拆车坊【大数据】之顶棚防护/做工科普介绍

原标题:拆车坊【大数据】之顶棚防护/做工科普介绍

来源: 作者:郭磊

报道】坊《大数据》历经整车前后防护、门板防护以及车内空气质量数个系列几十篇介绍内容,得到不少网友的好评,让消费者能够更加清晰的了解车辆安全结构以及不同车系、不同的设计风格。今天我们翻开新的篇章,给大家带来整车防护之顶棚系列内容,该系列包含1篇顶棚防护/做工百科、1篇顶棚大数据汇总/对比、6篇各车系顶棚汇总对比。本篇讲给大家带来的是车顶防护、做工的相关内容。

顶棚结构

除了纯敞篷车型以外,其他车型都具备顶棚结构,的顶棚就像是房屋的房顶,传统房屋的天花板普遍没有天窗,新盖小区(别墅)类型房屋的房顶为了美观和采光,大多设计玻璃屋顶。汽车的顶棚也是相同的道理。天窗分为普通天窗和全景天窗,普通天窗采光面积相对比较小,大概在0.2-0.3平方米左右,而全景天窗面积约在0.5平方米以上。普通天窗分为内藏式开启和外掀式开启;全景天窗又分为可开和不可开两种。

全景天窗

普通天窗

无天窗

全景天窗车型不安全?

全景天窗的安全性一度被广大车主质疑,不少消费者认为顶棚使用玻璃感觉不太结实,如果车辆发生翻滚、压顶的情况下会十分危险。这一点大家可以把心放在肚子里,全景天窗和非全景天窗车型,在翻滚防护方面比较接近。车型在发生翻滚、侧翻状况下,白车身B柱以及A/C柱起到主要支撑防护作用(下图红色部分);顶棚加强筋只是起到辅助加强、防止顶棚钢板产生共振而设计。有些非天窗车型,顶棚依然没有顶棚加强筋,使用大面积止震贴片代替。

NHTSA和II是美国两大碰撞测试机构,它们都加入了评价车辆侧翻情况的测试项目,其不同的是NHTSA采辆翻滚测试而IIHS采用的是顶棚强度测试。IIHS是目前公认的世界上最严苛的安全测试评价体系,包含如208前碰撞性能、214侧碰撞性能、301燃油泄漏、201车内保护、216顶压保护、OOP离位试验等多达60余项模拟工况测试。

中国C-NCAP也建立了整车翻滚测试

C-NCAP整车翻滚测试分为螺旋翻滚试验和FMVSS208翻滚试验,其中FMVSS208就是北美法规要求中的208侧翻滚测试,而螺旋翻滚测试属于非标准测试项目,但工况属于目前经常遇到的事故环境。螺旋翻滚试验以时速50km/h,模拟车辆单边抬升,发生螺旋侧翻滚工况,检验车身强度和车身抗击力。FMVSS208 翻滚试验以时速48km/h,模拟侧翻滚工况,通过模拟试验,检验车身强度和车身抗击力。

翻滚试验都考察什么?

车辆翻滚测试主要考验车体内生存空间是否完好?车顶及各立柱要有足够的强度,以抗击翻滚的冲击,车身整体构架必须具备很强的抗弯抗扭特性,车门等闭合件拥有很强的局部抗挤压能力。乘员是否被甩出车体?任意一个车门不能在整个翻滚过程中开启或变相开启,车内所有零部件(如座椅)不能脱落,避免造成对车内人员伤害,侧面气囊、侧面气帘必须在适当的时候保护车内人员。其次是考验驾乘人员是否可逃生?翻滚后在不借助任何工具或机械的情况下,车门能够被开启?翻滚后油路系统必须完好,可燃性油液,不发生泄漏或极少量泄漏。翻滚后电器系统不产生火花,无其他形式可导致燃烧的高温现象发生。

高空坠物后全景天窗代价远高于无天窗顶棚

天窗顶棚车型虽然在翻滚测试方便并不弱,但在高空坠物后的损伤程度上远高于无天窗顶棚,敢下这样的结论自然是有充分的依据。我们曾经对做了一套15米高空坠物砸车顶的,距地面15米位置对小玻璃瓶可乐、玻璃水杯、瓷花瓶、啤酒瓶以及西瓜做自由落体实验。如下图所示,小瓶玻璃可乐瓶与天窗接触,玻璃瞬间粉碎。玻璃水杯与车身A柱边缘接触,出现大面积凹陷。瓷花瓶与顶棚尾部钢板接触,钢板撕裂刺穿。啤酒瓶与顶棚钢板接触出现小面积凹陷。西瓜与顶棚钢板接触,出现大面积凹陷。各项试验证明,在发生高空坠物时,天窗、全景天窗强度以及维修远高于钢板顶棚。

以上介绍了有关汽车顶棚种类以及翻滚测试项目和高空坠物实验,接下来,我们就顶棚内在拆解部分进行逐一介绍。顶棚结构相对比较简单,由顶棚内饰板、顶棚加强筋和顶棚止震、隔音材料组成。首先给大家介绍顶棚内饰板。

顶棚内饰板作用

顶棚内饰板是汽车整车内饰的重要组成部分,它的主要作用是提高车内的装饰性,使其看起来更加美观,同时顶棚内饰板还可以起到隔音、隔热,降低车内噪音提高吸音效果。

目前常用的顶棚种类有软顶和硬顶之分,软顶一般由面料和泡沫层采用层压法复合在一起,泡沫层一般采用聚氨酯或交联聚乙烯泡沫,有一定隔音、隔热作用。内饰板外层面料多为无纺布制造,起到美观装饰作用。面料颜色根据整车内饰颜色而搭配。硬顶采用多层材料符合而成,由基材、缓冲隔热层、表皮层一体成型,基材一般选用PU发泡材料、PP发泡材料、瓦楞纸等;缓冲层通常使用聚氨酯泡沫或废纺粘、表皮材料使用织物或PVC膜。目前大多数车辆的顶棚内饰板都采用硬质多层材料。

顶棚内饰板有严格的工艺要求,需要耐高低温性能。根据Q/FTA011规定顶盖内护面在-30℃~80℃范围内正常使用,不得有开裂、变形、剥离等现象,顶棚内饰板材料还要具备一定抗静电性、抗污染性、阻燃性、耐水性。

顶棚主加强筋作用

车型在设计过程中都会对大面积钢板做声振模态分析,这也是整车舒适性的一项重要的实验,简称NVH。它的原理更像是在水中投石子,查看钢板各部分震动频率和大小。然后用加强筋的方式衰减或阻止这种异样震动。当钢板出现有规律的震动时,就会产生令人讨厌的噪音。导致震动的原因有很多,譬如高速行驶中的风波、行驶噪音等产生共振。顶棚主加强筋就是为了抑制噪音和加强局部钢板强度而生。顶棚主加强筋通常设计在顶棚中央位置,两侧与白车身B柱相连。主加强筋或加强板较为宽大,钢板厚度约在0.8-1.5毫米之间。

顶棚辅加强筋作用

辅助加强筋与主加强筋作用相同,为加强局部钢板强度和抑制共振而设计,辅助加强筋设计在主加强筋后面,宽度以及钢板厚度均小于主加强筋。辅加强筋钢板厚度约在0.4-0.8毫米之间。顶棚加强筋数量以及厚度与车身强度并没有直接关系。

顶棚止震材料

顶棚止震与门板止震的原理小异,止震位置以及止震材料的选用上基本相同。内地板、顶棚、后备箱、以及车门板等部位,都会使用止震降噪材料。沥青阻尼片是一种粘弹性材料,贴合在钢板上可减少噪音、减少共振作用,它对车内降噪的功劳和贡献虽然不小,但并不受欢迎。因为该材料自身会释放出一定有毒气体。

沥青材质

丁基胶止震贴是除了沥青阻尼片以外的另一种止震材料,其物理特性等同于沥青阻尼片,都能够起到止震、静音的效果。丁基胶材质是一种合成橡胶,由异丁烯和少量异戊二烯合成,该材料最大特性是没有任何气味和味道,自身不会散发有毒气体。丁基胶材质的使用范围大多集中于高价位车型和部分自主品牌车型上。目前绝大部分车型仍然在使用沥青材质止震贴。

丁基胶材质

复合材料止震帖是特有设计,牛皮纸层作为覆盖层,内衬隔音/隔热材料选用泡沫材质,将粘合剂均匀涂抹在止振帖的另一侧,与顶棚内侧钢板黏结在一起。 这样就能为整张钢板进行加强、止震处理。

复合材料:牛皮纸+泡沫板

顶棚隔热设计

顶棚隔热设计与车门隔音设计类似,使用隔音棉等材料对顶棚进行隔音/隔热处理,隔音材料多为再生棉和原生棉两种,再生棉较为难看,成本较低。原生棉比较美观,成本相对较高。隔音/隔热棉贴合方式有顶棚内饰板贴合和顶棚钢板贴合两种,两种贴合方式虽然不同,但效果并无差别。

总结:本文介绍了车辆顶棚的种类以及内部组成结构,汽车顶棚加强和隔音设计与车门板比较相似,可以见到相似的加强方式和隔音/隔热材料。隔音材料也有高低成本之分,止振材料也分为环保和非环保。后续文章中,我们将用大数据方式汇总已拆解的90余款车顶棚防护/做工。返回搜狐,查看更多

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