車身技術詳解

車身技術詳解

當碰撞不可避免地發生時，我們求神拜佛是沒有用的，隻能依靠汽車的被動安全裝置來保護自己。除了安全帶、安全氣囊等，車身結構才是最基礎、最重要的。

車身是怎麽製造出來的  車身製造的第一道工序是衝壓。防鏽鋼板首先被送上開卷落料機，被裁剪成車身零件所需要的形狀和尺寸。所有這些待衝壓件在上線之前，都必須在清洗機裏清洗掉油汙和灰塵，然後衝壓成型，這樣才能保證焊接的可靠性。衝壓成型的零部件被送到焊裝車間，以卡具定位後再用點焊機焊接成白車身，也就是沒有噴漆的車身。一部中型車的白車身大約有三四千個焊點，一般都是利用機器人把車身的六大部件依次定位焊接成形，包括地板總成、左右側圍、頂蓋、後擱板和儀表台上部。焊後的車體裝上四個車門和發動機蓋及後備箱蓋，就變成了完整的白車身。在這裏，鋼板的防鏽性能是一個關鍵因素，有些車的車架可以有十年防腐能力，而有的車用不了幾年就會生鏽脫漆，或者穿孔變形。這與鋼板的質量有很大關係，而且關係到廠家的生產成本，消費者隻能在長期的使用當中去驗證。
汽車鋼板應該多厚
在很多人的概念當中，認為鋼板越厚越好，其實並非如此。特別是為了降低油耗和生產成本，在現代汽車設計當中，車身鋼板正在向薄的方向發展。上世紀80年代，普通汽車的鋼板大都在1毫米以上，90年代縮減為0.8-1毫米，而如今大多在0.6-0.8毫米。但通過改進車身的結構設計，在使用薄的鋼板後，車身剛度以及在碰撞時的保護能力並沒有下降。
過去采用厚鋼板還有一個目的是增加車身的自重，使駕駛平穩，而現在汽車多是通過降低重心來增加穩定性，顯然後者更加合理。但很多豪華車及歐美車還是堅持大量采用0.8-1毫米厚鋼板，目的是達到更高等級的防護能力。
另外，在車身的不同地方，會根據作用的不同使用厚度和強度不同的鋼板。例如前後翼子板、車頂蓋、車頭蓋等一些不需要很大受力的部位使用薄鋼板，而一些承受力較大的部位則使用較厚的高強度鋼板，譬如前後防撞橫梁、左右縱向邊框等。
車身安全在於結構設計
正如上麵所說，鋼板厚度不能最終決定車身的安全性能，它更主要取決於車身結構、碰撞吸能技術、焊接工藝等多種因素。出於對車內乘員的安全考慮，從力學研究的角度出發，是不應該把碰撞的巨大能量轉嫁於乘員身上的。所以車身設計應該做到的就是：該柔軟的地方柔軟，該剛硬的地方剛硬。也就是讓車體的前部在碰撞時吸收大部分能量，而讓堅固的駕駛艙盡量減少變形以避免乘員受到擠壓，這就是對能量守恒定律的應用。
安全性能高的車身，在前部設置有較空曠的碰撞變形區以及中強度的保險橫杠。而像奔馳、寶馬、沃爾沃這樣的高檔車，在固定保險橫杠的兩條縱梁裏，內壁的鋼板厚度是漸變的，越靠前越薄，越靠近駕駛艙越厚。這樣在發生碰撞時，縱梁可以逐級線性變形，從而吸收大部分撞擊能量。有的車型甚至不惜代價，將其設計成波紋管式，其實也是同樣的道理另外，它們的發動機支腳也是采用鋁合金材料，在發生碰撞後很容易斷裂而下沉，保證其不會像炮彈一樣衝入駕駛艙傷害乘客。包括轉向柱以及刹車踏板等，在受到碰撞時要能及時斷裂，這也是減少傷害的有效方法之一，否則它們容易對駕駛員的頭、胸、腿等部位構成威脅。還有一些車在加強車身側麵防撞能力時，都會利用B柱的特殊設計，把能量分開導入車頂和車底可變形的鋼製構架上，來緩解碰撞能量。但一些中級別以下的車，由於空間布局關係，很難做到這一點，多通過在兩側門夾層中間放置一兩根非常堅固的防撞杆，來減輕側門的變形程度。
激光焊接精度高
除了材料和結構設計會對車身安全產生影響之外，焊接工藝也是一個很重要的因素。現代汽車製造業普遍采用人工與機器焊接相配合的方法，人工主要焊接一些小的鈑金件和機器不便操作的地方，而機器主要對車身大的鈑金件、安全性要求比較高的地方進行焊接。
大約1O年前，德國汽車製造業開始使用激光焊接技術，就是利用偏光鏡反射激光產生光束，使其集中在聚焦裝置中，從而產生巨大能量的光線。如果工件靠近焦點，在幾毫秒內就會熔化。相對於傳統的焊接方法，這種工藝的優點是工件變形極小、焊縫的深度較廣，而且不會因為傳統的搭焊浪費原材料，強度也有所保證。實際上，激光焊接主要的優勢還有一個，那就是加工的精度更高。因為在激光焊接中，光束焦點位置的控製最關鍵，隻有焦點處於最佳位置範圍內，才能獲得最大的熔深和最好的焊縫形狀，所以就要求夾具和零件的尺寸都要非常準確，從而生產出來的產品也會更加精密可靠。
速度可以毀滅一切
上麵說了很多先進的技術，不過任何事情都是有限度的，如果車速過快，再安全的汽車也難以保全性命。在NCAP碰撞試驗中，正麵碰撞的速度也隻有64公裏／小時。而按照理論計算，速度增加一倍，汽車的能量會以平方的關係遞增。也就是說，在128公裏／小時的車速下，車輛的動能會增加至原來的4倍，如果在這種情況下還能夠確保乘客的安全，那汽車的生產成本可就要增加N倍了。所以，即使是我們看好的歐洲車，也不要指望全速行駛發生碰撞時還能苟活。技術的進步隻能降低事故發生的機率以及減小傷害的程度，而真正的安全還要靠自己來掌握。