如果說汽車上有啥看著不起眼的零件，我覺得最不起眼的反而是整車最大的零件——白車身。很多人都會認(rèn)為，白車身不就是一個鐵殼子，拿幾個鐵皮焊在一起就完事了。了解得多一些的，可能會考慮沖壓工藝的影響，對于側(cè)圍或類似大零件有一些技術(shù)限制。但是以上都是比較簡單的想法，白車身作為全車最大的零件，起到的是承載其他所有零件的作用。就像著名的悖論特修斯之船那樣，當(dāng)把一臺車上的所有零件都換掉以后，這臺汽車還是原來的汽車么？在我看來，白車身就是一臺車的本體和靈魂所在，如果把發(fā)動機比作心臟，那白車身就是軀體。這也是為什么車管所非常車架號，這可以算得上是類似汽車身份證的東西了。關(guān)注微信公眾號，沖壓幫 如今的平臺化造車?yán)砟钪饾u普及，通過共用設(shè)計和零件，主機廠可以達到節(jié)約成本提升性能的雙重功效，同時，白車身在很大程度上決定了一款車型的安全性?？梢哉f，一輛汽車的性能都是從白車身而起，比如安全性，NVH，輕量化，操控性，舒適性等等。
白車身雖看似簡單，想要做好它確實很不容易，因為它是整車設(shè)計中最重要的一個零件，也是最先開始的零件，所以在開發(fā)過程中，需要經(jīng)歷非常多次的迭代優(yōu)化。為了給車上所有零件提供安裝點，白車身上需要設(shè)計很多螺柱或開孔。為了提供更好的整車碰撞成績，需要對結(jié)構(gòu)強度進行多次CAE計算，確保最終在碰撞測試中獲得期望的成績。
不僅碰撞需要進行計算，對NVH而言至關(guān)重要的模態(tài)和剛度也是需要不斷被優(yōu)化的。通過不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以從根源上提升整車的NVH表現(xiàn)水平。
所以，唯有通過各種手段的優(yōu)化，關(guān)注微信公眾號，沖壓幫 配合多輪計算和論證，才能擁有一款優(yōu)異的車身。技術(shù)含量也就隨之水漲船高了，有時候通過利用一些巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以達到事半功倍的效果。
正好手里有一些豐田新卡羅拉的宣傳數(shù)據(jù)，我也就借此來說一下幾個對于提升車身性能非常有幫助的小技巧，但不要小看這些看似簡單的零件，這可都是經(jīng)歷多次研發(fā)和調(diào)整后的最優(yōu)化解決方案，和如今市場上的副廠改裝件不可同日而語，技術(shù)含量高了一個數(shù)量級。
卡羅拉使用的是豐田最新的TNGA架構(gòu)，豐田如今的新車幾乎全都是基于這個架構(gòu)而來。TNGA的主要特點就是安全性較強，同時具有很強的擴展性，車內(nèi)空間也盡可能做到最大。豐田之所以能夠讓TNGA架構(gòu)擁有較為優(yōu)秀的碰撞成績，主要有一下幾個特殊設(shè)計：
首先登場的是通貫式車底縱梁?？v梁的重要性就類似于人的骨骼，在發(fā)生碰撞的時候，提供關(guān)鍵車身強度就要靠這些梁。關(guān)注微信公眾號，沖壓幫 通?？紤]到成本和碰撞性能而言，配備一根從防火墻到B柱位置的加強梁就已經(jīng)足以應(yīng)對如今的C-NCAP了（不排除某些車型由于車身強度實在不夠因此需要做其他額外加強的）。但是TNGA考慮到眾多車型需要應(yīng)對更嚴(yán)苛的IIHS或C-IASI等需要考慮25%偏置碰的情形，因此加強了兩側(cè)底部的縱梁，讓其一直延伸至車尾。這樣做的好處就是可以提供更大的X向碰撞強度，在關(guān)鍵時刻保證乘員艙盡可能不被擠壓變形。
接著，是橫向固定器，其實這種結(jié)構(gòu)在有些車上也有應(yīng)用，通過對通道部分的橫向加強，達到提升Y向強度的目的。之所以這樣做，主要是為了應(yīng)對側(cè)碰的測試要求。和縱向的梁一樣，TNGA在橫向加入的這三條梁，除了提升側(cè)碰性能，這幾根連桿還能幫助抑制整車在行駛過程中的車身變形，提升車身剛度。另外不同于其他車型的是，新卡羅拉使用的是鋁制零件，在提供足夠強度的同時，還能大幅減輕車身重量，在如今輕量化概念下，盡可能提升燃油經(jīng)濟性。
在前輪上方，所有TNGA車型都使用了半包圍式的塔頂加強梁，在這一點上卡羅拉也沒有例外。關(guān)注微信公眾號，沖壓幫 在汽車改裝界，頂巴也是一個重點改裝項目，然而后市場上那些通過螺接的頂巴相比于一體成型且通過多個固定點安裝的原廠頂巴相比，性能自然要遜色不少。卡羅拉這款原廠頂巴，也是為了整車的車身剛性服務(wù)的。
另外在車頭部分，最影響碰撞性能的就屬前防撞梁了。防撞梁的位置以及剛度都會直接影響最終的安全性。為了更好的保護車內(nèi)外人員，卡羅拉使用了兩根不同材質(zhì)的防撞梁，通過上部鋁制擠出成型的主梁和下部鋼制沖壓成型的副梁，盡可能將更多的正碰能量均勻傳遞給車身。這種結(jié)構(gòu)同樣可以在TNGA的其他車型上看到，是一種比較統(tǒng)一化的解決方案，不過其背后，卻是大量工程師辛勤勞動的結(jié)果。鋁質(zhì)的前防撞梁，主要也是考慮到減重這個大需求，在這種需要高強度和大尺寸的結(jié)構(gòu)件上，通過更換鋁質(zhì)零件，可以大幅降低重量，但代價自然就是成本的上升。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，得益于豐田最新的TNGA平臺，整個底盤相對平整，全車還有大面積的隔音處理，可以有效抑制風(fēng)噪路噪和胎噪，提供更靜謐的駕乘體驗。另外，全新的GOA座艙設(shè)計也是看不見的亮點，側(cè)圍外板與里板的連接加強，借此提升了車架的強度。
材料運用也是看著沒啥區(qū)別但實際技術(shù)含量差距特別大的零件。在卡羅拉身上，前縱梁，A柱內(nèi)板，通道，座椅橫梁以及后排縱梁等零件使用傳統(tǒng)的590Mpa高強度鋼。在天窗加強梁，側(cè)圍下板以及B柱位置的座椅橫梁位置，關(guān)乎碰撞安全的零件，都使用了1180MPa的高強度鋼。在最關(guān)鍵的幾處位置，如前保下縱梁，A柱內(nèi)板，B柱內(nèi)板，縱梁等位置，使用的是1620Mpa的超高強度鋼。關(guān)注微信公眾號，沖壓幫 雖然看似都是一樣的車身結(jié)構(gòu)，通過使用不同的材料，可以擁有完全不同的結(jié)構(gòu)性能。想要把高強度的鋼板制作成需要的形狀，需要的就是熱成型工藝了，通過高溫和高壓的沖壓，才能保證在沖壓過程中零件的成形性，無論是對工藝還是對成本控制，都是非常大的挑戰(zhàn)。
在查閱資料的時候，我還發(fā)現(xiàn)了一個非常創(chuàng)意的點，那就是卡羅拉使用了副駕駛坐墊氣囊。氣囊相信大家都不陌生，如今已經(jīng)很難找到一款不帶氣囊的車型了。卡羅拉全系標(biāo)配8個氣囊，不同于一些車型在副駕駛膝部布置氣囊，卡羅拉這次將氣囊布在了副駕駛的大腿位置，大致如圖：
在發(fā)生碰撞時，此處會爆出一個氣囊，將副駕的大腿抬高，同時可以避免臀部向前滑出，起到輔助固定乘客的作用。同時，被抬起的雙腿可以在碰撞中更好得起到支撐作用，緩解一部分原本需要由安全帶約束的力，對于碰撞測試成績也會有一定程度的幫助。較為有效地保護了個頭嬌小的兒童和女性乘客的安全。此類氣囊我還是第一次見到，讓我眼前一亮。除了這個特殊設(shè)計的氣囊外，另外7個氣囊分別是：方向盤氣囊，副駕駛正面氣囊，駕駛位膝部氣囊，前排左右側(cè)腰部氣囊以及側(cè)向氣簾。這些氣囊通過氣囊控制器的管理，在合適的情況下以此點爆，可以在碰撞中最大程度保證駕乘人員的生命安全。在系上安全帶的情況下，有氣囊的車型在事故傷亡率方面相較沒有氣囊的車型有所下降，足以可見氣囊作為一項不算太新的科技，對于安全性的重要幫助。通過減小碰撞時的加速度，無論是面部，頭部，還是肩部，胯部等等關(guān)鍵部位，都用氣囊進行緩沖。比如值得一提副駕駛面部氣囊，因有對面部貼合有特殊設(shè)計，可以較好地緩解汽車事故帶來的沖擊。在汽車碰撞后，為了避免副駕駛乘客與車內(nèi)結(jié)構(gòu)件發(fā)生“二次碰撞”，副駕面部氣囊會在極短的時間內(nèi)打開并充氣，使副駕駛乘客“撲在”氣墊上，從而減輕車輛碰撞對乘客的傷害程度。隨著整車被動安全重要性深入人心，越來越多的車主在選購時更關(guān)注氣囊的數(shù)量。當(dāng)然，車內(nèi)的氣囊是需要與安全帶配合使用的，所以在任何情況下，都要系緊安全帶，包括停車休息的時候。
最后還有一點，最新的TNGA架構(gòu)下，將混動模式的動力電池布置于后排坐墊下方，實現(xiàn)了混動版本和傳統(tǒng)汽油版本相同的行李箱容積。另外，通過A面修改，盡可能降低車身高度，達到節(jié)油和提升駕駛性的目的。
總結(jié)：車身作為整臺車上看似最沒有技術(shù)含量的零件，實則包含了大量的設(shè)計元素和工藝難度。一款好的車身在最終整車性能的層面會占據(jù)很大主動權(quán)，無論是安全，性能，操控，NVH，乃至空間，舒適等等層面，都起著決定性的作用。
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