[汽車之家 技術(shù)] 前些時候,長城為展現(xiàn)其哈弗H6車型的車身結(jié)構(gòu)安全性,特意搞了一次翻滾測試。我并不想過多評價這臺車在安全性方面的表現(xiàn),因為前文已經(jīng)有所描述了(文章鏈接:哈弗H6翻滾測試),而這次,我打算借此拆車的機會,和你聊聊關(guān)于翻滾測試的一些問題與關(guān)于車身結(jié)構(gòu)安全性方面的一些事。
○ 我們需要重視翻滾測試嗎?
想要借著一臺翻滾測試車深入了解車身結(jié)構(gòu)安全,就要先從翻滾事故聊起。從最直接的角度來說,翻滾事故無非就是“翻車了”(當(dāng)然這里說的可不是什么“在線翻車”這樣的事故),而車輛在翻滾的過程中,最為直觀的一方面體現(xiàn)便是車體能否在多次翻滾的情況下,依舊保持乘員艙的完整性,不發(fā)生過大形變,對乘員造成擠壓。
“高死亡率”的造成,主要集中在兩方面原因:首先,很多國家并不強制執(zhí)行真正的翻滾測試項目,即便說像IIHS這樣比較嚴(yán)苛的測試機構(gòu),它也僅僅通過模擬的方式,去評價一臺車的車頂強度,而非通過真正發(fā)生翻滾事故來評價;另外,對于車身結(jié)構(gòu)來說,大多數(shù)車企會著重優(yōu)化車輛前后兩端的吸能區(qū)域和車側(cè)、車頂強度,而當(dāng)它們組合在一起,也就是評價車身整體安全性的時候,似乎沒有什么人會特別關(guān)注這一點,而這恰恰是翻滾事故當(dāng)中所要考察的一方面。
所以說,從某種角度來看,傳統(tǒng)碰撞測試項目+翻滾測試才是一種比較全面的評價乘員艙整體安全性和車內(nèi)乘員保護的方式。目前來說,除了上述所說的IIHS車頂強度測試之外,諸如北美的NHTSA(美國高速公路安全管理局)翻滾測試等都是更貼合于實際側(cè)翻狀態(tài)的一種實驗方式。目前,NHTSA算是全世界最注重側(cè)翻安全的評測機構(gòu)之一,這主要是因為在北美市場,很多消費者會選購重心較高的SUV與皮卡車型,而這些車型,恰恰是在乘用車當(dāng)中最容易發(fā)生側(cè)翻的車型。
○ 如何評價一臺翻滾測試之后的車輛安全性?
其實很簡單,我們就直接從一臺車翻車的角度去考慮。首先,之前也提到過的一點,乘員艙的完整性是最重要的,而車身結(jié)構(gòu)正是保證在受到碰撞之后乘員艙不會受到擠壓的關(guān)鍵。
車身強度夠了,那么在翻車之后就一定是安全的嗎?其實還不夠。在實際翻滾事故發(fā)生的過程中,乘員艙內(nèi)部的零部件不致傷也是關(guān)鍵。在這一點上,一方面內(nèi)飾的各個零部件要裝配緊實無松動,不發(fā)生二次傷害,另一方面要在發(fā)生碰撞時,乘員可接觸到車體的位置都應(yīng)該具備緩沖。
除了上述所說到的側(cè)氣囊與氣簾保護之外,在一些氣囊氣簾保護不到的部位,就需要內(nèi)飾部件盡可能地去做軟化處理,以防止乘員在受不到氣囊氣簾保護的位置發(fā)生硬碰硬的接觸。
在受到側(cè)向碰撞或側(cè)翻事故之后,車門位置難免會發(fā)生一定程度的形變,而這種形變,將很有可能導(dǎo)致車門無法正常打開的情況,這就阻礙了車內(nèi)乘員的逃生,并且即便救援隊及時趕到現(xiàn)場,變形且難以打開的車門也將會阻礙整個營救過程,造成救援困難。
這就對車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計提出了更高要求:既要保證車身框架結(jié)實,吸能充分,還要保證在發(fā)生事故之后方便破拆,想做到三者兼具可謂十分困難。目前而言,像沃爾沃等品牌轎車已經(jīng)針對一些框架位置設(shè)計了破拆點,方便在發(fā)生事故的時候快速破拆。
所以說,當(dāng)同時做做到車身強度高、車內(nèi)裝配質(zhì)量好、乘員保護充分,外加車身結(jié)構(gòu)設(shè)計合理這四方面,我們才能判定這臺車在側(cè)翻事故當(dāng)中屬于比較安全的車型。基于以上四方面,下面我們來看看這臺哈弗H6“事故車”的車身結(jié)構(gòu)與車內(nèi)是否滿足這些條件,并從每一個細節(jié)點去為你闡述關(guān)于車身結(jié)構(gòu)安全方面的知識。
○ 關(guān)于車身前后部分的結(jié)構(gòu),你需要知道的事
好了,廢話不多說,讓我們先從這臺“事故”車,來看看關(guān)于車身結(jié)構(gòu)方面的一些知識。首先從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)講起,一臺汽車的白車身包含什么?其實就是一臺車的主體框架和它的外覆蓋件,但不包含“四門兩蓋”。
而至于說在受到碰撞之后,車身是如何受力并分散掉的,我們分為車頭/車尾吸能保護與車身側(cè)面/車頂框架兩個部分來具體為你闡明。先來說說車頭/車尾,與側(cè)面不同的是,由于車頭與車尾區(qū)域與乘員乘坐位置還留有一定吸能的空間,故在應(yīng)對碰撞的時候,與其設(shè)計的比較堅硬,不如將它們設(shè)計得更“軟”一些。
為了保證前防撞橫梁在碰撞的時候僅發(fā)生彎折而非斷裂,在橫截面造型上就要下一番功夫。哈弗H6的防撞橫梁采用的是類似“B”字形的設(shè)計,材質(zhì)為沖壓鋼板。除此之外,在其它車型上你還能見到“日”字形與“目”字形等橫截面形狀的橫梁設(shè)計,它們的目的都是為了增加橫梁的強度,以保證橫梁不發(fā)生失效斷裂。要知道如果橫梁發(fā)生了失效斷裂的話,碰撞力將會直接入侵前發(fā)動機艙,進而直接讓發(fā)動機等零部件直接入侵到乘員艙內(nèi),后果不可想象。
車頭縱梁主要承受的是由橫梁傳遞過來的正面碰撞力,由于其傳遞路徑位于乘員艙下方,不存在入侵問題,故在這里的設(shè)計可以采用強度較高的鋼梁。不過在碰撞力傳遞引導(dǎo)方面,這里也是可以做優(yōu)化設(shè)計的,而優(yōu)化設(shè)計的主要體現(xiàn)就在乘員艙底部縱梁位置。
上面說到的都是一些大重疊角正面碰撞下,車頭位置的受力情況。那么像IIHS 25%小重疊角正面碰撞這樣的情況呢?要知道這樣的碰撞環(huán)境很有可能就繞開車頭橫梁了,那碰撞力不就直接傳遞到乘員艙了嗎?
前文說到,由于車頭與乘員艙還有著一定距離,故如果能利用好這段距離,做好吸能與力的正確傳遞作用,那么對于這種正面碰撞就不是什么難題了,小重疊角正面碰撞同樣如此。一種方式是,通過加寬前防撞梁尺寸,讓前防撞橫梁盡可能地接受碰撞力,并在左右兩側(cè)做斜梁設(shè)計,將碰撞力通過斜梁傳遞到車頭縱梁部分實現(xiàn)保護。但這樣的設(shè)計其實就是在原有的結(jié)構(gòu)技術(shù)上做了一些強化,其真正能應(yīng)對小重疊角碰撞的能力十分有限,而這就對車頭結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。
關(guān)于車身的車頭結(jié)構(gòu)部分差不多就是這些,我們再將視線轉(zhuǎn)向車尾。其實車頭和車尾在碰撞保護與吸能方面的設(shè)計會比較相似,都是采用了防撞橫梁承受碰撞力,再加以吸能并傳遞到車底縱梁的方式。
說了這么多,現(xiàn)在的你是不是感覺受益匪淺,終于知道車頭車尾碰撞結(jié)構(gòu)安全的奧秘了?別著急出去和別人顯擺,因為接下來還有干貨等著你。
○ 關(guān)于乘員艙與籠狀車身強度,你需要知道的事
說完了車頭/車尾,我們再來看看車側(cè)與車頂。這兩個部位有別于車頭/車尾的最大區(qū)別,相信你也能看得出來:沒有可以緩沖的區(qū)域!沒錯,在受到碰撞的情況下,車側(cè)和車頂位置是直接貼附于乘員艙的,故在這一地方布局吸能設(shè)計,顯然是不現(xiàn)實的。
前文提到了車底縱梁,它是用于傳到并釋放前后兩端碰撞力的結(jié)構(gòu),除此之外,車底還有一些橫梁結(jié)構(gòu),便是用于強化橫向碰撞力分散的結(jié)構(gòu)。當(dāng)車輛受到側(cè)面撞擊的時候,車身側(cè)面直接受到的側(cè)向力將通過這里分散到車身底部,以達到卸力的作用。
有了這一套框架體系,當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)碰或翻滾事故的時候,它便能保證乘員艙的完整性,使得乘員艙不會受到過大的沖擊變形。下面我們就通過這次碰撞實驗實例來為你分析在翻滾情況下,車身主體結(jié)構(gòu)發(fā)生的一些變化。
哈弗H6翻滾測試視頻:
(想看翻滾測試結(jié)果?開頭有鏈接,這里再給你一次:哈弗H6翻滾測試)
就像前文說到的一樣,這種翻滾實驗主要考驗的是籠狀車身部分的強度,與車頭/車尾結(jié)構(gòu)安全的相關(guān)性不大。從實拍圖片上看,由于右側(cè)A柱為拋出時的第一次撞擊受力位置,故這里產(chǎn)生了籠狀車身的最大可見形變。
所以說,即便在A、B柱等位置采用了超高強度(>1500MPa)的熱成型鋼作為主體框架結(jié)構(gòu),它仍然會產(chǎn)生一定入侵量。那么這個入侵量究竟對車內(nèi)造成了多么大的影響呢?我們來到車?yán)镆惶骄烤埂?/p>
所以說,在車側(cè)和車頂位置,一定要采用強度足夠高的鋼梁,并在設(shè)計上保證碰撞力能及時分散到其它方向,才能保證乘員艙的完整性。這一點是與車頭、車尾部分的安全結(jié)構(gòu)設(shè)計所不一樣的地方。
○ 關(guān)于車內(nèi)保護,你需要知道的事
說完了車身結(jié)構(gòu),下面我們再來簡單介紹一下車內(nèi)的部分結(jié)構(gòu)是如何保證乘員不受傷的。首先,在發(fā)生碰撞的過程中,安全氣囊的作用是功不可沒的,它能夠瞬間膨脹,保證乘員頭部及軀干不會因為移動而與乘員艙內(nèi)部產(chǎn)生碰撞。
除了保護車內(nèi)乘員安全的作用之外,從某種層面上來說,氣簾也可以減少車輛側(cè)窗玻璃飛濺到車內(nèi)的發(fā)生,減少車內(nèi)乘員二次傷害的可能。而側(cè)氣囊則主要是在翻滾過程中,保護假人軀干部位不受到撞擊。
相比車身而言,車內(nèi)安全性無外乎就是考慮二次受傷隱患、乘員運動限制和安全氣囊保護這三方面。只要將這三方面做好,并且乘員能夠自覺系好安全帶,那么即便面對翻滾測試這樣的碰撞,它也能應(yīng)對自如。
○ 關(guān)于其它方面,一些小小的冷知識
借著拆解的機會,這里就當(dāng)是個彩蛋,為你聊聊關(guān)于車輛安全性的一些冷知識。首先我們要說到的是關(guān)于車輛座椅的安全性,你不要簡單的以為我只會聊聊什么側(cè)向包裹性這些東西,今天,我們來聊聊座椅填充物設(shè)計、頭枕設(shè)計與安全性方面的知識。
除了座椅上的那些不為人知的安全設(shè)計之外,在碰撞發(fā)生之后,油液泄漏也有可能帶來一些自燃風(fēng)險。所以在本次翻滾實驗當(dāng)中,測試車采用了滿油狀態(tài)測試,以評估其在發(fā)生翻滾事故當(dāng)中,會不會出現(xiàn)自燃風(fēng)險。
從測試結(jié)果上來看,該車并沒有發(fā)生油液泄漏現(xiàn)象,油箱蓋密封完好,懸架因受到?jīng)_擊變形,但卻沒有影響到油箱結(jié)構(gòu)。
編輯總結(jié):
看完全篇文章,你在車身安全性方面就基本上“通關(guān)”了。本次借著一臺翻滾測試的哈弗H6測試車,為你講解在翻滾事故發(fā)生之后,一臺車究竟會呈現(xiàn)出什么樣的狀態(tài),并且通過我們拆開來看,也為你解答了關(guān)于車身安全性相關(guān)的知識,在感慨中國品牌車輛越來越安全的同時,最重要的還是希望每一位讀者都能從中學(xué)到一些相關(guān)知識,以便日后在你買車的時候,也能和別人頭頭是道。(文/圖 汽車之家 舒寧)
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