宝马汽车发动机料架是什么材料制成的?,

陆地坦克不见得车身刚性就好!那么车身刚性到底是干嘛的?



“车评人”系列已经讲过发动机、变速箱和悬架,原本以为读者对于选一辆好车已经有了基本认知,可在查看后台留言时我却发现一些对技术更为痴迷的读者提出了这样一个有意思的新问题:如何评判一辆车的车身刚性好坏?那今天我就来针对这个问题解答一下。

什么是车身刚性?



要想了解车身刚性好坏,首先就要了解什么是车身刚性。



车身刚性主要分为扭转刚性和弯曲刚性,首先来说一下弯曲刚性。

弯曲刚性是车辆在两个轮子之间可以承受多少负载才会让底盘变形的统称。由于传动轴和悬架的关系,左右轮子之间的弯曲刚性是可以忽略不计的。所以我们只要关心同侧前轮与后轮之间的底盘刚性就行,而这种刚性关系就被称为车身弯曲刚性。



验证车身弯曲刚性的方法非常简单,在前后轮之间堆放重物,比如人或者行李,如果此时底盘出现形变,那就可以将它称之为车身弯曲刚性差。但在21世纪,这样的状况已经十分少见,所以弯曲刚性咱们就过了~



接下来就要说相对重要的扭转刚性了。扭转刚性其实更好理解,如果你参加过经销商组织的SUV场地试驾活动,那一定不会对“铁板交叉轴”感到陌生。

这个科目除了能略微展现车辆的四驱能力外,经销商还往往会在一侧车轮离地时疯狂开关车门,而此时所证明的就是车身的扭转刚性。



那为何这样就能测试车辆的扭转刚性了呢?首先要了解的是,虽然车辆后轮离地,但车辆后轮上的重量却没有因为离地的关系变得不复存在。而此时车架结构就会因为这股重量的存在被扭转,这就是所谓的对角线抗扭刚性。



如果你还不理解的话,其实可以把车体想象成一个铁柱,铁柱非常结实,生拉硬拽都没有问题,可如果施加一个旋转力的话,铁柱此时就会变成“铁麻花”,这就说明这根铁柱的抗扭刚性不好。



将这套理论带到后轮翘起的SUV车型上时,如果SUV车门无法轻易打开或关闭,那么就可以证明这台车抗扭刚性不好。

如何判断车身刚性好坏?



由于车身刚性的好坏无法像变速箱挡位、悬架形式这样直观地展示给消费者,所以要想获得关于车身刚性的相关信息只有两种方式。第一,去激烈试驾该款车型。第二,参观车辆的白车身。如此来看,我们几乎无法轻易地从静态去了解一台车的车身刚性。



可能有些人会问,我们能不能通过IIHS这样严苛的碰撞测试来辨别车身刚性的好坏呢?答案显然是不能,即使是25%的偏置碰撞测试,你所能得到的信息也仅仅只有纵向的车身刚性,而非Yaw轴上的车身刚性数据。



那咱们就先来说说如何从白车身的构架来判断刚性好坏。我们拿三厢车举例,由于现在绝大部分汽车都采用了承载式车身作为车辆的底盘,所以车辆底盘与车身其实完全可以看作是一个整体。



众所周知,三角形是世界上最为坚固的形状,而白车身却充满了大量的正方形和长方形,甚至发动机舱还会出现不封口的方形结构。可想而知,这种抗扭刚性肯定不会强!那么主机厂要想提高车身刚性,就需要在白车身上增加更多的三角形,俗称补强。



绿色区域为补强

宝马算是个比较典型的正面教材,上面是一张现款7系的白车身结构图。我们可以看到,宝马在发动机舱中使用了4根钢管来加固塔顶与车身之间的连接,从而提高车辆前部的刚性。而这样加强之后,发动机舱便由原来的4个连接点增加到了10个!



绿色区域为补强

而上文所说的对角线抗扭刚性则由车顶和车底负责。首先我们可以看到,宝马7系在车顶处使用了碳纤维加强杆来增强车顶抗扭刚性,而车顶加强杆的根数越多则可以让车顶的刚性越强。同时,宝马7系在车底“鼓包处”也使用了碳纤维材料进行补强!两者合二为一使现款宝马7系的车身刚性得到了极大的提升!

在这补一句题外话,虽然现在流行平整的地板,但事实的确如传闻所说,带鼓包的车辆地板的抗扭刚性确实更强!换而言之,如果地板不带鼓包,那么车企就必须通过从其他位置加强车辆刚性来找回平衡,而这种从别的地补强的代价往往是巨大的。



当然,除了白车身结构可以判定车身刚性外,通过分析使用的材料同样可以判定车身刚性。比如钢的刚性不如铝合金,而铝合金的刚性不如碳纤维。这也就是为什么超级跑车一定要使用“碳纤维浴盆”作为车辆白车身的原因!



说完了白车身,再来说说如何通过试驾来感知车身刚性!方法很简单,那就是紧急变线。

由于车辆前轮的角度在一瞬间发生改变,所以轮胎也会向车辆的悬挂以及车身施加极大的横向力量。虽然此时悬挂会通过压缩和拉伸吸收一部分力量。但绝大部分力量还是会传达给车身,而这部分力量也是促使车辆转弯的力量。



但由于左前轮和右前轮有轮速差,所以车架左右两边所受到的力也完全不同,此时刚性较差的车型则会因为金属变形的原因导致车辆反变慢。而刚性较好的车型遇到这种情况,那车辆就会瞬间做出反应。虽然这一系列动作仅仅发生在毫秒之间,但对于车辆敏感的人群来说,这样细微的反差已经足以被精准感知到。



这样一来,我们基本可以得出这样一个结论,那就是厂家官方宣传运动的车型,一定会比不宣传运动车型的车身刚性要好。所以购买相对更运动的车型,通常情况下就可以买到一台车身刚性好的车!

车身刚性可以带来哪些好处?



既然现在已经知道了判断车辆刚性好坏的方法,那么好的刚性可以带来怎样的好处呢?



其实,车架刚性好所带来的好处十分明显,那就是车辆的操控性!在说操控性之前,我们先要明白一个概念:好的车身刚性并不能代表这辆车的操控极限高!换而言之,车身刚性的好坏是无法决定车辆极限的好坏!因为真正决定车辆极限的东西叫做悬架设定!



不过车身刚性的好坏却直接影响着车辆的主观操控性,也就是给驾驶者所展现出来的操控性。比如车头响应迅捷灵敏、车尾不拖泥带水、车辆有很好的整体性都是通过优秀的车身刚性才能达到的!



而主观操控性则直接影响着一辆车的操控感受,所以市面上就有可能出现一台车呈现出操控极限很高,但由于车辆刚性不好,从而降低驾驶者的驾驶乐趣。当然,反之也有可能出现一台车驾驶乐趣很高,操控感受很好,但操控极限很低的情况。



除此之外,较高的车身刚性也会留给悬架更多的调教自由度。因为悬架整体是固定在白车身上的,那么刚性好的白车身就不会让悬架在受力时产生更多非可控形变。当然了,良好的车身刚性还可以降低车辆异响发生的概率,也就是一般人所说的“车整”。而基于以上要点,不少民间赛道大神也会通过增加、减弱某一部分的车身刚性,从而达到调整车辆操控性格的目的。

如何提高车身刚性?


既然车身刚性对于车辆驾驶性有着非常显著的影响,那么怎样才能提升车身刚性呢?对于赛车来说,它们对于车身刚性的要求近乎苛刻,所以为了更直观的讲解,我们直接来看看赛车是怎么做的!



其中最常见的就是防滚架。通过焊接钢管让车底、A柱等地方进行补强连接,这种做法可以有效提高座舱的刚性,加强车尾的响应速度,使赛车在过弯时呈现出完全一体的效果。同时,得益于车辆刚性的提高,车手对于车辆悬架、极限的感知也会更加清晰,避免了车架变形对车手感知车身造成的影响。



不过,加装防滚架对于咱们民用车来说会显得过于硬核,同时乘客还会在上下车时饱受“磕头”之苦。那么到底有哪些适合民用的增加刚性手段呢?



这时就不得不提车身加强件了!为了提升车辆对于方向盘输入角度的响应速度,在塔顶处加装顶吧成为了最好的方式。由于顶吧控制了左右塔顶之间的形变范围,所以便有效改善了车辆对于方向盘输入角度的响应速度。



同时B柱拉杆以及后顶吧同样可以有效增加车厢后部刚性,让车尾动作与车头之间的延迟更小。但论整体效果来说,还是不如整套防滚架来得明显,所以如果你想大幅度提升车辆刚性,踏踏实实上架子吧!

总结

一辆车的车架刚性虽然无法提升整车的操控极限,但得益于车辆响应的提升,还是可以影响整车的操控特性以及手感,所以也的确能起到提升圈速的作用。这也就是为什么车评人往往会在节目和文章中谈起车身刚性的主要原因。因为正是它的存在,才让车辆能够与人无障碍地沟通,同时也是“人车合一”的重要根基。

2024-08-04

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