A 柱设计的博弈与平衡艺术 A 柱设计的博弈与平衡艺术
我是国庆,今天要跟大家聊的是A柱的设计。
可能很多人对车辆的A柱没有什么感知,对于有些懂车的朋友“B柱”、“C柱”在他们脑中出现的频次也大大的多于“A柱”。
而就是这存在感比较低的A柱,却承载着三重核心使命:在碰撞事故中守护乘员舱安全、支撑车顶刚性、引导车头气流。所以对于A柱的设计是需要非常重视以及反复推敲的。
在日常用车中,经统计约 30% 的城市低速碰撞事故与 A 柱盲区相关;而在高速碰撞中,A 柱的抗变形能力则直接决定乘员舱的生存空间。而这,其实是由A柱设计的厚与薄有很大的关联。
那么今天我们主要就单说说A柱的设计的薄与厚,光这一点就充满着大量的博弈与平衡。
先问一个问题,你们觉得A柱是设计的厚一些比较好,还是薄一些比较好?
这个问题我曾经问过一个开专车的师傅,他给我的回答是,A柱应该更薄一些。结合专车的使用场景,也就是多为城市内行驶,同时低速的状态会多一些,他说的确实没有什么问题 – 因为A柱越薄,转弯时的视野盲区也就越小,我们无需大幅调整坐姿就能看清侧向路况。但问题随之而来:在对一些高速事故的分析以及碰撞测试中,我们会发现,薄 A 柱在偏置碰撞测试中出现明显弯折,乘员舱侧面侵入量超标,对驾驶者而言是有着很大的风险的。
这时候惜命的朋友就会说了,那就尽可能的加厚A柱,这样确实更能保障发生碰撞和事故时驾驶者的安全,但过度的安全保障,并不一定会带来绝对的安全。也就是厚A柱的安全冗余也会带来很多现实的代价。
传统设计的厚 A 柱方案(厚度 120mm),虽然应对碰撞表现出色,但实际驾驶中暴露出明显问题:在小区转弯时,驾驶员需要频繁摆头才能避开盲区,尤其在早晚高峰时段,对行人和非机动车的观察存在明显延迟。很容易造成小的剐蹭事故,这也是很糟心的。
同时,过厚的 A 柱会破坏车头气流连续性,A柱厚度增加,风阻系数就会随之上升,这意味着高速行驶时能耗的增加,续航减少;同时气流湍流产生的风噪在 80km/h 以上会明显放大,车内噪音增加 ,影响乘坐舒适性。
所以说A柱的薄与厚是一场博弈,也是一门平衡的艺术。
那么如何做好这“薄厚”的平衡呢?
首先是结构优化:通过有限元分析优化筋条排布,使抗扭刚度提升。配合前三角窗的延伸设计,将视野盲区优化到一个比较舒适的程度。
还有是材料升级:我们会在控制成本的前提下,升级材料,实现A柱的“薄而强”,找到安全、视野和成本之间的平衡点。
虽然我刚才讲了很多的A柱“薄厚博弈”,但我们深知,你们需要的不是单纯的 “更厚” 或 “更薄”,而是在每一次转弯时的从容观察,每一次出行时的安心守护。是安全、视野、能耗的多维平衡。
明确了目标,我们就会朝着它不断的前进,然后取得进展,相信我们一起创造的BJ81一定会不同反响。
BJ81 设计总监 刘国庆