車身優(yōu)化科技

衛(wèi)東

能進(jìn)入到位于上海的泛亞汽車技術(shù)中心可不是一件簡單的事，畢竟這里隱藏著太多的汽車核心技術(shù)機(jī)密。一進(jìn)去，我的眼睛便不由自主地左顧右盼，路邊停著太多的帶著偽裝的車輛，讓我目不暇接，不過這些都不是我今天的目標(biāo)。我今天來到泛亞汽車技術(shù)中心是要去它的碰撞實(shí)驗(yàn)室，一輛雪佛蘭探界者已經(jīng)在試驗(yàn)臺上，其碰撞結(jié)果會怎樣？對于大家來說都是一個未知數(shù)。

隨著警報(bào)過后的發(fā)射報(bào)數(shù)“5、4、3、2、1”，大家都屏住了呼吸，好像萬物都凍住了，就像是火箭將要點(diǎn)火升空。只聽“碰”的一聲，世界好像再次凝固了。一切都成為了結(jié)果，汽車安全氣囊充氣后散出的煙霧在慢慢散開，A柱后完好的雪佛蘭探界者打著雙閃展現(xiàn)在場地中央，車上的乘客還保留著碰撞時刻的姿態(tài)，就像這一刻永遠(yuǎn)刻畫在了他們的記憶中。

一切都很成功，這是一次完美的碰撞試驗(yàn)，碰撞結(jié)果相當(dāng)完美，相信通用的工程師們懸著的心也落了下來。泛亞技術(shù)中心整車安全集成技術(shù)總監(jiān)沈海東來到車前，滿臉笑容地對大家說：“從當(dāng)前車輛的受損程度看，碰撞結(jié)果很完美，車身的安全結(jié)構(gòu)保證了駕駛艙的完好?！苯又こ處熡美τ?jì)輕輕拉開車門，完全是我們正常打開車門的力度。指著車輛的雙閃，工程師解釋說碰撞后車輛的電力系統(tǒng)完全正常。這精彩的結(jié)果也深深烙印在了在場的每一位記者腦海里。

這次是全新探界者的中國首撞，也是為下半年的C-ncap考評做預(yù)熱。我們可以看到，測試車內(nèi)安置了四個假人，兩個成年男性的模擬假人，一個成年女性和一個坐在兒童座椅內(nèi)的兒童假人，這樣的工況也是符合當(dāng)前C-ncap碰撞的標(biāo)準(zhǔn)。另外，以50km/h正面撞擊壁障之后，由于安全車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，探界者前臉潰縮明顯，同時發(fā)動機(jī)支架自動斷開，讓發(fā)動機(jī)下沉，目的也是為不侵入乘員艙妨害乘員安全。此時，直觀地看車身，探界者的乘員艙絲毫沒有形變，包括前風(fēng)擋玻璃的完整性，以及A柱無形變。值得一提的是，在確保車內(nèi)電瓶有電的基礎(chǔ)上，碰撞之后，車鎖自動解開，便于車外的人員參與救援。提到救援，首要任務(wù)是開啟車門，而探界者在高安全架構(gòu)車身的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)下，它的四門并未變形，車外人員能夠不費(fèi)力地開啟車門。

泛亞技術(shù)中心整車安全集成技術(shù)總監(jiān)沈海東表示，首先說安全層面，從上汽通用到美國通用，整體開發(fā)理念都是圍繞著安全。探界者的開發(fā)經(jīng)歷了兩個階段，早期它在北美的碰撞安全中心進(jìn)行開發(fā)，后期的整車制造以及整車的驗(yàn)證在泛亞技術(shù)中心安全實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。全新探界者繼承了一個很強(qiáng)的安全基因，因?yàn)樯弦淮浇缯攉@得了美國最高的IIHS碰撞中的TOP Safety 的評分，這也是最高的安全評價(jià)?？梢哉f，全新探界者最初就按照最高的安全評價(jià)來開發(fā)，不過全新探界者在這一代將面臨更嚴(yán)苛的安全法規(guī)，所以在用料方面，全新探界者做了更多的優(yōu)化。

作為具有實(shí)力的城市SUV，全新探界者在碰撞后還獲得了OnStar安吉星系統(tǒng)的第一時間“關(guān)切”問詢。碰撞之后，如果安吉星呼叫多次無效，那么安吉星會自動定位，并代為報(bào)警以及聯(lián)系救援?？梢哉f，在事故之后，第一個和你溝通的就是安吉星系統(tǒng)了，這也給人一種非常暖心的感覺。

結(jié)果很完美，而又有哪些實(shí)實(shí)在在的核心技術(shù)在支撐著這完美的結(jié)果呢？我們還是來到通用的試驗(yàn)室，看看雪佛蘭探界者擁有良好安全性能的秘密所在。

通用工程師表示，雪佛蘭探界者基于通用汽車全球最新一代中級SUV平臺打造，在探界者的開發(fā)過程中，做了大量的結(jié)構(gòu)上面的優(yōu)化。在當(dāng)初開發(fā)的時候，經(jīng)過了超過950萬小時的CAE的計(jì)算，做出來的結(jié)果比上一代減重了180kg，剛度又提升了30%。探界者整車采用的籠式座艙結(jié)構(gòu)，從開發(fā)理念來講，通用汽車的安全開發(fā)并不是保護(hù)車，車并不是安全實(shí)驗(yàn)所要保護(hù)的重點(diǎn)，而是主要保護(hù)人。從最初的保護(hù)駕駛員到后來的保護(hù)乘員，到現(xiàn)在延伸到保護(hù)車外的行人。

一般我們接觸的鋼材的屈服強(qiáng)度大概在200Mpa左右，而探界者應(yīng)用的超高強(qiáng)鋼屈服強(qiáng)度在1500Mpa左右，有幾何基數(shù)的上升。所有超高強(qiáng)鋼都用在乘員艙的周圍，目的是保證乘員艙在高速碰撞之后的完整性。如何在碰撞之后使乘員保持在一個空間相對穩(wěn)健的框架下，是通用安全開發(fā)的基礎(chǔ)。把最好的，強(qiáng)度最高的鋼都用在籠式座艙的周圍，所以在車輛安全設(shè)計(jì)的時候，并不是只看它用多少的高強(qiáng)鋼，關(guān)鍵是看它的鋼用在什么地方，所謂好鋼要用在刀刃上。探界者在重要的結(jié)構(gòu)拼接處和重要的承載截面上都采用了高強(qiáng)度鋼級別以上的各種類型鋼材，包括超高強(qiáng)鋼，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不以減輕重量為目的。這是一個集成的概念，不單單是安全，還有噪聲、操控、耐久等，平衡之后的車身既減重，又平衡。探界者的車身和底盤由通用北美團(tuán)隊(duì)全新設(shè)計(jì)調(diào)校，駕控性能也進(jìn)一步提升，為用戶帶去更輕盈、更敏捷、更高性能和更具燃油經(jīng)濟(jì)性的駕駛體驗(yàn)。

如何達(dá)成車身優(yōu)化的呢？原來大量采用減重孔、短凸緣、圓齒凸緣等零部件形態(tài)，采用TRB變截面滾壓技術(shù)，設(shè)計(jì)不等厚度熱成型鋼部件，在需要強(qiáng)度的地方加厚鋼板，其余部位降低厚度，達(dá)到減重不減強(qiáng)度的目標(biāo)。另外，采用多材料戰(zhàn)略，將適合的材料用于最適宜之處，合理使用鋼材，在高碰撞性能和制造塑型兩者間取得平衡，為每個零部件選擇最佳材料。高強(qiáng)度鋼與超高強(qiáng)度鋼使用比例高達(dá)82%，達(dá)成車身優(yōu)化目標(biāo)的同時也大大提升了整車被動安全防護(hù)能力。熱成型鋼使用比例達(dá)到9.1%。其中A柱、B柱、車頂橫梁、駕駛員腳部護(hù)板均使用了具有超高強(qiáng)度的熱成型鋼材，屈服強(qiáng)度能達(dá)到1500Mpa，超過普通鋼材最高強(qiáng)度的4倍之多。

在A/B柱，鉸鏈柱采用先進(jìn)的熱成型工藝，在門檻梁上采用先進(jìn)滾壓成型工藝，材料強(qiáng)度達(dá)到1500Mpa，這些高強(qiáng)度的零件是抗側(cè)碰以及發(fā)生翻滾時對抗巨大沖擊的利器。后艙的后縱梁及5#/6#梁使用了熱成型材料零件，大大增強(qiáng)了車內(nèi)乘員和油箱的安全，最大程度預(yù)防追尾時對后排乘員的安全和油箱造成損害。

采用先進(jìn)的拼接、制造工藝：在不影響車輛質(zhì)量與性能的基礎(chǔ)上減輕車重。大量運(yùn)用輕量化高分子材料結(jié)構(gòu)膠，包含127.6m結(jié)構(gòu)膠及32.5m油漆膠。結(jié)構(gòu)膠的使用能令車體更輕，并增加車身剛性、強(qiáng)度和耐久性能；油漆膠為密封膠和防腐膠，能達(dá)到國際最先進(jìn)水準(zhǔn)的10年車身防腐。關(guān)鍵部位（駕駛座和副駕駛座椅下方地板）的超高強(qiáng)度鋼引入最新的TRB變截面滾壓專利技術(shù)，有效提升抗彎能力，捍衛(wèi)美系SUV的高安全口碑。（*TRB變截面滾壓專利：這是實(shí)現(xiàn)高性能的車身優(yōu)化結(jié)構(gòu)中創(chuàng)新的解決方案，鋼材從德國進(jìn)口，在沖壓成型之前，先將特定區(qū)域的板材壓薄，當(dāng)沖壓成型之后，非承載部位就可以避免不必要的材料浪費(fèi)，減輕重量但是安全性能表現(xiàn)提升。）

生產(chǎn)探界者的武漢新工廠是繼上海金橋凱迪拉克工廠之后，上汽通用汽車旗下又一座全以太智能工廠，其車身車間擁有100%的自動化率，同時還有效率更佳的柔性化生產(chǎn)工藝，是目前國內(nèi)最先進(jìn)的車身生產(chǎn)線之一，以高標(biāo)準(zhǔn)制造工藝，確保探界者的卓越安全品質(zhì)。工藝亮點(diǎn)有等離子釬焊、激光釬焊、Arplas焊、柔性滾邊系統(tǒng)等。

探界者的窗框處首次采用等離子釬焊工藝焊接，具有焊接速度快，焊縫寬度小，零件變形小的優(yōu)勢。激光高能量快速加熱完成探界者頂蓋的釬焊。激光釬焊的優(yōu)勢是對板材變形影響小，強(qiáng)度高，安全性更高，并且有利于提高車體防水密閉性能，而且新技術(shù)的使用改變了車頂原始溝槽加密封條的設(shè)計(jì)，造型上更加美觀。Arplas焊接可以減小焊點(diǎn)上的壓痕以及鈑金件的形變，相比普通焊接形式，能帶來更優(yōu)質(zhì)的成型工藝。在探界者的尾門及尾燈部分采用的是Arplas焊接工藝。采用國外技術(shù)領(lǐng)先的機(jī)器人自動滾邊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)側(cè)圍后輪罩處內(nèi)外板的折邊連接。該工位可兼容多種車型柔性制造需求，不僅可保證連接處整體強(qiáng)度和剛性，還能提高零件成型外觀質(zhì)量，造型更加美觀。在探界者的車身頂蓋，以及輪罩處都采用了這樣的工藝，不僅美觀，而且觸感平整。

發(fā)動機(jī)艙的前縱梁采用了弧形開口狀的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可以增加前方碰撞吸能區(qū)的覆蓋范圍，即使遭遇了小重疊率的前碰事故，縱梁的承載依然能有效降低對乘員的傷害。同時，弧形伸展的縱梁相比筆直的設(shè)計(jì)，長度方面可以更長，當(dāng)碰撞發(fā)生時，更多材料參與變形吸能，使得傳遞到乘員艙的碰撞能量進(jìn)一步減小，極大地提高了前碰的安全性。乘客艙內(nèi)的優(yōu)異結(jié)構(gòu)梁布置能將高效的力分解到其他方向，避免乘客在碰撞時候受到傷害。

探界者前后副車架均采用全框6點(diǎn)式連接結(jié)構(gòu)，確保底盤剛性，同時運(yùn)用高強(qiáng)鋼沖壓焊接技術(shù)，有利于增加連接剛度，提升車輛縱向、橫向剛性及整車扭轉(zhuǎn)剛度。前懸采用增強(qiáng)型優(yōu)化設(shè)計(jì)的麥弗遜獨(dú)立結(jié)構(gòu)，部分鋁制結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)，賦予車身極佳的轉(zhuǎn)向響應(yīng)。同時，通過將彈簧和阻尼器的負(fù)載獨(dú)立傳遞至車身，達(dá)到減震的效果。后懸架采用四連桿獨(dú)立結(jié)構(gòu)，確保車輛在高速轉(zhuǎn)向時兩側(cè)車輪始終與路面保持最佳接觸，進(jìn)一步加強(qiáng)車身穩(wěn)定性。整車剛度較上一代提高30%。傳動軸采用緊湊輕量化無法蘭面連接的高速等速萬向節(jié)（類似設(shè)計(jì)在保時捷卡宴亦有采用）設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)十字軸帶法蘭面設(shè)計(jì)大幅降低了產(chǎn)品重量，降低整車油耗。更堅(jiān)固的車身結(jié)構(gòu)能夠讓工程師在懸架系統(tǒng)調(diào)校過程中，減少對底盤變形情況的考慮，從而更專注于針對乘坐舒適性等駕乘屬性進(jìn)行精確調(diào)校，帶來更富樂趣的操控體驗(yàn)。

探界者大量采用輕量化環(huán)保LASD液態(tài)水性阻尼材料，車內(nèi)多處采用環(huán)保隔音材質(zhì)，讓SUV也具備轎車一般靜謐的空間。其中，LASD液態(tài)水性阻尼材料用于降低噪音；吸音棉用于吸收噪音（包括車門、尾門、前艙蓋內(nèi)的吸音棉；頂襯吸音棉、A柱及B柱吸音棉、后備廂內(nèi)的飾板吸音棉）；隔音墊用于隔絕噪音（地毯、前圍隔音墊、輪罩隔音墊、后備廂蓋等）。

車身優(yōu)化所帶來的產(chǎn)品優(yōu)勢：更安全、更具操控性、更靜音、更省油、空間更大。領(lǐng)先的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，帶來高效的能量傳遞路徑，成就滿足全球五星安全碰撞標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)悍車身。在車身結(jié)構(gòu)中戰(zhàn)略性應(yīng)用高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼，打造無比堅(jiān)固的“安全籠”式車身。同時擁有安全約束系統(tǒng)，在發(fā)生碰撞時用于管理碰撞能量并保護(hù)乘員。更堅(jiān)固的車身結(jié)構(gòu)能夠更好地降低噪音和震動，帶來更安靜、平穩(wěn)的駕乘體驗(yàn)。同時，通過阻斷噪音和震動路徑，減少吸音和其他耗材的使用，為探界者總體重量的減輕做出了貢獻(xiàn)。車身重量的減輕更改善了燃油經(jīng)濟(jì)性。探界者配備1.5T和2.0T發(fā)動機(jī)，百公里綜合油耗僅6.7L和8.3L，是同級中的佼佼者。

總的來說，全新探界者是基于中國和美國兩個國家的安全標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的，就像它的兩個階段，前期在北美安全實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，后期則來到中國在泛亞開發(fā)。無論是設(shè)計(jì)階段，還是研發(fā)階段，以至于后面的測試階段，探界者都完全達(dá)到甚至高于不同國家法規(guī)的安全標(biāo)準(zhǔn)，而這也是成就其“年度最安全車”的稱號。