从零战到汽车, 舍不得下料追求结构强度, 成日系与国产车最大不同

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从零战到汽车, 舍不得下料追求结构强度, 成日系与国产车最大不同
发布日期:2022-05-10 11:39    点击次数:152

近期,我一位发小又换车了!从二手的北汽EV150换成了号称“最强老年代步车”的奇瑞“瑞特思”Q2,加上1辆东风雪铁龙C2和1辆绅宝d20,笔者身边就有了4辆A0级小车......

关于发小此次换车,让笔者惊讶的有两点;其一是今春令人乍舌的二手电动汽车价格,其二是国产车的用料和自重。通过笔者自己切身的观察,发现像奇瑞Q2、北汽油电两种车型,以及笔者近观其它国产车型,从开车门的分量感以及从焊缝处观察用料,感觉国产车下料会更足一些!

因此,笔者也跟发小不无感慨地说:“这车(Q2)再减个二百斤没问题!”令人打脸的是,发小说Q2的自重是1.2吨,实际上该车只有930公斤,要是真减个200多公斤那就别开了,直接起飞算了!“瑞特思”Q2、C2、北汽EV150、绅宝d20这4款车的长度在3568-3998毫米之间,宽1495-1720毫米,高1438-1530毫米;其中北汽的两款车最长,Q2车身最高;C2是这4款车中车高最低的!从自重上看,Q2重930公斤,C2的1.4升版自重1040公斤,d20的1.3升版自重1091公斤,EV150是这4款车中最重的,达到了1.3吨!

本文作为茶余饭后的谈资,所选车型虽然涉及国企、自主和合资,其品牌影响力和水平均属过往;但是用料扎实这点,在上述车型中还是能感觉到的。敢下料必然影响到车重,因此推导出一个至今争论不休不休的话题:车辆安全与日系“大脆皮”的弊端!

那么,车身重和用料扎实就真的安全吗?咱们就从日本军工和民用产品的“轻”说起!日本在第二次世界大战中的著名战斗机“零”式,绝对算日本“轻量化”的开山鼻祖!

1940年9月13日,重庆。我国空军的34架伊-15和伊-16飞机正在与来袭日军飞机作战,突然遭遇零式的首次急袭!最终造成我国空军13架战机被击落,11架击伤迫降,损失飞行员10人,负伤8人,仅击伤1架零式。不仅是我国空军拿零式当作强劲的对手,在之后偷袭珍珠港,南亚地区进行的相关战斗中,也是英美最难对付的日本机型之一!

零式出自日本三菱公司之手,该机长9米,翼展12米,自重仅1579公斤,最高时速可达534千米/小时。设计师堀越二郎为了迁就发动机功率,满足各项指标的硬性要求,在零式“轻量化”问题上动了不少脑筋。其中最为后世诟病的就是在飞行员座椅上钻孔减重!

这还不算“轻量化”的主要内容。另外还应包括对机身骨架钻孔;在采用新型铝合金的同时,信心满满的废除了驾驶员座舱和油箱的防护钢板,油箱自动灭火装置;将铆钉由直径3.5毫米改为3毫米。为了满足现有要求,零式的设计冗余度几乎为零,失去了近一步升级改造的余地!

美军在太平洋战争的中后期,针对零式的无装甲保护、无自封油箱、机身脆且容易着火、高空高速差、不能大角度俯冲等,全部因“轻量化”引起的不足,对零式采用有针对性的战术和武器装备,最终打得“零战”体无完肤……

由零式的案例不难看出,日本的“轻”等于是先赢后输。不过令人感到不解的是,日本一众车企在战后的汽车设计中,却凭借这个“轻”字,打出了名头,最终在世界汽车市场赢得了一席之地!而且很多车型,其车身结构设计理念,至今仍值得作为分析的案例或教材——这其中就包括“魔王S2000”车型!

本田S2000的魔力不在于这是一款拉风的东瀛敞篷跑车,而在于对该车的22C1引擎进行强化后,不是马力巅峰的S2000无数次的战胜了以涡轮增压为手段,动辄500、600马力的大马力性能车;而且该车保持了11年的“升功率霸王”地位!加速、极速,升级冗余度,最终还是要向车辆的车架强度和车身要余地!像笔者上文提到的Q2、C2、EV150、d20等车型,就算能装且容得下250马力、217牛·米的F20C系列发动机,估计瞬间的爆发力,公路或山路行驶中更高的车身支撑性需求,也会令这4款车的改装无疾而终!

对于敞篷车而言,用什么来进一步提高车身强度去兼容性能车的要求?深谙轻量化才是真理本田,也明白用更足更强的材料把车身做的更硬更结实,方法是最简单直接的,这也必然陷入需要更大马力发动机的欧美怪圈!因此,本田公司作出了与当年三菱“零式”几乎相同的选择——跟结构要强度!

本田为S2000制作的高X车架(high X-bone frame),可看作对货车“H”形大梁的一个极端变种!为了避免将一款承载式车身结构的轿车设计成非承载式结构,该车采用的X-Bone承力底盘主体,将非承载式越野车的那种有“凹”形弯曲度的大梁进行了拉直,更接近于货车的纵梁,却又将主体结构融入于承载车身中!就是说,有“H”形大梁的主体,又有符合轿车底盘的结构特点,其横截面呈“盒”式结构,在各接口处,采取以对角的斜梁与前后纵梁连接的方式。

图片来源同上

为了进一步加强正副驾驶位的安全,S2000的底盘主体,还以“H”形为核心,以“X”形接口做为结构强化的同时,向车身两侧额外补充了两根“纵梁”!这两根所谓的“纵梁”该怎么理解呢?其长度和位置,多少有些类似于越野车或SUV的蹬车踏板!只是这两根“蹬车踏板”,起纵梁的作用,又与底盘主体融为一体!

当然,速度无止境,马力也就无止境;意味着车身强度和刚性也就无止境。high X-bone frame车架仅是在平面上保证了车身强度,作为一款三维空间的产品,抛开防滚架的立体强化不谈,有外围厂商为S2000设计了立体强化的“X”形上车架,设计了笼式后车架来保护差速器等等。

图片来源同上

本文将本田S2000与国内4款丐版车型进行比较,仅供参考,抛砖引玉。目的是提醒一部分“唯重论、唯大论、唯用料扎实即安全论”的读者,在当今汽车设计和材料科学如此先进的背景下,选择先进的设计理念才是最科学的!

(参考资料及图片来源于网络媒体,特此声明,侵删)



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