车身方面|车身够硬,还真救命
# 车身篇 #
Vol.01
车身基础介绍
大家都知道,改车应该先强化操控方面的性能,轮胎、避震、防倾杆等部件是很多车友的首选改装项目。
所有的这些部件,都是安装在车身上的,有些时候,车身会对转弯特性和安全性等方面产生决定性的影响。
然而,车身可能是我们最容易忽视的部件了,即使已经做完赛道化的车辆,也有些可以改进的地方。
在这个系列文章里,我们请到了自身车身工程师大飞哥来给我们讲讲车身方面的知识。
希望能让各位车手、玩家和车队更全面的认识车身的重要性。
其中包括了车身基础知识、轻量化方案、防滚架设计施工、焊接工艺、损毁评估修复等多个方面,还有独家的GK5车身分析。
—— 蟹爪朝天
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Hello,大家好,首先做个简单的自我介绍,我是本次车身系列文的作者大飞,从小就是个汽车迷,喜欢收藏各式各样的车模,没事儿的时候还会约几个好友去山里跑一跑。就算在心情低落的时候,听到阵阵的轰鸣和引擎的嘶吼,心中顿时充满了力量。
大学毕业后在OEM从事车身方面的工作,参与过多款车型的正向设计与研发工作,车型涵盖 Sedan、Hatchback、MPV、SUV、Limousine、Heavyduty truck,品牌涉及国产自主到一线豪华,一晃十余载。
对于汽车或多或少有一些自己的想法,现在就我自身的一点点经验,结合OEM的原始设计,和大家分享一些车身方面的那些事儿,不做泛泛的设计原则讲解,只说一些和改装有关的事情,说一些能让你提高0.001秒的事儿。
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车身,是你入眼的第一道门槛,一台车的三格(性格,品格,风格),让你清楚的知道,它是否为你所想;除了车身的造型,它还是一个平台,承载着众多零部件安装、匹配、调教等工作的基础平台,这个平台可以配合完成你任何折腾的欲望,满足你对车身 NVH、舒适性、安全性以及操控性等相关的各种需求。
车身焊接
首先让我们来看看车身的焊接逻辑。
只有了解了这个逻辑之后,才能更清楚车身在各个板块之间的连接关系,了解整车力的传导和收缩,你才能再看到前杠的泡沫填充和机盖折弯翘起以及溃缩的前端时,能用设计逻辑去理解和评价它的优势和弊端。
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在看完焊接逻辑后,下面我们聊一聊车身到底是用什么方式将3500多个零件(根据车型会有不同)组合在一起的,组合完整的白车身到底又是怎么达成车身各项性能指标的。
性能指标的达标
目前市场上绝大多数的白车身还是以钢材为主体材料,通过冲压制作成具有一定强度、搭接、密封和装配等功能的小零件,然后经过4500多个焊点(国产车焊点总数在3800左右)将零件按照逻辑焊接在一起。
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其中还会有激光焊、激光钎焊、Robscan(另一种激光焊)、MIG焊(烧焊或保护焊)、压铆、自冲铆、流钻铆(不同形式的铆接)。
根据性能和材料的特性应用在不同的模块中,穿插在焊接中的还有整车将近180米的涂胶(整车涂胶总长度)来保证车身的NVH(密封性)减少共振,提高车身强度和刚度。
说到这里还是想和大家说一说这两个词,在目前的汽车行业中,强度和刚度始终贯穿于车身结构设计的整个过程,是评价一台车可靠性、耐久性、车身性能,以及静态和动态车身特性的重要参数。
强度是车身抵抗塑性变形的能力,刚度是车身在抵抗弹性变形的难易程度。
简单来说就像驾驶一台赛车在急刹转弯时,车身应该给你什么反馈,是给你足够的支撑稳定急刹,还是泄弯柔刹弹出*。我想这绝对可以让你的车子先于对手若干个0.001秒吧。
柔刹弹出*:进弯时车身的变形会吸收一部分能量,弱化推头趋势。
请给你赛车的车身多一些的关注,它值得。
车身的刚度绝对是一个值得深究的领域,但目前国内对此领域还是处于薄弱的水平,各个车型还是在对标车型和试验下获取数值进行各自的目标值设定。
通常的方法还是利用CAE辅助分析和台架试验进行对比。在分析软件中建立有限元模型,设定工况,施加扭转载荷,确定扭转角度,最终算得一台车身在某种工况下的扭转刚度。
公式如下,如果感兴趣可以试试:K(N.m/rad)=T(扭矩)/θ(扭转角度)。
对于理论知识,网上会有更专业的讲解,但下面的数值,不一定是你在网上可以找到的。
静态车身扭转刚度设计值
A 级车型:白车身扭转刚度目标值约为≥10000N.m/rad
B 级车型:白车身扭转刚度目标值约为 10000~13000N.m/rad
C 级车型含 SUV:白车身扭转刚度目标值约为≥13000N.m/rad
D 级或更高:白车身扭转刚度目标值约为>13000~无上限N.m/rad (上限值根据车型目标)
如果说车身刚度太过沉闷的话,那么车身强度更像是个直男,选用的材料会更直接影响到性能,设计师还会通过材料特性对零件结构进行设计,使其更具经济性和实用性;我们看几张图片来了解一下车身材料是如何分布的 ——
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