汽车防撞梁为什么不用铁轨那种钢材?
▍ℐ汽车防撞梁为什么不用铁轨那种钢材?
【导语】汽车的防撞梁是安装在车头还有车位塑料保险杠内的金属材质横梁,一般使用的铝合金的材质,由于防撞梁是隐藏的结构,所以近些年来有些车企为了节约生产成本就把防撞梁节省掉了,那么为什么汽车的防撞梁不用铁轨那种钢材呢?我们下面简单分析一下:
1.铁轨钢材质量非常大
现在的汽车生产都是讲究轻量化,轻量化的车身可以有更好的操控性和燃油经济性,而火车铁轨的质量是非常大的,我自己曾经试过想拿起一节半米长的铁轨都要费好大的劲儿,如果把汽车防撞梁都换成铁轨那种材质的话,那么光前后的防撞梁可能都让汽车重了两百公斤。而且是在前后的顶端位置,多出来的这些质量将会对汽车的操纵造成非常大的影响,会有一种负重拖泥带水的感觉,所以从重量上来考虑的话,汽车是不适合使用铁轨钢的。
2.失去了防撞钢梁的作用
有些朋友以为只要防撞梁够硬,就可以抵御掉撞击,但是没有理解的是,即便是防撞梁使用铁轨那种刚性的材料,那么发生碰撞的时候,防撞梁不变形,那么固定防撞梁的车身结构上就不会变形了吗?假设使用合计的防撞梁,在发生碰撞的时候防撞梁变形吸能,车身没有变形,这种情况下只需要更换防撞梁即可。但是如果使用的是铁轨那种刚性的钢材,在发生碰撞的时候可能需要更换的就是车身连接的位置了,有些可能还需要切割焊接。
而且,如果使用的是铁轨钢的话,一旦发生严重的碰撞,“铁轨防撞梁”就会从防撞梁变成凶器,由于刚性非常的大,不会轻易变形,所以车头受到严重撞击的时候,铁轨会侵入车身,对人体造成严重的伤害,原先保护车内人员的防撞梁这个时候就变成了一个大杀器,我想一般的车企应该不会这么做。
3.生产成本的控制
现在的汽车生产都是需要控制生产成本,以让出更多的利润给到企业和经销商,这也是为什么这几年来一些车甚至直接就把防撞梁省略掉,用一些泡沫在里面代替的原因了,既然连一般的合金保险杠一些车企都想省略掉的话,更别说昂贵的铁轨。
总而言之,对于汽车防撞梁来说,主要是从两个方面来考量,一个方面是防撞梁的作用,另外个方面是防撞梁的造价,防撞梁的作用是一定程度上降低车头内部的损坏,一般会使用合金材质。火车铁轨钢不管是从作用上还是从造价上都不符合汽车防撞梁的定位,所以是不能使用的。
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汽车防撞钢梁到底有没有用?我看到现在好多车都已经不用钢制材料了,有些车用的还是泡沫,那么这些车到底安全吗?今天就来和大家解答一下这个问题。
关于防撞钢梁这个问题,我觉得民间有很多误解,包括网上很多文章讲到这个问题的时候也是在误导大家,为什么这么说呢?因为防撞钢梁的厚薄和它选用的材质,其实是跟它的结构息息相关的。
咱们要知道,没有任何一个车企会做慈善,把防撞钢梁做得非常坚固,像坦克一样,原因一是车很重,二是浪费材料,三是你在路上也不安全,同样也会对别人造成危害。
再者来说,防撞钢梁的整体结构是要满足两个要求的,第一个是在低速行驶碰撞的时候,它要满足行人保护,同时也要保护发动机以及发动机后面的一些部件,来使得整个车的架构在低速碰撞不会受到任何影响。第二个就是在高速碰撞的时候,你的防撞钢梁和你整个车辆的前馈区的设计就变得非常重要,要满足乘坐舱空间内驾驶者安全。那么至于说防撞钢梁,包括车身结构做到什么程度才安全呢?这里并不是说车速越快它还能禁撞就是安全,因为碰撞的情况多种多样,而最基本的条件很简单,就是说满足这个国家最基本的法律法规要求。
那么对于普通消费者而言,你在购买一台车的时候,比方十几万的车,你到底要不要纠结防撞钢梁这个问题,我觉得这个纠结根本没有必要,因为现在主流的车企他们在被动安全上是不太会去偷工减料的。要知道前后两块防撞钢梁才多少钱,真的是没有必要纠结这个问题,车里最便宜的就是钢板和塑料件。
反过来而言,这些车企在推出一台新车的时候,他是要花费几十台,甚至上百台的车来做各种各样的碰撞测试,而这些测试都是为了满足国家法规和各种碰撞标准,对于车辆被动安全的要求。对于一个普通的消费者,你买一台十几万的车,真的是不用考虑防撞钢梁这件事儿。
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汽车防撞梁为什么不用铁轨那种钢材?
这是一个无知且可笑的问题。就像看到汽车生锈,就质问为什么不用不锈钢制造汽车;看到飞机失事,乘客死亡,就质问为什么不给每一个乘客配备降落伞;看到汽车碰撞事故,就质问为什么不把汽车做得像坦克一样坚固......等等类似的问题。我每次看到这些问题,心中都涌起一种莫名的悲伤,哀叹中国这些年的教育太失败了:过于重视文科,忽视甚至压制理工科,导致国民的科学素养极度的低下!地主家的傻儿子越来越多了!
能提出“汽车防撞梁为什么不用铁轨那种钢材?”这样问题的,第一你对汽车防撞钢梁的真实作用一无所知,第二你被网上无良的自媒体洗了脑,第三你对现代机械工业知之甚少。为了给你拨云见日,辩清黑白,下面我简单给你普及一下汽车防撞钢梁的有关知识。如果你不愿意往下看,记住这个结论就好了:前防撞钢梁适可而止,后防撞钢梁可有可无!
汽车的防撞钢梁是一种车身结构加强件,由主梁、吸能盒,连接汽车的安装板组成。它可以分为三种:前防撞钢梁、后防撞钢梁、车门防撞钢梁。我们通常说的防撞钢梁都是指汽车的前后防撞钢梁,对车门防撞钢梁几乎不讨论,今天我们也把它忽略。而前后防撞钢梁,网络上很多自媒体都把它混为一谈,其实二者的作用是截然不同的。
前防撞钢梁安装在汽车的前面,被保险杠遮挡,从外面看不到它。它是车身结构的重要组成部分,它与两个纵梁、前围挡板和前防撞钢梁组成的一个“口”字形结构,保护安装在其中的发动机、变速箱、散热器、前悬架等重要的总成件。如果没有它,汽车前部就是一个开放式的不稳定结构,如果发生碰撞,会直接伤害车身纵梁以及发动机舱中的一些重要零部件。所以,没有任何一家车企会减配前防撞钢梁。
既然前防撞钢梁如此重要,那么它是不是越硬越好呢?
当然不是。我们分析一下汽车发生前部正面碰撞时,车身的受力变形过程。现在的乘用车都是吸能式车身结构,当汽车前部发生碰撞时,防撞钢梁首先承受撞击力,变形吸收部分能量;然后吸能盒溃缩吸能,再吸收部分碰撞能量;最后剩余的碰撞能量传导至后方的连接部位上,让纵梁和乘员舱来承受。在这里,前防撞钢梁最重要的作用是:变形、吸能,传递碰撞能量。
如果前防撞钢梁过于坚硬的话,就像题主说的,用铁轨来做。那么在发生碰撞事故时,碰撞能量没有得到吸收,就全部传递到两侧的纵梁上去了,直接伤害到纵梁了,再向后就伤害到车身了。当然,太软了也不行,直接撞烂了,起不到吸收能量的作用。所以防撞钢梁的强度是经过精密计算的,太软太硬都不行。再说,如果使用铁轨的话,车头也太重了,一百多公斤的铁轨挂在车头上,这车根本就没法开了。
再来说说后防撞钢梁。汽车的后部从结构上看,在两道纵梁之间,用高强度钢板做成的尾箱,并且还有横梁加强结构刚度。这是一种非常稳定可靠的安全结构,即使没有其它的加强件也不会变形,在受到撞击时也会吸能并传递碰撞能量。
所以,后防撞钢梁对车身结构的加强作用是微不足道的,从安全性方面来说,它其实是可有可无的。它最大的作用,就是在发生低速碰撞时,降低对车体的损伤,以降低维修费用。而对于车内乘员的保护,是没有任何作用的。那些所谓的“减配防撞钢梁就是谋财害命”的说法,其实是在制造焦虑、吸引眼球的。如果它也用铁轨来做,那简直太可笑了,一个一百多公斤的重物挂在车尾,这车的操控性还能好吗?
所以说,用铁轨来做汽车防撞钢梁,就是一个无知的冷笑话。汽车上的每一个部分,在设计时都考虑到了它的安全性,都可以满足相应的标准、法规以及使用需求。我们不要用自己粗浅的认知,来盲目的评判上百年的汽车工业。
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为什么汽车的防撞钢梁要用铁轨那样的材料?难道认为防撞钢梁屈服强度越大、材料越厚,车辆就安全了?实际上防撞钢梁从来就不是车内乘员的,而主要是对车子的保护;所以这么多年来,我们因为车子有、无防撞钢梁而不断去博弈,实际上有无防撞钢梁与车内人员的安全,没有任何的关系,实际上很多朋友都高估了防撞钢梁的能力。。。
道理很简单,车辆碰撞时纵向受力,所以承受冲击的是纵梁,而衡量如果受力,再硬、厚也没用;这就是立木千斤的意义!立木千斤的道理很容易理解,也就是即便一个细木棍,纵向受力可以承受千斤;但横向受力就极为脆弱不堪了,轻轻一掰就折断!所以源于车头、车尾的碰撞,起到支撑的都是两条纵梁,纵梁受的住、用不着横梁,纵梁受不住、用上横梁也没用,这就是横梁受不住力的原因,无论防撞钢梁(横梁)有多厚、多硬,受力的是纵梁,即便横梁用铁轨材质,强度超过纵梁也根本用不上,即便横梁不变形,但纵梁变形了,横梁还是会保持完好的被推进驾驶室,对车内的乘客造成伤害(比喻)!所以碰撞中能抵抗冲击力的是纵梁!
前、后防撞钢梁的不同用处
现如今很多德系、日系车没有后防撞钢梁,但前防撞钢梁一定会有,那么为何会出现这种情况呢?因为前防撞钢梁需要起到固定两根纵梁的作用,如果没有前防撞钢梁,那么处于开口状的两根纵梁在车辆行驶时就会产生摆动,就这么不停的晃动,时间久了能把车架子晃荡散了;所以前防撞钢梁主要就是起到与两根纵梁组成封闭空间的作用;而且咱们可以从图上清楚的看到,前防撞钢梁的强度可以达到1400兆帕,这个强度几乎超过了铁轨强度,只不过不能用铁轨那么足的料,因为太重!
至于后防撞钢梁就比较鸡肋了,因为后边的横梁有多道,所以固定作用可以满足;而最后的一道—防撞钢梁本身就是保护保险杠的,上文鄙人已经提到了横梁再硬、也挺不住来自纵向的冲击,那么后防撞钢梁干什么用的?其实就是保护保险杠的,欧、美保险业推动了低速碰撞、保险杠不能毁的法案,目的为了减少低速碰撞时,对保险杠的理赔,就是为了增加利润而已;所以欧、美司法要求车企造的车,在低速碰撞时,必须保证保险杠不毁,如何能做到不毁?只能仿效前防撞钢梁,在后边也弄一个防撞钢梁!
所以正宗的欧系车、美系车是必须有后防撞钢梁的,但日本没有这种规则,所以日系针对日本本土推出的车辆,无论高端、低端一律没有后防撞钢梁,但对于欧洲、北美推出的车型都有后防撞钢梁;而对于咱们国内而言,没有相关规则要求一定要有后防撞钢梁,所以早期的日系车大都没有这玩意,但由于咱们国内的消费者特别重视这无用的后防撞钢梁,日系车企扛不住吐槽,也就逐渐的给更多的车型配备了后防撞钢梁。。。国产火车铁轨的强度貌似1000兆帕的强度是最大,但车子的前防撞钢梁强度最高可以达到了1400兆帕;所以为什么不用铁轨?嫌弃铁轨的强度不够呗(玩笑),铁轨看着厚实,只不过是用料堆出来的,但汽车重点在于减重,给车头弄段铁轨?搞不好那一段铁轨的重量比发动机还要重,这车子还受的了么?整体结构也承受不足它,难不成把整个车架子都能弄成铁轨那般足料么?实在是没有意义了,现在的钢梁已经够用,还是那句话横梁结实、不结实,与碰撞没啥关系,纵梁承受不住、横梁不变形又能怎样?能阻止纵梁的形变么?
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铁轨是铁路轨道的主要组成部件。它的功用在于引导机车车辆的车轮前进,承受车轮的巨大压力,并传递到轨枕上。
国产钢轨牌号主要有U74、U71Mn、PD2、PD3和BNbRE,强度级别为800、900MPa和1000MPa级。钢轨淬火后,强度可达到1100-1200MPa或1200-1300MPa级。
一般超过800Mpa的,就可以称之为超高强度钢了。汽车上的超高强度钢主要出现在A柱、B柱、地板通道、侧防撞钢梁等地方。比如下图这种,就是白车身强度分布。
相比之下,汽车防撞梁普遍采用铝合金、单片冲压钢板或单层辊压式防撞钢梁、玻璃钢等,他们的强度要低得多(小于300Mpa)。
为什么防撞梁的强度这么低,并不是厂家在偷工减料,而是它的工作特性使然。防撞梁往往是金属制成的,而且往往会配备吸能盒,防撞梁的主要作用是低速碰撞保护、高速碰撞溃缩系能的作用。
低速碰撞保护的目的是汽车碰撞时不会伤及汽车,保证汽车受到碰撞之后变形最少,把后期维修成本降到尽可能低。
而高速碰撞溃缩吸能指的是高速碰撞时,能把碰撞能量吸收一部分。试想下,如果防撞梁是硬邦邦的,碰撞的能量就不会得到吸收,能量将直接通过前纵梁直接传递到车舱内,造成车内人员伤害(比如降低颈部冲击)。
总之,白车身强度设计讲究张弛有度,并不是所有位置都是硬邦邦的才好。而且就现代汽车设计思维来说,优先保护的是人,再才是设备。
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