乘用車車身構造的技術動向

摘??要：削減具有溫室效應的氣體排放已成為緩解地球變暖的緊要課題。汽車行業關于尾氣及燃料利用率的法規在日益嚴格。同時公眾對汽車安全與NVH的關注度日益提高。面對日益苛刻的環境要求，乘用車車身車身構造的技術將走向何方值得每一位汽車界人士思考。

關鍵詞：輕量化;空氣動力性能;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

汽車行業關于尾氣及燃料利用率的法規日益嚴格。目前發動機的高效率化、混合動力、電動汽車及可提高燃料利用率的車身優化設計正在進行當中。另一方面，世界各國關于汽車碰撞安全方面的法規有日益強化的趨勢。因此，車身構造在確保安全性能提高的同時，還要向有利于減少排放提高燃油利用率的方向發展。

1.輕量化

1.1結構合理化

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

1.2高強度鋼板

在強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級鋼板在中柱和車門防撞粱上的應用。780～980MPa的高張力鋼板，在車身主要骨架的應用正在增多。

1.3輕合金[2]?[3]

將鋼板換為鋁、CFRP（Carbon?Fiber?Reinforced?Polymer，碳纖維）等輕材質是輕量化的有效手段。另外少量生產的運動型車在保險杠橫梁、頂棚蓋等采用密度極低的CFRP，從而實現低慣性化。而且，鋼板和鋁的組合構造也在增加，結合手段由以前的鉚接到現在的摩擦攪拌焊接，也開始實用化。

1.4樹脂

樹脂材料是車體輕量化中不可欠缺的材料。其比重小，形狀設計自由度高。此外車窗玻璃的樹脂化也倍受關注。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、日等國的各大汽車廠的整車制造中已獲得普遍應用，汽車制造商對拼焊板的需求大大促進了拼焊板的生產，目前共有100多條拼焊板生產線分布于世界各地。

3.粘接劑

輕量化手段之一的激光焊接技術雖然可以實現斷面連續接合，但是鍍鋅鋼板的焊接品質依然存在重大課題。因此和點焊并用的粘接劑被寄予了極大期待。

4.空氣動力性能優化

空氣抵抗系數（Cd值），目前已經有達到Cd值為0.24的量產乘用車，而最近法蘭克福車展上，Cd值為0.20被提出。降低Cd的手段，常用車體下方應用以整流為目的部件，通過控制車體底部的空氣流動進行車體底部的整流。也采用控制通過前保險杠開口部的氣流來降低Cd值。

在近年的研究中在空氣動力解析中使用CFD進行穩定狀態下的預測，但最近使用用來預測非穩定干擾的手法，可以預測自然風等橫向風和車輛姿勢變化的行駛狀態下的空氣流動。

5.安全性

在碰撞緩和技術上，除了駕駛員及助手座的安全氣囊外，現在一般也設定膝蓋部安全氣囊、側安全氣囊及安全氣簾等。

此外全力自動剎車功能的行人探測系統、城市安全系統避免低速碰撞系統、車道偏離警示系統、等安全輔助系統也開始在某些高端乘用車上應用，如圖1所示。

圖1??沃爾沃S60安全新技術

6.振動噪音性能（NVH）

汽車用戶對汽車室內安靜性要求的提高，要求進一步提高汽車的NVH性能。為抑制伴隨著NVH性能提高的質量增加，車身構造及懸架構造的改善在不斷研究中。吸音隔音材料最佳配置成為權衡NVH性能及輕量化的一個課題。

總結

本文就降低汽車排放方面，車身構造的發展方向進行了論述，對于傳統燃油車的車身構造發展有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]??劉文華，何天明?高強度鋼在汽車輕量化中的應用[D].?武漢理工大學學報，2008.

[2]??杜明義?用鋁合金材料實現汽車輕量化[J].?輕合金加工技術，2007.

作者簡介：容哲，男，1981年1月，湖南邵東，碩士研究生，中級工程師。