從工廠看細節(jié) 菲翔車身結構/強度解讀
就在上周,新一輪C-NCAP碰撞測試結果正式公布,菲亞特飛翔取得了不錯的成績,這與其結構設計、材料強度以及零部件之間的連接強度息息相關,我們就從這方面解讀飛翔的車身安全技術。更重要的是,車內使用的材料、制造工藝和設備都是我們平時看不到的東西,所以我們去廣汽菲亞特工廠為大家揭秘隱藏在它外表下的秘密。
●車身結構和強度
飛翔采用了3H籠式車身結構,即兩側壁和車頂?shù)目蚣転椤癏”型,特殊部位采用高強度鋼加固,使得車身在分散沖擊力和保持乘員艙活躍度方面有很大優(yōu)勢空。目前大多數(shù)汽車都采用這種結構。
注:文中提及的鋼板強度由廠家提供,但未披露是屈服強度還是抗拉強度。
先說車身各部分的強度。飛翔應用了熱成型高強度鋼板,由于特殊的成型工藝,其強度比普通鋼板高3-4倍。正因為如此,車身不需要加厚普通鋼板來獲得更高的強度,在保證整體強度的同時,還能有效控制整車重量,還能提高燃油經(jīng)濟性。目前,所有制造商都在車身的關鍵部位使用熱成型高強度鋼板,如底盤和車頂?shù)目v梁、a柱、B柱和加強梁等。
但是光靠強度更高的鋼板還是無法達到保護乘客的目的。比如坦克的鋼板強度很高,在街上開就像石頭砸雞蛋。但是,坦克毫發(fā)無損并不意味著艙內乘員安然無恙,碰撞時的過度減速和撞擊都超出了人體的承受能力。因此,有必要設計合適的塌陷區(qū)來吸收碰撞能量,并設計合理的能量傳遞路線來分散車輛的沖擊,以減少乘員傷害。
飛翔車身前端設有帶吸能盒的防撞梁,與防撞梁連接的兩根縱梁上也設有塌陷區(qū),在撞擊時塌陷吸收能量。防撞梁下方還有行人保護防撞梁,與框架式副車架連接。發(fā)生碰撞時,可以將一部分沖擊力導向副車架,使其發(fā)生位移,使動力總成趨于下沉,避免乘員艙空受到擠壓。從車內看,前輪拱處焊有加強板,意在防止正面碰撞時輪胎向后擠壓乘員艙,以減少其變形和生存空空間。
發(fā)生正面碰撞時,車輛的沖擊力首先被防撞梁和縱梁的碰撞區(qū)吸收,然后被兩個縱梁、a柱、中央通道等部件分散,發(fā)動機同時下沉。a柱和中央通道由熱成型的高強度鋼制成,以防止其變形。此外,機艙蓋和擋泥板也可以吸收一些能量。這些措施的最終目的是盡量減少碰撞帶來的減速和沖擊,盡可能保證生存空,從而保護車內乘員的安全。
據(jù)工程師介紹,車底兩縱梁的彎曲縱梁也是傳遞沖擊力的方式,在這個過程中,彎曲縱梁也能產(chǎn)生輕微的沖擊抑制效果。
從車身側面看,B柱也采用了熱成型的高強度鋼板,地板上焊接了兩根強度為1000MPa的加強梁,車頂上有三根加強梁。在側面碰撞中,沖擊力沿著B柱向門檻梁、地板梁和車頂梁擴散,并在途中消耗。我們發(fā)現(xiàn)飛翔側面碰撞現(xiàn)場儀表盤輕微損壞,可見防火墻也會分擔一部分沖擊力。
向的門框是整體沖壓的,里面安裝了兩根防撞梁。下防撞梁強度高達1000MPa。在碰撞過程中,即使車門外板變形很大,車門也不會因為防撞梁的存在而被過度推入乘客艙。
焊接工藝及設備●焊接工藝和設備
車身由前、中、后地板與側壁、頂蓋焊接而成,其中點焊應用最廣泛,全車焊點約5000個。此外,飛翔的門框和車頂也采用了激光焊接技術。當然,有些空狹窄、不方便應用機械臂或焊鉗的地方,不可避免需要人工修復。讓我們仔細看看。
白車身上的點都是焊點。焊接設備有兩種。一是先進的焊接機器人。廣汽菲亞特焊接車間配備意大利COMAU焊接機器人232臺,自動化率65%。另一種是需要人工操作的焊鉗。
然而,無論什么樣的設備都可以無休止地使用。在焊接過程中,焊鉗的電極會產(chǎn)生氧化物,這種氧化物的積累顯然會對焊點的質量產(chǎn)生負面影響,因此焊接一定次數(shù)后需要對電極頭進行打磨。機器人打磨會按照程序自動進行,在生產(chǎn)線上機器人旁邊可以找到自動打磨設備。但是手工焊鉗的打磨需要車間的操作人員來完成。
更多精彩視頻,均在車載家庭視頻頻道。
視頻展示了飛翔車身裝配站的工作情況,18臺焊接機器人同時焊接車身各部分。據(jù)介紹,該站可在生產(chǎn)初期92秒內完成車身焊接,第二階段可提高到60秒,設計極限速度為49秒完成車身焊接。
飛象吊頂?shù)膬蓚€焊縫采用激光釬焊焊接,由機器人、焊槍、激光源和送絲系統(tǒng)組成。廣汽菲亞特引進了德國蒯通的第二代固態(tài)激光源,其光電轉換效率約為17%,使得焊接質量更好。焊槍,SCON Sonik ALO3激光焊槍,能夠自動跟蹤焊縫,有效降低焊接不良的概率,同時智能化程度高,能夠自動調節(jié)激光焦點始終保持在焊絲上。先進的焊接技術和設備保證了更高的焊接強度和質量,焊接速度也有所提高。
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注意:屋頂?shù)募す忖F焊工藝是在封閉的焊接室內進行的,所以我們不能拍照,只能通過外面的顯示屏觀看工作。
費翔的車門采用激光飛焊,焊縫總長4米。所謂的激光飛焊,其實就是激光熔焊,就是簡單地將工件的連接面整合在一起,不需要增加焊絲。這個過程既能保證強度,又能節(jié)省60%的工時。發(fā)現(xiàn)門上的焊縫都是一個一個的,現(xiàn)場工作人員告訴我們這不影響焊接強度。當被問及是否有可能通過增加點焊密度來獲得相當?shù)膹姸葧r,答案是否定的。
安裝后每個部件都會有一定的應力。廣汽菲亞特通過安裝在總裝線末端的振動臺消除安裝應力,對車輛的耐久性有很大的幫助,而一般廠家通常在總裝線的搓板路上消除安裝應力。
全文摘要:
飛翔采用3H結構車身,碰撞時有多條線分散沖擊力,全車高強度鋼板比例為65%,保證了客廂的生存空。從這方面來說,飛翔可以保證乘客的安全,C-NCAP的碰撞結果也印證了這一點。在焊接過程中,飛翔采用了激光釬焊和熔焊,焊接質量比普通點焊更好,強度更高。即使在普通的點焊工藝中,打磨工藝也做得很好,值得肯定。同時,對車輛耐久性的考慮也更加周到。圖/文張紅然)
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