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标题: 10余家轿高强度钢用量揭秘 [打印本页]
作者: 夏小熊    时间: 2013-9-11 13:13
标题: 10余家轿高强度钢用量揭秘
由于各车系之间所用的钢板强度标准不同，导致各车型之间的车身强度也存在很大差异。而本文将会深入了解多款车型的车身钢板用料情况，它们涵盖了日、欧、美等多个车系，下面就请大家跟随我一同看看它们的具体情况如何。

第一部分：车身材料示意图的玄机
　　在厂家对车辆安全性的宣传中，除了钢板的最高强度外，其所公布的"材料分布示意图"就成为外界进一步探究车辆材料和构造的重要原始资料了。而各个号称"最高强度钢"超过1000MPa的车型，其真正的钢板分布也能在这样的图中得到完全展现。
　　"最高强度钢"不应该只是一个噱头，如果汽车厂商能将其较为广泛的使用在A、B柱，门槛，车顶边梁甚至底盘中央传动通道等关键部位上，无疑将极大提高车辆的强度和碰撞安全性。由于吸能车身设计的逐步强化和EuroNCAP碰撞法规对行人保护的强制要求，再加上汽车厂家成本日益严格的控制，超高强度钢将基本不会用于制造车头、车尾这样的"吸能区"结构(少数两厢车会将超高强度钢运用于尾部结构)。
　　而运用超高强度钢来打造乘坐舱结构，大幅度提高车辆保护车内人员的能力、并减少板厚降低整备质量进而提高车辆的燃油经济性才是其目前发展的趋势。所以当大家看到某款车的车头部位使用普通高强度钢并且车重还比老款车型下降数十kg时，亦不必惊讶，这就是历史发展的要求。


上图为北美版第六代Jetta(也就是新速腾)的材料分布示意图，其红色区域所表示的便是车身中强度最高的、屈服强度超过1000MPa的"热成型钢"，从A柱一直延伸至C柱位置并包含整个B柱，几乎囊括了车辆的整个侧围，甚至包括中央的传动通道也采用了局部的热成型钢材质。而且热成型钢在整个白车身中的使用率达到了13%，在成本控制非常严格的A级车中出现如此"大手笔"的设计确实是非常值得赞赏的。

　　上图为国产新速腾材料分布图，首先红色标注的热成型钢所占用的比例为10%，其次在车身的具体应用中也出现了一些变化，前后纵梁的钢板由"蓝色"的普通钢升级为"黄色"普通高强度钢，但底盘中央传动通道和后门框位置的"红色"热成型钢与海外版也有了一定差异，由此一来乘坐舱结构发生了一些明显的变化。

　　这样的差别究竟是厂家"制图失误"还是"确有此事"，我们目前不得而知，但是联想到之前国产A6L的局部车身外壳由海外版车型的铝合金材料"暂时"更替为钢材料，我们也可以推断厂家在遇到新技术尚未准备充分时可能会使用现有技术和工艺来进行替代。

　　上图为菲亚特菲翔车身结构图，前段时间上市的菲亚特菲翔采用了与道奇Dart相同的车身结构，而这个源自克莱斯勒设计的美式结构亦可谓相当到位，除了基本的A、B柱结构均是清一色的超高强度钢外，甚至还将其使用到了A柱下方的防护结构上，对于提高类似IIHS最近进行的"25%重叠角碰撞测试"之类的小重叠角撞击会有非常好的防护效果，同时其底盘结构中的中央通道、底盘横梁和在新速腾中被省略掉的车顶中横梁也采用了超高强度钢。但略显遗憾的是其标注的单位是"抗拉强度"而非"屈服强度"，若以屈服强度来进行标注恐怕其数值未必能超过1000MPa。

　　而号称使用了目前合资车型中钢板强度最高的雪铁龙C5轿车，其抗拉强度1800MPa的钢板使用于车门防撞"钢管"(并不是防护效果最好的梁状结构)上以及B柱的内部加强件中。
作者: 夏小熊    时间: 2013-9-11 13:15
第三部分：日系车的钢板强度问题
　　国际上有关高强度钢的标准极为繁多，光是国际统一标准便有"ISO"和"CEN"两种，而几乎每个钢铁工业强国又有各自的国家标准，例如：DIN(德国标准、)JIS(日本工业标准)、ASTM(美国标准)、BS(英国标准)等，甚至各种钢铁联盟团体也会制定自己的标准，例如美国钢铁工业协会标准(AISI)。
　　为了不让大家陷入钢板的标准与概念的泥潭中，我们此处引用来自中国钢铁研究总院结构材料研究所的统计标准：国际上普遍将屈服强度在210MPa至550MPa的钢板称为高强度钢板，屈服强度大于550MPa的为超高强度钢。而目前国际上最先进的汽车钢板屈服强度已经可以达到约1400MPa。
　　我们将在这一部分解答两个问题：
　　第一，日系车使用的钢板强度究竟如何；
　　第二，所谓的"高强度钢使用率"大有文章可做。
　　相信不少人对于日系车的钢板标号宣传已经了然在心，例如拉开"钢板标号大战"序幕的第八代雅阁的590号钢、新天籁的980号钢，新奥德赛与歌诗图的980号钢甚至睿翼的1480号钢，不断"刷新"的记录总是会让人们以为日系车的车身强度在以火箭般的速度快速提高。
　　而事实上日系车的车身钢板确实大多以440号、590号、780号、980号等"标准化"的车身钢板名称来出现，这是因为在日本的汽车企业均采用JFS"日本钢铁联盟"所规定的标准来进行钢板的划分，因此标准均较为统一。
　　但实际上即便都称之为"440号钢"或"590号钢"其成分和特性也是有着很大区别的，并非之前有热心车迷所提及的"第八代雅阁590钢实际上是Q345钢"等说法，因为具体的钢板种类和加工工艺属于厂家的秘密，因此我们无法做出具体的判断。在这里，我们根据JFS的标准整理出的各种不同钢号所属的"屈服强度"和"抗拉强度"范围，包含冷轧钢板和热轧钢板：
JFS“日本钢铁联盟”高强度钢号标准
钢号
屈服强度范围
抗拉强度范围
440号
235MPa至450MPa
大于440MPa
590号
315MPa至570MPa
大于590MPa
780号
390MPa至635MPa
大于780MPa
980号
590MPa至930MPa
大于980MPa
　　我们可以发现，日系车所用的JFS钢号规格是以抗拉强度为标准的，而无论是590钢还是980钢，与抗拉强度动辄1000多的欧美系车相比有一定差距。除此之外，他们在这种最高强度钢的使用上也与欧美车系存在一定差别。
　　雅阁在驾驶舱结构中广泛使用的590号钢板与目前动辄上千MPa抗拉强度的其它车型相比相形见绌。
　　上图为丰田锐志车身结构图。锐志和天籁居然不约而同的在乘坐舱最关键的A、B柱结构使用了590号钢，而590号钢的最大屈服强度基本为570MPa，而大多数欧美车系在此部位普遍使用了抗拉强度甚至屈服强度超过1000MPa的钢板。此外锐志最高强度的980号钢使用在了B柱内部的某些加强件，我们并没有看到在锐志的白车身上使用780号钢等级的钢板。
　　而天籁的780号钢则罕见的使用在前纵梁上，这种设计并不多见。而天籁最高强度的980号钢则用于提高门槛结构和底盘中间横梁的强度。通过统计其大于590号钢的使用率为8%。
　　上图为国产大众速腾车身结构图。我们惊讶的发现大多数日系车在A、B柱结构上用钢强度普遍不佳。因为A、B柱是驾驶室防护结构的基本框架，一旦其强度不足在发生严重撞击时便容易造成乘坐空间受到严重挤压从而直接威胁车内乘员的生命安全。而在这一环节中大多数德系车与很多日系车有着明显的区别，即便是低一级别的国产新速腾其屈服强度超过1000MPa的热成型钢使用率都达到了10%。
作者: 夏小熊    时间: 2013-9-11 13:16
第1页:车身材料示意图的玄机 第2页:关于欧美车的车身钢板 第3页:日系车的钢板强度问题 第4页:日系车的高强度钢使用率 第5页:上期回顾：德系车与日系车钢板强度标准 第6页:上期回顾：车辆不“屈服”更重要
第四部分：日系车的高强度钢使用率
　　除了钢板强度的差异外，大部分日系车在钢板厚度上也要略微更薄一些也是一个广泛的事实，因此其实际的强度差别恐怕比我们看到的钢板标号差距还要更大。可喜的是现在歌诗图和新奥德赛已经将980MPa运用于A柱结构中，我们也希望更多厂家能将自己最高强度的钢板运用在A、B柱等事关驾乘者生命保障的关键结构中，减少各种"断裂门"甚至"撕裂门"的发生。
　　另外我们来说说所谓的"高强度钢使用率"的问题。相信不少朋友对于之前某款日系车型宣传的"100%使用超高强度钢"会感到印象深刻，这主要是利用了JFS"日本钢铁联盟"所制定的标准来进行的"概念游戏"。
　　JFS的标准中超过270MPa抗拉强度的车用热轧钢板对应的国际通行标准为340MPa至430MPa之间，其对应的国际标准的强度达到"高强度钢板"级别，但JFS所标定这种钢板屈服强度最低只有110MPa，相比国际通行标准中屈服强度超过210MPa的"高强度钢"的标准，仅有50%略多一些。因此即便是普通钢板其屈服强度都可以轻易超越110MPa，如果按照此种方法换算自然所有钢板都属于"高强度钢"的行列，但实际强度却可能相差甚远。
　　事实上，即便是奔驰S级或宝马7系这样身价不菲的豪华轿车也不可能100%使用真正的高强度钢板制造，因为车身并非所有金属部位都是受力原件(例如：车身外壳)，全部使用高强度钢制造会导致成本的无谓升高并且增加车辆制造的成型工艺难度。
　　毕竟由于设计理念的差异，日系车更多的是考虑在Euro NCAP、IIHS、JNCAP等安全测试的"考试"里获得最好成绩，而欧美系则会有较大的设计权重用于提高车辆在实际交通撞击中的保护能力，因此两者实际的安全设计余量有很大差别。这就好比两个一起念书的学生，一个是考试成绩非常优秀但不具有特别强的实际能力，另一个则是更注重实际能力但考试成绩差一些。
　　所有汽车厂商都深知"安全"对于消费者购车影响的极端重要性，厂家加入"钢板强度大战"也是市场竞争的无奈之举，本无可厚非却对提高车辆碰撞安全性没有毫无帮助。毕竟对于这个纯粹的数字游戏，使用抗拉强度作为标准而不断刷新的记录，对于提升车辆的实际安全性并不会有巨大的贡献。
　　汽车碰撞安全性是一个复杂的内容，只有汽车厂商着手改善最高强度钢的使用部位和使用量才是提高其碰撞安全性的最有效方法，除此之外车身的结构更是一个不可忽视的重要因素。只有当消费者和厂家都能用理性眼光看待汽车安全性的中的各项指标后，一切"浮云"才会归于隐退，汽车的安全性能才会得到实实在在的提高。
作者: HRBLAOBAI    时间: 2013-9-11 13:38
多学习 长见识呀
作者: 周飞机    时间: 2013-9-12 12:38
作者: xingdel    时间: 2013-9-12 13:00
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作者: 学习学习    时间: 2013-9-12 17:34
学习了！！

帮顶！！！！！
作者: 快乐qiqi    时间: 2013-9-18 21:27




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