分享

揭秘汽车用什么来保证碰撞安全

 云中明月亮 2010-12-17



  [养用贴士] 写在文章之初的话:经常会有人跟我谈论关于汽车碰撞安全性的问题,同时我在帮朋友挑车也都会首先考虑所谓的安全系数,但是也经常会有朋友向我传输安全知识,简单的说就是:如日系车铁皮(钣金)太薄,不安全。

  说实话,每次听到类似的话的时候,我一般都会很无奈的直接回复对方:汽车不是坦克,不需要铁皮厚来保证车辆的安全。至少如果你不是奥巴马的,不需要担心哪会儿会有一并狙击步枪向你袭击的话,那么车体的安全系数与车的铁皮是没有直接关系的。

  汽车车体的构成

  让我们先了解一下汽车车体的构成吧,其实汽车车体的构成很简单,就是一个车架子,然后外面围上一层车皮,而在如今科技发展到现在,汽车车皮也不再仅仅是使用金属材质,比如碳纤维材质、塑钢材质等等,而骨架则绝大部分民用车使用金属材质。

  金属材质给人最大的感觉就是坚硬,而通过对金属加入一些稀有元素以后,金属材质会有不同的效应,比如刚性增加(或者可以叫做硬度),也有延展性增加(韧性或者也可以理解为可扭曲性),而目前很多高端的汽车骨架所使用的材质为各种性能更为平均的铝合金材质。


揭秘汽车用什么来保证碰撞安全

  其实上边这两段话很好理解,你可以将一台汽车想象成它就是一个人,人想站立起来的话是需要有一副骨架,然后在骨架周围需要包围上肌肉与皮肤。而这骨架就是车的骨架材质,肌肉就是骨架的排列形式,而皮肤也就是汽车的皮肤,我们通常称汽车的皮肤为蒙皮。

  大白话话说车体安全

  用最简单的话来阐述车体碰撞安全因素的话,还可以用人来解释,比如一个人是否能经受得住另一个人的击打,那么其取决的因素是肌肉的强度以及骨架的强度,而不是说这个人的脸皮(皮肤)厚,所以这个人抗击打能力强,而汽车同样如此。


人体构造就如同汽车,抗击打能力并不取决于脸皮厚度

  试想一个问题,如果一辆汽车的碰撞安全需要取决于车体蒙皮厚度的话,那么它的蒙皮需要多厚?换个方式说,按照相对速度与力的叠加来计算,一台质量为1000kg的汽车,在时速63km/h的情况下去撞击另一台静止的汽车,如果教我初中物理的不是体育老师的话,那么这台汽车的蒙皮厚度至少需要40cm左右才能抵挡住对方的撞击力,而除了战争机械和奥巴马级别的汽车以外,你见过哪个汽车的蒙皮厚度超过5mm的?


奥巴马的那台房贷车,它的安全确实取决于钢板厚度

  我想,说了这么多你应该可以明白为什么一台汽车的蒙皮厚度只有薄薄的几毫米厚度,但是它却可以抵受甚至百公里时速的相对时速撞击力,那就是因为车体的骨架,而汽车的骨架样式非常繁多,不过万变不离其宗,物理和几何我们都学过,三角形是所有形状中最稳定的,而骨架其实就是遵循了这一定力,许多的不规则三角形组合在一起,也就是我们经常听到的“笼式”车体,像一个笼子一样保护车内驾乘人员。

  笔者小结:

  我同事经常夸赞我脸皮厚,但是我一样抗击打能力弱,因为我的肌肉不够结实,汽车也一样,汽车不可能用几十公分厚度的钢板去作为防护撞击的护具,毕竟钢板那么厚的坦克或者装甲车的钢板厚度也只有几公分或者十几公分,切记保证车体撞击后的安全因素是汽车的骨架,以及骨架的排列形式和骨架的材质选择。

  相信你也清楚了汽车的安全并非来自车体蒙皮的厚度,那么下一页就让我们来谈谈汽车的骨架,以及汽车蒙皮的用途吧。

车体骨架和防撞钢梁的定义

  首先要说的是汽车骨架,上一页说了汽车骨架其实就是由许多的不规则三角形所组成的笼子,用以抵受四面八方受到的力的冲击,但是需要说明的是,汽车的骨架并不是所有地方的最大承受力值都是一样的,因为这关系到诸如力的传导、溃缩等等的原因,所以一具汽车骨架通常是由很多种材质金属和形状、粗细的金属梁所组成。


汽车骨架

  汽车骨架对于汽车而言也可以定义为一个衣柜,它只是一个架子,虽然需要可以承受很多的相应力,但是很多不确定因素是仅仅车体骨架所不能解决的,所以就有了防撞钢梁,而防撞钢量的意义就是车辆的第一次承受力的装置,并通过它来将受到的撞击力进行缓解,并传导给车体主架。


撞击力的传导

  既然是第一个关口,所以一般汽车的防撞钢梁都是汽车车体中最坚硬的位置,它们的延展性并不高,但是却坚不可摧,比如我们经常说的前后金属梁、车门防撞梁都是此用途,而在如今的新兴材料中,以沃尔沃的硼钢材质为最出类拔萃的材质,而很多铝合金车体骨架在防撞梁位置也不可避免的需要用到超强硬度钢铁材质。


揭秘汽车用什么来保证碰撞安全


骨架与防撞梁的力的分布

  车体骨架与防撞梁的分布一般是防撞梁→褶皱梁(用来作为缓冲区)→骨架,而受到撞击力的时候的力的传导也是通过此顺序,而这里就要说道笼式车体骨架的原理,就像刚才说的,骨架并不是一成不变的所有地方的硬度都完全相同,而如此设计的原因很简单,一点受力全身受力。


揭秘汽车用什么来保证碰撞安全

  一点受力全身受力,这句话可能并不太容易理解,说白了就是比如汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一点去承受力的话,那么达到保护目的的话会非常辛苦,所以在某一点受到力的时候,让整个骨架也就是所谓的整个立体结构去承受力,从而最大限度的降低一个点所受到的力的强度。

  笔者小结:

  轻度刮碰让保险公司哭去,重度碰撞听天由命,而中度碰撞则是汽车安全的重点,也是汽车骨架真正发挥作用的时候,只是……个人建议,即便汽车的骨架的安全性能多么优异,也不要盲目的去迷信它,毕竟它只是辅助性的安全措施,而真正让你远离交通事故的还是要靠自己。
汽车车体蒙皮材质

  说完汽车骨架,我相信凭我的大白话应该可以让你比较清楚的认识到汽车骨架的作用和用途,而包裹在汽车股价四周的蒙皮是干什么用的?当然,美观是其作用中最普通的用途,而其它呢?

  首先让我们先来了解下汽车蒙皮的材质,随着汽车工业以及金属冶炼工业的技术的不断发展,我们老百姓驾驶的汽车所使用的蒙皮材质也有着非常多的不同,比如我们最常见到的镀锌钢板,很多高性能赛车和房车经常会用到的碳纤维材质,以及让人感觉并不舒服的塑钢材质。

  塑钢并不等于不安全

  前边两页内容一直在论证的一个观点,就是汽车的安全系数与汽车车体蒙皮厚度无关,那么想当然的与材质也并没有很大关系,记得前一阵听某品牌汽车经销商在“忽悠”客户的时候这么说:“标致307 (详情 图片 报价)的翼子板是塑料的,他们说这是为了行人保护,但是你想想车撞人也不从侧面装,但是侧面撞上汽车怎么办?”其实当时的情况我特别想过去说一句:哥们,敢不瞎说么……

  首先我们可以确定的是塑钢材质与碰撞安全并无关系,其次行人保护与翼子板无关,毕竟开车撞人从翼子板处撞人的可能性基本等于奥拓 (详情 图片 报价)得到2012年勒芒耐力赛冠军,而真正对于行人保护有帮助的位置在于汽车的前后保险杠、前发动机舱罩以及汽车的后备箱罩和前后挡风玻璃所组成的这一条直线。

  使用塑钢材质并非偷工减料

  你可能会问,汽车都是用金属材质,那么用塑钢是否是偷工减料?首先要说的是,认为使用塑钢材质是偷工减料,这是一种先入为主的思维,因为市面上绝大部分汽车的蒙皮均为金属材质,而其原因并不是金属比塑钢好,而是因为早期汽车塑形的理想材质只能是金属,因为其它材质的硬度以及承受高温和低温的能力并不够格,而这里所谓的硬度则是轻微刮蹭、高速状态下承受风压的强度。

  随着科技的发展,塑钢材质已经开始逐渐替代人类生活中的很多生活用品原材质,比如家里的门窗,曾经的金属门窗框已经很少再见到了吧?汽车也是如此,试想金属与塑钢,在塑形和重量以及成本方面与塑钢相比的话,你会认为谁更适合作为汽车蒙皮材料,当然前提是目前科技早已可以让塑钢的强度堪比钢铁。

  更容易塑形,需要一个模子,然后制造,这就是塑钢,而金属塑形则需要乱七八糟繁多的程序,比如刻模具→冲压→冷轧板→加热→冷却至镀锌温度→镀锌→冷却→矫直→喷漆……而塑钢,不会生锈,不惧高温低温,硬度够,柔韧性更强,成本更低,颜色?塑形的同时就已经可以决定它的颜色了。

  车体蒙皮的用处

  我们经常在很多汽车巨头的汽车产品说明书上看到这样一个参数:风阻系数,其实汽车蒙皮的最主要用处就在于此,为了降低在低速行驶中所受到的风阻阻碍强度,当然,这里所谓的低速是指时速不高于130km/h,而这种时速所受到的空气阻力也就是空气动力学原理中所谓的可塑风。

  而我们会看到汽车蒙皮上会有很多凸起、凹陷等等的线条,它们的作用其实与我们经常看到的扰流板或者车车翼一样,是为了降低车体某一个位置的的气流流速,从而让车辆保持稳定,也正是因为有了这些诸如棱线、腰线等等的线条勾勒,让我们日常生活中的汽车在低速状态下形式也可以保持一个比较稳定的行驶状态。

  笔者总结:

  本文完,这次的文章并没有纠结很多东西,不过本文中关于汽车的骨架结构、蒙皮材质等等的信息只是粗略的介绍,借以此来让你的心中有一个相关信息的雏形,毕竟以上任何一个观点想完全弄明白的话,都需要看完整整一大厚本书才可以完成,而在最后,作为一个普通汽车用户而言,你需要记住的只是汽车的安全与汽车外皮的厚度无关,而关系到你人身安全的则应该是汽车的骨架以及钢梁的材质等因素,蒙皮的作用除了为了好看,同时也是起到了车体降低风阻以及对通过汽车周边气流进行减速而达到降低上升应力的作用。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 全屏 打印 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多