[淺談車體結構二] 剛性強卻要輕量化的矛盾車身?

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汽車要求相互矛盾特性的例子所在多有,車身即是如此,高剛性強度和輕量化就是矛盾的相反特性。1900年後半期為了提昇碰撞的安全性,車重日益增加;但進入2000年,除了安全性之外,油耗表現也被視為重要的性能,於是車身要求輕量化。

方式是改良鋼板,雖然汽車「自古以來」就使用鋼板,但是鋼板的原料成分一直在改變,施以特殊熱處理或壓延加工,可在不減少強度的前提下讓鋼板更薄,而在同樣重量的前提下則更加強固,提昇車身的剛性。

Mazda Roadster的單體式車身。儘管敞篷車少了車頂部分的支撐,但在側邊門檻及地板所下的功夫確保了充足的剛性。

顯示鋼板強弱的指標是抗壓強度,具體度量是將1mm2的材料放在試驗機裡加壓達到破壞點時的數值(註:這裡指的是鋼材的破壞強度,非降伏強度),以汽車來說,270MPa左右為普通鋼板,超過者稱為高張力鋼板,超過980MPa為超高張力鋼板。Mazda CX-5前後樑的一部分甚至用到1800MPa的高強度鋼板,1800MPa可換算成18354kg,真是非常強大。焊接方式也不只以往的點焊,再加上雷射焊接或接著劑,讓車身進化到更輕量卻又更堅固。

增加鋼板的厚度及強度即能確保剛性,但連帶也會增加重量,若採用薄而有強度的高張力鋼板,依據各部位的需求分為不同強度。

Toyota 86的單體式車身。為了確保比一般汽車更高的剛性,骨架設計較粗大,以承受外部的應力。

文章來源:Goo車訊網

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