[汽車之家 技術] 前些時候,長城為展現其哈弗H6車型的車身結構安全性,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,因為前文已經有所描述了(文章鏈接:哈弗H6翻滾測試),而這次,我打算借此拆車的機會,和你聊聊關于翻滾測試的一些問題與關于車身結構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構安全,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行真正的翻滾測試項目,即便說像IIHS這樣比較嚴苛的測試機構,它也僅僅通過模擬的方式,去評價一臺車的車頂強度,而非通過真正發生翻滾事故來評價;另外,對于車身結構來說,大多數車企會著重優化車輛前后兩端的吸能區域和車側、車頂強度,而當它們組合在一起,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注這一點,而這恰恰是翻滾事故當中所要考察的一方面。
所以說,從某種角度來看,傳統碰撞測試項目+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翻狀態的一種實驗方式。目前,NHTSA算是全世界最注重側翻安全的評測機構之一,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,恰恰是在乘用車當中最容易發生側翻的車型。
○ 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,而車身結構正是保證在受到碰撞之后乘員艙不會受到擠壓的關鍵。
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。在實際翻滾事故發生的過程中,乘員艙內部的零部件不致傷也是關鍵。在這一點上,一方面內飾的各個零部件要裝配緊實無松動,不發生二次傷害,另一方面要在發生碰撞時,乘員可接觸到車體的位置都應該具備緩沖。
除了上述所說到的側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生硬碰硬的接觸。
在受到側向碰撞或側翻事故之后,車門位置難免會發生一定程度的形變,而這種形變,將很有可能導致車門無法正常打開的情況,這就阻礙了車內乘員的逃生,并且即便救援隊及時趕到現場,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。
這就對車身結構安全設計提出了更高要求:既要保證車身框架結實,吸能充分,還要保證在發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針對一些框架位置設計了破拆點,方便在發生事故的時候快速破拆。
所以說,當同時做做到車身強度高、車內裝配質量好、乘員保護充分,外加車身結構設計合理這四方面,我們才能判定這臺車在側翻事故當中屬于比較安全的車型;谝陨纤姆矫,下面我們來看看這臺哈弗H6“事故車”的車身結構與車內是否滿足這些條件,并從每一個細節點去為你闡述關于車身結構安全方面的知識。
○ 關于車身前后部分的結構,你需要知道的事
好了,廢話不多說,讓我們先從這臺“事故”車,來看看關于車身結構方面的一些知識。首先從基礎結構講起,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,與側面不同的是,由于車頭與車尾區域與乘員乘坐位置還留有一定吸能的空間,故在應對碰撞的時候,與其設計的比較堅硬,不如將它們設計得更“軟”一些。
為了保證前防撞橫梁在碰撞的時候僅發生彎折而非斷裂,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”字形的設計,材質為沖壓鋼板。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計,它們的目的都是為了增加橫梁的強度,以保證橫梁不發生失效斷裂。要知道如果橫梁發生了失效斷裂的話,碰撞力將會直接入侵前發動機艙,進而直接讓發動機等零部件直接入侵到乘員艙內,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,故在這里的設計可以采用強度較高的鋼梁。不過在碰撞力傳遞引導方面,這里也是可以做優化設計的,而優化設計的主要體現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,并在左右兩側做斜梁設計,將碰撞力通過斜梁傳遞到車頭縱梁部分實現保護。但這樣的設計其實就是在原有的結構技術上做了一些強化,其真正能應對小重疊角碰撞的能力十分有限,而這就對車頭結構設計提出了更高的要求。
關于車身的車頭結構部分差不多就是這些,我們再將視線轉向車尾。其實車頭和車尾在碰撞保護與吸能方面的設計會比較相似,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,現在的你是不是感覺受益匪淺,終于知道車頭車尾碰撞結構安全的奧秘了?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,我們再來看看車側與車頂。這兩個部位有別于車頭/車尾的最大區別,相信你也能看得出來:沒有可以緩沖的區域!沒錯,在受到碰撞的情況下,車側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計,顯然是不現實的。
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構,除此之外,車底還有一些橫梁結構,便是用于強化橫向碰撞力分散的結構。當車輛受到側面撞擊的時候,車身側面直接受到的側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,當車輛發生側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,車身主體結構發生的一些變化。
哈弗H6翻滾測試視頻:
(想看翻滾測試結果?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/車尾結構安全的相關性不大。從實拍圖片上看,由于右側A柱為拋出時的第一次撞擊受力位置,故這里產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構,它仍然會產生一定入侵量。那么這個入侵量究竟對車內造成了多么大的影響呢?我們來到車里一探究竟。
所以說,在車側和車頂位置,一定要采用強度足夠高的鋼梁,并在設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、車尾部分的安全結構設計所不一樣的地方。
○ 關于車內保護,你需要知道的事
說完了車身結構,下面我們再來簡單介紹一下車內的部分結構是如何保證乘員不受傷的。首先,在發生碰撞的過程中,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部產生碰撞。
除了保護車內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窗玻璃飛濺到車內的發生,減少車內乘員二次傷害的可能。而側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,它也能應對自如。
○ 關于其它方面,一些小小的冷知識
借著拆解的機會,這里就當是個彩蛋,為你聊聊關于車輛安全性的一些冷知識。首先我們要說到的是關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向包裹性這些東西,今天,我們來聊聊座椅填充物設計、頭枕設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計之外,在碰撞發生之后,油液泄漏也有可能帶來一些自燃風險。所以在本次翻滾實驗當中,測試車采用了滿油狀態測試,以評估其在發生翻滾事故當中,會不會出現自燃風險。
從測試結果上來看,該車并沒有發生油液泄漏現象,油箱蓋密封完好,懸架因受到沖擊變形,但卻沒有影響到油箱結構。
編輯總結:
看完全篇文章,你在車身安全性方面就基本上“通關”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生之后,一臺車究竟會呈現出什么樣的狀態,并且通過我們拆開來看,也為你解答了關于車身安全性相關的知識,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到一些相關知識,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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