汽車安全技術入門（二）：車身結構設計

來自專欄 Black Jack

前言

吃瓜群眾們靠整車質量、關門聲判斷汽車安全不安全。

拆車節目主持人靠防撞鋼樑厚度、鐵皮厚度來判斷汽車安全不安全。

某自主品牌到底是公路坦克還是完全有悖於現代汽車設計。

這些問題好像一直爭論不休。

今天這一講，我們從車身結構的設計角度來解答以上這些問題。

問題1:車身結構整體設計

對於車身結構來說，它在被動安全性有兩項功能：

1.儘可能吸收車輛和乘員的運動能量，以緩解成員所受衝擊。

2.確保成員的有效生存空間，並保證碰撞後乘員易於逃脫和進行車外救護。

正是為了實現這兩項功能，汽車整車車身剛度採用的是不等剛度設計。

圖中陰影部分為高剛性區域，空白部分為低剛性區域。

顯而易見，只有4的兩邊軟硬夾心的設計才可以兼顧吸收能量和保證生存空間。

於是就誕生了安全車身設計的分區理論。

乘客安全區（A區）和緩衝吸能區（B區）

而這種分區理念所導致的碰撞結果，在上面這張圖中就十分清楚的顯現出來了。

問題二：車身前端設計

在這張圖中，1區是保險杠骨架總成（其中包括前保險杠和吸能盒子）、2區是發動機前端縱梁、3區是發動機後端縱梁。

車身前端整體結構的設計中有兩個關鍵問題。

1.碰撞的能量分配。

2.能量的傳遞。

工程師通常會首先制定碰撞能力吸收的分配比例，之後跟具體量對1、2、3區的局部進行設計。

在低速碰撞時，主要起吸收能量作用的1區里的吸能盒。

而前保險杠的主要作用將碰撞能量傳遞到吸能盒子。

在高速碰撞時，主要起吸收能量作用的是2、3區防撞縱梁的壓潰變形。

工程師為了保證防撞縱梁的壓潰變形，而非彎曲變形等其他變形方式。通常會在誘導槽上下足功夫。

從車身的正向設計流程角度來看，

一些拆車節目從前保險杠的厚度以及長度判斷車身結構安全性根本就是無稽之談。

汽車本身就是一個複雜的系統，任何從局部判斷整體這樣「管中窺豹」的方式都是非蠢即壞的。

所以結論就是:拆車節目壓根就是離譜的。

量厚度、稱重量這是收垃圾的做的，

整體設計、局部優化、實現模擬目標這才是工程師做的。