为什么汽车保险杠都是塑料的单是为了减轻重量吗?

2018年10月17日   缅甸小勐拉   200人浏览   0人评论

  网上经常能看到调侃汽车前保险杠被撞后各种惨状的段子,比如下图这几种就不太好看。

  为什么会出现这种状况,与现今汽车保险杠外壳采用塑料件有直接关系。要知道汽车在高速行驶时冲击力很大,塑料外壳能否抵挡住冲击力自然就不好说了。

  在很多人看来,这种塑料保险杠的耐撞能力完全不及早前的金属保险杠,时下之所以流行全都是为了减轻重量。

  这么说当然有其道理,不过技术的变迁从来都是服务于人的,为什么会出现这种转变肯定不仅仅是轻量化这么简单,而且从保险杠的发展来看,它已然变成一套更为复杂的系统。

  现今乘用车最常使用到的汽车保险杠系统可以被分为三大部分,下图是汽车保险杠系统的爆炸图,很好地说明了三者之间的布置关系。

  ▎金属防撞梁,通常由冷轧钢材制成,一般在保险杠壳体之后10cm左右的距离。有的车型会在他们之间再加装泡沫板提高支撑性,它的作用是在保证不影响行人安全的前提下,让塑料壳体的受损程度降低些;

  ▎吸能盒位于金属防撞梁之后。关于吸能盒的作用,大家可跳转至车聚君此前的文章——《揭秘汽车吸能盒:保险杠的玄机就在这里 聚技》。简单说它是用来应对中低速碰撞的吸能装置,吸能盒种类和材料因各家设定有所不同,一般来说采用可拆卸式+铝合金+溃缩引导的吸能盒效果最佳。

  翻看60年代及以前的汽车,汽车保险杠系统并不是这样,外露的金属防撞梁很常见,在其后的外包围也多采用金属材质。可以说当年的汽车保险杠系统很单一,复杂程度远不及现在。

  因为防撞梁外露,给车身带来的伤害相应的要小一些,这套系统在很长一段时间内都是主流配置。像澳洲这类地方,因为经常发生汽车撞死动物事故,外露式防撞梁依然被大量使用。有些朋友还会特意加装外露防撞梁,以避免汽车受损。

  汽车保险杠发展成现今的模式,大概是从80年代开始。我们知道汽车安全被重视也是从这时候开始的,比如沃尔沃的三点式安全带就是在80年代得到普及。

  在当时,人们发现外露的防撞梁和金属包围对行人的伤害很大,后来人们就逐渐给外露的防撞梁配上塑料或软质材料包围。一开始仅仅是包住防撞梁而已,比如9年卖了200万辆的日产March(1983),即便是汽车小白,依然能从外部直观地分辨出这部分。

  不过这种设定还没有完全解决行人安全问题,因为车头并不够平整。凸起的防撞梁正好处在容易撞击到行人腿部关节,这样的改变只能说治标不治本。

  某种程度来说,汽车前脸设计是被为提高防撞梁安全性所推动的。因为外露的金属防撞梁不适用,只能将它再往后挪一步,相当于外包围和防撞梁互换了位置,防撞梁被隐藏在外包围里面。

  到这时,汽车保险系统的雏形开始出现。外露的金属保险杠逐渐换装为塑料保险杠,用来应对低速碰撞时不至于伤害到行人;位于其后的防撞梁和吸能盒用于抵御低速碰撞伤害。

  举例来说,在美国,保险杠外壳并非安全配置,美国只是将它作为一个降低低速碰撞损失的配件,所以对保险杠只是在低速下测试一下,包括正面碰撞(10km/h)和侧面碰撞(5km/h)。

  2013年9月1日,中国《汽车防护杠》行业标准该标准将正式实施,《标准》提到产品的碰撞性能应符合GB17354-1998的相关要求。

  不过与国外有不同的是,国内采用的是摆锤法测试,估算下来正碰速度为4km/h,侧面碰撞为2.5km/h。国内测速要求比较低,或许和保险杠外壳比较容易撞坏有关。

  除了安全性角度外,保险杠系统发展为如今这种模式还与空气阻力有关,有研究称,风阻系数每降低0.04,就能在时速130公里/小时巡航时减少0.5升的油耗。

  现如今这种模式将更有助于保险杠和车身一体化,比如奔驰IAA概念车的风阻系数就压低到了惊人的0.19Cd,不久前上市的新奔驰A级风阻系数仅0.22Cd、撞风面积也仅有2.19平方米。

  不过要说明的是,由于当时降低油耗的解决方案还有很多,虽然流行型汽车设计早在30年代就开始备受推崇,但当时人们并没有考虑改变防撞梁结构,比如历史上首款流线型汽车克莱斯勒气流依然保留了前后外露式保险杠设计。

  正如上文所说,汽车设计禁锢的思想开始得到解放,是因为需要推动行人安全。所以这种转变要到8090年代才开始爆发,比如保时捷911,从90年代初期的964车型开始采用与车身同色的保险杠,而到了993车型保险杠更是与车身融为一体。

  汽车保险杠系统发展到现今这种模式与轻量化有直接关系,但如果追溯历史,我们会发现起因是行人安全保护。汽车防撞梁由外露模式逐渐转移到内置模式,外包围也逐渐从金属材质转变为塑料材质。

  对于我们消费者来说,它带来的弊端是更容易受损,不过多级保护系统的出现让它较以往的安全性更高了。当然,这带来的另一大好处是提升了汽车设计的整体感,并降低了风阻系数。

  需要多提一点的是,国内对低速碰撞要求比国外稍低,这是国内需要逐步与国际接轨的地方。

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