汽車為什麼要有 A 柱?
汽車為什麼要有A柱?A柱遮擋視線,開車的人都知道,存在一定的安全隱患。看了一些敞篷跑車的A柱,除了支撐風擋,似乎沒什麼用處。那麼為什麼還需要A柱呢?如果是為了支撐風擋,是否可以將A柱與風擋一體化?當然,一體化後視線的困擾依然是個問題,如何很好的解決呢?
電腦沒在身邊,先佔個坑,明天來答。
我就是搞焊裝白車身焊接的,這個問題我有興趣,準備好好答一下。
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樓主的問題其實就是:
[現代汽車的A柱除了支撐前風擋之外還有什麼作用?]
回答清楚了這個問題,自然就明白了汽車為什麼不能沒有A柱了。
從網上搜了兩張圖,最早的福特T型汽車和最近上市的新蒙迪歐。
除了造型之外,可以看出,早期的汽車A柱,其主要作用確實是支撐前風擋。隨著造車行業的成熟和發展,而在現代汽車中,A柱除了上述作用,還在車身安全中扮演了重要角色。在現代汽車安全理念中,發生正面/側面碰撞或車身翻滾時,保證駕駛艙的生存空間完整是最終的目的,無論其他部位怎麼變形,側圍的ABC柱和頂蓋只要沒有重大變形,乘客的生存率就會大大提升,當然必須系安全帶。
隨便上兩張圖
為了避免引起爭議,我再上一張撞擊程度類似的圖
這輛車A柱基本都沒了,駕駛員的情況估計就不容樂觀了。消費者看到的ABC柱是這樣
視野與安全性暫時還是不可互相調和的,理論上來說A柱越粗壯越好,不過考慮到視野問題(同樣也是另一個安全問題),目前各大車廠在ABC柱這種地方都在大量採用輕量化的熱成型鋼材,以後A柱粗大視野不好的問題估計會慢慢得到解決,但是完全沒有A柱,暫時看來還是不會實現的呀。
A 柱的重要性和對可視性的影響
開車時,駕駛員的視野範圍對駕駛體驗來說是一個很重要的因素,不少朋友開車時或多或少
都會由於兩側 A 柱遮擋視線都影響過駕駛感受,尤其是在轉彎過程中,有時甚至不得不將頭伸
出窗外。
那麼,汽車的 A 柱到底有什麼存在價值呢?它又有怎樣的工程結構和設計標準?
A 柱存在的重要性
首先,對於現代的封閉式汽車而言,A 柱是不可缺少的車身結構件(敞篷車除外),由於現
在大部分的汽車使用承載式車身結構,整個車身兼有車架的作用並且要承擔全部載荷,而 A 柱
的存在得以使承載式車身結構具有更高的穩定性和車身剛度,在汽車發生碰撞時保護駕駛艙減小
變形,對駕駛員以及乘客的安全起到重要的作用。
如上圖顯示,A 柱在撞擊時很大程度上減小了駕駛艙變形,保護了前排人員的安全。通過提
高 A 柱的承載能力以及對底盤大梁的加固可以提高車身剛性,減少車身形變。
A 柱的結構
作為承擔正面撞擊的部件,A 柱的結構除了我們之間能看到的外裝飾殼,主要承擔受力的是中間足夠強度的加強板,考慮成本與成型等原因,通常使用鋼材料。
A 柱對可視性的影響
由於對 A 柱的對於空氣動力學以及剛度要求的考量,A 柱的設計不能達到完全與水平方向
垂直,也不能過於單薄,這樣 A 柱就會對駕駛員的視野產生很大的影響。所以,法規規定對於
新車研發的可行性分析必須保證 A 柱對於雙目的可視障礙角必須低於 6 度,並且盡量減小此角
度,以保證駕駛安全性。
目前的汽車設計公司通過調整 A 柱的造型、厚度、正視垂直角度、側視垂直角度,擋風玻
璃的角度,駕駛員的位置等方法可以增加駕駛員的視野,提高行車安全。
我來從內飾角度來分析一下這個問題吧。
A柱除了結構安全的功能,其實還包囊了許多其他的車內功能和零部件。坐在一輛車裡,你能看見有的車A柱上有汽車音響的高音喇叭,有些車甚至有兩個;你能看見有的車A柱上有AIRBAG的標誌,因為A柱裡面疊著放好了保護頭部的碰撞安全氣簾;你能看見有的車A柱上有給側窗除霧的出風口。
拆開A柱的內飾覆蓋件,你會發現裡面另有乾坤。所有在車頂控制模塊的功能(頂燈及其控制,麥克風,天窗控制等等),它們的電線都要經過A柱連接到電源和控制器;如果你的車有全景天窗,天窗四周藏有防止落在車頂的水流進座艙的水槽,這些水槽里的水也會通過A柱里的排水管向下流走;A柱里有時還有上述的除霧出風口的送風管道通過。這麼多的零部件都要塞進A柱里,我不得不為工程師們鼓掌。
關於改善A柱視線的盲區,工程師和設計師們已經在做很多的嘗試。一下略舉幾例:
1、優化A柱內飾覆蓋件的截面
在保證覆蓋件後容積的前提下,能通過雕塑A柱的形面,讓風擋玻璃的有效可視區域在左側和右側都儘可能的增大,同時讓A柱看起來沒有那麼笨重。2、改變後視鏡的安裝位置
其實A柱盲區不止是由A柱造成的,在前門的窗框前段的三角區,是大部分汽車後視鏡的安裝位置,特別是SUV,粗壯的後視鏡結構就被硬生生地裝在這個巨大的三角形區域。通過將後視鏡的支撐結構安裝在側車窗以下的「車肩膀」上,就能解放這一片盲區,通過兩代奧迪A4駕駛員視角的比較,能看出這樣做的明顯效果。左側為上一代A4代號B8,右側為新一代A4代號B9。
3、鏤空A柱早在2001年沃爾沃SCC概念車上,設計師們就嘗試了通過鏤空A柱來讓人「看穿」A柱,當然,當時這還僅僅是概念車。最近幾年有量產車嘗試了類似的設計,比如菲亞特的500L,基本原理就是把一根粗壯的A柱分解成兩根略細一些的A柱,在視覺上看來改善效果非常明顯,但是在碰撞安全上非常吃虧。在美國高速公路安全保險協會IIHS嚴苛的小重疊面積碰撞測試中,因為A柱設計的不合理,乘員艙潰縮非常明顯,駕駛員受損嚴重。減小盲區想法雖好,但實際結果卻不得不讓人一聲嘆息。
4、有些日本的概念車在A柱裡面裝上了攝像頭和屏幕,希望能通過模擬A柱的透視,來消除A柱的盲區,但正如其他答案里所說的,量產遙遙無期。圖為2005年日產Pivo概念車
結語
A柱功能多而複雜,但工程師設計師在不斷改進A柱的設計。A柱盲區目前看來不可避免,或許以後汽車都實現自動駕駛,也就不再需要「駕駛員」去操心盲區里的狀況;又或許因為大部分汽車都實現自動駕駛,交通事故的概率基本為零,也就不需要粗壯的A柱來吸收碰撞能量、保護座艙成員了。樓上 @王施嘉的答案已經寫的很清楚了,我來補充一點。A柱是承載式車身連接車身前後部的關鍵部位,所以不能沒有A柱。要搞清楚這個問題,先要了解非承載式車身和承載式車身。非承載式車身如圖是最經典的非承載式車身結構的硬派越野車,賓士G級
可以看到整個車是在結實的鋼樑上的,這個大梁起到了連接車身前後部的作用
這個結構多用於卡車,硬派越野車而多數轎車使用的是承載式車身結構如圖是典型的承載式車身結構可以看出,承載式車身並沒有堅實的大梁來連接前後部,而是靠車頂和底盤來連接前後部的,因此A柱很大程度上起到了連接作用,所以並不能省去。
看到這裡你可能有些疑惑了那為什麼上面提到的福特T型車沒有A柱呢?因為當時根本沒有出現承載式車身這種結構,T型車還是有大梁的非承載式車身結構。那敞篷車該怎麼辦?敞篷車沒有車頂來幫助底盤連接前後部,所以敞篷車跟同型號的硬頂車型相比,都會在底盤上進行一定的加強,使得底盤可以承受足夠的力,因此可以看到敞篷車一般都會比同型號的硬頂車型重一兩百公斤甚至更多。此外敞篷車的A 柱一般也要做特殊的加強,在翻車作為支撐,保障車內乘員的生存空間。就這些了,希望能有所幫助。A柱的安全性問題。必須說敞篷車的問題。
你看,敞篷車也有A柱。敞篷車也必須有A柱。A柱對敞篷車的翻滾安全性很重要。但是對於正面撞擊幾乎沒作用。告訴你一個事實,敞篷車沒有了很多BC柱,但是重量超過同型號硬頂車,為什麼?
因為為了正面碰撞的安全性,以及車身的扭轉剛度,車底要做的更結實,更重。很奇怪的結構,居然把一個車底加固,減少掉了車頂,增加的重量反而非常大。(敞篷車重量重,有很多原因,主要就是車底加重了) 再看看硬頂車,A柱的作用主要是應對正面撞擊,以及增強扭轉剛度。對於敞篷車A柱用來翻滾,很不同。如果把硬頂車A柱取消。與敞篷車對比。
翻滾性能依舊是硬頂車好。但是正面撞擊,硬頂車非常差,不如敞篷車。如果取消A柱,那麼怎樣加強硬頂車的正面撞擊能力?只有一個方案,就是使用敞篷車的底盤。問題就來了,敞篷車的底盤太重。這個設計那就是沒事找事了。為了減少A柱,給你的車子加重300千克,你是否願意?不管是你願不願意,廠家不願意!成本太高。所以說,可以取消掉A柱。
但是A柱的性價比非常高。相同的安全性,你的A柱重量減少1千克,可能車子結構必須加重60千克,才能帶來相同的安全性。所以現在的A柱這麼粗壯,也是廠家權衡之下的產物。關於普通汽車的A柱很多人都說明了其結構上的作用,而我要補充的是,即使是敞篷車,A柱也絕不僅僅是支撐前擋風玻璃,絕不僅僅是支撐前擋風玻璃,絕不僅僅是支撐前擋風玻璃。很多敞篷車的A柱比傳統硬頂車還要粗壯,目的是在車輛發生翻滾時,配合座椅後面的彈出式防滾架,給乘員以生存空間,所以在敞篷車上,對A柱的要求有時比傳統硬頂汽車還要嚴格。
別人都說了為什麼要有A柱,我就不說了。
只是問題的最後提到怎麼解決,多說兩句。其實作為工程師我也一直在反思,以前用戶提了些專業人士看來很可笑的問題,我們都已「很專業」的角度去「解釋」,有的人甚至一副高高在上的姿態,其實用戶提的問題也是需求,也是需要工程師去思考是不是真的不能解決。關於視野的問題,以前記得還有個問題是為什麼不把ABC柱都做成透明的。也是引來一整嘲笑。然而。。。路虎真的做到了,至少在技術上,量產也許還有段距離。 這技術叫360 Virtual Urban Windscreen原理是靠車外的攝像頭和車內的投影儀配合,將車外的圖像通過投影儀投在A柱上,讓A柱看上去是「透明的」。
有興趣可以去優酷搜演示視頻。另外,不僅是A柱哦,發罩也被整透明了。
總之,辦法是人想的。量產時間雖然遙遙無期,但確實是個合理可行的嘗試。
另外再吐槽一句,這類技術展示至少比長城那段新瓶裝舊酒的拼湊各種概念的宣傳視頻更有現實意義些。一句話,為了安全。A柱是碰撞時保證座艙完整性的重要結構。其剛性是全車最強之一。
成本和技術限制,可以取消A柱,A柱現在最大的作用就是維持車廂不變形還有固定擋風玻璃,說白了A柱只是一個比較廉價的安全解決方法,在以後技術發展進步了,玻璃的強度抗扭性大大提升,碳纖維或者更好的新材料像塑料一樣便宜的時候,別說取消A柱了,ABCD隨意取消,我看了一下大家都是用現有的技術解釋現象,新材料推動的產品革命可是沒法預料的。
A柱最大的用處,應該是在撞擊、翻車時給乘客胸、頸、頭部保留生存空間用的吧,我覺得
- 現代小轎車幾乎都是承載式車身,車頂是底盤的一部分。正常姿態下,車頂、柱要承擔底盤縱向彎矩的壓縮應力部分。
- 車頂與柱是駕駛空間的上半拉,這個空間在碰撞、翻滾時盡量不能潰縮,保證乘員存活。
A柱是承載式駕駛艙的一塊主受力件,對碰撞時駕駛室的完整和車輛的剛性很大作用,你把這拿了不是作死么?
a柱過粗確實影響視線 ,但你可以多動一下脖子就好了!a柱可不是簡單的東西,比如敞篷車,因為沒有了b柱,所以a要做的非常結實才可能保證安全
A柱就是擋風玻璃兩邊的支柱,B柱是前後門中間的支柱,C柱就是後排座椅兩邊的支柱了.
前面的人回答得已經很深了,我就來舉個例子吧!
現代車的A柱主要目的是和B柱以及前門檻、前門防撞桿組成一個保護區域(針對前排乘客),並且A柱上使用的材料從高強板、熱成型材料已經提高到了超高強度液壓管級別了。看下圖
福特致勝所使用的白車身材料下面是一起車禍圖片,可以看出來A柱沒變形,在最大範圍內保護了前排的乘客安全,後排嘛……
就呵呵了
Aventador J 表示不服。
有個什麼柯尼塞格就沒A柱吧? 好吧,其實我說的是GTA5的本質XF
1、牢固支撐前擋風玻璃,同時造型有利於減少風阻。2、支撐車頂,牢固車身側面。3、提高駕駛者和乘車人員胸部及以上部位的安全性,碰撞時吸收能量。4、車頂很多部分走線的通道。
能不能把非承載式汽車的A柱取消掉。
從性能上講:
連接roof與頂蓋,並為整車提供扭轉剛度與彎曲剛度從結構上講:
1 為前擋提供安裝支撐2 A柱護板內通常還布置側氣囊與水管或線束無論從哪個角度上看,A柱都是必不可少的。
更遑論無框車門的剛度密封性成本等等都比較差(當然有窗框的車門更不可能取消A柱)題主的出發點無非是【如何減小A柱障礙角】先佔個坑,有空再答。推薦閱讀:
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