[汽車(chē)之家 揭秘新車(chē)技術(shù)] 全新凱美瑞上市至今已經(jīng)接近2個(gè)月,目前該車(chē)訂單已經(jīng)超過(guò)3萬(wàn)輛,足以看出消費(fèi)者對(duì)走年輕運(yùn)動(dòng)路線的全新凱美瑞的認(rèn)可。然而,采用TNGA架構(gòu)的全新凱美瑞的變化絕不僅限于外觀、內(nèi)飾的年輕化,新車(chē)在動(dòng)力系統(tǒng)、車(chē)身結(jié)構(gòu)、制造工藝、懸架系統(tǒng)、空氣動(dòng)力學(xué)、NVH性能以及人體工程學(xué)等方面都作出了大量?jī)?yōu)化。下面,我們將通過(guò)剖析全新凱美瑞的車(chē)身(廣汽豐田向我們展示的是完成電泳后的車(chē)身),來(lái)了解下源自TNGA架構(gòu)的全新凱美瑞是如何通過(guò)車(chē)身結(jié)構(gòu)和材料優(yōu)化來(lái)增強(qiáng)車(chē)輛的安全、操控和NVH性能的。
● 全新凱美瑞在美國(guó)IIHS碰撞測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)秀
2017年10月份,美國(guó)IIHS公布了全新凱美瑞的碰撞成績(jī),結(jié)果非常理想。在各項(xiàng)主動(dòng)和被動(dòng)碰撞安全測(cè)試中,全新凱美瑞都獲得了優(yōu)秀的成績(jī),最終獲得了2017年IIHS“TOP SAFETY PICK+”稱(chēng)號(hào)。能在全球最為嚴(yán)苛的IIHS碰撞測(cè)試中取得好成績(jī),與全新凱美瑞車(chē)身結(jié)構(gòu)改善有著極大的關(guān)系,其中包括新材料的運(yùn)用、新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及新的制造工藝。
2017年,美國(guó)IIHS開(kāi)始在其新車(chē)碰撞測(cè)試中加入乘員席側(cè)25%偏置碰撞測(cè)試,避免某些廠商針對(duì)駕駛員側(cè)25%偏置碰撞測(cè)試,只對(duì)單側(cè)車(chē)身進(jìn)行局部加強(qiáng)的“應(yīng)試”做法。IIHS碰撞新規(guī)更能反映新車(chē)扛撞性能的真實(shí)情況。全新凱美瑞在乘員席側(cè)25%偏置碰撞測(cè)試中,只有乘員席側(cè)約束系統(tǒng)項(xiàng)目獲得“良好”的評(píng)價(jià),其余項(xiàng)目均為“優(yōu)秀”;在駕駛員側(cè)25%偏置碰撞測(cè)試中,全新凱美瑞獲得了全“優(yōu)”的成績(jī)。測(cè)試結(jié)果表明全新凱美瑞車(chē)身結(jié)構(gòu)已能很好應(yīng)對(duì)該項(xiàng)測(cè)試。
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『全新凱美瑞乘員席側(cè)25%偏置碰撞測(cè)試視頻』
● 全新凱美瑞哪里用了熱成型鋼板?
熱成型鋼板相比普通高強(qiáng)度鋼板(按照國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)Ulrta Light Steel Auto Body項(xiàng)目組的定義,將屈服強(qiáng)度在210~550MPa范圍內(nèi)的鋼定義為高強(qiáng)度鋼),強(qiáng)度更高,這意味著可以采用體積更小/質(zhì)量更輕的熱成型鋼板取代普通高強(qiáng)度鋼板,實(shí)現(xiàn)車(chē)身減重的同時(shí),保持甚至進(jìn)一步提升車(chē)身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。此外,全新凱美瑞車(chē)身上抗拉強(qiáng)度大于等于590MPa的超高強(qiáng)度鋼板(包含熱成型鋼板)占比達(dá)33.9%,保證車(chē)身?yè)碛凶銐虻膹?qiáng)度。下面我們來(lái)看看全新凱美瑞上的超高強(qiáng)度鋼板都用到了什么地方?
國(guó)產(chǎn)全新凱美瑞的熱成型鋼板抗拉強(qiáng)度為1500MPa,與目前業(yè)內(nèi)采用的熱成型鋼板抗拉強(qiáng)度處在同一水平之上。超高強(qiáng)度熱成型鋼板大部分主流品牌的新車(chē)上都會(huì)采用,主要應(yīng)用于A柱、B柱以及側(cè)圍頂部,用來(lái)加強(qiáng)乘員艙結(jié)構(gòu)來(lái)提升車(chē)輛的碰撞安全性能。
制造超高強(qiáng)度門(mén)檻梁部件對(duì)模具強(qiáng)度和精度要求較高,模具保養(yǎng)工作目前是由經(jīng)過(guò)嚴(yán)格考核的人員專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé),以保證沖壓板件的質(zhì)量和良品率。
● 為小范圍偏置碰撞優(yōu)化的前指梁
為了在25%偏置碰撞測(cè)試更好地吸收、引導(dǎo)碰撞能量,同時(shí)減小乘員艙變形和入侵量。全新凱美瑞在翼子板位置附近設(shè)計(jì)了一根前指梁,該前指梁把A柱和前縱梁連接起來(lái),宛如一雙保護(hù)乘員艙的“強(qiáng)壯臂膀”。
從全新凱美瑞IIHS 25%偏置碰撞測(cè)試中我們可以看到,壁障雖然把車(chē)輛翼子板位置的部件基本壓潰了,但乘員艙結(jié)構(gòu)保持得非常完好,這都要?dú)w功于上面提到這根前指梁對(duì)撞擊力的引導(dǎo)和碰撞能量的吸收。
● 全框式前副車(chē)架
與上一代凱美瑞一樣,全新凱美瑞同樣采用了全框式副車(chē)架。當(dāng)車(chē)輛發(fā)生嚴(yán)重的正碰事故時(shí),撞擊力首先由前縱梁承擔(dān),隨后會(huì)通過(guò)前縱梁和前副車(chē)架引導(dǎo)至車(chē)身底部縱梁上,利用整個(gè)車(chē)身底部的變形來(lái)吸收碰撞能量,避免過(guò)大的撞擊力集中在車(chē)身個(gè)別位置,引起乘員艙入侵量過(guò)大甚至造成車(chē)身鋼板撕裂。
● 原廠車(chē)身上已集成減振器塔頂拉桿
全新凱美瑞的車(chē)身已經(jīng)集成了減振器塔頂拉桿(俗稱(chēng)“頂巴”),能夠抑制車(chē)輛激烈操控或躍起之后下挫時(shí)因車(chē)身變形引起兩減振器塔頂之間產(chǎn)生相對(duì)位移,增強(qiáng)車(chē)身的橫向剛度,讓車(chē)輛的轉(zhuǎn)向更精準(zhǔn)、響應(yīng)更快。
● 四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)減振支承
全新凱美瑞帶有四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)減振支承。左、右發(fā)動(dòng)機(jī)支承分別位于兩前縱梁上,主要抑制車(chē)輛在激烈操控時(shí)引起的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)傾;前、后發(fā)動(dòng)機(jī)支承位于前副車(chē)架上,主要抑制車(chē)輛加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。這幾個(gè)減振支承為液壓支承,能夠更好地隔離發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)身,避免發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳遞至車(chē)身之上,提升車(chē)輛的乘坐舒適性。
● 車(chē)底的橫向加強(qiáng)件
全新凱美瑞的車(chē)身底板中央隧道位置帶有三根橫向加強(qiáng)桿,可降低中央通道的開(kāi)口變形,能夠一定程度上阻隔路噪傳入車(chē)內(nèi),同時(shí)車(chē)身橫向剛度的加強(qiáng)對(duì)提升車(chē)輛操控也有一定的幫助。
● 組成高強(qiáng)度乘員艙的封閉框架
豐田的GOA(Global Outstanding Assessment,意為全球頂級(jí)評(píng)價(jià))車(chē)身是我們熟悉的一項(xiàng)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是加強(qiáng)乘員艙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,減小在碰撞事故中乘員艙的潰縮量,保證車(chē)內(nèi)乘員的安全。同樣的設(shè)計(jì)理念目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各品牌的車(chē)型產(chǎn)品之上。豐田GOA車(chē)身很強(qiáng)調(diào)利用封閉式框架結(jié)構(gòu)來(lái)提升車(chē)身整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
全新凱美瑞的車(chē)身前圍板、側(cè)圍以及后排座椅靠背位置都有封閉的鈑金結(jié)構(gòu)。這些框架結(jié)構(gòu)焊裝到一起后,提升了車(chē)身的整體剛性,除了加強(qiáng)了乘員艙的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度外,也進(jìn)一步減小了轉(zhuǎn)向時(shí)的車(chē)身響應(yīng)時(shí)間,提升了操控性能。
● 總長(zhǎng)16.5米的結(jié)構(gòu)膠
全新凱美瑞相比上代車(chē)型,車(chē)身靜態(tài)抗扭剛度提升了30%,除了歸功于上面提到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新材料運(yùn)用外,高比例結(jié)構(gòu)膠(高比例結(jié)構(gòu)膠一般會(huì)在高端車(chē)型上采用)的采用也有非常大的貢獻(xiàn)。全新凱美瑞的后輪拱、車(chē)身底板、側(cè)圍的鈑金件之間都涂覆有結(jié)構(gòu)膠。結(jié)構(gòu)膠的使用能減小鈑金件之間的應(yīng)力集中區(qū)域、提升車(chē)身剛度、抑制車(chē)身振動(dòng),同時(shí)對(duì)于增強(qiáng)車(chē)身的密封性能也有一定幫助。全新凱美瑞整車(chē)涂覆的結(jié)構(gòu)膠全長(zhǎng)為16.5米。
● 阻隔在車(chē)身空腔中傳遞的噪音
作為豐田旗下的一款拳頭中型車(chē)產(chǎn)品,全新凱美瑞的隔音措施必須做到位。就車(chē)身而言,全新凱美瑞除了通過(guò)提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、優(yōu)化車(chē)身模態(tài)、降低車(chē)身共振水平外,還在車(chē)身空腔內(nèi)部填充了聚氨酯泡沫材料。
這些泡沫材料在車(chē)身涂裝車(chē)間車(chē)漆烘烤環(huán)節(jié)會(huì)膨脹占據(jù)車(chē)身空腔內(nèi)的位置,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)噪音傳遞路徑的阻斷,避免噪音沿著車(chē)身內(nèi)的空腔傳遞,優(yōu)化了整車(chē)的NVH性能。類(lèi)似的措施我們?cè)诤芏嗤?jí)中型車(chē)上都看到過(guò),是目前業(yè)內(nèi)車(chē)身NVH優(yōu)化的一項(xiàng)常用的手段。
● 豐田TNGA的零部件通用化
豐田TNGA作為一個(gè)車(chē)輛開(kāi)發(fā)新架構(gòu)體系,比平臺(tái)的概念更寬泛。除了模塊化生產(chǎn)外,豐田TNGA在項(xiàng)目規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)階段形成了更為統(tǒng)一的整體。但如果單純討論車(chē)輛平臺(tái)的話(huà),豐田TNGA架構(gòu)在零部件通用化方面也有非常大的長(zhǎng)進(jìn)。TNGA零部件通用化率的提升意味著未來(lái)的豐田車(chē)型很可能會(huì)在不同車(chē)型上采用相同的與碰撞安全相關(guān)的零部件(如前、后防撞梁、前副車(chē)架等部件)或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如車(chē)身內(nèi)部的加強(qiáng)設(shè)計(jì)、前指梁設(shè)計(jì)等)。
這里舉一個(gè)比較好理解的例子,在進(jìn)入TNGA時(shí)代之前,不同豐田車(chē)型前排座椅的腳支架都是不同的,不同車(chē)型的座椅是不能簡(jiǎn)單換用的。
進(jìn)入TNGA時(shí)代,前排座椅取消了腳支架,換用了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的座椅導(dǎo)軌,這使得不同車(chē)型的座椅可以隨意換用安裝到車(chē)身上,更重要的是提升了座椅零部件的通用化率,有利于降低制造成本。座椅導(dǎo)軌統(tǒng)一后,不同車(chē)型對(duì)座椅位置的不同布置則通過(guò)車(chē)身底板的設(shè)計(jì)來(lái)落實(shí)。
● 全文總結(jié):
和業(yè)內(nèi)大部分新車(chē)型一樣,全新凱美瑞通過(guò)采用熱成型鋼板、增加高強(qiáng)度鋼板和結(jié)構(gòu)膠使用比例來(lái)實(shí)現(xiàn)提升車(chē)身強(qiáng)度的目的。相比上一代凱美瑞,全新凱美瑞的車(chē)身抗扭剛度提升了30%。車(chē)身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化使得全新凱美瑞在最新的碰撞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也能取得較好的成績(jī)。車(chē)身的強(qiáng)化除了提升被動(dòng)安全性能,對(duì)于操控性能也有所裨益,最大的好處是提升車(chē)輛的轉(zhuǎn)向響應(yīng)性能。作為一款中級(jí)車(chē),車(chē)廂靜謐性同樣重要,車(chē)身結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)化使得全新凱美瑞車(chē)身共振頻率進(jìn)一步提高,從而降低了車(chē)輛行駛時(shí)車(chē)身共振產(chǎn)生的噪音。在車(chē)身腔體內(nèi)填充聚氨酯泡沫能夠有效抑制噪音在車(chē)身腔體內(nèi)傳遞,避免噪音通過(guò)孔洞或縫隙傳遞到乘員艙內(nèi)。全新凱美瑞的車(chē)身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和制造工藝相比上一代凱美瑞有了明顯的進(jìn)步,也體現(xiàn)了TNGA架構(gòu)的先進(jìn)性。(圖/文/攝/汽車(chē)之家 常慶林)
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