答疑解惑 汽車防撞梁的功能和技術解析

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【技術分析】已經發表了一系列關于防撞梁的調查文章。文章中，我們拆解了市面上不同級別主流車型的前后保險杠，然后通過簡單的測量，向大家展示了不同車型在防撞梁設計上的差異。由于我們對防撞梁在車身被動安全中的作用了解不多，在判斷防撞梁好壞時很大程度上依賴于我們的感性認識，所以本文只直觀地展示給大家，并沒有做出一些有力客觀的評價。

我覺得既然給大家展示了，就要給出一個標準，朋友們對于防撞梁也有很多疑問，比如為什么防撞梁的設計千差萬別，防撞梁能起到什么作用，為什么中國市場很多車型取消了后防撞梁...事實上，這些問題一直困擾著編輯們，我們迫切需要獲得這些知識。帶著這些疑問，我們主動聯系長城汽車股份有限公司，希望通過技術專家的講解，幫助我們深入了解汽車防撞梁的設計理念和標準。

●防撞梁能起到什么作用？

眾所周知，三角形是最穩定的結構，身體骨骼實際上是由許多不規則的三角形組成，以抵御來自四面八方的沖擊。但需要注意的是，汽車骨架的承載能力并不是處處相同的，因為它與傳力、塌陷等有關。從圖中我們可以看出，不同的顏色代表了材料不同的屈服強度，紅色為超高強度鋼，黃色稍弱，粉色屈服強度最低，主要起到塌陷和吸能的作用。

前后防撞梁的意義是車輛第一次承受沖擊力的裝置，車身被動安全中有一個重要的概念，就是對整個車身施加一點力。說白了就是車身某個位置被撞了。如果只讓這部分受力，保護效果會很差。如果整個骨架結構承受某一點的力，那么某一點的力的強度就可以降低到最大，尤其是前后防撞鋼梁在這里作用明顯。

在這種結構中，我們可以看到防撞梁的兩端用屈服強度很低的低速吸能箱連接，然后用螺栓連接到車身縱梁上。低速吸能箱可以有效吸收車輛低速碰撞時的碰撞能量，盡可能減少碰撞力對車身縱梁的損傷，從而降低維修成本，螺栓連接的方式可以更方便的更換防撞梁。

在高速偏置碰撞中，防撞梁可以有效地將沖擊力從車身左側傳遞到右側，使整個車身盡可能吸收沖擊能量。在低速碰撞的情況下，防撞梁可以避免沖擊力對車身前后縱梁的損傷，降低維修成本。

●防撞梁的樣式和厚度對車輛安全有影響嗎？

實際上，車身的被動安全性關系到車身的整體結構，防撞梁的樣式、厚度、材質都會影響其最終強度。防撞梁的強度不能太大也不能太小，需要和整車匹配。只有擁有完美的身體結構才是最安全的。因此單純從防撞梁的樣式和厚度很難判斷整車的安全性。

●防撞梁的安裝高度應該是多少？

防撞梁的安裝位置需要根據車身高度和輪轂直徑綜合評估。沒有明確的標準。同時要考慮兼容性原則，即兩車正面碰撞時，防撞梁高度不合適不僅會保護自身，還會對對方車造成很大傷害。車輛安裝高度一般在40-50厘米左右，但如果超過52厘米，會影響C-NCAP等相關碰撞試驗的結果。

●標準防撞梁結構應該是什么樣子？

上圖為相對標準的防撞梁結構。低速吸能箱在低速撞擊時可以通過塌陷的方式有效吸收能量。防撞梁通過螺栓與車身連接，便于拆卸和更換。目前很多車型的防撞梁上都安裝了一層泡沫緩沖區，其主要作用是在碰撞小于4公里/小時時支撐外部塑料保險杠，緩解碰撞力，減少碰撞對塑料保險杠的損傷，降低維修成本。

●為什么很多車型來中國后，廠家會減少或取消防撞梁？

要回答這個問題，首先要從國家碰撞標準和我國保險業的車險定價方法來解釋。

事實上，在汽車安全方面，除了知名的C-NCAP之外，中國都有國家強制標準，這意味著所有上市車輛都必須通過國家碰撞測試。本標準主要對車身前、側、尾部進行碰撞試驗。下面我會詳細介紹。

GB11551— 100%正面碰撞:車輛以50公里/小時的速度撞擊混凝土制成的剛性護欄。碰撞試驗后，無需使用工具，車輛應能夠:

①對應每排座椅，如果有門，至少可以打開一扇門。

②當假人從約束系統中釋放時，如果發生鎖定，約束系統應能夠通過向釋放位置施加不超過60N的壓力來打開。

③將假人完好地從車輛中取出。

④碰撞過程中，燃油供給系統不允許泄漏。

⑤碰撞試驗結束后，如果燃油供給系統有持續的液體泄漏，碰撞前5分鐘平均泄漏率不得超過30g/min。

GB20071—側面碰撞:可變形障礙物以50公里/小時的速度撞擊靜止車輛的駕駛員一側

碰撞試驗后，除了滿足國標100%正面碰撞的要求外，還要求車內部件在脫落時不應產生尖銳突起或鋸齒狀邊緣。

GB20072—后部100%碰撞:剛性碰撞臂以50公里/小時的速度撞擊車輛后部，并100%重疊。

①碰撞過程中，燃油供給系統不允許泄漏。

②碰撞試驗后，如果燃油供給系統有持續的液體泄漏，碰撞后前5 5分鐘內的平均泄漏率不得超過30g/min。

③不應引起燃油燃燒。

④碰撞過程中和碰撞試驗后，電池應由保護裝置保持在其位置。

目前國內只有尾部碰撞試驗的國家標準，C-NCAP沒有相關試驗。可見國標中尾部撞擊速度是50公里/小時，和歐洲E-NCAP一樣。但碰撞后調查的指標并不涉及座艙乘員的損傷程度，在100%重疊模式下進行試驗時，后防撞梁在這樣的速度和碰撞模式下不會起到顯著作用，因為車體尾部的縱梁和承載車體結構可以完全吸收這種沖擊力。在40%偏置碰撞的情況下，后防撞梁將起到類似于前防撞梁的作用，將沖擊力從車身一側傳遞到另一側，也就是我提到的一點力和整車力的概念。所以說有無后防撞梁的后碰撞試驗結果可以忽略不計。我想也正是因為這個原因，一些廠家為了利益最大化，減少了后防撞梁或者干脆去掉。

總的來說，國家碰撞標準對車內成員的安全調查不夠全面細致。雖然表面上碰撞速度不低，但檢查標準不高。而且國標只有兩個結果:及格和不及格。成績60分和100分沒有區別。當然，它不能反映車輛安全性的差異。同時，測試過程和結果不對外公布。

與國家強制性標準相比，C-NCAP試驗采用萃取法。而且車身被動安全性能的優劣直接由明星體現，測試結果向大眾公示，讓消費者在購車時就能看清楚各種車的安全性能差異。國家碰撞標準是法律層面的最低要求，也可以說是汽車行業的入門門檻。C-NCAP是汽車制造商的行業標準。C-NCAP規定的實際車輛碰撞速度往往高于國家制定的速度，以此來評估更嚴重碰撞下車內乘員的傷害程度。

國內消費者買車時更注重碰撞后成員的安全防護，幾乎不關心車輛低速碰撞后的維修費用。但在國外卻不是這樣。有一個國際汽車修理研究理事會，這是一個致力于通過提高汽車的抗損壞性、可修理性、安全性和防盜性來降低保險成本的國際組織。

其實現實中大多數事故都是低速發生的，低速碰撞的測試也很重要。RCAR開發了一個前后低速碰撞測試來評估車輛的低速碰撞性能。保險公司將根據RCAR的車輛碰撞等級確定基本保費。檔次高的保費高，檔次低的保費低。對于安全性差或者維修成本高的車輛，即使售價很低，他們所支付的保險費仍然很高。這與國內按照車價設定保險費的方式完全不同，所以國外廠商會在車身結構上針對低速碰撞做一些特殊設計。

RCAR測試標準分為正面碰撞和背面碰撞:

正面碰撞:試驗車輛質量為整備質量加駕駛員質量75kg，車輛以15km/h的速度與非柔性剛性護欄碰撞，前方有40%重疊。

碰撞:駕駛員側必須放置一個75kg的碰撞假人，車輛與碰撞臺車呈10度角放置，碰撞側為乘客側尾部，車輛手剎處于釋放位置，測試速度為l5km/h，要求臺車為非柔性剛性護欄。

根據這一低速碰撞標準，為了降低碰撞中的損傷程度，車身設計有以下原則:

①安全氣囊在低速碰撞試驗中無法引爆。

②防撞梁栓接在車架上，具有能充分吸收碰撞能量的吸能盒結構。

在低速碰撞中，后防撞梁的功能立即凸顯。沒有防撞梁，沖擊力會直接損傷承載體，維修成本必然增加。按照RCAR標準，15公里/小時碰撞后，只允許防撞梁和吸能盒變形，車身縱梁結構不允許塑性變形。目前我國在收取保險費用時沒有參考這方面，所以國外部分車型有后防撞梁，而國內則有所減少或取消。

全文摘要:

通過以上介紹，我們對防撞梁的作用等相關問題有了更多的了解。目前，我國關于車輛安全的法律法規還很不完善，這給了廠家空一個規則漏洞。我覺得車身安全結構的設計就像一個城市的排水系統，考驗著廠家的良心，因為消費者買車的時候是看不到車身安全結構的，它的質量直接關系到事故發生時車內乘員的生命安全。當然，我們不能只把希望寄托在廠家身上，更要呼吁國家制定更嚴格的法律法規，完善車輛碰撞的強制性標準，讓國產汽車的整體安全水平達到一個新的水平。

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