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逆向拆车—七代高尔夫的白车身

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天宇 发表于 2014-11-15 21:08:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
首先自我介绍一下,本人从事白车身工程师(BIW engineer)10年,对汽车的了解应该比一般人更深入一些。这个帖子从我的角度来介绍一下汽车的白车身(Body in White),街上同行应该不少,欢迎大家踊跃发言。
帖子居然还上首页了,感谢大家。
写这个帖子的目的是希望大家对汽车有更深入的理解,消除对德系日系的偏见,理性购车。
个人工作经历有限,对于众多JRS关于某款车怎么样,或者某价位内哪款车最安全,这样的问题,很难回答,请大家谅解。

目前已经有三款车型了(高尔夫,飞度,Fusion)

现在市场上的乘用车主要有两种车身结构,承载式车身及非承载车身,除少数SUV采用非承载车身以外,大部分轿车及SUV都采用了承载是车身,所以这里就只介绍承载式车身。
先上图。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

这是七代高尔夫的白车身(不含门盖及翼子板) 这是一个典型的承载是车身,车身又可以分为上车体(upper body)及下车体(under body)。
上车体包括,侧围(bodyside),顶盖(roof),后围(rear panel)衣帽架(shelf panel)等组成。
下车体包括了前舱(engine roof)中地板(middle floor)后地板(rear floor)组成。
一般我们说的平台指导就是下车体,但是不仅仅包括下车体,广义上的平台还包括悬挂以及动力总成等部分。
从侧围开始说起。先看两张图

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身



发现有什么区别吗?第二张图比第一张图里面少了侧围外板。看下面这张图

就是这个零件了。一般我们从车外摸到的就是这层“皮”。大众的侧围外板一般使用DC06+Z这种材料,这种材料拉伸强度在270MPa。厚度约0.7mm。
侧围外板属于形状复杂强度要求较低的零件,所以使用拉延性能比较好的钢板来冲压。在一些比较容易变形的部位会在内侧贴沥青胶板或PVC胶板来改善。接着看图

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

就是后面那块黑色的部分。
然后说侧围加强板

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

这就是侧围加强板总成的分解状态。
再加一张大众官方的图片

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身


这个图中紫色就是热成型材料(拉伸强度大于1500MPa)。介于紫色和红色直接的是800MPa左右的超高强度钢板。
这个总成内的钢板厚度及强度要大大高于外板总成。
其中部分零件使用的热成型钢板,拉伸强度达到或超过1500MPa。厚度约1.8mm左右。在侧碰和正碰的过程中,保证驾驶室形状完整不被侵入,靠的就是这个了。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

这张图是关于B柱加强版的介绍,滚扎变料厚设计(tailor rolled blank)。很好的满足了,不同部分对强度的不同要求。
与不同料后的钢板焊接相比,减轻了重量,和激光拼焊相比,强度连续性更好。
算是这辆车车身设计中的一个亮点,福特福克斯也使用了相同的技术。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

这个是侧围内板的分解状态,其实图中的部分零件属于下车体,比如门槛。
一般车型侧围内板会使用强度稍弱于加强板的材料,拉伸强度在500MPa左右。
但是也有车型中部分零件采用>1500MPa的热成型钢板。

下一部分是顶盖,这一部分比较简单,直接看图。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身



这是半块顶盖,下面的是顶盖横梁,也是一半。
顶盖外板使用的是类似侧围外板的材料,较弱较薄,横梁则使用高强板。

现在讲下车体,下车体一般就是各个厂商所说的平台了。
换个角度看那半个车身。
先从前围板说起。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

箭头所指的那个部位就是前围板(Dashboard)。这个件本身的作用就是隔开驾驶室和乘员舱(好像是句废话)
前围板本身是个薄板零件强度较弱,会在上下端添加加强版构成封闭的横梁结构,请仔细看图。
在这个件的前后都会有相应的隔音和隔热垫,防止发动机舱的热量与噪音传入驾驶室。
在碰撞中,前围板板的变形和侵入量,可以判断一辆车的安全性能的好坏。发一张前围板拆下的图。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

接着是纵梁。发一张下车体把前围板拆除后的图片。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

车头朝左下,还是半个,这需要大家想象一下这这在车身内部那个位置了,已经拆得不成样子了。
最前端一部分就是前纵梁。这个零件不能做得过强,在碰撞过程中需要考虑变形溃缩以及折弯,否则就直直得插入驾驶室了。
这就是传说中的吸能结构。这是碰撞过程中的关键受力部分。
这个一部分选的大约是800MPa左右的高强板,厚度也接近2左右。
下图是前纵梁分解状态,右侧那根细长的,已经是地板下的纵梁了。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

补一张大众的官方图片

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

按照大众官方的宣传,前纵梁截面是加大了,敢于采用这种设计的原因是整个车身强度的增加。

接着是地板。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

红框圈出来的就是前地板了。接一张分解状态的图。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

这是分解状态。
国内众多的加长车型,拉长得就是这个部分了。
此车中地板中通道于两侧分成了3个件,中通道较强,两侧较弱。
有一些车型考虑后排中间乘客的脚不空间,将中通道后部做低,其实这是一个对强度不利的设计。
有很多车型地板是一整块低强板制造地板的。
接着是后地板,看图。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

后面那个凹陷的部分就是放备胎的。再从反面看一下。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

可以清楚的看到,两厢车也是有后纵梁的。担心两厢车不如三厢车安全,那是多虑了。
那个箭头指着的那个大方孔是后悬挂的安装点。

下面开始说第二个车,第三代飞度,通过上面的车型,大家对车身结构有礼一定了解之后,这里就只挑出设计上的亮点进行解释。
上图

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

图上框了两个框。红框内可以看到安装水箱及散热器的框架是由钣金件构成,是车身的一部分,对强度有利。大众则是一个塑料零件,更便于安装。
黄框内的是发动机舱上纵梁,可以看到向下连接到前纵梁上了,这是本田的特色本田称之为ACE结构。本田车型中美国IIHS 25%偏置碰撞中取得好成绩这个结构功不可没。下图就是IIHS 25%偏置碰后的图。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身



不过国内的本田车主就别高兴了,这个结构也是美版车型和其他版本车型的区别所在。美版车型这一部分的钢板厚度比其他版本车型都厚,不过也仅仅是在驾驶员侧。
顺便提一下,2015的美版捷达这一部分经过加强,成绩同样是优秀。

下一部分,前纵梁。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

箭头指所指位置的纵梁就是,曾经在一个本田项目中,花了半年多时间设计修改了某款车型的前纵梁。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

这是拆下来的前纵梁内板。
把图点卡放大可以看到绿框内有一条分界线。这是因为这是一个激光拼焊件(Laser Welding Blank)。
使用激光焊将不同厚度的板材焊接到一起,然后再进行冲压。前一部分较薄厚一部分较厚。
红框内的突起和凹陷是为了引导变形的,配合这一部分较薄的板材碰撞过程中前纵梁的前端会像手风琴一样溃缩变形。
绿框以后的部分,在设计上有几个刚度不连续的点,在高速碰撞的过程中,前纵梁会在这几个点折弯。
这是真正的吸能设计。

下一张图
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七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身


这是从下往上看的半个车身。本田小型车的一大特色就是邮箱中前排座椅下,这样后排座椅可以往后移动。
[size=+0]在相同轴距下带来更大的后排乘坐空间。图中红框处会安装一个螺栓连接的加强件,使正面碰撞产生的力传到后地板。用一张汽车之家的图片
[size=+0]

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

就是框出来的那个件,上一代飞度上这个部分其实是一个焊接在地板上的梁,不能拆装。
本人推测这是为了降低前地板总成的复杂性。为了在前排座椅下安装油箱,已经使前地板很复杂了。
上一张第二代飞度的图。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

下图是前地板的分解状态,可以看出结构比较复杂零件数量多于大众的地板。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

下面是防撞梁。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身


BbsImg141183697878976_986_653.jpg


两块1.4mm厚1300MP钢板辊压成型(rolling form)然后焊接而成。
下面是后防撞梁,强调一下,这是美版车型。
BbsImg141188076146826_948_633.jpg

几乎和钱防撞梁一样结实,不过很遗憾。国内版本即使有后防撞梁其强度也会远远小于这个。
不过主要竞争对手Polo也没有嘛。

第三个车,福特 Fusion ,就是国内的阿斯顿马丁门迪欧。

BbsImg141188076385117_1162_778.jpg


红框内发动机盖的折弯筋,碰撞时使发动机盖折弯。现在很多车型包括德系日系在碰撞不太严重时,发动机盖变形很大就是这个原因。
这也是出于对成员安全的考虑。

来张整体,注意红框内钣金件上的两个筋。如果我判断正确的话,这就是碰撞时前纵梁的折弯点。
车身设计不是越强越好,在适当的位置减弱,在碰撞发生时引导变形,吸收撞击能量。
左前纵梁内板,绿圈内隐约可以看到的分界线,这也是一个激光拼焊件。并设计有折弯点。

这是整个白车身最大的亮点,注意B柱以及上变量管状的加强件。

拆下后的状态。这个零件使用了内高压成型技术(Hydro Forming)。材料本身强度也达到1000MPa
按照福特官方说法,这种技术可以提高强度降低重量。不过从工艺角度出发,这个件使这一部分的焊接复杂性大大增加。
目前还没看到有其他车厂使用这一技术。

总结一下。

德系日系美系之争
个大厂商技术水平相当,都能设计制造出安全可靠,成本可接受的车身。购车时不用太多考虑日本车不安全这样的问题。
关于碰撞吸能
不论德系日系,都会考虑在碰撞过程中前纵梁的变形溃缩来吸收碰撞的能量。吸能不是日系车的专利,或者说黑点。

关于平台
各个厂商,会涉及不同长度的中地板,来对应不同的轴距,满足后排乘员空间的要求。
设计不同的后地板,来满足不同车型对行李舱空间的要求。甚至是不同的前纵梁,紧凑车型较短。
然后排列组合,产生不同大小的车型。
这就是平台化了,这也不是大众的专利。

按一按,听听关门声来判断钢板的厚度”
这个是完全没有意义的,能接触到的,基本都是外板,强度弱厚度薄。无论日系车还是德系车外板都薄,所以根本摸不出厚度。

“钢板厚薄没关系,车架结实就行了”
看过这个帖子应该也可以看出来了,一般车已经不存在车架这个概念了,整个车身都是使用薄板冲压零件焊接而成。
不同厚度和强度的钢板,就决定了。整个车的强度和安全性能,所以钢板的强度以及厚度都非常重要。

碰撞测试
个人认为不能以美国的碰撞试验结果来评价国内上市的车型。
现在被大家熟知的碰撞测试有美国的IIHS 欧洲NCAP 日本有J-NCAP 以及国内的C-NCAP
其中以美国的IIHS最为严格,正面多了个小重叠截面偏置碰,翻车实验,侧面杆碰,侧碰的碰撞车质量也是最大的。
理所当然,各个车厂针对美国市场的车型也是最结实的(用强度更高的材料,安装更多的加强板)。
大部分国内或者其他市场的车型都不如同型号的美国车型结实。

关于钢板的强度
一般车用钢板的拉伸强度在220MPa至1800MPa之间。钢材有拉伸强度和屈服强度等,多个衡量指标,一般指的都是拉伸强度。
业界的共识大于拉伸强度大于300MPa就属于高强度钢板了(High Strength Steel),显然300离1800还有好远呢。
300往上一般有440MPa 590MPa 780Mpa 980MPa 1000+MPa很多级别的极高强度超高强度钢板。
不要被广告宣传忽悠了。

老车型比新车型安全?
我不这样认为。
高强度及超高强度钢板的使用都是2000年以后的事情了,特别是现在的新车型普遍使用热成型钢材。
强度上大大高于老车型。所以认为凯越这样的车安全,是个误区。
凯越其实也不是美国车,韩国大宇设计的,设计时间也很早。

关于传说中的沃尔沃
沃尔沃是车身被动安全最出色的品牌之一,不过也不会比同价位的其他品牌有明显优势,基本处于同一水平线上。
在主动安全方面,比如自动刹车,新人安全气囊等,有一定的创新。

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身

七代高尔夫的白车身
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我就是神 发表于 2015-4-16 14:36:26 | 显示全部楼层
图文好乱,楼主能不能整理下,我们可是很用心的看,你不能马虎呀。错别字还能忍,这个乱呀,怎么忍
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riyao 发表于 2014-12-26 19:21:13 | 显示全部楼层
内容相当给力啊,就是图片和文字串行了啊,看的时候上下翻滚着找对应的图片,但是很长知识,赞!!
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yujin2008 发表于 2014-11-23 00:24:37 | 显示全部楼层
我只能说这个太给力了,我最喜欢的一款车型,多谢楼主共享
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思创 发表于 2014-11-27 10:27:01 | 显示全部楼层
顶,多点楼主发表的这样的帖子!大家多多总结!
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贾修5979 发表于 2014-11-27 17:54:36 | 显示全部楼层
好帖要顶,楼主的头像还是不错滴
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回首 发表于 2014-12-18 15:54:03 | 显示全部楼层
:):):):):):)
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dqh289 发表于 2015-4-12 22:09:33 | 显示全部楼层
帖子写得很好,但是好像有些图文有点乱啊
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lonhanwv0 发表于 2015-5-3 17:10:44 | 显示全部楼层

好贴当顶

好贴当顶,吧友们~那啥在手机上用UC看那种站会自动屏蔽木马广告 女朋友再也不用担心我手机中毒了 麽麽哒~~
UC浏览器酷影模式真乃看片神器,你懂的!
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acsas 发表于 2015-5-13 03:19:52 | 显示全部楼层
谢谢了。。。 我很赞成,继续努力吧













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