五星安全追根溯源 東風標緻508切割車詳解

2020-12-14 太平洋汽車

  繼在E—NCAP中受勳五星後,東風標緻508又於2011年末被C—NCAP金榜題名,從而榮膺全球雙五星安全認證。秉承標緻百年來的造車經驗與安全技術心得,508獲此殊榮屬於情理之中,它的切割效果則追根溯源般為我們展示了其中的奧妙與原理。

  科學縝密的內部安全體系

  在東風標緻508的安全世界中,不僅用材極為考究,涉及航空與深海領域,「強度」一詞更並非由獨立環節的抗衝擊性來體現,而是一套強度、分散、吸能效果俱佳的安全體系。

  
東風標緻508整車安全結構圖

  前防撞梁——強度媲美航空用材  

  東風標緻508的前防撞梁採用強度與塑性俱佳的鋁合金焊接而成,取材飛機機翼常用的7系列鋁材,總重量僅3.4Kg,相當於同形狀鋼材重量的三分之一,更輕、更安全。牽引環焊接在吸能器和橫梁內部,再加上右端板的貼合,使其焊接更加牢固,精巧的設計使前保險槓能承受更大的牽引力。吸能器採用擠出工藝,形成封閉截面,結構比普通開放式截面的強度高很多,碰撞時能吸收高達12000焦耳的能量,相當於中速碰撞時需吸收的全部能量。


東風標緻508前保險槓

    這個微妙的八面體採用了機器人全方位焊接,結構更加牢固,更在碰撞發生時減小前縱梁變形的程度,從而保護乘客的安全,同時避免車輛不受內傷,即使碰撞發生,也只需要更換前保險槓,具有維護成本低、安全可靠的優點。

  
前保險槓結構圖

  後保險槓橫梁總成

  東風標緻508的後保險槓橫梁採用強度為1000MPa至1200MPa的高強板輥壓後點焊而成,與之焊接的衝壓件也都是強度在500MPa左右的高強板。吸能盒採用強度為480MPa的高強板,安裝板採用強度為480MPa的高強板,牽引環上下加強板採用強度為500MPa的高強板。一系列的高強板使焊接之後的總成件變得更加牢固,一旦發生車輛追尾可以有效吸收碰撞的能量,減少後備箱變形的程度,從而保護乘客的安全,同時避免車輛不受內傷,即使發生碰撞也只需要更換後保險槓,具有維護成本低,安全可靠的優點。

  
後保險槓結構圖

  梯形框架——有效應對斜向碰撞

  車輛的碰撞事故大多數不是標準的正面碰撞,而是正面偏置碰撞。508的發動機艙吸能框架採用梯形結構,在車身前部形成銳角,能夠充分抵禦側面的撞擊。

  
梯形框架結構

  —右側圍前加強版

  採用強度大於440兆帕的高強板,在前碰的時候能夠有效的吸能,並增加車身剛性,減少碰撞變形。

  前門——整體衝壓、1600兆帕高強度鋼

  車門鉸鏈加強板與進口的高強度螺母板焊接,能夠有效的固定鉸鏈,在發生側碰的時候能夠保證鉸鏈與車門形成一個整體,防止車門與鉸鏈脫開而傷害車身內部乘員。


前門——整體衝壓、1600兆帕高強度鋼

        前車門裡外板採用整體式衝壓,中部採用四層結構——裡板、外板、車門防撞杆、車門裡板加強筋板,加之一體式的門框,車門防撞杆和車門裡板加強筋板都同時採用了1600兆帕超高強度鋼,提高了側碰安全係數。

  後門——對點人體保護設計

  右後車門側碰撞加強板為DP600高強板,防護H點(髖骨部位);後門水平加強筋板和垂直加強筋板為T型結構,防護肩部和H點,車門裡板加強筋板為超高強鋼板防護肩部。


後門——對點人體保護設計

  與前門設計相同,車門鉸鏈加強板與進口的高強度螺母板焊接,能夠有效的固定鉸鏈,在發生側碰的時候能夠保證鉸鏈與車門形成一個整體,防止車門與鉸鏈脫開而傷害到車內乘員。後車門裡外板採用整體式衝壓,中部三層板(裡板,外板,車門水平加強筋板),一體式的門框,配置垂直加強筋板和車門側碰撞加強板增加了門整體的剛度,在發生碰撞時不容易變形,提高安全性。

  右後車門外板強度達360兆帕,右後門鉸鏈加強板強度達435兆帕,右後門側防撞加強板抗拉強度大於600兆帕。

  底盤——厚度、強度集於一身,抗扭轉能力佳

  508的車身底板採用厚鋼板,並大量採用強度超過600Mpa的高強度鋼作為加強梁。兩者的配合,一方面能夠增加碰撞安全性,另一方面也減少了車輛行駛中車身的扭轉變形,提高了行駛穩定性。


底盤——厚度、強度集於一身,抗扭轉能力佳

  車身底板針對正面碰撞設計了6道加強梁,將撞擊向後向側面分散。加強梁之間沒有採用平行設計,而是呈現一定的角度,充分利用了三角形結構的穩定性。

  此外針對側面防護,508車身底板設計了5道加強梁。並且採用了高強度副車架設計。特別是矩形貫通式後副車架,是國內強度最大、耐衝擊力最強的副車架結構,強有力地保證了乘客的安全。


508車身底板設計了5道加強梁

  前座椅前橫梁與前座椅後橫梁一起在地板區域形成6縱5橫的網狀加強梁結構,提高了整車的平穩性和防側碰能力。後縱梁和內縱梁在正碰時可以將能量向後側方向分散,正方向的加強梁沒有採用平行設計,而是呈現一定的多角度,充分利用了三角形的穩定性,提高正碰時的抗變形能力。

  車頂——工藝精良 用材苛刻

  東風標緻508頂蓋右弧形加強板採用強度大於440兆帕的高強板,型面與側圍間隙小,與頂蓋弧形裡板形成封閉截面,截面面積足夠大,這種結構的強度更高,在發生碰撞時車身的變形更小。


超高強度鋼的熱處理工藝示意圖

  右風窗支柱加強版採用1600兆帕高強度鋼,獨特的熱成型工藝,鋼板在模具中進行了淬火處理,使其具有超高的強度,其強度是普通鋼板的七倍,整車的安全性更好。值得關注的是,508車身側圍和頂蓋間採用雷射焊接,美觀大氣,密封防水。帶天窗車型除了採用原來的車頂加強梁外,特別設計了加強環,鋼板厚度為1.2mm,設計成「雙U型」,加之三道封閉加強環的支撐,足以保證車頂的抗撞擊強度。

  標緻508在法國曾進行過《乘用車頂部強度》試驗,有賴於雷射焊接工藝及精密工藝和高強度,508的頂部不僅滿足美國標準的靜態乘用車頂部強度試驗,同時滿足歐洲翻滾試驗要求。

  車艙——三安全環防護體系

  高速碰撞時,不論是正碰、側碰、追尾或斜向碰撞,508的球籠式立體防撞座艙能最大限度地阻止外力的侵入,使得乘員艙保持最大的生存空間。安全座艙由底部縱向6道縱梁、5道橫梁,左右側各3道加強梁、頂部3道橫梁構成。該結構將駕乘人員完整的包含於超強框架以內,能有效的將座艙內人員與外部碰撞隔絕,最大限度的保護乘員安全。508的頂部與A、B、C三個立柱和車身底部加強梁一起,構築了三道堅不可摧的封閉加強環,確保車輛頂部受壓、翻滾時座艙的安全。

  
三安全環結構

  ——高強度強悍B柱設計

  A、B柱是離乘員最近的關鍵安全環節,508在此部分採用1600M帕高強度鋼,以及強度是普通鋼板十倍的四層鋼板結構。

  ——右中支柱上裡板和右中支柱下裡板

  強度為510兆帕的高強板,中立柱四層板結構形成立體防撞座艙,能最大限度地阻止外力的侵入,極大的提高了整車抗側碰的能力,有效的保護乘客的安全。

  ——右中支柱上加強版(歐系原廠零件)

  強度大於1600兆帕的錳硼鋼板,獨特的熱成型工藝,鋼板在模具中進行了淬火處理,使其具有超高的強度,其強度是普通鋼板的十倍,整車的安全性更好。

  ——右中支柱下加強板

  強度540兆帕的高強板。


右中支柱下加強板

  精良的材質和生產工藝

  ——超高強度鋼材的使用

  東風標緻508在車身上關鍵防撞區域採用了1600Mpa的超高強度鋼,確保車身具有更高的安全性能。強度達到1600兆帕的零件能承受的力相當於10個相同形狀的普通強度的零件能承受的力,車身在達到超高強度的同時也減輕了重量,減少油耗。生產這種零件時,需在生產過程中對零件進行特殊的900°C度高溫環境下成型,再快速冷卻的強化處理。該熱處理工藝成本高,技術含量高,反映了現階段衝壓件生產的最高水平。

  ——超高強度鋼材的熱處理工藝

  強度達到1600兆帕的零件能承受的力相當於10個相同形狀的普通強度的零件能承受的力。生產這種零件時,需在生產過程中對零件進行特殊的強化處理,成本高,技術含量高,反映了現階段衝壓件生產的最高水平。

  
超高強度鋼的熱處理工藝示意圖

  ——雷射焊接

  頂蓋雷射焊接工序是508獨有的生產環節,也是508項目的關鍵控制性工序。神龍公司是國內主流轎車企業中第一個擁有自主智慧財產權雷射焊接系統的廠家。同時,這套設備還破天荒地同時擁有兩項技術專利。

  一個被稱為琴鍵式仿生壓緊工裝,說仿生是因為它的形狀與蜈蚣相似,有很多臂爪,可以實現頂蓋的浮動定位,起到既能壓緊,也不會變形的作用。最終提高了車身安全性。第二個稱作焊縫側吹技術,這種技術使得車身的焊線不發黑,表面的質量會有所提高,更為美觀講究。這點充分顯示了508的品質所在。此外,頂蓋雷射焊代表了車身製造領域最高水平的焊接技術,是總成之間的拼焊,空間精度保證技術難度大。使用雷射焊技術實現的焊縫強度、密封性、美觀性與普通焊接相比都大大提高,是被為數不多的幾個廠家所掌握的頂尖車身焊接技術。而且508的頂蓋雷射焊在速度上也是國內最快的,達到4.2m/min。

  ——全機械手整車焊接

  神龍工廠斥巨資裝備的柔性化車身成型工藝。在這道工序上,採用了由8臺MOTOMAN機器人同步工作的大型自動化機組。這套機組的優點是:可實現多車型共線、混流生產,柔性化高,質量穩定性好。這組機器人,在生產節拍上可達到每臺車身僅用時1分50秒。目前,整個車間共有42臺像這樣的全自動機器人,分別承擔著焊接、滾邊等各項任務,大大節省資源。這臺勞模型機器人正在用最少的資源,最短的時間,焊出最多高質量的車型。

  ——3D雷射檢測系統

  該設備是100%雷射在線3D焊點檢測系統。這項檢測系統在行業內是一項非常尖端而領先的技術。目前市場中,鮮有汽車廠家配備如此昂貴的焊點檢測系統。顧名思義,焊點檢測系統,它是對已經完成車身焊接工序的車輛進行檢查,測量焊點是不是都符合質量標準。目前,一些生產廠家為了節約成本,甚至忽略這道對焊點的檢測工序。而有些廠家則是以抽檢的方式,對線上的某臺車輛實施破壞性撕裂,人工檢查焊點情況。

  而508使用的這套設備與它們相比有很大優勢。第一是100%測量:每一臺焊接完的508車身都還要再次通過這套設備來二次確保焊點的可靠性。第二是準確:通過雷射及CCD測量技術,精度等級可達到0.25mm。第三就是檢測點多:508全車共有75個測量點和多達224個測量向量。最終,檢測系統可根據測量結果自動判別車身幾何精度是否合格,如不合格,會自動將車身導出下線從而保證了車身結構和整車裝配的精度。所以說,向508這樣的雷射檢測非常難得,所需的投入也極其巨大。但為了保證每臺下線車輛的品質和安全性,神龍公司在所不惜。

  508採用大剎車鉗+大尺寸剎車盤,性能優越之餘,更能幫助博世最新版本ESP系統充分發揮作用。在6安全氣囊配置中,前排正面氣囊主要用於在正面碰撞中保護駕駛員和副駕駛的頭部和胸部。駕駛員正面氣囊布置在方向盤內,體積為45升;副駕駛氣囊布置在儀表臺副駕駛前方,體積為85升;前排側面氣囊用於在側面碰撞時保護駕駛員和副駕駛的胸部、腹部和骨盆。側氣囊布置於前排座椅靠背中。氣囊體積為17升;前後貫穿簾式側氣囊在側面碰撞時保護前後排駕乘人員的頭部。布置於側窗上方車內頂棚內,簾式氣囊與座椅側氣囊的爆開同步。

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