技术贴,三款运动小车底盘对比解析;汽车防撞梁的功能和技术解析
1 8 发布于 2011-08-04 23:18:10 只看楼主 热门标准
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  它们是三款运动特质的A0级小车,它们都拥有欧洲风格的血统,它们就是最早出场的嘉年华,姗姗来迟的新POLO,和前不久刚刚粉墨登场的爱唯欧。既然是三款运动小车,光开一开,仅凭体验或者测试数据,显然不能完全展露它们的下盘功夫,还是按照老规矩,上举升机来一看究竟吧。(本次拆解中的爱唯欧两厢1.6手动车型,与我们道路测试中的两厢1.6自动车型底盘相同)

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拆解车型:爱唯欧2011款 两厢 1.6 MT SX;
嘉年华2009款两厢1.5自动运动型;POLO 2011款1.6AT 致酷版

前悬及细节对比

三款车的前悬都是传统、经典(同时也是结构简单、成本低)的麦弗逊悬架,而且主要部件如下摆臂、副车架均采用钢质材料,并没有采用铝合金之类来偷轻,但这绝不意味着它们的前悬就是一样一样的。下面就是三车的前悬结构示意图。

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爱唯欧前悬结构示意图(车头向车尾方向视角)
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爱唯欧前悬结构示意图(车尾向车头方向视角),它的转向拉杆在三车中是最直的,说明车头的空间足以保证拉杆不与其他部件干涉
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嘉年华前悬结构示意图(车头向车尾方向视角)
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嘉年华前悬结构示意图(车尾向车头方向视角)
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POLO前悬结构示意图(车头向车尾方向视角),可以看出POLO是三车中唯一防倾杆在减震器前部的
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POLO前悬结构示意图(车尾向车头方向视角)

而在前部的细节上面,三台车也是各有特色,比如爱唯欧工程塑料材质的防倾杆连接杆,铝质的转向机壳体,以及嘉年华增加的带万向节的中间轴,都与其他对手展示了差距。

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爱唯欧的防倾杆连接杆为工程塑料材质,考虑到此处的受力在铅直方向,这样的强度也足以保障使用需求,而你如果不放心的话,看看比它更重的科鲁兹乃至君威也都采用这种材料的连接杆,同样能够应付激烈驾驶,所以这一点并不是问题
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爱唯欧上铝合金材质的转向机壳体和变速器支架对减轻结构重量和散热都有贡献
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嘉年华较长一侧的前半轴引入了带万向节的中间轴,有利于提升传动的平顺性

当然,在其他环节,比如刹车三者都采用了单活塞卡钳和前通风盘的组合,比较适合这样的前驱小车,而在实际驾驶体验中,POLO的刹车力度较为一般,爱唯欧嘉年华刹车力度相比之下能给人更强的信心。

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爱唯欧(上)、嘉年华(中)、POLO(下)的刹车特写,几乎如出一辙

后悬与细节对比

同样,三款小车的后悬也都采用了扭转梁结构,其扭转梁均采用U形梁设计,只是开口的方向不尽一致。这三款车还都采用了弹簧在前、减震器在后的结构形式,可以让减震过滤弹簧的多余动作,提升后悬挂的平顺性和稳定性,以弥补扭转梁悬挂在舒适性方面的先天性不足。

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爱唯欧(上)、嘉年华(中)、POLO(下)的后悬与扭转梁特写,三者结构大体相同,不同的是爱唯欧的扭转梁采取了双层结构,在重量和强度上面更为均衡,不过加工起来更为复杂
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爱唯欧(上)、嘉年华(中)、POLO(下)的纵臂与车身连接处及弹簧托盘特写,可以看出这三台小车后悬的纵臂与车身连接方式基本相同,而且弹簧托盘也都采用了中空的设计以减轻重量
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爱唯欧(上)、嘉年华(中)、POLO(下)的弹簧直径分别为10.34、10.28、11.28mm,从这个角度来看,POLO能用最窄的轮胎保障足够的抓地力,较粗的弹簧提供的支撑力是功不可没的

当然这个级别的合资小车后刹车还是多采用成本较低、体积小的鼓式制动,这三台小车也不例外,不过我们在POLO上发现了盘式刹车的支架,这说明新POLO依然有改装盘式制动的潜力,这对于用户可谓是个好消息。

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爱唯欧(左上)、嘉年华(右上)、POLO(左下)后桥都采用了鼓式制动,不过POLO预留了支架(右下),可以改装原厂的盘式制动

底盘局部细节对比

悬挂的功力最终还是要靠与地面接触的这四条轮胎来实现,这三台小车中,爱唯欧的轮胎尺寸最大,205/55R16的规格(当然这是顶配车型的尺寸,1.4车型均为195胎宽,不过另外两台试驾车也都是顶配车型,算是公平)已经和紧凑级家用车并驾齐驱,嘉年华的轮胎规格为195/50R16,尺寸位居中游,在小车里面已经算得“大脚”,同时较小的扁平比也有利于它发挥出底盘的功底,而POLO的轮胎尺寸最小,185/60R15的规格尽管在同级小车里面能称得上中等水准,但是对于一款运动小车来说还是显得有些不那么称心。

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爱唯欧的普利司通TURANZA ER300(泰然者舒适系列)系列轮胎在舒适性和操控之间比较均衡,很适合爱唯欧这样兼具运动和家用的小车
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嘉年华(左)和POLO(右)均采用韩泰的OPTIMO K415系列轮胎,只不过规格有所区别,这个系列的轮胎主打耐磨和实用,运动其实并非其特长

基于三款车的城市定位,无论是发动机底部还是底盘其他部位,都未采取特别的防护措施,不过我们也在副车架上都发现了可以加装发动机护板的螺孔,消费者可以根据自己的用车情况为爱车加装护板,以提供额外的底盘保护。

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爱唯欧(上)、嘉年华(中)、POLO(下)在出厂时都未采取特别的底盘防护措施,发动机和变速器等重要部件在托底时都面临损坏的危险

虽然很多消费者对于车身后防撞梁的意义还有争议,但是对于两厢车型而言,防撞钢梁的存在,对于保证后车身的完整结构和撞击能量的合理传递都有重要意义,所以这个东西绝对是有比没有强,在这一环节,爱唯欧显然较其他两个对手占得了先机。不过,三车中只有爱唯欧的油箱为金属材质,其他两车均为工程塑料材质,显然后者在防护性能和减重方面更具优势。

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吊在半空中的吸磁棒是爱唯欧具备后防撞钢梁的最佳说明,不过也同样证明了它的油箱也是金属的
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嘉年华(左)和POLO(右)的保险杠内均填充了泡沫塑料,主要应付低速碰撞

结语:

从这三款小车的底盘来看,三者结构大体相仿,爱唯欧在防撞梁和轮胎方面有一定优势,同时也有金属油箱这样较为明显的不足;POLO的底盘整体来说算是中规中矩,没有太多亮点(即便是那个刹车盘支架对于很多潜在消费者看来本身就应该是盘式制动而非改装预留的空间),多少令人失望;而嘉年华尽管在底盘上面亮点不多,但这台经过4万多公里残酷折磨的试驾车却给我们以惊喜,尽管从底盘能看出缺乏足够保养,但是在整个试驾过程中,包括山路上它的底盘没有任何异响,其扎实程度非常令人满意。相比之下,爱唯欧嘉年华的底盘更富于运动潜质,而POLO的运动气息要弱一些。



汽车防撞梁的功能和技术解析

文章中我们拆解了市面上不同级别主流车型的前后保险杠,然后通过简单的测量来向大家展现不同的车在防撞梁设计上的差别。由于我们对防撞梁在车身被动安全所起到的作用不是很了解,所以在防撞梁好坏的判断上,我们很大程度取决于自己的感性认识,所以文章中我们只向大家进行直观的展示,并没有做出一些有力、客观的评价。

答疑解惑 汽车防撞梁的功能和技术解析 汽车之家

    我觉得既然向大家进行了展示,那么就有必要给出一个标准,而且朋友们对防撞梁也存在很多疑问,比如防撞梁的设计为什么千差万别、防撞梁究竟可以起到什么作用、为什么很多车型到了中国市场取消了后防撞梁...其实这些问题也始终萦绕在编辑们的心头,我们自身也是亟需获取该方面的知识。带着这些疑问我们主动联系了长城汽车有限公司,希望通过技术专家的讲解来帮助我们深入的了解汽车防撞梁的设计理念和标准。


    长城公司的技术专家通过哈弗H5的底盘来向我们讲解有关防撞梁的知识,同时文章也主要以问答的形式来解答广大朋友对于防撞梁方面的问题。


● 防撞梁可以起到什么作用?   

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    大家都知道三角形是最稳定的一个结构,而车身骨架其实就是由许多不规则的三角形所组成,用以抵御来自四面八方的冲击,但是需要说明的是,汽车的骨架并不是所有地方的承受力都一样,因为这关系到力的传导、溃缩等等。从图中我们可以看到,不同颜色代表着材料的屈服强度不同,红色为超高强度钢,黄色材质的屈服强度则稍弱一些,而粉色部位的屈服强度最低,它主要起到溃缩吸能的作用。

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    前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置,在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。说白了就是汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差。如果在某一点受到力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度,特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。

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    在这个结构中我们可以看到,防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒,然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。低速吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量,尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害,这样可以降低维修成本,而螺栓连接的方式可以更方便的对防撞梁进行更换。

   在高速偏置碰撞中,防撞梁可以有效的将撞击力从车身左侧(或右侧)传递到右侧(或左侧),尽可能让整个车体去吸收碰撞能量。在发生低速碰撞时(一般为15km/h以下),防撞梁可以避免撞击力对车身前后纵梁的损害,降低维修成本。

● 防撞梁的样式、薄厚是否对车辆安全有影响?

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    其实车身被动安全涉及到车身的整体结构,防撞梁的样式与薄厚以及材质会关系到它最终的强度。而防撞梁的强度既不能太大,也不能太小,需要和整车相配,只有配合完美的车身结构才是最安全的。所以很难单纯的从防撞梁的样式、薄厚去判断整车的安全性。

● 防撞梁的安装高度应是多少?

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    防撞梁的安装位置需要根据车身高度,轮毂直径的大小来综合评定,并没有一个明确的标准,同时还要考虑到相容性原理,即两车发生正面相撞时,不合适的防撞梁高度既保护不到自身,还会对对方车辆造成巨大伤害。一般车型的安装高度在40-50cm左右,但如果超过52cm,则会对C-NCAP等相关碰撞试验的成绩造成影响。

● 标准的防撞梁结构应该是什么样的?

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    上图是一个比较标准的防撞梁结构,低速吸能盒通过溃缩有效吸收低速撞击时的能量,防撞梁通过螺栓连接到车身,方便拆卸和更换。现在很多车型的防撞梁上都加装有一层泡沫缓冲区,它的主要作用还是在4km/h以下的碰撞时,对外部塑料保险杠起到一个支撑,缓解碰撞力的作用,减小碰撞对塑料保险杠的损伤,降低维修成本。

为什么很多车型来到国内后,厂商对防撞梁进行减配或干脆取消掉?   

    要想解答这个问题首先就要从国家碰撞标准和我国保险行业对车辆投保的定价方式来进行说明。

    其实在汽车安全方面,除了大家熟知的C-NCAP外,我国是有国家强制标准的,也就是说所有上市的车辆都必须通过国家碰撞标准的测试。该标准主要是对车身的正面、侧面和尾部三个位置进行碰撞测试,下面我就来具体介绍一下。

    GB11551—正面100%碰撞:车辆以50km/h的速度正面撞击由混凝土制成的刚性壁障。碰撞试验后,不使用工具,应能:

     对应于每排座位,若有门,至少有一个门能打开。

     将假人从约束系统中解脱时,如果发生了锁止,通过在松脱位置上施加不超过60N的压力,该约束系统应能被打开。

     从车辆中完好的取出假人。

     在碰撞过程中,燃油供给系统不允许发生泄漏。

     碰撞试验后,若燃油供给系统存在液体连续泄漏,则在碰撞后前5分钟,平均泄漏速率不得超过30g/min。

    GB20071—侧面碰撞:可变形的壁障以50km/h的速度撞击静止车辆的驾驶员一侧

    碰撞试验后除了能满足国标正面100%碰撞的要求外,还要求车内部件在脱落时不得产生锋利的凸出物或锯齿边。

    GB20072—尾部100%碰撞:刚性碰撞臂(宽度不小于2500mm,高度不小于800mm)以50km/h的速度和100%重叠的方式撞击车辆尾部。

     在碰撞过程中,燃油供给系统不允许发生泄漏。

     碰撞试验后,若燃油供给系统存在液体连续泄漏,则在碰撞后前5min平均泄漏速率不得超过30g/min。

     不应引起燃料的燃烧

     在碰撞过程中和碰撞试验后,蓄电池应由保护装置保持自己的位置。

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    国内目前有关尾部碰撞的测试只有国家标准,C-NCAP中也没有相关测试。可以看到,国标中关于尾部撞击的速度与欧洲的E-NCAP一样,都为50km/h,不过碰撞后考察的指标并没有涉及驾驶舱乘员的受伤害程度,而且在采用100%重叠的方式进行试验时,就导致了后防撞梁在这样的速度和碰撞方式下起不到太大作用,因为车身尾部的纵梁和承载式车身结构可以完整吸收这种撞击力。如果在发生40%偏置碰撞的情况下,后防撞梁就会起到类似前防撞梁把一侧撞击力传递到车身另一侧的作用,也就是我前面提到的一点受力,全车受力的概念。所以说有无后防撞梁对尾部碰撞测试的结果微乎其微,我想正是基于此原因,一些厂商为了追求利益的最大化将本该有的后防撞梁进行减配或干脆拿掉。

    总体来看,国家碰撞标准对车内成员安全的考察不够全面和细致,虽然表面看上去碰撞速度不低,但考察标准并不高。而且国标只有通过和没通过两个结果,60分与100分在结果上并没有任何区别,当然也不能体现车辆在安全方面的差异,同时测试过程和结果并不对外公开。

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    相对国家强制标准,C-NCAP的测试采取的则是抽取方式。而且车身被动安全性能的优劣以星级直接体现,同时测试结果向社会公示,这样消费者在购车时对各种车的安全性能差异一目了然。国家碰撞标准是法律层面上的一个最低要求,也可以说是汽车行业的一个准入门槛。而C-NCAP则是汽车生产企业的一个行业标准,它规定的实车碰撞速度往往比国家制定的要高,从而在更严重的碰撞下评价车内乘员的伤害程度。

    国内的消费者在购车时更多的是关注车辆在发生碰撞后对成员的安全保护,而几乎不会关心低速碰撞后车辆的维修成本。可在国外不是这样,国际上有一个汽车修理研究理事会 ,它是一个致力于通过提高汽车的抗损性、修复性、安全性和防盗性,从而减少保险成本的国际性组织。

    其实现实中绝大多数的事故是在低速时发生的,低速碰撞的测试同样非常重要。RCAR就制定了一个正面和尾部的低速碰撞试验,来对车辆低速碰撞性能进行评级。保险公司会依据RCAR对车辆的碰撞评级确定基本保费。级别高的其保险费较高,级别低的保险费就低。安全性不好或修理费较高的车辆,即使销售价格很低,但其所交的保险费依然很高。这与国内根据车价定保险费用的方式完全不同,所以说国外的厂商在车体结构上会针对低速碰撞进行一些特殊的设计。

   RCAR的测试标准分为正面碰撞和尾部碰撞:

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    正面碰撞:试验车质量为整备质量加上一个75kg的驾驶员质量,车辆以15km/h的速度,正面以40%重叠的方式(碰撞侧为驾驶员侧)碰撞不可变形的刚性壁障。

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    尾部碰撞:驾驶员侧须放置一个75kg碰撞假人,车辆与碰撞台车行进方向成l0度角摆放,碰撞侧为乘员侧尾部,车辆手制动处于松开位置,试验速度为l5km/h,台车要求为不可变形的刚性壁障。

   根据这种低速碰撞标准,要想减少碰撞中的损坏程度,那么在车身设计上有以下原则:

   ① 安全气囊在低速碰撞测试中不能起爆

   ② 防撞梁与车架为螺栓连接,并有能充分吸收碰撞能量的吸能盒结构

    在低速碰撞时,后防撞梁的作用立刻凸显,如果没有防撞梁,撞击力会直接对承载式车身造成损伤,维修费用必然会增加。而根据RCAR的标准,在发生15km/h的碰撞后,只允许防撞梁和吸能盒发生变形,车身的纵梁结构不得发生塑性变形。由于我国目前收取保险费用并没有参考这方面的内容,所以就出现了一些车型在国外有后防撞梁,而到国内则采取减配或取消的方法。


全文总结:

   通过以上介绍,我们对防撞梁所起到的作用等相关问题有了更多的了解。目前我国在车辆安全方面的法规还很不完善,这也就给了厂商钻规则漏洞的空子。我觉得车身安全结构的设计就像一个城市的排水系统,考验的是厂商的良心,因为车身安全结构在消费者购车时是看不到的,而在发生事故时它的好坏又直接关系到车内乘员的生命安全。当然我们不能只寄希望于厂商,而更多的是呼吁国家制定更加严格的法规和提高车辆碰撞的强制标准,从而使国内车辆的整体安全水平迈上新台阶。



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