從車型定位來說,敞篷車的使用環(huán)境比較有局限性,市場(chǎng)也相對(duì)小眾,所以大多數(shù)廠家的產(chǎn)品并沒有涉獵到這個(gè)領(lǐng)域。目前熱衷于開發(fā)敞篷車的廠家主要集中在歐洲地區(qū),北美和日本車企已經(jīng)逐漸退出了這個(gè)市場(chǎng),除了馬自達(dá)等少數(shù)品牌還保留了為數(shù)不多的幾款車型,比如馬自達(dá)MX-5。
想要了解敞篷車的車身設(shè)計(jì),我們還是要把更多的目光集中在歐洲市場(chǎng),因?yàn)闅W洲市場(chǎng)還保留著大量的敞篷“小跑車”,比如寶馬1系和3系、大眾E0S、標(biāo)致308CC、Golf&Audi的Cabri0、奧迪A5、雷諾Megane、歐寶Astra和Cascada等。歐洲良好的自然和道路環(huán)境保留了敞篷車存在的最后一絲尊嚴(yán)。
敞篷車又分硬頂敞篷和軟頂敞篷兩種類型,軟頂又分為自動(dòng)折疊和手動(dòng)折疊。硬頂是通過一整套復(fù)雜的連桿+電機(jī)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)敞篷的開閉,代表車型奔馳SL;軟頂多為液壓和框架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的開閉,代表車型歐寶Cascada;而手動(dòng)折疊就比較好理解了,需要手動(dòng)實(shí)現(xiàn)打開和閉合,手動(dòng)折疊的代表車型就是MX-5的基本型(RF為硬頂)。
敞篷車的車身設(shè)計(jì)相比于傳統(tǒng)車最大的差異就在于性能定義,NVH在胎噪和路噪的定義,碰撞安全的定義,車身剛度定義等,由于其結(jié)構(gòu)的先天劣勢(shì),綜合性能與閉合車身相比會(huì)有較大的差異,比如目前還沒有一款敞篷車能拿到各國Ncap的五星安全評(píng)價(jià),歐洲一線品牌車型中也沒有哪一款公布過的敞篷車扭轉(zhuǎn)剛度超過20000,也沒哪款敞篷車的舒適性(噪音和震動(dòng)控制)能超過同級(jí)別的封閉車身車型。
在NVH的控制上,敞篷車的頂棚是至關(guān)重要的,但是不管是軟頂還是硬頂折疊,它們?cè)谲囬T上都缺少了一道密封條,而且又多了很多結(jié)合縫,所以在噪音的控制上肯定不如傳統(tǒng)封閉車身,那么敞篷車能做的就是盡量去抑制震動(dòng),盡可能去優(yōu)化噪音,而底線是不產(chǎn)生共振和風(fēng)噪鳴音,所以敞篷車在頂棚的NVH上需要做很多細(xì)致的工作。目前采用自動(dòng)折疊的頂棚比較多,而軟頂和硬頂在噪音的抑制效果上實(shí)際差別不大,所以很多廠家為了降低整車重量、同時(shí)也為了節(jié)約成本、增加后備箱容積,多采用自動(dòng)折疊軟頂?shù)脑O(shè)計(jì),比如歐寶Cascada。
軟頂折疊頂棚的結(jié)構(gòu)上,需要集成后風(fēng)擋玻璃、側(cè)框玻璃密封條、頂棚骨架、自動(dòng)開啟機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)等等。重量大約在50kg左右,而硬頂?shù)恼讬C(jī)構(gòu)重量約為100kg。但是硬頂也有它的優(yōu)勢(shì),比如高級(jí)感、可以與車身同色、對(duì)車頂?shù)谋Wo(hù)、提升車體整體剛度等等。在頂棚的開閉速度條件和時(shí)間上,每家車企的設(shè)定不一樣,大家可以看看下面這張直觀的對(duì)比圖。
在碰撞安全上,敞篷車因?yàn)闆]有頂蓋和車身上半部分支撐,所以在前碰時(shí),結(jié)構(gòu)上就需要強(qiáng)化short gun與A柱立板的連接,同時(shí)加寬A柱立板在X方向的截面。強(qiáng)化A柱立板還有一個(gè)很重要的原因是為了讓車身滿足頂壓的法規(guī),敞篷車A柱立板是車身最高點(diǎn),所以很多車型會(huì)在A柱里增加一根擠壓或者內(nèi)高壓成型的管狀型材來滿足頂壓法規(guī)。
歐寶Cascada在應(yīng)對(duì)車輛在翻滾和側(cè)碰時(shí),從減震塔座靠近衣帽架的結(jié)構(gòu)處,有一個(gè)液壓機(jī)構(gòu)彈出,配合側(cè)面氣囊的使用,保護(hù)乘員艙的乘客。
在應(yīng)對(duì)側(cè)碰時(shí),對(duì)于敞篷車最大的挑戰(zhàn)不是車身的傾入量,而是側(cè)面撞擊對(duì)人體頭部的傷害,因?yàn)槌ㄅ褴嚊]有頂蓋邊梁,無法去布置側(cè)面氣簾。所以很多敞篷車就開發(fā)了一種側(cè)面能覆蓋到頭部的氣囊來保護(hù)頭部,同時(shí)強(qiáng)化側(cè)門的防撞結(jié)構(gòu)。
在車身剛度的定義上,因?yàn)檐嚿砩蠠o法形成閉合的環(huán)形框架結(jié)構(gòu),所以敞篷車的剛度都普遍偏低,比如MX5的彎曲只有5100,扭轉(zhuǎn)也只有9000多;歐寶Cascada的彎曲是16100,扭轉(zhuǎn)是15800,;奔馳SL扭轉(zhuǎn)也只有16000。而同級(jí)別的轎跑的車身扭轉(zhuǎn)剛度普遍都在25000~30000。所以,所有敞篷車的車身輕量化系數(shù)都比較大,普通都在6以上,甚至上一代的車型都超過了10。
另外,剛度和模態(tài)本身有對(duì)應(yīng)關(guān)系,單位質(zhì)量的剛度低,那么模態(tài)也會(huì)相應(yīng)的比較低。所以我們會(huì)看到Cascada的彎曲和扭轉(zhuǎn)模態(tài)分別只有27和22,而上一代的Astra則更低。
敞篷車因?yàn)橄忍斓慕Y(jié)構(gòu)缺陷,較差的剛度也會(huì)影響到車輛的操穩(wěn),所以為了盡可能去提升剛度和車輛的操穩(wěn)性能,在車頂結(jié)構(gòu)受限的情況下,只能通過在車底去強(qiáng)化來實(shí)現(xiàn)。比如在車底增加一些V型和X型的穩(wěn)定桿,對(duì)車身兩側(cè)進(jìn)行連接,來提升彎扭剛度,同時(shí)對(duì)車輛前碰撞性能亦有較大的提升。
綜述:敞篷車在視覺上的拉風(fēng),并不能掩蓋其整體性能上的劣勢(shì)。強(qiáng)如法拉利的California T,也只能是直線加速尚可,進(jìn)入多彎的賽道一樣要被Type-R這種封閉車身的小鋼炮吊打。所以在敞篷車的性能定義上更多是要考量它的使用環(huán)境、消費(fèi)人群,NVH和車身剛度性能目標(biāo)需要找到一個(gè)可接受的范圍來匹配車型的定位,而不能陷入傳統(tǒng)車型的設(shè)計(jì)思維里,鉆了牛角尖。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:KA汽車
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