車身、輪拱等結(jié)構(gòu)一體成型。別看這么小的差別。對于注重操控性的車輛來說，要獲得高剛性，尤其是要在減震器塔身頂部獲得更高的局部剛性，采用整體成型工藝尤為重要，即使是最好的焊接工藝也很難達(dá)到整體成型的效果。但與焊接式相比，一體化塔頂工藝要求更高，制造難度更大，因此相對成本也會增加很多。

不同的車身連接工藝也會影響車身的剛性，焊點(diǎn)的數(shù)量和結(jié)構(gòu)膠的使用量也會影響一輛車的整體剛性性能，這也就解釋了為什么幾乎所有參加正式比賽的賽車都要進(jìn)行補(bǔ)焊，目的是增加焊點(diǎn)，提高車身的剛性。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)，我們知道豐田SUPRA（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）的車身扭轉(zhuǎn)剛度約為39000N·m/。咨詢了相關(guān)的車身工程師后，我們知道即使是同根同源，只有敞篷的設(shè)計(jì)會大大降低它的剛性。如果我們不為它做車身加強(qiáng)設(shè)計(jì)，很有可能剛度會降低50%。

因?yàn)樘齑霸O(shè)計(jì)和滑軌布局會破壞原有的車頂結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致車頂橫梁缺失，無法與B柱形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，會直接降低車身整體剛度。例如，寶馬5系GT（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）配備天窗和5系GT不配備天窗的靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度分別為27500N·m/和31500N·m/左右，相差約13%。

編輯評論:

小車身容量大。對于承載式車身，在保證外形和空的同時(shí)，車身對安全性和操控性的影響也非常明顯。高剛性車身不僅能帶來更好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，也是一輛車在多方面達(dá)到理想性能指標(biāo)的核心前提。然而，這也是我們買車時(shí)經(jīng)常忽略的一個(gè)重要參數(shù)。