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今日議題:

什麼是覆蓋件?什麼是結構件?

覆蓋件的作用是什麼?

結構件的作用是什麼?

覆蓋件、結構件,誰決定車輛的安全?

從碰撞成績反觀汽車安全

未來的汽車安全趨勢

什麼是覆蓋件?什麼是結構件?

上圖為車身結構,也就是去掉覆蓋件的樣子

汽車的覆蓋件俗稱“鐵皮”,就是薄薄得一層金屬板,英文叫Sheet Metal。車身上的覆蓋件其實遠不止四門兩蓋,還包括車頂、翼子板、包圍等(上圖中被挖空的地方都算)。覆蓋件和結構件就像是人的面板和骨骼一樣,覆蓋件是面板,結構件是骨骼。上圖是多個結構件拼湊起來的汽車“骨架”,蓋上覆蓋件後就成了一臺車。

對於一臺車而言,車身覆蓋件的一個很大的意義便是為了車輛的美觀,當然,覆蓋件依然有其功能性,隔音、隔溫以及一定意義上的車身支撐也是車身覆蓋件的功能之一,除此之外,塑形擾流同樣也是車身覆蓋件的另一大重要課題。

車輛結構件存在的最大意義是為是車輛安全提供重要保障。用一個不恰當的比喻,如果說覆蓋件相當於人衣服的話,那麼結構件自然就相當於人的骨骼,將整個人給支撐起來。簡單來說,結構件便是為承受主體載荷而存在。

覆蓋件、結構件,誰決定車輛的安全?

毫無疑問的是,結構件強度才是在車輛被動安全領域決定車輛安全性的最重要因素。平時我們所說的某輛車鋼板的薄厚指的往往是車輛的覆蓋件,實際上覆蓋件對於車身強度的影響很有限,我們不能簡單從車身覆蓋件的薄厚來判斷一輛車的安全性。

其實在材料選擇的環節上,就能基本上確定一臺車的車身強度。上圖中的MPa代表著該區域選擇的鋼材的強度,數字越大越強。現在1500MPa以上的超高強度熱成型鋼也已經普遍應用在新車上了。

材料選擇並不是直接在現實世界裡做出一臺車,而是藉助電腦軟體進行模擬分析。

牛頓告訴我們,這個蘋果只要在這個位置掉下來就一定會砸到他。力學特徵是相對穩定的,所以CAE基本能準確描述出整個白車身結構的彎曲剛度和扭轉剛度。

設計階段,一臺車的車身有多硬,就已經定下來了。

但是現在的汽車安全已經不是字面上的意義了,而是以人為本出發的“保證乘客和路人”的安全。

這個趨勢在歐美的安全碰撞測試中尤其明顯,從[車輛結構破損程度]界定安全性,演變到以[假人受傷程度和結構完整並重],並引入了主動安全的概念。

在E-NCAP網站上,2018年度最安全車型入圍的三臺車分別是賓士A-Class;凌志ES;現代NEXO。

並且在近些年的碰撞測試中,日本品牌車型的成績不僅不差,甚至不輸歐美品牌的當紅車型,尤其是凌志和速霸陸這樣只賣全球車型的企業。

原因很簡單,在歐美消費者眼裡,公開的碰撞測試是消費者購車的重要參考依據,拿到高評級的意義巨大。

這個目標,在日系品牌的產品策劃裡,可能就是一個“60分”,一個必須達到的要求。

2019年ES的中國訂單要排8個月,甚至多次上調價格,但銷量依然爆表。這可不就是中國消費者對於“全球同一標準”的迫切苛求。

所以,在全球市場上,並不存在日系不安全的說法。

2020年不要再用日美德來衡量汽車安全了好嗎?

2018年,中保研公開了第一批參照歐美標準做的碰撞測試成績,算是徹底暴露了國內汽車安全碰撞資訊的不對等。

測試中東本CIVICB柱破裂拿到最差評級,福斯MagotanA柱變形,TiguanB柱變形…

這些在C-NCAP中隨便拿五星的車型,沒遭過這麼嚴格的考核。而同期的日系同學廣豐CAMRY、廣本Accord卻拿到了全優,在場的BMW3 Series和賓士C Class也沒能完成任務。

這其中的線索已經很明確了:

1、 越新的車越安全。

2、 全球車型的安全程度,在國內要看中國合資方是誰。

不久前公佈的新一批測試名錄中,日系幾乎全部集中在榜單的前部,而成績最好的前5名中,兩家豐田佔了4席。值得一提的是這4臺車全部是豐田最新的TNGA架構產品。

富豪XC60依然不負盛名,和它有千絲萬縷聯絡的領克01位列第六。

而據工程師朋友的資訊了解到,豐田的覆蓋件厚度,依然維持常規水平,沒有做加厚處理。

完全是靠結構的優化和超高強度材料的應用和擴大佔比,以及針對權威測試機構碰撞測試專案制定的強化策略,得到的高分。

日系車的鐵皮依然薄,但日系車也很安全。

或者我們換個方式說:只要對於安全碰撞測試上心的企業,用心做優化後,都能得到一個好成績,就看願不願意做。

未來的汽車安全趨勢是什麼?

結構優化和超高強度材料的合理應用仍然是有很大的改善空間的。

前面提到的豐田TNGA為什麼能屠榜,這就是前文強調的:越新的車越安全。

上圖為COROLLA

因為車企會審時度勢,根據現有市場的區域性法規和輿論風向,制定相應的改善策略,比如為了應付中保研同步增加的25%側碰,會將防撞結構延長拓展到車頭正側方。

再從另一家宅男日企看,萬事得的創馳藍天架構裡,也是通過結構的優化來提升整車的鋼性,並採用新的高強度材料來加強區域性碰撞位置的強度。

歐美系廠商也沒有閒著,但思路不一樣。比如歐洲是一個機床技術和冶金技術非常強大的地區,所以歐洲供應商往往會從金屬材料、單個零件本身的結構強度優化入手來提高被動安全。

當然未來的汽車安全也不完全只是被動的。在實現自動駕駛前,我們還有輔助駕駛來避免人為失誤造成“只能被動挨撞”的局面。

ADAS,高階駕駛輔助系統(Advanced Driving Assistant System),它是一個主動安全功能整合控制系統,ADAS系統主要的功能在於感知道路環境以及做出相應決策上。

不過,ADAS並不是我們口中的自動駕駛,ADAS只能算作輔助駕駛,其核心是環境感知,而自動駕駛則是人工智慧,ADAS只是實現自動駕駛的過渡性技術。ADAS功能包括了LKA(車道保持系統)、LDW(車道偏離預警系統)、PCW(行人碰撞預警)、FCW(前方碰撞預警)、ACC(自動巡航系統)、APA(自動泊車系統)、AEB(自動緊急剎車)、HMW(車距監測警告)、TSR(交通標誌識別)等。

所以其實ADAS是一整套複雜技術的整合,晶片和演算法在ADAS系統中有著至關重要的作用。就目前而言,ADAS系統的發展方向是和疲勞駕駛預警系統功能相結合,實現車內車外安全一體化。行業的共識認為,在交通領域中,電腦的決策其實在99%的情況下比人腦的決策更為靠譜,美國高速公路安全管理局NHTSA指出,高達94%的汽車事故與人為失誤有關。當然ADAS系統終究還是以人的操作為核心,它最終的決策中心,依舊是人,ADAS只是作為輔助,儘可能避免潛在的危險。

據美國IIHS統計,主動剎車系統能減少27%的追尾車禍,盲區監測系統可以讓車道變換時的碰撞事故率下降14% ,而車道偏離警告系統可以減少約21%的致命車禍。同時,根據《消費者報告》的調查,接近57%的受訪人表示ADAS系統至少一次幫助他們避免了碰撞,其實對於ADAS的強制配備,各國的法規也已經在醞釀之中了。至少在目前而言,ADAS系統是得到全球公認的能減少交通事故的最可靠方法。

其實,在2019年這個時間點,車輛的安全性早已不是汽車剛誕生時候單憑鐵皮的薄厚來衡量的了,甚至我們可以這麼說,車輛鐵皮的薄厚,與當前的汽車車輛安全性幾乎無關。車輛的車架結構,車架材質等在被動安全層面保護著車輛的乘員們,而車輛的ESC包括現在興起的ADAS系統又能夠在主動安全的層面給我們消費者再提供一道安全防護。車輛的被動安全和主動安全才真正對車輛的安全性起到了決定性作用。

不過,在政策層面上,對車架結構包括車架材質等作出明確的規範,對ESC甚至ADAS有著更高的普及度要求,或許比憑藉車企的自覺性去完善車輛的安全性更為靠譜。

現在汽車結構安全都已經是一個“過氣”話題了,更別說鐵皮厚薄論安全的說法了,兩者根本沒有任何的聯絡。

鐵皮厚薄的問題確實像流傳的一樣,日系會更薄一些。但鐵皮和安全之間沒有太多聯絡。我們更應該從稱身結構優化,高強度的新材料應用,以及科技輔助駕駛層面來綜合考量一臺車的安全性。

這樣來看的話,日系鐵皮薄是成立的,而日系不安全就是無稽之談了。

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