對于保時捷911(997)車身結(jié)構(gòu)的簡單分析
隨著車身結(jié)構(gòu)分析課程的不斷深入,我也想以Porsche 911(997.1)為例子,對Porsche 997的車身結(jié)構(gòu)進行一個較為簡單的分析。(雖然是997.1的911,但是997.2的車身結(jié)構(gòu)與之幾乎沒有任何區(qū)別,所以就相當(dāng)于對整個997代911進行了車身結(jié)構(gòu)分析)
我認為既然提到對車身結(jié)構(gòu)的組成以及特點的分析就應(yīng)該從白車身,車身結(jié)構(gòu)件,車身覆蓋件來入手??此剖侨齻€方面,其實實則上是兩個方面,因為車身結(jié)構(gòu)件與車身覆蓋件這兩者共同組成了白車身,所以我們只分析車身結(jié)構(gòu)件和車身覆蓋件就行了。當(dāng)然白車身還有一種定義就是車身結(jié)構(gòu)件與車身覆蓋件的焊接總成。再補充一點,車身結(jié)構(gòu)件也叫做車身本體,車身覆蓋件也就是四門兩蓋。
接下來是我對下面這張圖的一些分析:

首先在下方的第一張圖表示的是2005 Porsche?911(997.1)的車身結(jié)構(gòu)圖。這張圖下方的四種顏色分別代表的是:灰色(Mild Steel)---低碳鋼,也叫做軟鋼;粉紅色(Tallored Blanks)---激光拼焊板;橙色(High Strenth Steel)高強度鋼;以及綠色(Ultra High Strenth Steel)超高強度鋼。
一.車身結(jié)構(gòu)件
1.在這一代911上值得注意的一點就是Coupe(硬頂版)與Cabriolet(敞篷版)的車身結(jié)構(gòu)其實是非常相似的,即便敞篷版車型少了一個車頂。那是因為這一代911是優(yōu)先開發(fā)的敞篷版,而之前的911都是先開發(fā)的硬頂版,這就帶來了一個問題,因為敞篷版的車身強度與剛度與硬頂版的車型是完全不同的,比如說B柱,所以說設(shè)計敞篷版車型的時候就要去車身的一些地方“返工”,費時費力,又費精力,既增加了研發(fā)和生產(chǎn)成本,又降低了生產(chǎn)效率,最后可能設(shè)計出來的車身還沒有優(yōu)先開發(fā)敞篷車型的效果好。還有一點就是這代911的車身結(jié)構(gòu)是在它上一代車型996的基礎(chǔ)上進行開發(fā)的,所以997的車身結(jié)構(gòu)與996相比是相似的,但即便如此,997與996相比仍有80%的更新。
2.這是典型的跑車結(jié)構(gòu)車身,從1963年P(guān)orsche 911誕生以來就是這種結(jié)構(gòu),只不過車身結(jié)構(gòu)越來越現(xiàn)代化。911的車身其實并不大,與那些中置引擎布局的跑車以及GT跑車相比算小的了,軸距也只有2350mm。所以我認為它在側(cè)面碰撞時的受力面會與其它車型有所不同。
3.還有非常重要的一個地方就是911獨特的發(fā)動機后置布局。有別于傳統(tǒng)的發(fā)動機前置,油箱后置的布局形式,911的油箱是在前備箱后部,前橋上方的,這與發(fā)動機前置的車型車身結(jié)構(gòu)是剛好相反的,但是我認為油箱在前部更應(yīng)該去注意油箱安全的問題,所以我也注意到了油箱前方也多加了一塊高強度鋼與兩縱梁相連接,加以保護,同時也加強了車身剛度。6速手動或5速Tiptronic自動變速器以及后期的7檔PDK雙離合變速箱也安裝在后方,所以中央通道后部有巨大的隆起。
4.采用自身吸能式保險杠。自964開始911全面采用自身吸能式保險杠。
5.車身以軟鋼為主體,大面積采用高強度鋼,特別是車身地板部分。開篇我們也提到997的研發(fā)是敞篷版先行,因為敞篷版少了車頂,立柱等部分,缺少的那部分強度和剛度就要在底盤,A柱等其它部分去彌補。
6.前,后縱梁采用激光焊接工藝與乘員艙相連,車身剛度得到提升,使車身整體性更強,當(dāng)然也可以進一步降低車身重量。
7.車頂縱梁采用超高強度鋼,以保證其有良好的翻滾性能,特別是超高強度鋼在車頂與A柱連接處還往前延伸了一段,在車身較為脆弱的部分進行了加強;車頂強度夠了,無框車門的使用就變得更理所應(yīng)當(dāng)。車頂,車門,前圍板以及連接兩B柱的橫梁都采用了高強度鋼將"籠形"結(jié)構(gòu)的強度進一步加強。敞篷版車型A柱有超高強度鋼的進一步加持,并與車身防滾架搭配使用在車輛發(fā)生翻滾時共同保護乘員頭部。
8.如果你仔細觀察不難發(fā)現(xiàn),硬頂版與敞篷版在B柱的設(shè)計也有一些差別(嚴(yán)格意義上來說敞篷車是沒有B柱的),差別在于硬頂版后翼子板內(nèi)的高強度鋼并沒有與B柱根部的超高強度鋼相連,而敞篷版兩者之間是相互連接的。我認為導(dǎo)致這種差別的原因是很明顯的,硬頂版是有車頂?shù)?,前面也有提到,?dāng)911受到側(cè)面碰撞時受力面積會與其它車型有所不同,同時我們也可以發(fā)現(xiàn)車身側(cè)面是有足夠多高強度鋼的使用的,所以車身強度能夠保證,于是就可以省掉部分材料;而敞篷版沒有了車頂?shù)倪B接只有加大高強度鋼的使用來保證車身有足夠的強度,同時還要保證其車身有足夠強的扭轉(zhuǎn)剛度,保證車尾有較強的循跡性。因為對于911而言,操控性是極其重要的。
9.懸架塔頂與窗框之間有連桿連接,加強了車身前部剛度,從而提升車頭部分的靈敏性和操控性。
10.車身在遭受外力碰撞時有合理的能量引導(dǎo)路徑,能夠?qū)④嚿硎艿脚鲎矔r的能量分解到車身的各個部分,從車頭貫穿至車尾。
11.超高強度鋼緊密圍繞著乘員艙,形成了一種框架結(jié)構(gòu),進一步提升乘員艙部分的強度和安全性。
二.車身覆蓋件
1.前翼子板采用高強度鋼,并留有頭燈安裝孔位,911車燈的安裝是極其方便的。
2.鋁制前備箱蓋。往上像GT3 RS,GT2 RS四門兩蓋都為鋁制,可進一步降低車重,在碰撞時增強潰縮能力,充分吸能。
(寫到最后可能思路有點斷了,所以就先簡單的分析一下,后期有機會再進行補充)




