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    關注碰撞安全&舒適 Jeep指南者整車拆解

    文章出處::汽車之家     發布時間:2017年12月08日

    在正式開始拆解前,或許你們已經對指南者的底盤和平臺信息有所了解了,目前國產的第二代Jeep指南者和更小的自由俠均來源于通用菲亞特小型平臺,為了適應全球不同地區消費者的“口味”,它不僅需要硬朗的造型設計,同時在安全性和舒適性方面也要考慮周全。我們今天就找來一臺指南者進行徹底的拆解,來看一看它的車身結構安全性以及舒適性,特別是隔音降噪水平究竟怎樣。

    汽車之家

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    此次拆解的是一臺2017款 200T自動臻享版,該車是指南者1.4T兩驅版車型的頂配,采用前輪驅動,相比其他配置的前驅版車型來說僅有的差異在于車頂部分,配備全景天窗的車型在車頂結構上與不提供天窗的版本有所不同,之后我們會詳細說明。

    ● 前后保險杠和防撞梁:防撞梁均為鋁合金材質。

    安全性一直以來都是購車人關注的重點之一,很多人會將車“硬不硬”作為安全標準高低的考量指標,殊不知除了“硬”之外,“軟”也是安全設計中需要注意的關鍵點,需要軟的部件首當其沖的是前保險杠。在指南者上,該部件使用了較軟的塑料材質,車頭底部前防撞梁的外側還有塑料緩沖塊貼合在保險杠內側,這些設計的目的是提供行人保護。在發生碰撞時,較軟、且具有彈性的材質一定程度上能夠起到保護行人小腿的作用。

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    而對于車輛本身來說,當發生正面撞擊時,最先起到防撞作用的是前防撞梁。與其他品牌車型普遍會采用的鋼制防撞梁不同,指南者的前后防撞梁以及車頭底部的吸能盒都使用了更輕且硬度適中的鋁合金材料,選用這樣的材料是考慮到發生碰撞時前后防撞梁需要有一定的潰縮來抵消一部分撞擊力。

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    防撞梁和吸能盒均為空心結構,通過自身的變形和潰縮吸收一部分撞擊力。與鋼制部件相比,使用鋁合金的成本更高,理論上廠家應該更樂意使用鋼板才是,而指南者使用鋁材的意義究竟何在呢?工程師稱,鋁合金具備比鋼板更好的可塑性,在外力作用下能夠穩定地改變自身形狀和尺寸,所以其吸收撞擊的能力比鋼板更具可控性,這也是工程團隊最終選擇鋁材的最主要原因。

    ● 前后縱梁:縱梁由不同厚度、不同材質的板材焊接而成。

    如果說防撞梁是依靠“自我犧牲”實現吸收和分散沖擊的能量的話,那么縱梁不僅需要具備“自我犧牲”的意識,同時也必須足夠剛強來保護后方乘員艙的周全。乍一看這兩個要求似乎有些矛盾,但對于工程團隊來說,實現起來也并非不可能,于是他們想出了用不同材料、不同厚度板材“組合”成完整縱梁的辦法。

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    首先是前部與防撞梁直接相連的部分,這部分的長度大約為150mm左右,由厚度為2mm的高強度鋼制造,通過激光焊接的方式與中部厚度在2.5-3.0mm之間的高強度鋼相連。前部的主要作用是為防撞梁提供支撐,當正面撞擊嚴重到防撞梁抵擋不住的時候,這部分也能通過潰縮來吸收撞擊。縱梁中部除了起到連接作用外,同時也是發動機支承的安裝位置。

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    高強度鋼制造的縱梁部分一直延伸到前圍板附近,之后縱梁會一直延伸到乘員艙底板下方,這里也是整條縱梁強度最大的部分。為了滿足強度需求,工程團隊采用抗拉強度達到1500兆帕的熱成型鋼制造縱梁后部,而普通的高強度鋼抗拉強度只有400-450兆帕。

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    后縱梁采用了與前縱梁類似的設計,不過這里只分為兩個部分,與后防撞梁連接的部分為高強度鋼材質,長度同樣只有約100mm,內側由熱成型鋼制造的后縱梁前部從車尾一直延伸到油箱下方與底板相連。

    ● 面對25%偏置碰撞時能夠實現安全?

    正面撞擊依靠前防撞梁和縱梁可抵擋住絕大多數撞擊力,但若發生25%偏置碰撞時指南者又是依靠哪些設計保障安全的呢?為了滿足偏置碰撞的要求,指南者在縱梁外側還設計了吸能盒結構,這部分的作用也是通過自身的潰縮實現抵消撞擊力的目的。

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    據工程師透露,偏置撞擊時除了靠鋼板本身的潰縮吸收撞擊力是遠遠不夠的,除了“硬抗”外,如何引導后方的A柱躲避正面撞擊也是一種思路,所以指南者在吸能盒的結構上作了優化設計,發生撞擊時吸能盒會“引導”車身向碰撞部位的另一側產生輕微的位移,讓A柱與障礙物盡可能“擦肩而過”。

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    盡管如此,A柱仍然需要做的足夠“強壯”才能保證座艙具備充足的生存空間。指南者的A柱由內板、外板和覆蓋件組成,其中用于受力的是內板和外板,這兩個部分均由熱成型鋼制造。此外我們在A柱下方同樣看到了吸能盒的設計,根據IIHS(美國公路安全保險協會)此前對指南者的撞擊測試中我們可以看到,指南者無論是正面撞擊還是偏置撞擊都獲得了“GOOD”(好)的評價,可見其設計還是十分安全的。

    ● 看抗拉強度、屈服強度不同的板材如何實現對B柱強度的設計要求。

    抵御側面撞擊時首當其中的便是B柱,所以B柱必須設計得足夠強壯。與A柱一樣,B柱中主要承受撞擊力的是外板和內板,但與A柱不同的是,只有外板是熱成型鋼,內側為普通的高強度鋼。為了使不同強度的鋼板沖壓時能夠完全貼合,指南者的B柱使用了Jeep和本特勒共同開發的“PATCHWORK”(熱成型沖壓技術),受力更均勻,從而更好地控制側撞潰縮量。

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    》》》點擊了解Jeep指南者IIHS碰撞測試成績《《《

    門檻梁采用高強度鋼制造,與B柱下半部分一樣也是允許有一部分潰縮量的,但潰縮量又不能太大。為了滿足設計需要,工程團隊選用的是屈強比(屈服強度除以抗拉強度的比值)接近1的高強度鋼制造門檻梁,目前這部分使用的高強度鋼屈服強度830兆帕,抗拉強度860兆帕,屈服強度約為0.97,基本滿足設計要求。

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    除了使用最新的沖壓技術外,為了保證不同板材的緊密貼合,指南者全車共使用了60米長的結構膠,其中有80%用了陶氏化學的20兆帕抗拉強度結構膠(普通結構膠為5兆帕左右)用于提升車身扭轉剛度和結構強度。特別是高強度鋼與其他板件結合處,在碰撞時焊點處會產生較大的應力集中,高強度結構膠能避免焊點撕裂,保證結構件的完整性以發揮其吸能或抵御碰撞的作用。

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    如果說抵御橫向撞擊力的第一道防線是門檻梁和B柱的話,那么底板橫梁便是保證座艙橫向空間的第二道防線。指南者底板上有兩條橫梁,其中較粗的一條位于主副駕駛座下方,它不僅是承受橫向撞擊的主要部分,同時也是前排座椅的固定安裝位。從結構上看,工程團隊顯然不允許這里有任何的潰縮。靠后的橫梁連接著兩側B柱,如果仔細看的話您會發現這條橫梁其實與中央通道并非完全相連,工程師透露,這就是B柱向內輕微潰縮時底板吸收橫向撞擊力的部分。

    ● 車門的防撞設計:每扇車門內都有一條熱成型鋼制造的防撞梁。

    仔細看前車門的話,我們同樣能夠發現激光焊接的痕跡,難道車門是由前后兩個厚度不同的部分焊接而成的嗎?確實如此,車門的前半部分需要與車門鉸鏈相連,頻繁的開關車門會對其耐久強度產生影響,所以這部分需要強化,使用了較厚的鋼板;而后半部分車門對于耐久強度的要求并沒有那么高,與此同時反而會要求在這里需要進行輕量化改進,所以使用了較薄的鋼板,再通過焊接組合在一起。

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    拆開車門密封支座,車門內側的結構一覽無余。首先最引人注目的是一條截面類似“W”的熱成型鋼防撞梁。工程師透露,這條防撞梁是以點焊的方式與車門外板直接焊接在一起,強度能夠得到保證。與其他品牌部分車型使用的管狀車門防撞梁相比,這種熱成型鋼防撞梁更符合工程團隊對防撞梁強度的要求。

    ● 有沒有全景天窗對車頂強度是否會產生影響?

    全景天窗作為一項時下流行的配置被各廠家廣泛使用,為了保障車頂的強度,天窗與前風擋之間的橫梁是由熱成型鋼(1500兆帕)制造的,兩端與同樣由熱成型鋼打造的A柱相連,這樣便使得座艙的前半部分變成了一個完全由熱成型鋼圍成的“籠子”,提供周全的保護。

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    指南者部分低配車型是不提供天窗的,此時官方會在B柱上方和靠后的位置分別增加了一根熱成型鋼橫梁和一根高強度鋼橫梁。據工程團隊透露,沒有天窗但加了橫梁的車型在強度上要優于帶天窗的車頂,不過不用擔心天窗版指南者會有安全問題,無論是否有天窗,車頂的強度都是符合設計要求的。

    ●發動機艙的隔音降噪是如何實現的?

    說完了安全結構我們再來看看NVH方面。車輛啟動后各種噪音會從不同方向傳入車內,較為常見的有發動機噪音、風噪、路噪等。打開發動機艙蓋我們可以看到,發動機被黑色裝飾蓋覆蓋,裝飾蓋背面貼有厚實的海綿,在隔音方面能起到一定的作用,此外發動機艙蓋、翼子板內側、前圍板等部位也都能找到隔音棉,對于發動機艙的隔音效果做得還是很周全的。

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    ● 為了過濾不同頻率的噪聲,隔音材料的選擇和搭配十分重要。

    前圍板的兩面都帶有隔音棉,其中乘員艙一面的隔音棉為雙層結構,內側為較軟的海綿,而外側是手感偏硬的毛氈材質。工程師透露,兩種不同的材料能夠隔絕的噪音是不一樣的,較軟的海綿是用來隔絕高頻噪音(200Hz以上,如風噪、路噪等),而毛氈是用料隔絕低頻噪音(20-200Hz之間,如發動機噪音等)的。

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    ● 其他隔音隔振設計:

    除了堵住噪音來源之外,通過一些其他設計還能降低噪音的產生,如錯開不同系統的共振頻率降低共振噪音、優化外觀設計降低風噪等,這些同樣能夠起到改善NVH效果的作用。從實際的體驗來看,指南者在怠速和低速行駛時車內噪音不明顯,不過中高速時風噪和胎噪水平就變得較為明顯了。

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    ● 文章總結:

    通過此次對指南者的拆解,我們發現指南者在結構設計和用料上的表現還算不錯,官方所稱的占全車19%的熱成型鋼基本都用在了前后縱梁、A柱、B柱、車頂橫梁等關鍵部位,對于保證碰撞安全起到了較為關鍵的作用,而其在IIHS碰撞測試中的成績也印證了這一點。在NVH表現上,從此前的評測文章中我們可以看到,指南者在怠速和低速行駛時隔音效果不錯,但在中高速時風噪和路噪變得較為明顯,可見盡管乘員艙各處使用了多種不同材質的隔音材料來保證靜音效果,但依然還有進一步提升的空間。



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