“Theres whiskey in the jar-o”

# 車(chē)身篇 #

Vol.05

防滾架相關(guān)要點(diǎn)

雖然目前國(guó)內(nèi)一些賽事對(duì)防滾架都有要求，也有相應(yīng)的車(chē)檢流程。但這些都是最基本的，可能并不細(xì)致、并不全面。如果防滾架的設(shè)計(jì)目標(biāo)僅僅是符合規(guī)則通過(guò)車(chē)檢，以便能參賽的話，你的防滾架可能并不能充分保證你的安全。在安全上做多少準(zhǔn)備都是不浪費(fèi)的。如果你真的非常關(guān)心自己的生命安全，我們建議你找個(gè)真正懂知識(shí)有有經(jīng)驗(yàn)的技師，在滿足這些車(chē)檢規(guī)則后還應(yīng)該多做一些、多預(yù)算一些、多認(rèn)真一些。畢竟，安全完賽才是取得成績(jī)的基礎(chǔ)，也是以后能長(zhǎng)久玩車(chē)的前提。

確實(shí)，目前國(guó)內(nèi)不是所有車(chē)隊(duì)或車(chē)手都有足夠的能力或預(yù)算可以投入到防滾架上。在沒(méi)有足夠條件的時(shí)候如何才能盡可能提高防滾架的品質(zhì)呢？我想，車(chē)身工程師大飛哥已在多年對(duì)各種車(chē)身的拆解破壞試驗(yàn)中獲得了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。

如果你對(duì)自己的車(chē)身或防滾架感興趣，歡迎留言交流或聯(lián)系我們進(jìn)行實(shí)車(chē)評(píng)估。

—— 蟹爪朝天

 

賽車(chē)車(chē)身其所處的環(huán)境和所需經(jīng)受的考驗(yàn)遠(yuǎn)比街用車(chē)高得多。所以在改裝一臺(tái)賽車(chē)車(chē)身時(shí)，要綜合考慮原廠車(chē)身基礎(chǔ)、賽規(guī)等多種因素來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

對(duì)一臺(tái)賽車(chē)來(lái)說(shuō)，防滾架是必不可少的重要組成部分。防滾架最主要的特點(diǎn)是增強(qiáng)車(chē)身剛度，尤其是增強(qiáng)與車(chē)手最近的位置和車(chē)身相對(duì)較弱的位置，來(lái)提高車(chē)身的抗風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，保證車(chē)手的安全。

防滾架從安裝形式來(lái)說(shuō)分為可拆卸和不可拆卸兩種。

• 可拆卸

通過(guò)可拆卸的螺栓或者卡扣結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接，多數(shù)情況下不需要與車(chē)身焊接，即便有的需要在個(gè)別固定點(diǎn)焊接，也是極少的。這種防滾架的優(yōu)勢(shì)是在不需要的時(shí)候可方便拆卸，將車(chē)輛恢復(fù)至平常狀態(tài)。

• 不可拆卸

各結(jié)構(gòu)之間是焊接的，與車(chē)身也是焊接在一起的，無(wú)法拆卸，車(chē)身無(wú)法恢復(fù)到原狀態(tài)。

對(duì)于有賽道需求的車(chē)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該首選不可拆卸的防滾架。

下面咱來(lái)結(jié)合車(chē)身說(shuō)說(shuō)防滾架的布置。防滾架是在賽車(chē)發(fā)生碰撞或翻滾等情況時(shí)保護(hù)車(chē)身不過(guò)分變形及脫落，以保護(hù)駕駛員及場(chǎng)外人員安全的防護(hù)裝置。在極端情況下防滾架是可以保護(hù)車(chē)手生命的，所以在防滾架的設(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)馬虎不得。

 酷樂(lè)再次強(qiáng)調(diào)  如果你真的非常關(guān)心自己的生命安全，我們建議你找個(gè)真正懂知識(shí)有有經(jīng)驗(yàn)的技師，在滿足賽規(guī)車(chē)檢后還應(yīng)該多做一些、多預(yù)算一些、多認(rèn)真一些。畢竟，安全完賽才是取得成績(jī)的基礎(chǔ)，也是以后能長(zhǎng)久玩車(chē)的前提。

先來(lái)看一下基本原則

這是某車(chē)型的模擬碰撞時(shí)車(chē)身的受力云圖。下車(chē)體承受了 75%左右的能量，上車(chē)身承受了25%左右的能量。A、B 柱是承載力較大的部件，也是對(duì)駕駛員最近的區(qū)域，所以防滾架在布置的時(shí)候要格外關(guān)注此位置。

在我們小的時(shí)候就都知道，哪個(gè)形狀最穩(wěn)定？

對(duì)，三角形。

縱梁在布置的時(shí)候會(huì)存在一定的夾角，使結(jié)構(gòu)形成三角形以保持穩(wěn)定性。這也正是目前防滾架布置的主要結(jié)構(gòu)形式。

確定了基礎(chǔ)形式后，重點(diǎn)就是如何將防滾架與車(chē)身結(jié)合了。這個(gè)需要結(jié)合車(chē)身整體結(jié)構(gòu)情況來(lái)評(píng)估和分析。在這個(gè)過(guò)程中，我們應(yīng)該考慮：

• 怎樣的搭接才更可靠？

• 怎樣才能讓力有更好的傳遞？

• 哪個(gè)位置是車(chē)身承受力最大的位置？

• 在碰撞時(shí)連接點(diǎn)不會(huì)將鈑金撕裂？

圖為典型的不可拆卸的防滾架

從結(jié)構(gòu)形式看符合我們的邏輯，具備三角形特性。防滾架在設(shè)計(jì)時(shí)分為主結(jié)構(gòu)和輔助結(jié)構(gòu)，正向開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該是：

• 3D掃描白車(chē)身的內(nèi)部表面。

• 利用3D數(shù)據(jù)進(jìn)行防滾架的主結(jié)構(gòu)布置，確定彎管的角度。

• 添加輔助結(jié)構(gòu)。

• 將設(shè)計(jì)出的防滾架進(jìn)行數(shù)字化模擬及優(yōu)化。

在預(yù)算、工期等現(xiàn)實(shí)條件制約而無(wú)法按照這樣的過(guò)程設(shè)計(jì)防滾架的時(shí)候，專(zhuān)業(yè)工程師的經(jīng)驗(yàn)就變得非常重要了。此時(shí)，可以采用“邊界法”（這是我個(gè)人命名的方法）來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì) ——

這是根據(jù)邊界的輸入、條件的約束來(lái)逐步確定，逐步趨向最合理的防滾架設(shè)計(jì)的方法。這是個(gè)在實(shí)踐中屢試不爽的方法。

對(duì)于防滾架從頭到尾的設(shè)計(jì)過(guò)程，以后我們可以進(jìn)行詳細(xì)的拆分講解，今天先來(lái)說(shuō)一些作為車(chē)手更在意的事兒。

 酷樂(lè)提示  對(duì)于車(chē)身、防滾架方面如果有問(wèn)題或想說(shuō)的話，可以在文末留言一起交流。我們還會(huì)請(qǐng)大飛等專(zhuān)家們做專(zhuān)題講解。

車(chē)手與車(chē)是緊密聯(lián)系在一起的，除了希望取得更好的成績(jī)外，還希望能帶給他/她安全，所以防滾架是至關(guān)重要的。一起來(lái)看看B柱的管子。

B柱存在側(cè)碰的潰縮區(qū)，如上圖紅線為上一代車(chē)型，潰縮區(qū)在假人的胸腔位置，是非常危險(xiǎn)的。所以在下代車(chē)型中優(yōu)化了設(shè)計(jì)，下降 110mm，調(diào)整到假人的大腿位置。即便該車(chē)身在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于B柱已經(jīng)強(qiáng)化處理，選用了 1500Mpa 的熱成型鋼。但依然是薄弱環(huán)節(jié)所在。

原廠設(shè)計(jì)不足以抵抗賽事中的高速翻滾。如果沒(méi)有防滾架，B柱在翻滾中斷裂，那飛出去或被壓在車(chē)身下的就是你的肉體。這正是 B 柱的管子關(guān)鍵所在。

前面對(duì)于車(chē)身的強(qiáng)度說(shuō)了很多篇幅，其中的重點(diǎn)是：必須基于原始車(chē)身考量，才能更好的布置防滾架。

其中靠考慮的因素主要有：

• 確定車(chē)手身材及駕駛習(xí)慣，確定腳部休息區(qū)及座椅的最佳位置。

• 確定車(chē)身固定點(diǎn)，將固定點(diǎn)盡量布置在高強(qiáng)板，靠近關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置。

• 確定骨架走向，將主要骨架盡可能的與車(chē)身貼合，減小縫隙以提高整體剛性。

• 確定輔助結(jié)構(gòu)，將輔助結(jié)構(gòu)盡量的精簡(jiǎn)，避免對(duì)車(chē)手的影響及惡化車(chē)重。

再來(lái)看一些典型案例

強(qiáng)化車(chē)身固然重要，但為了賽事規(guī)則，還需要保證防滾架符合賽事的要求。這個(gè)要求是為了能讓大家在一個(gè)公平的平臺(tái)去展現(xiàn)自己，也是一個(gè)最基本的要求，所以大家都可以滿足。

但同樣滿足賽事要求的防滾架，也是有所不同的。首先，如果不具備防滾架的開(kāi)發(fā)條件，至少也要對(duì)制作完的防滾架進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的評(píng)估。這是很有必要的一步。其次，低質(zhì)量的工藝會(huì)讓你的防滾架強(qiáng)度大打折扣。

當(dāng)然每個(gè)人都希望能用少的錢(qián)換得高質(zhì)量的產(chǎn)品，但這不現(xiàn)實(shí)。為了你的安全，別太過(guò)度的在意那些身外之物。我們來(lái)看一些架子，可能你自己就會(huì)知道怎么選擇了。以下是國(guó)內(nèi)民間賽車(chē)中常見(jiàn)的一些問(wèn)題：

這些焊接的質(zhì)量缺陷會(huì)直接影響連接的強(qiáng)度。在高速撞擊時(shí)，這種焊接可能會(huì)使鋼板像紙一樣脆弱，并不是危言聳聽(tīng)！如果花了一萬(wàn)五才能達(dá)到這樣的品質(zhì)，那最好還是多花些預(yù)算，來(lái)保證自己的安全吧。

之所以在交叉管結(jié)構(gòu)處要用三角板進(jìn)行填充，是為了讓兩根獨(dú)立的管子能融合成一體。這樣的設(shè)計(jì)不僅可以非常有效的增加抗剪和抗扭強(qiáng)度，還可以增加載荷傳遞面積，使整體更不容易被破壞掉。在這種使用三角板補(bǔ)充的部位，建議進(jìn)行魚(yú)鱗焊滿焊。如果是間隔著焊接幾個(gè)點(diǎn)的話在高速撞擊時(shí)，這種焊接可能會(huì)使鋼板像紙一樣脆弱，并不是危言聳聽(tīng)！

箭頭處這個(gè)結(jié)構(gòu)立板與管柱之間無(wú)連接，受力點(diǎn)在管柱根部。看似鏈接牢固，實(shí)則不太合理。

此處尖銳的結(jié)構(gòu)可能會(huì)在撞擊過(guò)程中對(duì)車(chē)手帶來(lái)額外的傷害。而且將作用點(diǎn)全部放在門(mén)檻內(nèi)板上，極易容易將內(nèi)板撕裂。這種結(jié)構(gòu)很可能讓防滾架和車(chē)身在整體上達(dá)不到強(qiáng)度需求。

圖中防滾架鋼管和車(chē)身的連接板，是燒焊連接，用于固定架子與車(chē)身，防止間隙的抖動(dòng)

在看到堆積很厚實(shí)的焊料時(shí)我們心里可能會(huì)覺(jué)得很有安全感。但之前我做過(guò)很多燒焊的試驗(yàn)，用的是銅硅焊絲，在試片上看似焊絲厚實(shí)，但在拉拔力實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻完全達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)闆](méi)有將母材熔焊，只是堆積了焊料而已。所以，如果不是出自你特別信任且技術(shù)過(guò)硬的焊工，就不要被眼前的大面積焊料給糊弄了。

圖中是很常見(jiàn)的輔助結(jié)構(gòu)

缺口是為了避讓管材所開(kāi)，也是為了好控制尺寸搭接。在這個(gè)缺口上我建議滿焊。因?yàn)檫@個(gè)輔助結(jié)構(gòu)是為了將兩個(gè)交叉管固定在一起形成整體結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)剛度抵抗撞擊，以及擴(kuò)大力臂，可以更好的將力進(jìn)行傳導(dǎo)，所以，你懂的。

焊接質(zhì)量、固定點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理是最常見(jiàn)的兩種問(wèn)題。鋼管和8點(diǎn)式固定連接確實(shí)符合賽事規(guī)則，也可以通過(guò)車(chē)檢，但這樣的防滾架你真的放心嗎？

看似一道很平常的焊縫，卻正是體現(xiàn)技術(shù)和理念的細(xì)節(jié)。正規(guī)的魚(yú)鱗焊、一致的寬度、一致的填充高度、不存在氣孔和斷點(diǎn)。這些要求即便是從外觀來(lái)說(shuō)，也會(huì)讓人舒服很多。至于怎么選擇和判斷，你心中應(yīng)該有答案了。

這些圖片是朋友們分享的一些真實(shí)案例，我不了解你看到后的感覺(jué)，但從我的內(nèi)心有一種滿滿的安全感，美，工業(yè)之美。從技術(shù)角度講，規(guī)整的魚(yú)鱗型焊接可以很好的規(guī)避氣孔、渣眼兒的問(wèn)題。從燒灼的痕跡可以看到，管壁經(jīng)過(guò)高溫已經(jīng)與焊絲完好的融合為一體。經(jīng)過(guò)這樣的工藝，這一部位的抗拉強(qiáng)度可以大大高于間隔著點(diǎn)焊所焊接出的強(qiáng)度。

如果你想知道自己的焊接質(zhì)量如何，可以用相同的工藝再多做出一個(gè)樣件，并對(duì)這個(gè)樣件進(jìn)行破壞性檢查或者進(jìn)行焊接的超聲波檢測(cè)，證明此處是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

如何才能做到高品質(zhì)的焊接呢，又是從哪些點(diǎn)去控制和考核的呢？下期將會(huì)講解一些車(chē)身的連接技術(shù)、品控和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

一些防滾架的細(xì)節(jié)展示

（圖片來(lái)源：SpeedHunters）

如何才能做到這樣的焊接工藝，又是從哪些點(diǎn)去控制和考核的呢？下期預(yù)警，車(chē)身眾多連接技術(shù)的講解和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

以下為前期內(nèi)容回顧

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