软硬有道 汽车白车身安全部位详细解析

　　二、纵梁

　　说到前纵梁就有必要首先说一下汽车车身前部能量区的划分：

车身前部碰撞区域的划分

　　(1) 第一区段为行人保护和车辆低速防护区，其车辆的变形及变形力值都应该比较小，以利于保护行人和车辆。此区域前部是保险杠的表面，光滑柔软的塑料蒙皮，能够减少被撞行人受伤程度；中间是可变形的塑料骨架；内部是刚性金属骨架，也就是防撞梁，可为车辆提供有效的低速保护。

白车身前部三段各自的作用

　　(2) 第二区段为相容区，是车辆中速碰撞吸能区。该区段的设计必须在不同质量的两车相撞时，在两个撞区产生最佳的能量分布，变形力值应该均匀，即在中速碰撞过程中能量比较均匀地被吸收，尽量降低撞击加速度峰值。从整个车身结构上考虑，将头部设计的软一些，正面碰撞的能量靠车头的变形来吸收，并通过纵梁将撞击力导入地板结构中。

　　(3) 第三区段为自我保护区。该区段主要体现在高速碰撞时使汽车乘员室具有自身保护能力，车身结构在这个区段应有较大的刚度，从悬架到车身前围板之间的变形力急剧上升，阻止变形扩展到乘员室；而且要求在这个碰撞过程中，必须通过相应的结构措施使汽车动力总成向下移动而不致挤入乘员室。在结构上将乘客仓设计的相对强些，保证在碰撞过程中为乘员提供足够的生存空间。相应的，汽车前部的发动机、变速器必须采用相应的措施向下转移，使其不致侵入驾驶室。

　　前后防撞梁仅是被动安全的配角，在发生正面碰撞事故时，保险杠加强横梁远没有那两条被发动机遮盖大部分的前纵梁所能发挥的作用大。事实上，真正在碰撞事故（正面撞击或后部追尾）中担负主要吸能作用的是前后纵梁，纵梁通过压溃变形和弯曲变形吸收碰撞能量。其中前纵梁更是要担负总碰撞能量的60%左右。后纵梁所需要承担的吸能压力虽然较前纵梁较小，但是仍然是在追尾事故中吸收能量的主力。纵梁构件的设计思路是尽其可能地沿着轴向压溃变形，控制弯曲变形量，从而获得满意的能量吸收效果。

正在进行正面碰撞实验的奇瑞风云2

　　以车身前部构造为例，前纵梁的前端属于第一变形区范围内，因此会设置有易于轴向压溃的结构，即我们常说的吸能盒。某些老车型的前纵梁前端往往会设计为波纹管状，但目前主流设计则是布置与前纵梁独立的吸能盒。

出于维修方便，现在车型一般都采用和纵梁独立的吸能盒设计

　　吸能盒，顾名思义就是吸收能量的金属盒子，其主要作用就是吸收撞击能量，以减少撞击对乘员的伤害。和前防撞梁不同，虽然吸能盒也是保险杆系统的一个部分，但其强度并不是前防撞梁那样越强越好，而是要适当的软，这样才能在碰撞发生时首先变形吸能。

　　吸能盒一般位于前后防撞梁和前后纵梁之间。如前防撞梁一般是和吸能盒焊接到一起后，通过螺栓连接到纵梁上。这样在低速碰撞时，吸能盒吸收大部分能量变形损坏，维修时仅需将螺栓拆除更换前前保险杠即可，降低了维修成本，减少维修时间。

铝合金的吸能盒

　　吸能盒的材料一般是钢制材料，并在其结构上开很多溃缩槽以降低吸能盒的局部强度，让吸能盒能在设定好的地方变形以吸收能量。

采用变截面设计的吸能盒

　　结构方面，吸能盒一般采用等截面的设计，大多采用四边形或6变形等比较规则的截面。而随着技术的发展，为提高更好的系能效果，很多车型采用了不等截面的设计，即吸能盒呈一定的锥形，前部截面小，强度低，而后面截面越来越大，强度也越大。这样就可以实现逐级吸能的目的，达到更好的吸能效果。

 吸能盒在结构上一般会开有易于溃缩的槽，此图为长城H6的吸能盒，长度约为125mm

　　此外，影响吸能盒吸能效果的还有一个参数，吸能盒的长度。一般而言，吸能盒的长度越长吸能长度也就越大，吸收的能量肯定越多。所以就会产生一个误区，认为吸能盒的长度越长越好，哪款车吸能盒长其安全性就一定比吸能盒短的要好。其实这也是不全面的。吸能盒固然长度越长越好，但其强度很弱。在偏置碰撞中，如果吸能盒过长，变形量太大，容易导致能量无法被防撞梁传递到另一侧纵梁上，影响撞击力的传递分散，反而会对汽车安全产生反面作用。此外，一款的前部总个的系能长度是有限的，如果吸能盒长度过长，必然会导致其他结构过短，这也是需要考虑的因素。所以不要片面的看待吸能盒的长度问题，不能片面的拿吸能盒的长度说事。

　　吸能盒只是纵梁的前部，而纵梁的中部及后部更为重要。一般而言，前纵梁的前部和中部则位于第二变形区（即相容区）内，这部分前纵梁会被设计的很笔直，并且采用不等厚钢板材质和大截面设计，有利于更高效的逐级吸能。其中，纵梁的中部一般采用大截面设计，并采用高强度钢材，其整体强度要比纵梁前部也就是吸能盒强度大的多，以保证在吸能盒未完全变形时纵梁中部不变形，从而起到逐级吸能的目的。

前纵梁应尽量笔直，一般采用矩形截面，且内部都有加强板

　　前纵梁的后部则属于第三变形区（即自身保护区），前纵梁至此则会被设计为向下弯曲的形状，并且采用更高强度的钢板，增加板厚，并且为了局部加强控制弯曲变形，还会在弯曲部位设置加强筋。此处是极易变形但又不能严重变形的区域。