鋁制防撞梁和前后縱梁

在正式開(kāi)始拆解之前，或許你已經(jīng)了解了指南的機(jī)箱和平臺(tái)信息。目前國(guó)產(chǎn)的第二代Jeep guide和更小的Freeman都是來(lái)自通用菲亞特的小平臺(tái)。為了滿足世界各地消費(fèi)者的“口味”，不僅需要強(qiáng)硬的設(shè)計(jì)，還需要在安全性和舒適性方面進(jìn)行綜合考慮。今天我們就找一本徹底拆解的指南，看看它車(chē)身結(jié)構(gòu)的安全性和舒適性，尤其是隔音降噪的水平。

本次拆解的是2017款200T自動(dòng)樂(lè)享版，是頂配的導(dǎo)1.4T兩驅(qū)車(chē)型，帶前輪驅(qū)動(dòng)。與其他配置的前驅(qū)車(chē)型相比，唯一的區(qū)別在于車(chē)頂部分。配備全景天窗的車(chē)型的車(chē)頂結(jié)構(gòu)與沒(méi)有天窗的車(chē)型不同，后面會(huì)詳細(xì)說(shuō)明。

●前后保險(xiǎn)杠及防撞梁:防撞梁為鋁合金材質(zhì)。

安全一直是購(gòu)車(chē)者關(guān)注的焦點(diǎn)之一。很多人會(huì)把車(chē)硬不硬作為安全標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考慮。不過(guò)除了硬，軟也是安全設(shè)計(jì)需要注意的一個(gè)重點(diǎn)，前保險(xiǎn)杠是第一個(gè)需要軟件的。在導(dǎo)向器上，這部分由軟塑料材料制成，車(chē)頭底部前保險(xiǎn)杠外側(cè)的保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)貼有一個(gè)塑料緩沖塊。這些設(shè)計(jì)的目的是為行人提供保護(hù)。發(fā)生碰撞時(shí)，柔軟有彈性的材料可以在一定程度上保護(hù)行人的小腿。

對(duì)于車(chē)輛本身來(lái)說(shuō)，當(dāng)發(fā)生正面碰撞時(shí)，前防撞梁是第一個(gè)起到防撞作用的。與其他品牌常用的鋼制防撞梁不同，導(dǎo)向器的前后防撞梁和車(chē)頭底部的吸能盒均采用較輕、硬度適中的鋁合金材料。選擇這種材料是考慮到前后防撞梁在碰撞時(shí)需要塌陷以抵消部分沖擊力。

防撞梁和吸能盒都是空中心結(jié)構(gòu)，通過(guò)自身的變形和坍塌吸收部分沖擊力。與鋼制零件相比，使用鋁合金的成本更高。理論上，制造商應(yīng)該更愿意使用鋼板。用鋁有什么意義？工程師表示，鋁合金比鋼板具有更好的塑性，在外力作用下可以穩(wěn)定地改變形狀和尺寸，因此其吸收沖擊的能力比鋼板更可控，這也是工程團(tuán)隊(duì)最終選擇鋁材的主要原因。

●前后縱梁:縱梁由不同厚度和材質(zhì)的板材焊接而成。

如果防撞梁依靠“自我犧牲”來(lái)吸收和分散撞擊能量，那么縱梁不僅要有“自我犧牲”的意識(shí)，還要有足夠的強(qiáng)度來(lái)保護(hù)后排乘客艙的完整性。乍一看，這兩個(gè)要求似乎有些矛盾，但工程團(tuán)隊(duì)也不是不可能實(shí)現(xiàn)，于是他們想出了一個(gè)辦法，把不同材料的完整縱梁和不同厚度的板材“組合”起來(lái)。

首先，前部直接與防撞梁連接。該部分長(zhǎng)度約150毫米，由厚度為2毫米的高強(qiáng)度鋼制成，中間用厚度為2.5-3.0毫米的高強(qiáng)度鋼通過(guò)激光焊接連接。前部的主要功能是為防撞梁提供支撐。當(dāng)正面撞擊嚴(yán)重到防撞梁無(wú)法抵抗時(shí)，這部分也可以通過(guò)塌陷來(lái)吸收撞擊。除了連接功能，縱梁中部也是發(fā)動(dòng)機(jī)支架的安裝位置。

由高強(qiáng)度鋼制成的縱梁一直延伸到儀表板附近，然后縱梁將一直延伸到乘客艙地板的下側(cè)，這也是整個(gè)縱梁最堅(jiān)固的部分。為了滿足強(qiáng)度要求，工程隊(duì)采用抗拉強(qiáng)度為1500 MPa的熱成型鋼制造縱梁后部，而普通高強(qiáng)度鋼的抗拉強(qiáng)度僅為400-450 MPa。

后縱梁采用與前縱梁類(lèi)似的設(shè)計(jì)，但只分為兩部分。與后防撞梁連接的部分由高強(qiáng)度鋼制成，長(zhǎng)度只有100 mm左右，內(nèi)側(cè)熱成型鋼制成的后縱梁前部從后部延伸至油箱底部，與底板連接。

●面對(duì)25%偏置碰撞能否做到安全？

正面碰撞可以承受前防撞梁和縱梁的大部分沖擊力，但導(dǎo)向器依靠什么設(shè)計(jì)來(lái)保證25%偏置碰撞時(shí)的安全性？為了滿足偏置碰撞的要求，導(dǎo)向器還在縱梁外側(cè)設(shè)計(jì)了吸能盒結(jié)構(gòu)，也是通過(guò)自身的塌陷來(lái)抵消沖擊力。

工程師認(rèn)為，抵消撞擊時(shí)鋼板本身的塌陷所產(chǎn)生的沖擊力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。除了“硬抗”，如何引導(dǎo)后a柱避免正面碰撞也是一個(gè)思路。因此，導(dǎo)向器優(yōu)化了吸能盒的結(jié)構(gòu)，在受到?jīng)_擊時(shí)，會(huì)“引導(dǎo)”車(chē)身向碰撞部位的另一側(cè)產(chǎn)生輕微位移，讓a柱盡可能“通過(guò)”障礙物。

盡管如此，a柱仍然需要足夠“堅(jiān)固”，以確保駕駛艙有足夠的客廳空。導(dǎo)軌的a柱由內(nèi)板、外板和蓋子組成，其中內(nèi)板和外板用于承受力，兩部分都由熱成型鋼制成。此外，我們還看到了a柱下吸能盒的設(shè)計(jì)。根據(jù)之前IIHS對(duì)導(dǎo)向器的沖擊測(cè)試，可以看到導(dǎo)向器無(wú)論是正面沖擊還是偏置沖擊都得到了“良好”的評(píng)價(jià)，說(shuō)明其設(shè)計(jì)還是非常安全的。

偏置碰撞需求和乘員艙設(shè)計(jì)

●看看不同抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的板材如何滿足B柱強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。

B柱是第一個(gè)抵抗側(cè)面撞擊的，所以B柱必須設(shè)計(jì)得足夠堅(jiān)固。與a柱一樣，B柱中的外板和內(nèi)板主要承受沖擊力，但與a柱不同的是，只有外板為熱成型鋼，內(nèi)側(cè)為普通高強(qiáng)度鋼。為了讓沖壓時(shí)不同強(qiáng)度的鋼板完全貼合，導(dǎo)軌的B柱采用了Jeep和Bentele聯(lián)合研發(fā)的“PATCHWORK”，使受力更加均勻，可以更好地控制側(cè)面沖擊收縮。

《IIHS碰撞測(cè)試結(jié)果》點(diǎn)擊了解《吉普指南》

門(mén)檻由高強(qiáng)度鋼制成。和B柱下半部分一樣，允許有一部分收縮，但收縮不能太大。為滿足設(shè)計(jì)要求，工程隊(duì)選用屈強(qiáng)比接近1的高強(qiáng)鋼制作門(mén)檻梁。目前該部位使用的高強(qiáng)鋼屈服強(qiáng)度為830 MPa，抗拉強(qiáng)度為860 MPa，屈服強(qiáng)度約為0.97，基本滿足設(shè)計(jì)要求。

除了采用最新的沖壓技術(shù)之外，為了保證不同板材的緊密結(jié)合，導(dǎo)輪在整車(chē)中使用了60米長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)膠，其中80%使用了陶氏化學(xué)的20 MPa抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠，以提高車(chē)身的抗扭剛度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。特別是在高強(qiáng)鋼與其他板材的連接處，碰撞時(shí)焊點(diǎn)處會(huì)有較大的應(yīng)力集中。高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠可以避免焊點(diǎn)撕裂，保證結(jié)構(gòu)件的完整性，起到吸收能量或抵抗碰撞的作用。

如果說(shuō)抵抗側(cè)向沖擊力的第一道防線是門(mén)檻梁和B柱，那么地板梁就是保證側(cè)向空客艙的第二道防線。導(dǎo)軌地板上有兩根橫梁，其中一根較粗，位于主乘客座椅下方。它不僅是承受側(cè)向沖擊的主要部件，也是前排座椅的固定安裝位置。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，工程團(tuán)隊(duì)顯然不允許這里出現(xiàn)任何坍塌。后橫梁連接兩側(cè)的B柱。如果你仔細(xì)看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)橫梁沒(méi)有完全與中央通道相連。據(jù)工程師介紹，這是B柱稍微向內(nèi)塌陷時(shí)底板吸收側(cè)向沖擊力的部分。

●門(mén)的防撞設(shè)計(jì):每扇門(mén)都有一個(gè)由熱成型鋼制成的防撞梁。

如果你仔細(xì)看前門(mén)，我們還可以發(fā)現(xiàn)激光焊接的痕跡。前門(mén)是由兩個(gè)不同厚度的零件焊接而成的嗎？的確，門(mén)的前半部分需要與門(mén)鉸鏈連接，頻繁的開(kāi)關(guān)門(mén)會(huì)影響其耐用性，所以這部分需要加強(qiáng)，使用更厚的鋼板。門(mén)的后半部分對(duì)耐用性的要求沒(méi)有那么高，但同時(shí)這里需要輕量化的改進(jìn)，所以采用更薄的鋼板，然后焊接在一起。

拆卸車(chē)門(mén)密封支架，車(chē)門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)一目了然。首先，最引人注目的是截面類(lèi)似“W”的熱成型鋼梁。據(jù)工程師介紹，這種防撞梁直接與車(chē)門(mén)外板點(diǎn)焊在一起，強(qiáng)度可以保證。這種熱成型鋼防撞梁與其他品牌部分車(chē)型使用的管狀門(mén)防撞梁相比，更符合工程團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)度要求。

●是否有會(huì)影響車(chē)頂強(qiáng)度的全景天窗？

全景天窗作為時(shí)下流行的配置，被各廠商廣泛使用。為了保證車(chē)頂?shù)膹?qiáng)度，天窗與前擋風(fēng)玻璃之間的橫梁采用熱成型鋼，兩端用熱成型鋼制成的a柱連接，使駕駛艙前半部分成為完全被熱成型鋼包圍的“籠子”，提供全面保護(hù)。

Guide的一些低配車(chē)型不提供天窗。此時(shí)，官方將在B柱上方和后方分別增加一根熱成型鋼梁和一根高強(qiáng)度鋼梁。據(jù)工程團(tuán)隊(duì)介紹，無(wú)天窗但有橫梁的模型強(qiáng)度優(yōu)于有天窗的屋頂，但不用擔(dān)心天窗導(dǎo)軌的安全問(wèn)題。不管有沒(méi)有天窗，屋頂?shù)膹?qiáng)度都符合設(shè)計(jì)要求。

將NVH做到最佳的精髓在于用料

●發(fā)動(dòng)機(jī)艙的隔音降噪是如何實(shí)現(xiàn)的？

談完安全結(jié)構(gòu)，我們?cè)賮?lái)看看NVH。車(chē)輛啟動(dòng)后，各種噪音會(huì)從不同方向傳入車(chē)內(nèi)，如發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、風(fēng)噪、道路噪音等。當(dāng)你打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋的時(shí)候，我們可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)被一個(gè)黑色的裝飾蓋覆蓋著，裝飾蓋的背面貼著一層厚厚的海綿，可以起到一定的隔音作用。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、翼子板內(nèi)側(cè)和儀表板都可以找到隔音棉，發(fā)動(dòng)機(jī)艙的隔音效果還是很全面的。

●為了過(guò)濾不同頻率的噪音，隔音材料的選擇和匹配非常重要。

前面板兩側(cè)均配有隔音棉，其中客廂一側(cè)的隔音棉為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為軟質(zhì)海綿，外側(cè)為手感較硬的毛氈材料。根據(jù)工程師的說(shuō)法，兩種不同材料可以隔離的噪音是不同的。軟海綿用于隔離高頻噪聲，而毛氈則用于隔離低頻噪音.

●其他隔音和隔振設(shè)計(jì):

除了阻斷噪聲源，其他一些設(shè)計(jì)也可以降低噪聲，比如錯(cuò)開(kāi)不同系統(tǒng)的共振頻率來(lái)降低共振噪聲，優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)降低風(fēng)噪聲等。，這也可以提高NVH效果。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在引導(dǎo)車(chē)怠速低速行駛時(shí)，車(chē)內(nèi)噪聲并不明顯，但在中高速行駛時(shí)，風(fēng)噪和輪胎噪聲的水平變得更加明顯。

●文章摘要:

通過(guò)這次對(duì)導(dǎo)向器的拆卸，我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料方面的表現(xiàn)都還不錯(cuò)。官方熱成型鋼占整車(chē)的19%，基本用于前后縱梁、a柱、B柱、車(chē)頂橫梁等關(guān)鍵部位。，這對(duì)確保碰撞安全起著關(guān)鍵作用，而其在IIHS碰撞試驗(yàn)中取得的成績(jī)也印證了這一點(diǎn)。在NVH性能方面，從之前的評(píng)測(cè)文章中我們可以看到，該指南在怠速和低速行駛時(shí)隔音效果較好，但在中高速行駛時(shí)風(fēng)噪和路噪變得更加明顯?？梢钥闯觯m然客廂采用了不同材質(zhì)的各種隔音材料來(lái)保證隔音效果，但仍有進(jìn)一步提升的空間空。