粗略分析瑞虎的后防撞结构

2010-11-19 02:19    作者:北京小帅虎    来源:汽车之家    浏览:

我通过搜集网上的一些只言片语和图片,结合我的理解,和各位虎友聊聊虎子的前后防撞梁问题。个人觉得,咱的虎子不差钱儿!注:本人非汽车专业、机械专业出身,有专业上理解错误的地方还请懂行的朋友指正。不过本人工科、从事科研工作,所以也尽量让自己的分析符合逻辑,以供各位参考。

首先,我想前后防撞梁应该是属于被动安全的范畴里吧。但凡是车(某些合资的日本车可能要除外),这两个东西应该都是有的,区别可能是形状、宽窄、材质方面的不同。至于为什么?我想大家了解一下车身结构就能明白了。说到这里,我想先说个题外话,我们都知道甲壳类动物吧,它的全身覆甲,是全身最坚硬的部分。将全身最坚硬的地方置于外侧,固然有其好处,但也存在很多弊端,所以这类生物是比较低级的,高级动物(大多数爬行、两栖、鱼、哺乳、人)外表往往柔韧,而靠其内部坚硬而轻(中空)的骨骼提供支撑和保护,这是进化的发展方向:在维持结构强度(相对于生存环境)不变的情况下,减少重量,从而降低能量消耗。其实汽车的发展也是这样的(咱这里不讨论坦克装甲车啊)。

影响汽车被动安全的关键是车架的结构强度(就好像人体的骨骼),这样的设计(相比与用铸铁浇注个四四方方的壳子)可以使汽车在保证强度基本不变的情况下大量减少车重和用料,也就是说对关键点、关键部位的有力支撑可以获得同样不错的效果,正所谓四两拨千斤。除此之外,车表面的铁皮大都属于蒙皮,这些蒙皮不起主要安全防护作用(枪战中禁止依靠车门做掩体也是这个原因,无奈人眼总容易被蒙蔽,觉得车门挺厚)。

车架的设计是有学问的,好的车架能够减少重量而不改变强度。所以计算机辅助设计、仿真技术的水平实际上也决定了车架设计的水平。说到这里,我们先说说大家都知道的承载式和非承载式之说(下面两段编自网络)。

非承载式车身(下图)有一刚性车架,又称底盘大梁。在这种车身中发动机、传动系统的一部分、车身等总成部件都是用悬架装置固定在车架上的。说白了就是悬挂不是直接联在车身上,而是联在车架上,车架上面再扣上一个车身壳子。比如巡洋舰,牧马人,悍马等。这样的车身优点是有独立的大梁,底盘强度较高,抗颠簸性能好,即使四个车轮受力不均匀,也是由车架承担,而不会传递到车身上去。所以卡车、越野车用的比较多。缺点就是车身和车架是刚性联接的,在公路上行驶的时候,不是很平稳,会产生震动。另外遇到危险(如翻车)的时候,厚重的底盘,也会对相对薄弱的车壳子产生致命威胁。现在国产低端SUV也大多使用非承载式车身,这不单是它们定位为越野车的问题(更多还是城市型),而是技术和成本使然(因为这种结构较老,对车身一体化的结构设计水平要求不高)。

承载式车身的汽车(下图)没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。说白了,就是整个车身为一体,悬挂直接联在车身上。这样的车身优势是:质量小、高度低、装配容易,公路行驶非常平稳,整个车身为一体,固有频率震动低,噪音小,整体式车身比较安全。缺点就是底盘强度远不如大梁结构的车身,当四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形另外,另外制造成本偏高。



从使用的角度看,非承载式除了底盘结实外,其他几乎全是缺点,而承载式除了底盘不够结实外,其他几乎全是优点。从非承载到承载式的演化其实也是CAD/CAM 加强的结果。汽车刚出现时,全部都是非承载式的。现在在计算机上就可以模拟出车身在各种路况下的扭转、弯曲等各种变形时车身不同部位所受的应力,让厂家可以将有限的材料有的放矢。所以今天的乘用车绝大部分都是承载式结构。可以说能取代的都取代了,就剩下那些不能取代的和取代不起的了。不能取代的一是货车,二是越野车,为了载重,为了越野和应对恶劣的路面,必须有厚重的底盘,但为此也必须忍受其他的所有缺点。取代不起的就是廉价的如微面之类的微型客车。当今,国外的SUV也几乎全部都是承载式结构,从便宜的瑞虎、CRV、RAV4、福特的翼虎,到贵的BMW的X5、VOLVO的XC90、保时捷卡宴和大众途锐,都是采用的承载式车身结构。 好啦,说到这里,大家看看上面的图吧。先看非承载式,很明显,独立的车架呈目字结构,左右两条长边是大梁,上下的横边就是目前比较流行的词语:前后防撞钢梁。图3是揽胜运动版4.2机械增压版的底盘实体结构(插一下,它的前防撞梁也不是很粗嘛)
 
再看看一些承载式的,下图是大众途锐的结构。我们也可以看出,不管是承载还是非承载的,车架差不多都是目字型的(承载式车体由于是一个整体所以看起来复杂些)。所以不难看出,单独去掉车架的后部横梁看起来是一件不可思议的事情。

下面说说咱虎子的后防撞梁吧,显然是有的!我告诉你怎么看(这里先鄙视一下奇瑞,我在网上搜了半天,但是找不到瑞虎的三维解剖图)。无奈,只好借用上面途锐的图说话(声明:我这里用途锐的图不是想暗示瑞虎途锐的结构完全一样,也不是想混淆概念,我只是借此图辅助指明一些位置信息,而这些信息是几乎所有承载式车身结构所共有的,前面那张抽象的承载式车身结构图可以说明这一点)。蓝线就是我所说的目字结构的两条长边(即类似非承载式结构的独立大梁,只不过这个梁在承载式结构中是车体的一部分而非独立,好似房子的承重墙)。 再看看我们的瑞虎实物(五版图),显然虎子后备箱下缘是直接与后梁刚性连接的,这样的U型结构已经直接说明了它的身份。打个比方,如果把防撞梁比作牙齿。那通常意义的塑料保险杠就是嘴唇(美观),把牙齿包裹其中。而虎子的后保险杠主体是在后门上的,所以当打开后门以后,其实就相当于掀开了嘴唇直接露出了牙齿而已。由于这样的结构和大多数轿车甚至suv不同,所以容易给人没有的错觉。
 


 
下面,我来说说后防撞梁在虎子和普通轿车上的位置差异给人造成错觉的原因。还是看图说话吧。我们先看看几个实物照片。先看看大众朗逸的,如果你用手挡住后面的后备箱,看看是不是形状和虎子的差不多呢?
福克斯,又如何,不都是U型的钢片吗?
斯柯达晶锐
 



再看几个本应该有,而简配去掉的日本合资车吧
思域

飞度
 

骐达
 

 
对了,最后顺带鄙视一下福特,搞了个嘉年华简配版。不过我在福特店的展厅里,那个嘉年华展示车(半解剖装)倒也没有加上做样子,也是光秃秃的。可能只有车展时装了。


 
看完上面的实物,你会发现一些共同点吧?对了,我们能够在上面每个轿车的后备箱外部看见车梁的左右两个端点。它们的后防撞梁都是通过螺丝刚性固定在这两个点上的,这才构成了一个完整的车架结构。然而由于后备箱构件的视觉阻挡效果,会让人觉得这块后防撞梁是厂商为了安全性额外增加(恩赐)的一样。其实,轿车后备箱构件本身是脆弱的(类似于虎子后车门蒙皮),不要被眼睛所迷惑。当然,可能也正是抓住了人的这个心理,所以有些合资的日车才会把本来应该有的东西简化掉吧。
还可以通过下面的图来简单对比一下。

 

 
但是我估计,瑞虎这种后门侧开的设计也是存在弊端的,普通轿车后防撞梁与车体有一段距离(取决于安装支架长度),可起一定缓冲吸能作用。而虎子的缓冲是靠后面的后门和备胎,即最先遭殃的是后备胎,小碰撞时防撞梁无法充分发挥作用(修门恐怕比修保险杠部位更麻烦)。所以,我们可以看见RAV4的最新款已经做了改进(老款和瑞虎相同),类似的网友(江苏天目虎)创意也可以参考。就是提高后门下缘,将后保险杠部位向后延长并从后门还原到车下部使之成为一体,将后门也纳入保护范围内,看上去也更加显得厚实些。
 


 
最后再说说前防撞梁,类似的图太多了,偶也写的累了,如果觉得虎子前防撞梁不够粗,钢板不够厚,大可自己去再焊一块钢板。反正我觉得这个价位能做到这些已经很充分了,偶知足啦。至于车门是否焊接还是一体,我觉得不必太在意。因为车门(尤其是窗框)根本就不是受力结构,垂直方向的支撑主要靠A.B.C柱的强度,以及顶棚横梁的数量和强度(这个有拆过顶棚的虎友最好能证实一下),如果顶棚横梁也还说得过去,那么虎子的被动安全性就还可以了。 最后,咱不是刻意要说虎子有多结实(事实上和欧美车比在横梁厚度、宽度方面还是有差距的,就是自家的A3咱虎子也比不过啊),但是至少让你知道它没有你想的那么弱,就行啦。这价位、这吨位,还要怎地?说到底,安全还要靠人,系个安全带,小心驾驶,别喝酒,比啥都好使,你说是不是。