摘??要：削減具有溫室效應(yīng)的氣體排放已成為緩解地球變暖的緊要課題。汽車行業(yè)關(guān)于尾氣及燃料利用率的法規(guī)在日益嚴(yán)格。同時(shí)公眾對(duì)汽車安全與NVH的關(guān)注度日益提高。面對(duì)日益苛刻的環(huán)境要求，乘用車車身車身構(gòu)造的技術(shù)將走向何方值得每一位汽車界人士思考。

關(guān)鍵詞：輕量化;空氣動(dòng)力性能;安全

The?Technical?Trend?of?Car?Body?Frame

RONG?Zhe

GUANGQI?HONDA?AUTOMOBILE?RESEARCH&DEVELOPMENT?CO.，LTD

ABSTRACT：Reducing?greenhouse?gas?emissions?has?become?a?critical?issue?in?mitigating?global?warming.?The?automotive?industry's?regulations?on?tail?gas?and?fuel?utilization?are?becoming?increasingly?stringent.?At?the?same?time，the?public's?attention?to?car?safety?and?NVH?is?increasing.?Faced?with?increasingly?demanding?environmental?requirements，the?technology?of?passenger?car?body?construction?will?go?to?where?everyone?deserves?to?think.

KEY?WORD：Lightweight;Aerodynamic?Performance;Security

前言

汽車行業(yè)關(guān)于尾氣及燃料利用率的法規(guī)日益嚴(yán)格。目前發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率化、混合動(dòng)力、電動(dòng)汽車及可提高燃料利用率的車身優(yōu)化設(shè)計(jì)正在進(jìn)行當(dāng)中。另一方面，世界各國(guó)關(guān)于汽車碰撞安全方面的法規(guī)有日益強(qiáng)化的趨勢(shì)。因此，車身構(gòu)造在確保安全性能提高的同時(shí)，還要向有利于減少排放提高燃油利用率的方向發(fā)展。

1.輕量化

1.1結(jié)構(gòu)合理化

面對(duì)碰撞安全性能提高帶來(lái)的車重增加和車身輕量化的矛盾，碰撞能量的分散構(gòu)造越來(lái)越多被采用。將前輪上部的結(jié)構(gòu)向前延伸，以使能量在碰撞初期就得以分散吸收，從而提高吸能效率，這樣的構(gòu)造已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)。另外，活用Tailored?Blank（拼焊板）技術(shù)，使板厚及材質(zhì)的結(jié)合最為合適，省去連接部位的重疊輕量化部位也正在增多。

1.2高強(qiáng)度鋼板

在強(qiáng)度支配部位使用高張力鋼板[1]，鋼板的薄板化等輕量化手段正在廣泛采用。1500Mpa級(jí)鋼板在中柱和車門(mén)防撞粱上的應(yīng)用。780～980MPa的高張力鋼板，在車身主要骨架的應(yīng)用正在增多。

1.3輕合金[2]?[3]

將鋼板換為鋁、CFRP（Carbon?Fiber?Reinforced?Polymer，碳纖維）等輕材質(zhì)是輕量化的有效手段。另外少量生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)型車在保險(xiǎn)杠橫梁、頂棚蓋等采用密度極低的CFRP，從而實(shí)現(xiàn)低慣性化。而且，鋼板和鋁的組合構(gòu)造也在增加，結(jié)合手段由以前的鉚接到現(xiàn)在的摩擦攪拌焊接，也開(kāi)始實(shí)用化。

1.4樹(shù)脂

樹(shù)脂材料是車體輕量化中不可欠缺的材料。其比重小，形狀設(shè)計(jì)自由度高。此外車窗玻璃的樹(shù)脂化也倍受關(guān)注。玻璃比率40%～50%的輕量化成為可能。

2.激光焊接

激光拼焊板在歐、美、日等國(guó)的各大汽車廠的整車制造中已獲得普遍應(yīng)用，汽車制造商對(duì)拼焊板的需求大大促進(jìn)了拼焊板的生產(chǎn)，目前共有100多條拼焊板生產(chǎn)線分布于世界各地。

3.粘接劑

輕量化手段之一的激光焊接技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)斷面連續(xù)接合，但是鍍鋅鋼板的焊接品質(zhì)依然存在重大課題。因此和點(diǎn)焊并用的粘接劑被寄予了極大期待。

4.空氣動(dòng)力性能優(yōu)化

空氣抵抗系數(shù)（Cd值），目前已經(jīng)有達(dá)到Cd值為0.24的量產(chǎn)乘用車，而最近法蘭克福車展上，Cd值為0.20被提出。降低Cd的手段，常用車體下方應(yīng)用以整流為目的部件，通過(guò)控制車體底部的空氣流動(dòng)進(jìn)行車體底部的整流。也采用控制通過(guò)前保險(xiǎn)杠開(kāi)口部的氣流來(lái)降低Cd值。

在近年的研究中在空氣動(dòng)力解析中使用CFD進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)下的預(yù)測(cè)，但最近使用用來(lái)預(yù)測(cè)非穩(wěn)定干擾的手法，可以預(yù)測(cè)自然風(fēng)等橫向風(fēng)和車輛姿勢(shì)變化的行駛狀態(tài)下的空氣流動(dòng)。

5.安全性

在碰撞緩和技術(shù)上，除了駕駛員及助手座的安全氣囊外，現(xiàn)在一般也設(shè)定膝蓋部安全氣囊、側(cè)安全氣囊及安全氣簾等。

此外全力自動(dòng)剎車功能的行人探測(cè)系統(tǒng)、城市安全系統(tǒng)避免低速碰撞系統(tǒng)、車道偏離警示系統(tǒng)、等安全輔助系統(tǒng)也開(kāi)始在某些高端乘用車上應(yīng)用，如圖1所示。

圖1??沃爾沃S60安全新技術(shù)

6.振動(dòng)噪音性能（NVH）

汽車用戶對(duì)汽車室內(nèi)安靜性要求的提高，要求進(jìn)一步提高汽車的NVH性能。為抑制伴隨著NVH性能提高的質(zhì)量增加，車身構(gòu)造及懸架構(gòu)造的改善在不斷研究中。吸音隔音材料最佳配置成為權(quán)衡NVH性能及輕量化的一個(gè)課題。

總結(jié)

本文就降低汽車排放方面，車身構(gòu)造的發(fā)展方向進(jìn)行了論述，對(duì)于傳統(tǒng)燃油車的車身構(gòu)造發(fā)展有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]??劉文華，何天明?高強(qiáng)度鋼在汽車輕量化中的應(yīng)用[D].?武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008.

[2]??杜明義?用鋁合金材料實(shí)現(xiàn)汽車輕量化[J].?輕合金加工技術(shù)，2007.

作者簡(jiǎn)介：容哲，男，1981年1月，湖南邵東，碩士研究生，中級(jí)工程師。