?從事汽車行業(yè)之前,看著一些車子后排中間的這個鼓包確實不順眼,心里也不止一次納悶:搞這么個大鼓包干嘛,為啥不和兩側(cè)一樣,做成平的?這明擺著是對中間這位乘客的乘車體驗置之不顧。
相信很多人也都會有這樣的疑問,尤其是自己的車子自帶這樣的“短板”,總感覺讓誰坐在中間都對不起他(她)似的,尤其女孩子,穿上裙子的話那就更不用說了,怎么放腳都不對。
但不知道大家發(fā)現(xiàn)沒有,現(xiàn)在無論是轎車還是SUV,越來越多的車將這里做平了。如國產(chǎn)BYD唐、傳祺GS5,日系URV、冠道、漢蘭達,美系科帕奇、探界者等都做到了后排放腳位置全平。
如下圖這些車:
這至少說明,將這個位置做成全平在技術(shù)上并非存在什么不可逾越的技術(shù)難度,那為什么還有些車型就偏做不到?給乘客營造舒適溫馨的乘車體驗難道不是廠家和汽車工程師們首要解決的問題?后排中間那位乘客就那么不受待見?
有人說SUV更容易實現(xiàn)后排放腳空間做平,因為底盤高,傳動軸和排氣管離地間隙比較大,所以可以把二者高度降低,然后將后兩位放腳位置做平,這個有點簡單粗暴。
就我們觀察,到目前還有很多人對后排放腳位置做平容易產(chǎn)生誤解,所以今天這篇文章,車轍君就跟大家來聊聊這個話題。
問題一
后排中間放腳位置內(nèi)部結(jié)構(gòu)
到底長什么樣?
要說這個位置,首先簡單介紹一下白車身的構(gòu)成。
通常白車身簡單分成兩部分:上車體和下車體。其中下車體又分為兩部分:機艙和地板。而地板又雙叒叕被分為兩部分:前地板和后地板。我們在工廠里看到的車輛白車身基本上就是這幾部分拼接起來的。而后排中間放腳位置正好處于前、后地板搭接處。
看下圖就一目了然了。
接下來我們再細化一下前、后地板搭接的結(jié)構(gòu)。
簡單來說,對前、后地板搭接貢獻量最大的三個地方分別為左、右門檻結(jié)構(gòu),另一處就是后排中間放腳位置了,我們通常稱為中通道位置。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。
很多車型的前地板側(cè)邊梁(上圖示位置)只延伸到前地板的前后中間位置,而有一些則延伸到后地板橫梁位置,如下圖所示:
從以上結(jié)構(gòu)介紹可以看出目前承載式車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的大概情況,中通道位置處于前、后地板搭接的最中間位置。整個車身左右都是以它為對稱軸的。
問題二
為什么后排中間放腳
位置這么難對付?
可以說,后排做平,優(yōu)缺點都有。
最大的優(yōu)勢當(dāng)然就是后排坐三個人的時候,中間位置的乘客的舒適性會大大提升,但是缺點或者說研發(fā)時所要付出的代價也是顯而易見的,接下來會詳細說。
就目前承載式車身而言,研發(fā)時是否要下定決心把它做平,主要還是從以下幾個方面考慮:
性能
之所以把性能擺在第一位,是因為我認(rèn)為不以性能目標(biāo)為準(zhǔn)則的設(shè)計都是耍流氓。
前、后地板搭接的中通道位置的截面尺寸,一方面影響車身的彎曲剛度性能,另一方面是容易被人忽略的性能,就是NVH性能指標(biāo)之一:VTF(Vibration Transfer Function,振動傳遞函數(shù):輸入激勵載荷與輸出振動之間的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系,用于評價車身結(jié)構(gòu)對振動的靈敏度特性),這里偏偏對這個性能很敏感,簡單的說就是這里的截面變化會引起很大的振動變化。
中通道高低對彎曲剛度的影響,看下圖:
在箭頭位置施加同樣的力,哪個更容易發(fā)生彎曲呢?
顯而易見是第一個,最不容易發(fā)生彎曲的是第三個,后排中間放腳位置又是下車體里,無論前后,還是左右,都可以稱得上中間位置,而且還是前后地板的的分界線,無論從哪方面考慮都是極其關(guān)鍵的位置,這也就是為什么很多車型要把這里設(shè)計成很高的原因,目的就是提高車身的彎曲剛度,提高整車的乘員舒適性。
另一方面VTF,這個看似復(fù)雜,把它簡化,這樣理解起來其實更容易,舉個極端例子:平面鋼板和“幾”字形鋼板。
用錘子在紅點位置打一下鋼板,哪一個抖動的時間更長?哪個更容易抖動?
毋庸置疑,是平面的鋼板。所以歸根結(jié)底和剛度是一個道理,我們用的是平面鋼板,就要人為利用沖壓工藝給它加些特征,讓它向著我們所需要的性能方向優(yōu)化。
布置
這里確實在很多時候會受到布置的限制,尤其是四驅(qū)車型,傳動軸和排氣管都要從這下邊穿過,而排氣管由于是高溫的,所以要離地板一段距離,也要和傳動軸之間保持絕對安全的距離,防止相互傷害。傳動軸也要受到底盤、離地間隙等的限制,所以中通道的這里的鼓包高度不是設(shè)計師所能任性的。
成本和重量
這里如果一定要做平,尤其長軸距的車,那么就要付出一點代價了,最直接的代價是成本和重量的上升,下面看看把錢花在哪了,重量放在了哪里。
完全是基于性能的考慮,全平車型,中通道的“幾”字型截面必定變低,整車的彎扭剛度就會大大衰減,VTF性能下降,所以需要想其他辦法,來補償這些衰減。
兩個地方下手:
① 中通道側(cè)邊梁
延長中通道側(cè)邊梁至后地板橫梁位置,通過焊接與后地板框架結(jié)構(gòu)形成下車體框架,中通道側(cè)邊梁與中通道之間形成的截面可以大大補償中通道截面變小后帶來的性能損失,由于這兩道梁通常料厚很厚,1.0-1.2mm左右,材料等級也很高,所以它的延長必定帶來成本和重量的上升。
② 前地板側(cè)邊梁
原理和延長中通道側(cè)邊梁基本一致,只是這里的延長更多的是補償彎扭剛度,而中通道側(cè)邊梁兼具補償彎扭剛度和NVH性能。
▲很多車型即使保留了后排中間放腳位置的鼓包,也會將這四根縱梁延長至后地板橫梁,B級以上車型中比較常見,目的是為了達到更優(yōu)的性能。
車型定位
這個好理解,像下圖那樣定位高端行政、商務(wù)車,中間就沒打算讓人坐,如果還要付出重量和成本的代價,那就得不償失了,或者說這樣的車型想要性能更好,那就在重量和成本都付出了的情況下再把中通道截面做大點,那么車身的剛度更好一些,豈不是更好,反正這樣高端車也不會量產(chǎn)太多,也不差錢。
問題三
那這個位置如何兼顧
各方才能做平?
有人看到這里可能有點蒙了,滿足上述性能,豁出去重量和成本,直接把地板抹平不就行了嗎?
實際卻不是這樣。
直接抹平對地板來說,性能實在太糟糕了。
關(guān)于做平的小秘密,這也是我們?nèi)睦镆恢睕]有說這里的地板做平的原因,而是說后排中間放腳位置,是因為根本就不存在這里地板做平,中通道都是“幾”字形截面,那些做平的車型只是把這里的“幾”字壓扁了一些而已。
關(guān)鍵的秘密在地毯上,地毯做成了兩邊厚中間薄,這一厚一薄的尺寸差正好和“幾”字的高度一致,通常這個高度不會很大,10-14mm左右。所以乘客看到的平的,實則是用地毯找平的,看下圖就原形畢露了。
下面通過了解到的兩款典型車型,來分析一下國內(nèi)外主機廠解決后排放腳位置的方案
一汽豐田·漢蘭達
漢蘭達作為一款給人大大的感覺的車型,內(nèi)部空間自然不用說,即使是后排放腳空間這種細節(jié)上也讓客戶滿意而歸。
漢蘭達在解決后排腳部空間的方案上也是獨樹一幟,不過萬變不離其中,請看下面兩張圖:
▲乘員艙內(nèi)部俯視圖
▲漢蘭達車底部仰視圖
從上面兩圖中我們可以看到漢蘭達的中通道很短,并沒有延伸到后地板位置,這種結(jié)構(gòu)對性能上造成的損失,縱向完全由前地板側(cè)邊梁來承擔(dān),兩根側(cè)邊梁橫向間距縮小,貼近中通道位置,自身截面尺寸加大,并且與后地板橫梁進行連接,橫向增加了兩根地板貫穿橫梁,這樣下車體框架形成了“四橫兩縱”的結(jié)構(gòu),既保證了車身的剛度、碰撞、NVH等性能,又能夠?qū)⒑笈胖虚g放腳位置做平,方法巧妙。
當(dāng)然代價也是巨大的,零件數(shù)量上大大增加,模具成本急劇上升。但是以漢蘭達的銷量,均攤在每一臺車上,也不會太多了。
廣汽傳祺·2019款傳祺GS5
傳祺通過這幾年的飛速發(fā)展,已經(jīng)讓更多的人認(rèn)識它,從老款的GS5到GS4,再到3個8(GS8、GM8、GA8),又回到新款GS5,兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),也算是經(jīng)歷了一個循環(huán)。就我們今天討論的話題,2019款傳祺GS5在這個位置做到了平的簡直不能再平了。
通過拆車發(fā)現(xiàn),中通道后段的高度做到了僅僅10mm左右。然后通過地毯的高度差做到了后排放腳位置全平。在今年上海車展上首次公開露面的全新傳祺GA6在這個相同的位置上也是全平的,想必傳祺在這項技術(shù)上已經(jīng)應(yīng)用的比較純熟。
事實上GS5后排做平的方案,相對來說比較傳統(tǒng),中規(guī)中矩,如下圖:
▲GS5后排中間放腳位置做平方案
GS5采用全是縱梁的結(jié)構(gòu),將中通道側(cè)邊梁、前地板側(cè)邊梁全部搭接在后地板橫梁上,來補償中通道變低后的的性能損失。但是按照GS5這種整備質(zhì)量的車,中通道變低,我認(rèn)為六根縱梁里至少要有一對縱梁采用熱成型鋼板,不然彎扭剛度和VTF性能都很難達到。當(dāng)然這個算是個人淺見,有機會碰到傳祺的工程師再核實請教。
寫在最后
其實車子后排中間的這個鼓包問題,很多車評報道中都會提到,也是相當(dāng)多的消費者在購車時都比較在意的一個點。本來空間就不寬裕的后排地毯位置,硬生生鼓起這么一個包,不管換成誰(尤其還要坐在中間的那位乘客)看了多少都會有些嫌棄。這些年汽車工程設(shè)計雖說沒有取得突飛猛進的進步,但各大廠商在營造和優(yōu)化用戶體驗方面還是很舍得下血本,所以我們也看到了越來越多的車型都盡可能照顧后排那位中間乘客的需求。
以上是我們的拙見,關(guān)于這個話題你有什么看法?
《公開課》| 作者:大黃瘋
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