測試車身決定汽車是否能經受120km/h的撞擊

2021-01-07 大號汽車

車身既是駕駛員的工作場所,又是容納乘客和貨物的場所。好的車身不僅能帶來更佳的性能,也能體現出車主的個性。小編今天就帶大家了解一下車身及白車身和汽車安全的知識。

1概述

1 定義和作用

車身指的是車輛用來載人裝貨的部分,也指車輛整體。

車身的主要作用是保護駕駛員以及構成良好的空氣力學環境。

2 分類

汽車車身結構從形式上說, 主要分為非承載式和承載式兩種。

1 非承載式車身的汽車有剛性車架,又稱底盤大梁架。車身本體懸置於車架上,用彈性元件聯接。車架的振動通過彈性元件傳到車身上,大部分振動被減弱或消除,發生碰撞時車架能吸收大部分衝擊力,在壞路行駛時對車身起到保護作用,因此車廂變形小,平穩性和安全性好,而且廂內噪音低。但這種非承載式車身比較笨重,質量大,汽車質心高,高速行駛穩定性較差。

2 承載式車身的汽車沒有剛性車架,只是加強了車頭,側圍,車尾,底板等部位,車身和底架共同組成了車身本體的剛性空間結構。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外,還要直接承受各種負荷。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉的剛度,質量小,高度低,汽車質心低,裝配簡單,高速行駛穩定性較好。但由於道路負載會通過懸架裝置直接傳給車身本體,因此噪音和振動較大。

3 半承載式車身的汽車車身本體與底架用焊接或螺栓剛性連接,加強了部分車身底架而起到一部分車架的作用,例如發動機和懸架都安裝在加固的車身底架上,車身與底架成為一體共同承受載荷。這種形式實質上是一種無車架的承載式車身結構。故而,通常人們只將汽車車身結構劃分為非承載式車身和承載式車身。

一般轎車都採用承載式車身結構;貨車與某些高級轎車採用非承載式車身結構。

2白車身

白車身(Body in White)是指完成焊接但未塗裝之前的車身,不包括車門、引擎蓋等運動件。

當白車身加上內外飾(包括儀錶板、方向管柱、座椅、前後擋風玻璃、後視鏡、翼子板、水箱、大燈、地毯、內飾護板等等)及車門、引擎蓋和行李箱蓋就組成真正意義上的車身,行內稱為trimmed body,意即裝好的車身,在此基礎上再加上電氣設備、發動機、底盤(包括傳動系統、行駛系統、轉向系統、制動系統、等)就組成了整車。

3白車身的安全部件

當車輛發生碰撞的時候,為了保護車輛內部成員的安全,乘坐艙不應該發生過多的變形,像發動機、變速箱和輪胎等硬物是不能夠擠入駕駛室的,至於乘坐艙之外的部位(像車頭和車尾)則應該要儘可能多地潰縮變形,儘可能大地吸收衝擊能量,從而使得作用於乘員身上的力和加速度不會超過人類忍耐的極限。

1 防撞梁

防撞梁也被稱為防撞橫梁,是指為了保護汽車在碰撞中少受或者不受破壞而設置的梁結構,重點是使被保護體少受或者不受傷害。防撞梁重要的設計理念就是一點受力全是受力,也就是分散力的作用。從功能上來看,防撞梁結構主要承擔著抵禦碰撞變形,分散碰撞能量的作用。

汽車上的防撞梁是車身結構的一部分,按照位置分,防撞梁可以分為3種:前防撞梁、側門防撞梁(側門防撞杆)和後防撞梁,其中前防撞梁主要抵禦正面撞擊,側門防撞梁主要是防禦側面撞擊,而後部防撞梁則是抵禦後部撞擊。

【碰撞時撞擊力經過防撞梁的分解作用後的傳遞路線】

【後碰時後防撞梁起到和前防撞梁一樣的作用】

【一個完整的前保險槓總成】

2 縱梁

說到縱梁就有必要首先說一下汽車車身前部能量區的劃分:

【車身前部碰撞區域的劃分】

(1)第一區段為行人保護和車輛低速防護區,其車輛的變形及變形力值都應該比較小,以利於保護行人和車輛。此區域前部是保險槓的表面,光滑柔軟的塑料蒙皮,能夠減少被撞行人受傷程度;中間是可變形的塑料骨架;內部是剛性金屬骨架,也就是防撞梁,可為車輛提供有效的低速保護。

(2)第二區段為相容區,是車輛中速碰撞吸能區。該區段的設計必須在不同質量的兩車相撞時,在兩個撞區產生最佳的能量分布,變形力值應該均勻,即在中速碰撞過程中能量比較均勻地被吸收,儘量降低撞擊加速度峰值。從整個車身結構上考慮,將頭部設計的軟一些,正面碰撞的能量靠車頭的變形來吸收,並通過縱梁將撞擊力導入地板結構中。

(3)第三區段為自我保護區。該區段主要體現在高速碰撞時使汽車乘員室具有自身保護能力,車身結構在這個區段應有較大的剛度,從懸架到車身前圍板之間的變形力急劇上升,阻止變形擴展到乘員室;而且要求在這個碰撞過程中,必須通過相應的結構措施使汽車動力總成向下移動而不致擠入乘員室。在結構上將乘客倉設計的相對強些,保證在碰撞過程中為乘員提供足夠的生存空間。相應的,汽車前部的發動機、變速器必須採用相應的措施向下轉移,使其不致侵入駕駛室。

【白車身前部三段各自的作用】

以車身前部構造為例,前縱梁的前端屬於第一變形區範圍內,因此會設置有易於軸向壓潰的結構,即我們常說的吸能盒。某些老車型的前縱梁前端往往會設計為波紋管狀,但目前主流設計則是布置與前縱梁獨立的吸能盒。

【出於維修方便,現在車型一般都採用和縱梁獨立的吸能盒設計】

吸能盒,顧名思義就是吸收能量的金屬盒子,其主要作用就是吸收撞擊能量,以減少撞擊對乘員的傷害。和前防撞梁不同,雖然吸能盒也是保險杆系統的一個部分,但其強度並不是前防撞梁那樣越強越好,而是要適當的軟,這樣才能在碰撞發生時首先變形吸能。

【採用變截面設計的吸能盒】

結構方面,吸能盒一般採用等截面的設計,大多採用四邊形或6變形等比較規則的截面。而隨著技術的發展,為提高更好的系能效果,很多車型採用了不等截面的設計,即吸能盒呈一定的錐形,前部截面小,強度低,而後面截面越來越大,強度也越大。這樣就可以實現逐級吸能的目的,達到更好的吸能效果。

此外,影響吸能盒吸能效果的還有一個參數,吸能盒的長度。一般而言,吸能盒的長度越長吸能長度也就越大,吸收的能量肯定越多。所以就會產生一個誤區,認為吸能盒的長度越長越好,哪款車吸能盒長其安全性就一定比吸能盒短的要好。其實這也是不全面的。吸能盒固然長度越長越好,但其強度很弱。在偏置碰撞中,如果吸能盒過長,變形量太大,容易導致能量無法被防撞梁傳遞到另一側縱梁上,影響撞擊力的傳遞分散,反而會對汽車安全產生反面作用。

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