汽车车身的钢板厚度

    近年有一种争论,车身钢板厚好还是薄好。有人认为,车身钢板厚总比薄的安全。有一些汽车销售店,销售员往往也是以车身钢板厚做为推销的亮点。这里的车身钢板,指的是车身板件。这些涉及到争论的车身板件,一般多指翼子板、发动机盖、车门板件等。

    本网早在 2003年12月发表的「轿车车身的耐碰撞措施」一文,已有如下的阐述∶“轿车车身的安全性是一个非常重要的问题。许多人认为,车身安全不安全,重要是车身牢固不牢固,如果‘固若金汤’,就一定比较安全。但现代的轿车设计恰恰不是这样考虑,设计者从力学研究的角度出发,该柔软的地方就柔软,该刚硬的地方就刚硬,根据不同的受力状况,让部分车体在碰撞时起到吸能分散的作用,尽量减弱冲击力。这个问题属于车辆被动安全性能的范畴。”

    “轿车前、后面碰撞变形区域的设计,一般是在纵梁上人为地设置一些薄弱的缺口,汽车碰撞后在纵梁受冲击挤压,缺口处隆起变形或呈现折叠式弯曲,吸收较多的冲击能量,以减少冲击能量向乘员厢传递。有一些车(例如Polo)前纵梁做成中间厚两端薄的不对称截面纵梁,根据碰撞能量的冲击力对材料和材料厚度进行优化设计,对前、后围板在不同位置分别有不同材料厚度,从达到碰撞时折叠吸收碰撞能量的效果。有一些车在碰撞时前纵梁与副车架会自动脱开,发动机下沉,避免发动机撞入乘员厢内。”

    此篇文章提及的的车身变形区域设计,就是一旦发生碰撞事故,应以牺牲车辆形状的完整性来保护乘员的生命,只字未提板件的安全性。实际上,当今的汽车安全设计思想,重点考虑的是人身安全,而不是汽车本身。

    整个汽车车身结构,是由结构梁骨架和板件组成(这些部件在本栏目「轿车车身上的三大立柱」一文已有介绍)。车身骨架和板件的关系,就好象房屋的梁柱与墙壁的关系。支撑整幢房屋的安全是梁柱,拆除墙壁砖块,房屋不会倒塌,但拆除梁柱,说不定房屋立即就会倒塌。从结构强度的角度来讲,决定于房屋的坚固性是梁柱及结构,而不是墙壁,如果梁柱单薄,房屋感觉就不安全。同样的道理,车身的强度主要取决于车身的结构设计,而不是板件的厚度。

    其实在轿车上,车身板件的差别不是很大,绝大多数采用厚度在0.75-1.0毫米之间的钢板。这些钢板主要用于复杂的深拉件和车身外部件,例如翼子板、车门、发动机盖等。在同样的材料及相近的厚度情况下,车身强度是由骨架结构决定而不是由板件厚度决定,以钢板的厚薄来评论一辆轿车的安全性是不科学的。

    当然,板件的钢材必须要有一定的刚度、强度和塑性变形的能力,即有一定的屈服强度、拉伸强度和断裂伸长率,这就涉及到材质的问题了。采用高强度钢板,厚度还可以相应减少。有一些轿车,发动机盖采用了铝质材料,翼子板采用了富有弹性的塑性材料,以减轻重量。有一些轿车用了略微厚一点的板材,这主要为了防腐蚀和防沙石冲击的目的。毕竟,以同样材质的钢板,其抵御沙石的冲击能力,抗蚀穿的能力会比相对薄的钢板强,这是无可置疑的。因此,看事物也要一分为二。越野车的钢板比较厚,就是越野车要行驶荒山野地,车身碰到飞溅的沙石、树枝无所畏惧,就算遇上下冰雹,车顶也不会凹凸。但如果换上飞度试试,相信没多一会儿就会变成“大花脸”,车顶象大麻脸。不同的车型不同的用途不同的设计理念,就会出现不同的车身板件的材料和厚度。例如飞度追求省油,轻量化是措施之一,必然要选择薄一点的板件;Polo追求耐用,号称车身12年不会蚀穿,必然要选择厚一点的板件。但是,板件厚一点或者薄一点,与汽车的安全性是无关的。

相关内容∶
1.东风标致307车身结构的安全性设计
2.轿车车身的耐碰撞措施
3.车身的主要构件(2)

车汇通
2007年5月2日