【車訊網(wǎng) 報道】本期《車訊實驗室》為大家?guī)硪豢钍煜さ钠放?、熱門的車型-它就是大眾進口Tiguan,進口大眾車型與合資大眾車型之間,雖然車標相同,但內(nèi)在的設計理念以及供應商體系等方面全都不同。進口Tiguan有四個不同車型配置,它們之間雖然價格不同、配置不同但內(nèi)在防護結(jié)構(gòu)和做工用料是相同的,今天我們就車輛被動安全方面、工藝方面和底盤防護等方面進行拆解解析。首先,我們先從車輛被動安全中最重要的部分-車身結(jié)構(gòu)開始介紹。
車身防護結(jié)構(gòu)
下圖是筆者從網(wǎng)絡搜到的進口Tiguan車身結(jié)構(gòu)和鋼板分布圖,之所以把它放在拆解之前介紹,是因為該部分在被動碰撞安全防護中的地位實在是太高了。車身結(jié)構(gòu)猶如人體的骨骼結(jié)構(gòu),而鋼板強度又如骨密度。結(jié)構(gòu)齊全和骨骼強壯兩方面缺一不可。車身鋼板強度通常以拉伸強度標注,所謂拉伸強度就是,鋼板從原狀到水平拉斷時所用的力量。數(shù)據(jù)越高說明鋼板強度越大。從下圖中可以看出,進口Tiguan白車身A柱/B柱和車內(nèi)橫梁位置/門檻梁內(nèi)側(cè)鋼板強度最高,鋼板拉伸強度大于1000兆帕,這部分是全車最堅固的位置,猶如球籠形狀把車內(nèi)成員包裹起來,無論是正面碰撞還是側(cè)面碰撞,都有堅固的支撐點。
紅色標注位置(左右前縱梁、門檻梁外側(cè)鋼板、車內(nèi)橫梁、頂棚天窗支架)使用小于1000兆帕強度鋼板,前縱梁可在中高速碰撞中逐級饋縮,高強度頂棚框架可提高頂棚剛度。另外,黃色區(qū)域、藍色區(qū)域和灰色區(qū)域?qū)儆诜侵饕踩Y(jié)構(gòu)部分,所以使用的鋼板強度較弱。介紹完被動安全結(jié)構(gòu)相關數(shù)據(jù)后,我們將正式開始介紹拆解內(nèi)容。
圖片來源于網(wǎng)絡
防護結(jié)構(gòu)之前防護
進口Tiguan前防護結(jié)構(gòu)設計時重點考慮對行人碰撞防護和中低速碰撞防護兩方面,前防護結(jié)構(gòu)由前防護外皮、非金屬緩沖層、泡沫緩沖層、前防護杠、吸能盒、行人腿部防護橫梁部件組成。前防護外皮采用具有一定彈性的ABS材質(zhì),前防護杠下沿的凸出設計可對行人腿部起到防護作用,中高速主動剎車傳感器藏于大眾LOGO車標背面。低速緩沖采用材質(zhì)較軟的泡沫材質(zhì),前防撞梁采用異形的鋼質(zhì)材料,兩側(cè)分別設計一個吸能盒結(jié)構(gòu)。行人腿部橫梁設計于防撞梁下方,車輛與行人發(fā)生碰撞時可對行人腿部起到防護作用。然而,前防護結(jié)構(gòu)設計齊全只是一方面,根據(jù)設計特點筆者匯總出七部分內(nèi)容。接下來我們從上到下的順序進行一一解讀。
拆解特點解析
進口Tiguan車頭防護結(jié)構(gòu)不僅齊全,而且還隱藏很多“國際化”設計元素,這些在非進口車型上難以見到。所謂國際化設計就是車輛在設計時要符合最嚴格的歐洲碰撞標準,車頭不僅要考慮25%偏置碰撞時對車內(nèi)成員的保護,還要充分考慮對行人碰撞防護設計等苛刻要求。車頭部分從上到下筆者匯總的7個設計特點分別是:1、主動式發(fā)動機艙蓋;2、風噪處理;3、進氣口設計;4、上支架設計;5、帶回彈性的非金屬緩沖架;6、前防護杠;7、行人腿部防護結(jié)構(gòu)。
設計特點一:主動式發(fā)動機艙蓋
主動式發(fā)動機艙蓋功能就是在嚴格的國際考核標準下而設計的,歐洲碰撞測試中有專門針對行人與車輛之間的碰撞防護,為了達到測試要求,許多車輛在設計發(fā)動機艙蓋時就增加了主動防護措施。當車輛與行人發(fā)生碰撞時,發(fā)動機蓋末端鉸鏈可主動彈起,在發(fā)動機蓋與發(fā)動機之間形成潰縮區(qū)域,為行人提供額外保護。為了避免誤觸發(fā),車輛在行駛到25-55公里/小時車速時功能才能啟用。下圖中的小圖所示,就是鉸鏈彈起后的形態(tài)。值得關注的是,該安全防護設計在國產(chǎn)化車型中普遍都會被優(yōu)先減配,其原因也正是因為地域不同安全考核標準不同。那么主動式發(fā)動機艙蓋是如何觸發(fā)的呢?
碰撞識別方式
碰撞傳感器也叫做壓力傳感器,藏在泡沫緩沖層內(nèi)側(cè)的空氣壓力管兩側(cè)分別與壓力傳感器相連,壓力傳感器再與電腦模塊連接就形成了一套完整的識別系統(tǒng)。當車輛與行人發(fā)生碰撞時壓力軟管內(nèi)的空氣壓強發(fā)生變化,壓力傳感器識別并發(fā)送信號給安全模塊,此時執(zhí)行模塊根據(jù)各方條件判斷是否觸發(fā)。如執(zhí)行模塊發(fā)出觸發(fā)信息,引擎蓋彈射裝置觸發(fā)后,會使發(fā)動機艙蓋鉸鏈豎起,通過發(fā)動機艙蓋的充氣支撐桿使其保持在該位置。
設計特點二:風噪處理
除車身外蒙皮鋼板以外,車身內(nèi)部仍然存在很多“空洞”區(qū),當車輛以高速狀態(tài)下行駛時,空氣高速通過這些空洞區(qū)時就會產(chǎn)生各種煩人的噪音和異響,學名稱之為風噪。這些聲音直接影響車內(nèi)靜音性,對NVH有很大負面影響。工程師為了降低行駛噪音,在上縱梁空腔內(nèi)填充海綿進行隔音處理。之所以把它當做一個設計特點來介紹,是因為在我們已拆的百款車型中,對該位置的隔音處理幾乎都不重視。
設計特點三:復雜的進氣設計
進口Tiguan進氣通道進行“水氣”隔離設計,內(nèi)部進氣通道設計高低落差,車輛在涉水時能夠防止對向水流直接灌入進氣口。真正進氣口藏于車頭左上方位置,如不拆進氣通道上蓋板是看不到的。作為具有一定越野能力的SUV,進氣設計的合理性是非常重要的。
設計特點四:未被省去的上支架
由于車輛成本控制以及外形設計需求,目前越來越多的車型將金屬上支撐架結(jié)構(gòu)做減法處理。該結(jié)構(gòu)負責前后連接水箱框架和上縱梁結(jié)構(gòu),車輛在發(fā)生正面碰撞時,上支架結(jié)構(gòu)可傳遞和吸收一部分撞擊力。其次,該結(jié)構(gòu)兼顧加強水箱散熱片支架強度。
設計特點五:帶回彈性的非金屬支架
下圖黃色標注區(qū)域為非金屬支架,前端支撐前防撞梁外皮中上位置,在與行人發(fā)生碰撞時,支架受到外力后擠壓變形,受力終止后支架可恢復到原先位置。傳統(tǒng)的非金屬緩沖層只有饋縮而不具備回彈功能,帶回彈性的非金屬支架結(jié)構(gòu)屬于創(chuàng)新性設計。
設計特點六:加強前防撞梁
“外行看熱鬧、內(nèi)行看門道”,外行看進口Tiguan的前防撞梁的確沒有什么特點,結(jié)構(gòu)沒有缺失、材料使用的是比較常見的鋼質(zhì)。但對比筆者來說,僅防撞梁單一結(jié)構(gòu)上就發(fā)現(xiàn)兩個較大的改變。拆解大眾車型已多達十余款,而這些車型前防撞梁結(jié)構(gòu)大多采用“通用化”零件設計(車型不同防護杠結(jié)構(gòu)相似或相同),進口Tiguan為了符合海外碰撞測試標準,所以前防撞梁設計為異形結(jié)構(gòu),增加橫向防護寬度,可應對25%偏置碰撞工況測試。前防撞梁中間設計雙層結(jié)構(gòu)(下圖綠色部分)增加中間強度。其設計目的是為了防止出現(xiàn)下圖現(xiàn)象。
設計特點七:行人腿部防護梁
最后一個設計特點就是行人腿部防護結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)與帶回彈性低速緩沖層和主動式防護發(fā)動機蓋一起,構(gòu)成一套行人碰撞防護系統(tǒng),行人腿部防護梁可防止腿部卷入車底,如下圖碰撞示例圖所示,在與行人發(fā)生碰撞時,將行人向上挑起倒向發(fā)動機艙蓋方向,此時發(fā)動機艙蓋尾部自動彈起,保護行人頭部和身體,這一設計也常常會被國產(chǎn)化減配。
防護結(jié)構(gòu)之后防護
后防護結(jié)構(gòu)與前防護結(jié)構(gòu)相同,非常注重低速和中低速防護,后防護杠外皮、非金屬低速緩沖層、后防撞梁和吸能盒組成了后防護結(jié)構(gòu)。低速緩沖層采用帶回彈性的非金屬材質(zhì),這一設計與前防護結(jié)構(gòu)中的緩沖結(jié)構(gòu)相同。后防撞梁橫向?qū)挾燃s占車身尾部寬度的90%,鋼質(zhì)防撞梁兩側(cè)分別連接吸能盒結(jié)構(gòu)。
進口Tiguan后防護結(jié)構(gòu)中的非金屬材質(zhì)支撐架,具備防護杠外皮支撐架和低速緩沖層雙重作用,站在生產(chǎn)工藝和成本角度來看,非金屬材質(zhì)并不是最好的選擇,因為它的成本高制作較麻煩,而且通用性較差。ABS材質(zhì)緩沖層具有較強的唯一性,也就是專車專配,該零件并不能用于其他車型,無形中生產(chǎn)成本就會增加,其次,該材質(zhì)的生產(chǎn)過程需要模具,模具也會相應增加成本。大多數(shù)廠家更喜歡使用廉價的泡沫材質(zhì)代替非金屬材質(zhì)。但非金屬材質(zhì)批量化的一致性和多樣化形狀是泡沫所不能比的。
后防撞梁連接方式與前防撞梁完全相同,鋼質(zhì)防撞梁兩側(cè)分別與吸能盒采用焊接方式固定,吸能盒再通過可拆卸法蘭盤與白車身后縱梁連接。后追碰撞過程中,通過后防撞梁傳遞撞擊力給吸能盒,吸能盒自身潰縮抵消一部分撞擊力,同時把冗余的力量傳遞給白車身??刹鹦斗绞奖阌诰S修和替換。
防護結(jié)構(gòu)之門板防護
進口Tiguan車門采用常規(guī)化設計,內(nèi)飾板內(nèi)側(cè)使用了環(huán)保再生材質(zhì)和毛氈覆蓋層(下圖黃色區(qū)域和黑色區(qū)域),前后門內(nèi)襯鋼板采用一體沖壓工藝(門框與門板為一張鋼板)。前門內(nèi)設計一根W形防撞梁和兩根加強筋。后門沖壓工藝與前門一致,門內(nèi)斜置W形防撞梁和一根加強筋,鉸鏈使用成本更高的鑄造工藝。
車門防撞梁是個非常重要的安全防護結(jié)構(gòu)。車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時,車門內(nèi)側(cè)的防撞梁可防止車門自行開啟,W形結(jié)構(gòu)防撞梁在制造時需要沖壓模具,其工藝復雜成本也相對較高。W形防撞梁與門板之間的接觸面積以及它的橫截面強度方面超越傳統(tǒng)的圓形鋼結(jié)構(gòu)和帽形結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)防撞梁也更多在德系車和美系車中見到。
采用一體沖壓工藝的門板在美觀度方面以及成品一致性方面更優(yōu)于拼接工藝。采用一體沖壓工藝的門板可進行全機械化生產(chǎn),機械相比人工更加可靠。制造成本方面,兩種加工工藝各有區(qū)別。制造成本需要從材料成本和人工成本兩方面計算。一體沖壓工藝的材料成本以及生產(chǎn)工具(沖壓磨具)比拼接工藝高;而采用拼接工藝門板的人工成本高于一體沖壓工藝。由于歐美人工成本較高,所以大多德系、美系車型車門習慣使用一體沖壓工藝。
防護結(jié)構(gòu)之底盤防護
進口Tiguan底盤平整度較高且防護面積較大,前副車架為元寶梁結(jié)構(gòu),前懸掛為常見的麥佛遜結(jié)構(gòu),下控制臂采用單層沖壓零件,底盤中部均勻分布6條(含兩側(cè)邊梁)縱梁,多條縱梁分布提高底盤剛度,鋁箔材質(zhì)隔熱面積占排氣管長度的90%,底盤隔熱比較優(yōu)秀,剎車油路管線布局在縱梁內(nèi)側(cè),可防止托底所造成的油管損壞。底盤空腔注蠟是大眾車型常用的防腐工藝,提升整車的耐久性。馬鞍形樹脂油箱結(jié)構(gòu)復雜且成本較高,馬鞍形結(jié)構(gòu)需要主副兩個汽油泵,其硬件成本比普通油箱成本高。較輕的樹脂材質(zhì)在整車輕量化方面貢獻不小。DCC主動式懸掛是R-Line頂配版特有配置,可根據(jù)用戶選擇調(diào)整出多種不同的駕駛模式。接下來,我們對底盤具體結(jié)構(gòu)進行具體解析。
元寶梁和全框式是最為常用的兩種前副車架結(jié)構(gòu),它們在自身重量方面和結(jié)構(gòu)方面有較大的區(qū)別。元寶梁結(jié)構(gòu)體型較小,重量較輕,主觀駕駛感覺較為輕便,占用面積較小,元寶梁結(jié)構(gòu)多用于德系車型。全框式副車架自身重量較大,也需要占用更大的面積。但該結(jié)構(gòu)的整體鋼度較強,駕駛風格較為沉穩(wěn),但靈活度比元寶梁結(jié)構(gòu)較弱,全框式副車架多見于美系車。不同結(jié)構(gòu)優(yōu)缺并存,使用那種結(jié)構(gòu)的副車架與產(chǎn)品定位和設計習慣有關。
目前造車工藝中所用的鋼板大多為不生銹的鍍鋅鋼板,雖然鍍鋅工藝可以防止鋼板生銹,但經(jīng)過剮蹭、磕碰鍍鋅層脫落造成鋼板裸露,同樣也避免不了生銹的問題。非金屬底盤護板可提高鋼板的防銹、防腐能力。此外非金屬護板采用復雜的弧形設計,車輛高速行駛下可對通過的氣流進行整流,能達到節(jié)能減排和提升高速駕駛穩(wěn)定性的目的。
發(fā)動機和排氣管是全車兩個發(fā)熱量最大的部分,發(fā)動機艙內(nèi)溫度雖然非常高,但遠離車內(nèi)并且在防火墻位置填鋪隔音/隔熱棉,車內(nèi)乘員并不會感覺到烘烤。另一個導熱體就是排氣管,排氣管從前到后貫穿底盤,所經(jīng)之處都會把高溫引入進來。底盤鋼板只有薄薄的一層,如果沒有隔熱措施,就會將排氣熱量傳遞到車內(nèi),使車內(nèi)溫度升高。為了解決這一問題,大多數(shù)廠家會針對排氣管做隔熱處理。鋁箔和鐵質(zhì)兩種是隔熱常用材料,這兩種材料在成本和導熱效果上有很大區(qū)別。成本方面:鐵質(zhì)<鋁箔 ;隔熱效果方面:鐵質(zhì)<鋁箔。無論是隔熱材料還是覆蓋面積,進口Tiguan使用了鋁箔材質(zhì)隔熱材料且覆蓋面積較大。
底盤縱梁好比“脊椎”,車輛發(fā)生正面碰撞時底盤縱梁可起到撞擊力傳到作用,底盤是白車身的一部分,碰撞設計中,前縱梁、A柱為中防護路徑、底盤為下防護路徑。底盤鋼板通常使用強度較低的鋼板,起不到防護作用,而縱梁結(jié)構(gòu)就是為了提高底盤強度而設計,底盤縱梁所使用的鋼板強度遠高于底盤鋼板強度。除了碰撞安全性方面,日常駕駛中底盤縱梁的作用也不可小視。越野經(jīng)常行駛在炮彈坑路段,凹凸不平的路段非??简灥妆P的鋼度,如果底盤沒有設計縱梁,車身鋼板極容易出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。進口Tiguan底盤縱梁分布較為均勻,在底盤強度方面以及被動碰撞安全方面都會有不少加分。
空腔注蠟是大眾車型較為常用的防腐工藝,操作相對復雜一些,生產(chǎn)過程中將車身底盤的空腔中打入液態(tài)蠟,使留在車身空腔內(nèi)部的蠟形成均勻的保護蠟膜,保證了整車鋼板內(nèi)部良好的防腐性能。鍍鋅鋼板、底盤噴涂防腐膠、加裝整流板等職能從外部保護鋼板不受侵蝕,而空腔注蠟工藝可以提高內(nèi)部鋼板的防腐性。除了底盤鋼板使用空腔注蠟工藝以外,很多車型在車門底部也進行噴蠟方式進行防腐。
DCC懸掛是R-Line版本特有的單元,通過車內(nèi)按鈕調(diào)節(jié)舒適性、普通型和運動型駕駛模式,控制器根據(jù)模式的設定,把信號傳遞給避震桶電磁油控制器,通過不同的電流調(diào)節(jié),改變油量大小從而改變懸掛軟硬程度,敘述過程雖然繁瑣,但實際調(diào)節(jié)速度只在0.02秒內(nèi)完成。避震軟硬調(diào)節(jié)并非固定模式,比如加速、制動、急轉(zhuǎn)彎等操作時,通過姿態(tài)傳感器的位置變化,系統(tǒng)可知曉懸掛姿態(tài),根據(jù)駕駛狀態(tài)適時調(diào)節(jié)懸掛支撐力??傮w來說,它算是一套比較聰明的懸掛控制系統(tǒng)。全時四驅(qū)系統(tǒng)+DCC避震系統(tǒng)組合主動提高了駕駛安全性,急轉(zhuǎn)彎、緊急并道避免了前驅(qū)車轉(zhuǎn)向不足、后驅(qū)車轉(zhuǎn)向過度的現(xiàn)象。
DCC懸掛系統(tǒng)包含前后懸掛、傳感器、控制電腦、控制面板和線束,這套系統(tǒng)屬于一套成熟的主動式避震系統(tǒng),如車輛本身沒有這套系統(tǒng)的話也能自行改裝,但改裝施工難度比較大,而且在正規(guī)改裝店改裝成本比較高,僅購買零件和安裝調(diào)試費至少大幾萬。
車內(nèi)空氣質(zhì)量測試
當車輛拆解后,我們可以直觀的看到汽車被動安全防護是否齊全,用料是否厚道。但有一項測試是我們摸不到也看不到的,那就是空氣質(zhì)量。車內(nèi)空氣質(zhì)量不合格事件多如牛毛,甲醛、甲苯、二甲苯等超標時時刻刻危害車內(nèi)乘員的身體健康。譬如偽皮質(zhì)座椅、皮質(zhì)內(nèi)飾、地板填充材料、內(nèi)飾塑料覆蓋件、車內(nèi)的瀝青止振板等都會導致有毒氣體產(chǎn)生。目前相關部門已經(jīng)出臺車內(nèi)空氣質(zhì)量測試標準,但由于測試環(huán)境過于“舒適”而且測試標準非常寬松因素,測試結(jié)果并不能正常反應出車內(nèi)真實情況。車訊實驗室一直堅持以室內(nèi)空氣質(zhì)量測試標準執(zhí)行測試,測試車輛門窗關閉靜止,靜止期間任由刮風下雨太陽直射,停放在路邊12小時后進行空氣抽樣。下圖羅列測試標準和測試環(huán)境。進口Tiguan車內(nèi)空氣質(zhì)量全部低于室內(nèi)空氣質(zhì)量標準,而且TVOC項表現(xiàn)優(yōu)秀。(百款測試車型TVOC達標不足20款)。車內(nèi)空氣合格說明車內(nèi)各部分使用的材質(zhì)均屬環(huán)保材質(zhì)。
全文總結(jié):通過測試和拆解我們做個簡單的匯總,環(huán)保方面:進口Tiguan車內(nèi)空氣質(zhì)量不僅符合室內(nèi)標準而且還遠低于標準,得到這樣的成績實屬不易;被動安全方面:前/后防護結(jié)構(gòu)和四門防護結(jié)構(gòu)齊全,前防護結(jié)構(gòu)中突出對行人的保護,能夠發(fā)現(xiàn)很多國內(nèi)車型很少見到的“國際化”設計。工藝方面:鈑金工藝和漆面厚度工藝品控優(yōu)秀,底盤平整度和防腐等級較高。豐富的主動安全配置+被動安全碰撞防護+優(yōu)秀的車內(nèi)空氣質(zhì)量,大眾進口Tiguan算是一款注重行車安全與人身安全的車。
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