大虎悠曾經(jīng)寫過幾次關(guān)于汽車力學(xué)骨架的事情。分析過其中的一些物理道理。今天趁著得空,咱繼續(xù)來嘮嘮這個(gè)話題。其實(shí)是因?yàn)榕笥讶锿蝗晦D(zhuǎn)發(fā)一個(gè)看起來有點(diǎn)搞笑的動(dòng)圖所致。畫面中的奔馳車主僅僅下車關(guān)了一下車門而已,哪知道最終天窗卻碎了一地……
![]()
是的,你沒看錯(cuò),車主并沒有用力甩門子,僅僅輕輕推門而已。于是網(wǎng)上一片送給奔馳的罵聲。但是大虎悠想說的是,奔馳僅僅是一個(gè)品牌而已,每當(dāng)我們?cè)庥龅侥承┦录?,我們也許應(yīng)該更多的把注意力放到結(jié)構(gòu)和原理層面上,而不是品牌。
![]()
我們知道現(xiàn)代化的城市用車絕大多數(shù)都是全承載結(jié)構(gòu)的車體。結(jié)構(gòu)的強(qiáng)壯程度奇絕與框架力學(xué)的設(shè)計(jì)是否合理,以及材料運(yùn)用是否到位。那么拋開材料本身我們談?wù)勡圀w的結(jié)構(gòu):現(xiàn)代化汽車到底都采用什么樣的力學(xué)架構(gòu)。
首先我們要搬出著名的“3H框架”。什么是3H?很簡(jiǎn)單,車的前后車門之間有一條立柱,然后門檻也算成一條梁,車頂?shù)目蚣芤菜愠梢粭l梁,車身的一左一右2個(gè)側(cè)面,就有了2個(gè)看起來造型是H形的架構(gòu)了,這已經(jīng)有2個(gè)H存在了,另一個(gè)H在哪里?
![]()
我們從車頂位置往下看:車頂?shù)囊蛔笠挥?道邊框構(gòu)成了2條“縱梁”,然后車頂中間的一條橫梁鏈接著左右車頂框架,于是又構(gòu)成了一個(gè)字母H的造型。因此,我們就有了所謂的“3H框架”的說法??梢赃@么說,全景天窗問世之前,3H框架幾乎都是汽車設(shè)計(jì)的主流方式。
![]()
我們一起來看一下為啥汽車公司都那么喜歡3H框架:假設(shè)汽車的側(cè)面遭受撞擊,那么撞擊物首先碰撞到車門,沖擊力通過車門轉(zhuǎn)移到B柱,進(jìn)而通過門檻梁和車頂框架把沖擊力分散開。到這里基本上汽車的一整個(gè)側(cè)面已經(jīng)完全受力。
![]()
如果沖擊力大到一定程度,那么車頂上方的框架肯定就要凹進(jìn)去,車窗會(huì)碎掉,車頂會(huì)變形。如果車頂僅僅只有一層鐵皮,那么肯定可以確認(rèn):車頂?shù)蔫F皮會(huì)直接高高鼓起!假設(shè)說車頂?shù)牟馁|(zhì)不是鐵皮而是玻璃,那又如何?——不用說,大家應(yīng)該可以想象得到。
![]()
事實(shí)上這也是為何車頂會(huì)存在一條橫梁的原因之一。俗話說的好:一根筷子一折就斷,一把筷子就很難折斷了。這就是人多力量大的道理。與其讓汽車的一個(gè)側(cè)面去承受沖擊力,為啥不干脆讓整個(gè)車身一起來承受沖擊呢?這時(shí)候車頂?shù)臋M梁可以馬上把沖擊能量傳遞到車身的另一側(cè)!
無論是低配的“車頂僅僅一層鐵皮”的車型,或者是非常傳統(tǒng)的老式天窗的車型,車頂都有那么一道很粗壯的橫梁,左右分別與汽車左右的B柱連接到一起。構(gòu)成一個(gè)完整的“3H”。但是隨著全景天窗的普及,車頂橫梁幾乎都被取消,“3H”離我們?cè)絹碓竭h(yuǎn)……
![]()
說到這里,也許大家應(yīng)該已經(jīng)有答案了:為何奔馳車的天窗會(huì)應(yīng)聲而碎。關(guān)門時(shí)的沖擊導(dǎo)致車頂框架抖動(dòng),硬生生的把玻璃給震碎了。當(dāng)然僅僅關(guān)門就能震碎玻璃這確實(shí)有點(diǎn)匪夷所思,也很不正常(說明玻璃存在巨大的內(nèi)應(yīng)力,太過于復(fù)雜我們就不展開說了)。
![]()
我想說的是:我從不去迷信所謂的大品牌或者百年老店,我堅(jiān)持認(rèn)為沒有人可以超越物理定律的限制。為了新潮而新潮,為了時(shí)髦而時(shí)髦不是我們應(yīng)該抱有的態(tài)度。任何時(shí)候?qū)ξ锢肀е次分囊苍S是專業(yè)工程師們應(yīng)該做到的正確心態(tài)。OK,老規(guī)矩:大家各抒己見,踴躍發(fā)言吧!