汽車的A柱、B柱、C柱為什么要使用高強(qiáng)度熱成型鋼制作

EDC電驅(qū)未來

2023年1月10日 13:17

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我們站在汽車的側(cè)面看，會(huì)發(fā)現(xiàn)車頂與車身之間是通過六根柱子連接在一起的，這就是大家常說的汽車A柱、B柱、C柱。很多人會(huì)覺得很好奇：這幾根鐵柱子不就是支撐一個(gè)汽車頂棚嘛，為什么做的這么粗壯結(jié)實(shí)呢？難道它們還有其它的作用嗎？你想的沒錯(cuò)，這幾根柱子，對(duì)汽車的作用非常大，并且有非常嚴(yán)格的技術(shù)要求。下面我們就來詳細(xì)的分析一下這方面的問題。

大家知道，現(xiàn)在的乘用車車身都是具有潰縮吸能功能的安全式車身，它的特點(diǎn)是兩頭軟、中間硬，在發(fā)生碰撞時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙和行李艙會(huì)潰縮吸能，而乘員艙要求堅(jiān)固無比，在發(fā)生事故時(shí)不會(huì)變形，以保證車內(nèi)乘員的生存空間。在實(shí)際應(yīng)用中，比如豐田的GOA車身，馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天車身等，大眾T-ROC車身等都是按照這樣的思路來設(shè)計(jì)的。在實(shí)際應(yīng)用中，比如豐田的GOA車身，馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天車身等，大眾T-ROC車身等都是按照這樣的思路來設(shè)計(jì)的。

我們來看一下車身的具體結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在的乘用車基本都采用承載式車身結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是特點(diǎn)是沒有獨(dú)立的車架，整個(gè)車身構(gòu)件全部參與承載，車身主要由底板、骨架、內(nèi)外蒙皮等組焊成剛性框架結(jié)構(gòu)，大致可以分成發(fā)動(dòng)機(jī)艙、乘員艙和行李艙三大部分，主要的受力部件就是“四梁六柱”，即兩個(gè)前縱梁、兩個(gè)后縱梁、兩個(gè)A柱、兩個(gè)B柱、兩個(gè)C柱。由此可以看出，汽車的A柱、B柱、C柱是承載式車身乘員艙的重要組成部分，也是汽車上主要的受力部件，因此對(duì)它的要求是極高的。

下面我們具體來說說汽車A柱、B柱、C柱的作用。

首先來看看汽車A柱。所謂的A柱，是指前風(fēng)擋玻璃兩側(cè)的立柱，位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘員艙之間。汽車的A柱除了起到連接車頂與車身的作用以外，還有一個(gè)非常重要的作用就是在汽車前部正面碰撞中首當(dāng)其沖，起到保護(hù)乘員艙不變形、防止車輪、懸架等侵入乘員艙的作用。

汽車在發(fā)生前部碰撞時(shí)，首先由車頭前部的防撞鋼梁受力吸能，然后兩道前縱梁潰縮吸能，剩余的碰撞能量會(huì)傳遞到乘員艙上，首先由A柱承接，并將它們分散傳遞到整個(gè)車身。在這種情況下，A柱起到的作用極大，它首先要保證自己不變形，保護(hù)乘員艙的完整，然后要傳力。在汽車的碰撞試驗(yàn)中，A柱是否變形是檢驗(yàn)汽車安全性能的一個(gè)重要指標(biāo)。因此，它一般都使用高強(qiáng)度的鋼板沖壓而成，一些對(duì)汽車安全比較重視的車型還會(huì)使用超高強(qiáng)度的熱成型鋼來制作A柱。

在這里給大家講一個(gè)比較有趣的事。美國(guó)的IIHS有一個(gè)駕駛員側(cè)25%偏置碰撞試驗(yàn)，用來檢驗(yàn)乘員艙對(duì)駕駛員的保護(hù)。在初期的測(cè)試中，所有的車型無一幸免，都出現(xiàn)了A柱變形、懸架和車輪侵入乘員艙的情況，被判不合格。這個(gè)信息反饋給汽車廠家后，各大車企都進(jìn)行了整改，在隨后的測(cè)試中也都得到了很好的成績(jī)。突然有一天，IIHS神經(jīng)搭錯(cuò)了弦，又做了一個(gè)副駕駛側(cè)的25%的偏置碰撞試驗(yàn)，結(jié)果你猜怎么了？絕大多數(shù)的車企都合格了，但是在以前試驗(yàn)中經(jīng)常得高分的某島國(guó)車企卻沒有合格，這令圍觀的吃瓜群眾大跌眼鏡。后來IIHS 詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，原來這家車企生產(chǎn)的汽車，兩側(cè)的A柱竟然使用了不同強(qiáng)度的鋼材！這真的可以說是應(yīng)試教育的典型案例了。

對(duì)于汽車A柱還有一個(gè)非常重要的問題就是它造成的盲區(qū)。由于它在碰撞安全中起到非常重要的作用，所以一般都設(shè)計(jì)的比較粗壯，但是也由此給駕駛員造成了很大的視覺盲區(qū)。為了消除這個(gè)盲區(qū)，車企也做了很多努力，比如采用鏤空式A柱、增設(shè)三角窗、在A柱上加裝流媒體攝像頭，等等。但是效果都不是很理想，更多的還是需要駕駛員提高駕駛技能、增強(qiáng)安全意識(shí)。

再來說說汽車的B柱。所謂的B柱是指汽車前后門之間的那根立柱，它在汽車上“頂天立地”，上支頂棚，下接地板，就像汽車上的中流砥柱。事實(shí)上它也確實(shí)起著中流砥柱的作用，對(duì)于提高乘員艙的強(qiáng)度和剛性以及應(yīng)付側(cè)面碰撞具有非常重要的意義。

汽車在發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，碰撞能量會(huì)直接作用于B柱上。如果它的強(qiáng)度不足，在碰撞中變形或者斷裂，外部的物體會(huì)直接侵入乘員艙，對(duì)車內(nèi)的乘員造成威脅；另外乘員艙發(fā)生了變形，會(huì)壓縮車內(nèi)乘員的生存和活動(dòng)空間，增大他們傷亡的幾率。在汽車的碰撞試驗(yàn)中，B柱的變形量也是檢驗(yàn)汽車安全性能的一個(gè)重要指標(biāo)。前段時(shí)間某車型在側(cè)面碰撞實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了B柱斷裂的現(xiàn)象，這就是非常嚴(yán)重的安全隱患了。一般汽車的B柱都使用超高強(qiáng)度的熱成型鋼來制作，它可以說是汽車上最堅(jiān)硬的部分。

在某些車型上，采用了無B柱設(shè)計(jì)，比如大多數(shù)的兩門跑車、寶馬i3等，這些車型會(huì)重新優(yōu)化車門與車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)A柱的強(qiáng)度，增加防滾架等，總之要補(bǔ)償B柱缺失造成的缺陷。不過這樣的車型的側(cè)面碰撞試驗(yàn)成績(jī)一般都不太好，駕駛員有胸部受傷的危險(xiǎn)。

最后我們?cè)賮砜纯雌嚨腃柱。所謂的C柱，是指后風(fēng)擋玻璃兩側(cè)的立柱。我們坐在汽車后排，頭枕兩邊的大柱子就是它。它的作用一方面是連接車頂與車身，另一方面也會(huì)在汽車后部碰撞中承擔(dān)一定的碰撞能量，保護(hù)乘員艙的結(jié)構(gòu)安全。不過汽車后部結(jié)構(gòu)件較多，需要C柱承擔(dān)的碰撞能量并不大，因此它一般只是用普通的高強(qiáng)度鋼制造，很少有使用熱成型鋼的。另外現(xiàn)在的汽車C柱在汽車的造型設(shè)計(jì)方面具有重要的作用，完美的設(shè)計(jì)會(huì)大幅提高汽車的顏值。