【圖】汽車知識科普

防撞梁防撞梁可以起到什麼作用？

大家都知道三角形是最穩定的一個結構，而車身骨架其實就是由許多不規則的三角形所組成，用以抵禦來自四面八方的衝擊，但是需要說明的是，汽車的骨架並不是所有地方的承受力都一樣，因為這關係到力的傳導、潰縮等等。從圖中我們可以看到，不同顏色代表著材料的屈服強度不同，紅色為超高強度鋼，黃色材質的屈服強度則稍弱一些，而粉色部位的屈服強度最低，它主要起到潰縮吸能的作用。

前後防撞梁的意義就是車輛第一次承受撞擊力的裝置，在車身被動安全方面有一個重要理念就是一點受力全身受力。說白了就是汽車車體的某一個位置受到了撞擊，如果僅僅讓這一部位去承受力的話，那麼達到的保護效果會很差。如果在某一點受到力的時候，讓整個骨架結構去承受力，則可以最大限度的降低一個點所受到的力的強度，特別是前後防撞鋼樑在這裡就起到很明顯的作用。圖片已刪除在高速偏置碰撞中，防撞梁可以有效的將撞擊力從車身左側（或右側）傳遞到右側（或左側），儘可能讓整個車體去吸收碰撞能量。在發生低速碰撞時（一般為15km/h以下），防撞梁可以避免撞擊力對車身前後縱梁的損害，降低維修成本。防撞梁的樣式、薄厚是否對車輛安全有影響？

其實車身被動安全涉及到車身的整體結構，防撞梁的樣式與薄厚以及材質會關係到它最終的強度。而防撞梁的強度既不能太大，也不能太小，需要和整車相配，只有配合完美的車身結構才是最安全的。所以很難單純的從防撞梁的樣式、薄厚去判斷整車的安全性。防撞梁的安裝高度應是多少？

防撞梁的安裝位置需要根據車身高度，輪轂直徑的大小來綜合評定，並沒有一個明確的標準，同時還要考慮到相容性原理，即兩車發生正面相撞時，不合適的防撞梁高度既保護不到自身，還會對對方車輛造成巨大傷害。一般車型的安裝高度在40-50cm左右，但如果超過52cm，則會對C-NCAP等相關碰撞試驗的成績造成影響。標準的防撞梁結構應該是什麼樣的？

上圖是一個比較標準的防撞梁結構，低速吸能盒通過潰縮有效吸收低速撞擊時的能量，防撞梁通過螺栓連接到車身，方便拆卸和更換。現在很多車型的防撞樑上都加裝有一層泡沫緩衝區，它的主要作用還是在4km/h以下的碰撞時，對外部塑料保險杠起到一個支撐，緩解碰撞力的作用，減小碰撞對塑料保險杠的損傷，降低維修成本。為什麼很多車型來到國內後，廠商對防撞梁進行減配或乾脆取消掉？要想解答這個問題首先就要從國家碰撞標準和我國保險行業對車輛投保的定價方式來進行說明。其實在汽車安全方面，除了大家熟知的C-NCAP外，我國是有國家強制標準的，也就是說所有上市的車輛都必須通過國家碰撞標準的測試。該標準主要是對車身的正面、側面和尾部三個位置進行碰撞測試，下面我就來具體介紹一下。GB11551—正面100%碰撞：車輛以50km/h的速度正面撞擊由混凝土製成的剛性壁障。碰撞試驗後，不使用工具，應能：① 對應於每排座位，若有門，至少有一個門能打開。② 將假人從約束系統中解脫時，如果發生了鎖止，通過在鬆脫位置上施加不超過60N的壓力，該約束系統應能被打開。③ 從車輛中完好的取出假人。④ 在碰撞過程中，燃油供給系統不允許發生泄漏。⑤ 碰撞試驗後，若燃油供給系統存在液體連續泄漏，則在碰撞後前5分鐘，平均泄漏速率不得超過30g/min。GB20071—側面碰撞：可變形的壁障以50km/h的速度撞擊靜止車輛的駕駛員一側碰撞試驗後除了能滿足國標正面100%碰撞的要求外，還要求車內部件在脫落時不得產生鋒利的凸出物或鋸齒邊。GB20072—尾部100%碰撞：剛性碰撞臂（寬度不小於2500mm，高度不小於800mm）以50km/h的速度和100%重疊的方式撞擊車輛尾部。① 在碰撞過程中，燃油供給系統不允許發生泄漏。② 碰撞試驗後，若燃油供給系統存在液體連續泄漏，則在碰撞後前5min平均泄漏速率不得超過30g/min。③ 不應引起燃料的燃燒④ 在碰撞過程中和碰撞試驗後，蓄電池應由保護裝置保持自己的位置。

國內目前有關尾部碰撞的測試只有國家標準，C-NCAP中也沒有相關測試。可以看到，國標中關於尾部撞擊的速度與歐洲的E-NCAP一樣，都為50km/h，不過碰撞後考察的指標並沒有涉及駕駛艙乘員的受傷害程度，而且在採用100%重疊的方式進行試驗時，就導致了後防撞梁在這樣的速度和碰撞方式下起不到太大作用，因為車身尾部的縱梁和承載式車身結構可以完整吸收這種撞擊力。如果在發生40%偏置碰撞的情況下，後防撞梁就會起到類似前防撞梁把一側撞擊力傳遞到車身另一側的作用，也就是我前面提到的一點受力，全車受力的概念。所以說有無後防撞梁對尾部碰撞測試的結果微乎其微，我想正是基於此原因，一些廠商為了追求利益的最大化將本該有的後防撞梁進行減配或乾脆拿掉。總體來看，國家碰撞標準對車內成員安全的考察不夠全面和細緻，雖然表面看上去碰撞速度不低，但考察標準並不高。而且國標只有通過和沒通過兩個結果，60分與100分在結果上並沒有任何區別，當然也不能體現車輛在安全方面的差異，同時測試過程和結果並不對外公開。

相對國家強制標準，C-NCAP的測試採取的則是抽取方式。而且車身被動安全性能的優劣以星級直接體現，同時測試結果向社會公示，這樣消費者在購車時對各種車的安全性能差異一目了然。國家碰撞標準是法律層面上的一個最低要求，也可以說是汽車行業的一個準入門檻。而C-NCAP則是汽車生產企業的一個行業標準，它規定的實車碰撞速度往往比國家制定的要高，從而在更嚴重的碰撞下評價車內乘員的傷害程度。國內的消費者在購車時更多的是關注車輛在發生碰撞後對成員的安全保護，而幾乎不會關心低速碰撞後車輛的維修成本。可在國外不是這樣，國際上有一個汽車修理研究理事會(RCAR)，它是一個致力於通過提高汽車的抗損性、修復性、安全性和防盜性，從而減少保險成本的國際性組織。其實現實中絕大多數的事故是在低速時發生的，低速碰撞的測試同樣非常重要。RCAR就制定了一個正面和尾部的低速碰撞試驗，來對車輛低速碰撞性能進行評級。保險公司會依據RCAR對車輛的碰撞評級確定基本保費。級別高的其保險費較高，級別低的保險費就低。安全性不好或修理費較高的車輛，即使銷售價格很低，但其所交的保險費依然很高。這與國內根據車價定保險費用的方式完全不同，所以說國外的廠商在車體結構上會針對低速碰撞進行一些特殊的設計。RCAR的測試標準分為正面碰撞和尾部碰撞：

正面碰撞：試驗車質量為整備質量加上一個75kg的駕駛員質量，車輛以15km/h的速度，正面以40%重疊的方式（碰撞側為駕駛員側）碰撞不可變形的剛性壁障。

尾部碰撞：駕駛員側須放置一個75kg碰撞假人，車輛與碰撞台車行進方向成l0度角擺放，碰撞側為乘員側尾部，車輛手制動處於鬆開位置，試驗速度為l5km/h，台車要求為不可變形的剛性壁障。根據這種低速碰撞標準，要想減少碰撞中的損壞程度，那麼在車身設計上有以下原則：① 安全氣囊在低速碰撞測試中不能起爆② 防撞梁與車架為螺栓連接，並有能充分吸收碰撞能量的吸能盒結構在低速碰撞時，後防撞梁的作用立刻凸顯，如果沒有防撞梁，撞擊力會直接對承載式車身造成損傷，維修費用必然會增加。而根據RCAR的標準，在發生15km/h的碰撞後，只允許防撞梁和吸能盒發生變形，車身的縱梁結構不得發生塑性變形。由於我國目前收取保險費用並沒有參考這方面的內容，所以就出現了一些車型在國外有後防撞梁，而到國內則採取減配或取消的方法。總結：防撞梁的作用主要用於中低速碰撞時減少維修成本，並能在一定程度上減輕對成員的傷害。在現有的汽車結構之下，防撞梁就像汽車的輪胎一樣必須有，任何的取消、縮水或者簡配只能說明廠家對消費者是不負責任的金屬漆金屬漆，又叫金屬閃光漆；是目前流行的一種汽車面漆。在它的漆基中加有微細的鋁粒，光線射到鋁粒上後，又被鋁粒透過氣膜反射出來。因此，看上去好像金屬在閃閃發光一樣。金屬漆除了硬度高，還能表現車體層次美。造成「金屬漆」愈來愈普遍的另外一個理由，是它摻配了金屬粉末，有了金屬成分、因此漆的硬度增高，漆面變硬，就比較不容易被刮傷。有一些「素色漆」還不是金屬漆，最典型的幾個顏色就是白色、黑色、大紅色、和黃色；並不是說這些顏色的漆料不能添加銀粉，而是加了銀粉之後，所顯現出來的顏色就不是原本的正色，白色會變成珍珠白、黑色會變成帶亮光的「炭黑」、紅色會變成所謂的「酒紅」，而黃色則會變成「金黃」。激光焊接車身普通的焊接原理其實就是將金屬液化，然後冷卻後溶為一起。汽車的車身是由上下左右四塊鋼板焊接而成的，普通的焊接都是點焊，通過一個一個得焊點把鋼板連接到一起。

激光焊接則是利用激光的高溫，將兩塊鋼板內的分子結構打亂，分子重新排列使得兩塊鋼板中的分子溶為一體。所以從物理學上講，激光焊接是把兩塊鋼板變成了一塊鋼板，因此相比普通焊接來說，擁有更高的強度。輪距

輪距是車輪在車輛支承平面(一般就是地面)上留下的軌跡的中心線之間的距離。如果車軸的兩端是雙車輪時，輪距是雙車輪兩個中心平面之間的距離。汽車的輪距有前輪距和後輪距之分，前輪距是前面兩個輪中心平面之間的距離，後輪距是後面兩個輪中心平面之間的距離，兩者可以相同，也可以有所差別。一般來說，輪距越寬，駕駛舒適性越高，但是有些國產轎車沒有方向助力的，如果前輪距過寬其方向盤就會很「重」，影響駕駛的舒適性。此外，輪距還對汽車的總寬、總重、橫向穩定性和安全性有影響。一般說來，輪距越大，對操縱平穩性越有利，同時對車身造型和車廂的寬敞程度也有利，橫向穩定性越好。但輪距寬了，汽車的總寬和總重一般也加大，而且容易產生向車身側面甩泥的問題。因此，輪距應與車身寬度相適應。軸距簡單的說,就是汽車前軸中心到後軸中心的距離。在車長被確定後，軸距是影響乘坐空間最重要的因素，因為占絕大多數的2廂和3廂乘用車的乘員座位都是布置在前後軸之間的。長軸距使乘員的縱向空間增大，將大大增加影響車輛乘坐舒適性的腳部空間。雖然軸距並非決定車內空間的唯一因素，但卻是根本因素。不否認軸距短的車可以通過某些設計對內部空間狹小的問題加以彌補，但總的來說還是有限的。

同時，軸距的長短對轎車的舒適性、操縱穩定性的影響很大。一般而言，轎車級別越高軸距越長。軸距越大，車廂長度越大，乘員乘坐的座位空間也越寬敞，抗俯仰和橫擺性能越好，長軸距在提高直路巡航穩定性的同時，轉向靈活性下降、轉彎半徑增大，汽車的機動性也越差。因此在穩定性和靈活性之間必須作出取捨，找到合適的平衡點。當然在高檔長軸距的轎車上，這樣的缺點已經被其他高科技裝置所彌補。A柱什麼是A柱？在汽車雜誌、購車指南上經常會看到「A柱」「B柱」「C柱」這樣的說法。其中A柱是指：擋風玻璃和左前車門之間的柱。其實汽車的A柱，B柱，C柱都有自己不同的功能，但同時又有各自的矛盾，比如A柱的視野與剛度之間的矛盾，B柱的剛度與便利性的矛盾等。

上圖為汽車的右側A柱為什麼A柱會影響視野？可能司機們都會有一種感受，如果駕駛者視線的角度沒有遮擋該多好，寬闊的感受其實說明的是一個舒適性問題，但在汽車設計者看來這是一個矛盾。一般情況下，駕駛者通過A柱處的視線，雙目重疊角為5---6度，如果按照駕駛者的舒適角度出發，這個重疊角越小越好，A柱越薄越好，但在設計者眼裡就得需要一個平衡問題，很顯然他得保證A柱的高剛度，以減小安全的風險，所以從這個角度說，A柱不是越小越好。延伸---A柱、B柱與C柱A柱在發動機艙和駕駛艙之間，左右後視鏡的上方，會遮擋你一部分的轉彎視界，尤其是左轉彎，所以討論得比較多些。B柱在駕駛艙的前座和后座之間，就是兩側兩扇門之間的那根縱向杠子，從車頂延伸到車底部，從內側看，安全帶就在B柱上。C柱在后座頭枕的兩側。A柱、B柱與C柱都是支撐車輛結構強度的主要部分。車體結構按照車身受力情況可分為非承載式車身和承載式車身兩種。承載式車身承載式車身的汽車沒有剛性車架，只是加強了車頭、側圍、車尾、底板等部位，發動機、前後懸架、傳動系統的一部分等總成部件裝配在車身上設計要求的位置，車身負載通過懸架裝置傳給車輪。承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負荷力的作用。承載式車身不論在安全性還是在穩定性方面都有很大的提高，它具有質量小、高度低，裝配容易等優點。說白了，承載式車身就是整個車身為一體，懸掛直接聯在車身上。這樣的車身優勢是：公路行駛非常平穩，整個車身為一體，固有頻率震動低，噪音小，整體式車身比較安全。缺點就是底盤強度遠不如大梁結構的車身，當四個車輪受力不均勻時，車身會發生變形另外，另外製造成本偏高。

大部分轎車採用這種車身結構非承載式車身非承載式車身的汽車有剛性車架，又稱底盤大梁架。車身本體懸置於車架上，用彈元件聯接。車架的振動通過彈性元件傳到車身上，大部分振動被減弱或消除，發生碰撞時車架能吸收大部分衝擊力，在壞路行駛時對車身起到保護作用，因此車廂變形小，平穩性和安全性好，而且廂內噪音低。但這種非承載式車身比較笨重，質量大，汽車質心高，高速行駛穩定性較差。其優點是有獨立的大梁，底盤強度較高，抗顛簸性能好，此外四個車輪受力再不均勻，也是由車架承擔，而不會傳遞到車身上去。所以SUV和越野車用的比較多。缺點就是車身和車架是剛性聯接的，在公路上行駛的時候，不是很平穩，會產生震動。另外遇到危險（如翻車）的時候，厚重的底盤，也會對相對薄弱的車身產生致命威脅。

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