汽車前保險(xiǎn)杠防撞梁其實(shí)并不是讓車子“防撞”,是在低速碰撞的時(shí)候起到緩沖和吸收保護(hù)的作用,保護(hù)車子,保護(hù)人,并能減少維修本錢。 汽車在低速碰撞時(shí),防撞梁本體將碰撞能量及時(shí)傳遞至左右吸能盒,充分吸收碰撞能量,降低車輛受損程度。高速碰撞時(shí),防撞梁本體發(fā)生塑性變形吸收能量,同時(shí)將能量傳遞給機(jī)艙前縱梁,通過(guò)車體骨架系統(tǒng)將能量分解,減小車輛受損與人員受傷害程度。
一、汽車前保險(xiǎn)杠前防撞梁鋁合金型材和鋼材市場(chǎng)應(yīng)用狀況調(diào)查
汽車前防撞梁作為汽車的重要部件,通常采用金屬材質(zhì),如高強(qiáng)度鋼材和汽車用鋁合金等,保險(xiǎn)杠防撞梁鋁合金型材在中高檔汽車中使用較為廣泛。汽車前防撞梁一般由防撞橫梁、吸能盒、吸能盒增強(qiáng)件及銜接板組成。圖示汽車前防撞梁裝置位置。
統(tǒng)計(jì)歷年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上213款車型的保險(xiǎn)杠防撞梁材料運(yùn)用情況,有118款車型采用高強(qiáng)鋼,95款車型采用鋁合金,可見(jiàn)保險(xiǎn)杠防撞梁材料以高鋼為主。
通過(guò)對(duì)5年內(nèi)市場(chǎng)上的104款主流車型進(jìn)行調(diào)研,軸距為2 550~2 850 mm,價(jià)格在10~30萬(wàn)元的中低端車型,高強(qiáng)鋼使用比例為42%。其中高強(qiáng)鋼使用最多的為自主品牌,共25款。由此可見(jiàn),中低端車型基于成本考慮,更多的采用成本低廉的高強(qiáng)鋼,歐洲、美系車更多考慮性能與舒適性,更傾向于采用鋁合金防撞梁。
從2008年至2022年的歷年歐洲車身資料,以及國(guó)內(nèi)車身資料來(lái)看,國(guó)內(nèi)外主流車型的鋁合金防撞梁主要集中體現(xiàn)在中高端車型,如奧迪A3、奧迪A4L、奧迪e-tron、奔馳A Class、路虎Evoque、捷豹I-PACE、標(biāo)致308、標(biāo)致308S、標(biāo)致508、標(biāo)致4008、雪鐵龍C5、歐寶Mokka、英朗、邁銳寶、君威、君越、福特E-Transit、福特focus、福特探險(xiǎn)者、科魯茲、吉普自由俠、沃爾沃XC40電動(dòng)、沃爾沃北極星、沃爾沃V60、冠道、豐田bZ4X、斯巴魯solterra、雷克薩斯_LCConvertible、豐田銳志、馬自達(dá)昂克賽拉、馬自達(dá)CX-60、榮威950、極氪_001、長(zhǎng)安逸動(dòng)、領(lǐng)克01PHEV、蔚來(lái)ES6、蔚來(lái)ES8、北京X7等。
統(tǒng)計(jì)70款車型的防撞梁應(yīng)用情況,按各車系分析如下:德系車的鋁合金防撞梁應(yīng)用最廣,約占30%,美系占22%、日系占20%、自主車占19%、法系車應(yīng)用最少,約占9%。
數(shù)據(jù)表明,汽車前保險(xiǎn)防撞梁鋁合金型材一般采用擠壓鋁型材,截面形狀以“日字型”結(jié)構(gòu)為主,約占70%,“目字型”占22%,“口字型”占8%。另外,擠壓鋁主要在前保險(xiǎn)杠防撞梁體現(xiàn),后保險(xiǎn)杠防撞梁較少采用
二、汽車保險(xiǎn)杠前防撞梁碰撞性能仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果
汽車用鋁合金防撞梁均勻質(zhì)量4.5 kg,鋼制防撞梁均勻質(zhì)量6.6 kg,差值約32%。通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,在比吸能方面,30 ms 時(shí)汽車用鋁合金防撞梁比吸能為11.3 kJ/kg,鋼防撞梁比吸能為5.2 kJ/kg。汽車用鋁合金防撞梁的比吸能是鋼防撞梁比吸能的2 倍多。
汽車前保險(xiǎn)杠防撞梁使用鋁合金型材的支反力峰值比鋼制提高11.1%%。結(jié)論是汽車保險(xiǎn)杠前防撞梁鋁合金型材能實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí),還提升了強(qiáng)度和吸能性能。
三、總體結(jié)論
在汽車產(chǎn)品制造中,逐漸加大汽車用鋁合金材料的應(yīng)用比例是汽車輕量化的必然趨向, 汽車用前保險(xiǎn)杠防撞梁鋁型材必然經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)考證后取代鋼材原料。
1) 依據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果,正面碰撞汽車用鋁合金防撞梁吸收能量?jī)?yōu)于鋼制防撞梁,滿足設(shè)計(jì)和使用。
2) 汽車用鋁合金相比鋼資料有著密度小的優(yōu)勢(shì),用汽車用鋁合金型材替代傳統(tǒng)鋼,可使前防撞梁質(zhì)量減輕30%~50%,輕量化效果顯著。
3) 經(jīng)過(guò)比照合資車企與自主車企鋁合金防撞梁應(yīng)用狀況,可發(fā)現(xiàn)采用汽車用鋁合金防撞梁是汽車輕量化將來(lái)趨向。
4) 比照防撞梁比吸剖析結(jié)果顯現(xiàn),鋁合金防撞梁吸能才能明顯優(yōu)于鋼防撞梁,有助于進(jìn)一步提高整車平安性。