韩系车皮薄?从材料的角度看安全性

讨论背景:很多再购和待购消费者认为现代起亚的汽车车皮薄、车门轻、车身一磕就会凹陷,从而对汽车的安全性产生顾虑,容易陷入“皮薄=不安全”的误区;不少消费者认定韩系车车皮薄厚就等于不抗撞,自然就不安全,久而久之,便会给现代和起亚车型贴上“脆皮”和“不安全”的标签。
“××品牌的车皮厚实,摸起来就让人放心,不像韩系的车皮薄得一按一个坑”。如此的选车“经验”常被不少消费者口口相传,这种片面的论调起于或大肆扩散于个别品牌4S店的销售人员,甚至作为品牌非官方的一种产品推销理论。但作为消费者您想过没有,销售人员这一职业的特点使他们中的大多数人满口话术——遮盖缺点却又过分称赞、推诿优惠后勉为其难的上楼找领导申请,您为何选择相信本最不会信任的人?
说个段子,不知乔治巴顿这个品牌有多少人熟悉,它是一家注册在广东、公司在天津的改装车品牌,曾经属于美国福特越野皮卡的改装品牌USSV。旗下的“战车”车型是基于福特F350皮卡,经过了颠覆性的设计改造而成的,这是它与奔驰大G的对比,可谓是安全感爆表,谁挡虐谁的“路霸”气质已经盖不住了。
韩系车皮薄?从材料的角度看安全性-有驾
但这样一台车长超过5米9,车重近乎3.5吨的“大家伙”,却被“小”起亚K3给撞懵了。
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而后巴顿公关媒体洗白说“战车先撞了一台厢式货车然后撞上道路护栏最后弹到K3上”,但战车与现场货车左右受损情况相悖,而视频反映的真实情况是护栏完好,巴顿就直接对上K3,当场断轴。自此,起亚的K3被冠以“乔治巴顿一生之敌”的别名。
但这个段子只是为了说明,安全感不等于安全性。按压车皮试得的手感,开关车门的体验感,这种被引导的实际感受,如果只是片面的反映,也就不是事实了。
咱们先说车皮的事实。这是我们为了持续优化车身外板抗凹性做的一项实测性统计,针对消费者方便接触和进行指压的覆盖件,比如发动机盖板、翼子板、前后车门外板、侧围板、后备箱或尾门外板,分别对紧凑型轿车、准中型和中型轿车以及紧凑型SUV的现代起亚车型和竞品车进行用料对比。下表中0.6~0.75mm指的就是覆盖件的厚度,可以看出对比同级别的竞争车,现代起亚汽车的外板厚度和它们的相当,有些部件还更厚。因此,现代起亚车“皮薄”只是一种道听途说。
而且平时说皮薄皮厚的“皮”指的基本是钢板。钢板是一大类材料,如果按抗拉强度来分,量产车用的钢板大概有10个级别,270MPa–340MPa–440MPa–590MPa–780MPa–1000MPa–1200MPa–1500MPa–1700MPa–2000MPa。上表中‘’内的270或340代表的就是使用钢板材料的抗拉强度。在部分厚度小于竞品车的覆盖件上,现代起亚车型使用的钢板强度高于竞品车一个级别。所以虽然厚度上是薄了一点,但部件整体的用料强度反而高了。
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如果车皮强不强等同于汽车的安全性,那么现代起亚的车则会更安全一些。
事实上钢板的强度与易成型性成反比,因为要保证整体造型或运动或优雅,覆盖件用钢板需要有很好的成型性;同时也为低速碰撞时对行人的保护,覆盖件不能使用很高强度的钢板。车皮强和厚的好处最多限于低速碰撞时受损幅度小、维修成本低,和我们关注的、常指的安全性关系不大。大多数人在意的安全性主要是指在40公里/小时以上的车速下发生碰撞后,车内乘员的受伤几率甚至是生还几率,也叫被动安全性。这种车速,配合1吨以上的车重,安全性就不是1.0mm厚度以下的钢制覆盖件能左右的了的了。
那么怎样判断汽车的碰撞安全性呢?当前最直观评价和比较车身被动安全性的方式是一系列的新车碰撞规程,欧洲的E-NCAP,美国的IIHS和NHTSA以及其他国家的种种,中国权威的公认规程是C-NCAP和C-IASI。这类测试评价统一了碰撞的条件和碰撞对象,使同一市场下不同品牌的不同车型可以进行同等碰撞条件下的比较。各汽车品牌也是以此设计和优化车身的,在不同的市场满足对应的碰撞规程。
这里我们仅从消费者比较关心的用材入手做简单的讨论。
从离人最近的汽车部件,依次向外追溯,碰撞的安全性主要决定于:1.碰撞后气囊能否在第一时间正确的弹出、周全的包裹住乘员;2.乘员舱能否保证不变形或尽量小的变形、不挤压人的乘坐空间;3.乘员舱外部的汽车部件能否尽可能的吸收碰撞的能量,车身能否顺畅的传递能量,使得作用在乘员舱的能量尽量小。
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其中2和3对车身的材料提出了要求,就是乘员舱的框架要刚硬不变形,乘员舱以外的结构要在可变形吸能的同时传递能量。因此车身上最强的钢用在乘员舱框架上,与前舱(发动机厢)和后舱(尾厢)用来传递能量的纵梁上。很多文宣中提到用了60%又或80%以上的高强钢,“打”的就是这个点。但有的并未写明具体“强”到什么级别,毕竟高强钢中还可以细分为一般高强钢、先进高强钢和超高强钢。就如上文所述,量产车用钢板的抗拉强度大概有10个级别,彼此相差很大,外加每家车企对高强钢的定义不尽相同,具体哪些强度被定义为高强钢,很可能和消费者的直观感觉是有出入的。
同时,就“什么样的车身是安全的”而言,只考察用材的抗拉强度是远远不够的。如果用有限元模拟的途径具象化“高强钢→车身安全”的观点,用抗拉强度去定义部件的材料,会发现模拟的结果总是优于实际碰撞的情况,车身安全被高估了。这是因为抗拉强度只是把材料拉断的强度,对于最重要的需要抵御碰撞或传递能量部件来说,我们都不希望它们变形,又怎能以抗拉为准呢?举例而言,材料学中的包申格效应使得钢板材的耐压缩强度总是小于抗拉强度;而耐压缩性、耐冲击性、局部变形不开裂等此类抵御冲撞的材料特性,符合碰撞发生时车身的受力情况,应当被着重考量。怎么去定义部件的材料性能,还没有一个公认的标准,材料的哪些性能以怎样的权重影响了部件的耐碰撞性,仅用抗拉强度一个指标很难说的清楚。那么汽车的高强钢的用量,也就是安全性的一个参考而不足以作为判据。
另外,钢板原料成型为零部件后,零部件的材料性能会不同于原料的性能。零部件的形状影响了钢板成型为部件时每个部位的变形量,冲压的形变相当于对材料进行了预拉伸。不同百分比的预拉伸后的材料性能,和原料相比,并不是一个线性的衰减。同样1200MPa级的钢板,2%预拉伸后的屈服稳定性和缺口耐冲击性都要大于5%预拉伸后的表现。因此评价车身和部件的强弱,除了用材强度外,还须参考部件的形状设计。
我们对使用1200MPa级以上超高强钢的部件进行精益化的设计,尽量降低部件折弯和变形来保证原材料的耐冲击、耐扭转等性能不衰减,对590MPa级以上的先进高强钢部件更是如此,并借助现代汽车集团内自有钢铁公司和车身安全部件生产企业——现代制铁这一独特的优势,利用内部集采以较低的成本买入原材料,在此基础上,持续检讨扩大热成型钢等超高强钢的使用量。
在消费者看不见的部件上,现代起亚汽车对理论和技术进行不断的研究和开发,这大概就是有安全性的安全感吧。
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