汽車百問
【百問】車體剛性為何要強化?
除了硬還要有韌性(下)
2024.01.03 作者:OPTION 圖片來源:OPTION編輯部
問題四:什麼是車身點焊?
打好車體強度的底子
車體結構通常是由2片以上的鈑金焊接而成,例如車門框架周圍,就強度來說焊接的焊點愈多,車體的剛性就愈強,然而市售車顧及到成本與舒適性的問題,在車台鈑件間接合的焊點也會點的較少,如果能適度補強焊點,也能提升車體結構的抗扭曲強度。
不過可不是一昧地增加焊點就能達成此目的,錯誤的施工反而容易造成反效果。一般點焊時因焊點周圍的鐵板在燒鑄之後,會產生硬化的現象,因此若是焊點的間隔過小過於密集,就會缺乏應力緩衝區,該處便有可能出現裂縫,甚至金屬斷裂的情況,且焊接時不能從頭一直焊到底結束,到時候單面鈑件會因為連續焊接而熱變形,到最尾端會呈現餘料現象,促使車體變型。
同時也因為全車點焊並非一天就能完成的工作,所以當天焊接好的部分,一定要清潔完畢,噴上鍍鋅或鍍銅底料,否則明天就會發現,因為焊接後的氧化現象及日夜溫差的濕度變化,會讓昨天所焊接的部分全部產生銹斑,屆時再來處理善後,才真是亡羊補牢,得不償失。
最後,全車點焊最好事先就把車輛架放在手術檯上,或專用治具上,把身體主結構焊好之後再來實施翻轉的細部焊接。以上所述這點是非常重要的,因為在一個不良的支撐環境下,受力的空車體是可能變型的,加上焊接時的伸縮、及應力的改變,如果車體並非固定在良好的治具下,例如車體呈現些微扭曲的不正常情況,此時在點焊上去,扭曲的車台就此固定無法調整回來,在車體基礎結構與幾何角度不正確的情況下,對於往後配重的調整、底盤的設定,都會有決定性的傷害,不可不慎。
問題五:什麼是車內防滾籠?
同時強化剛性與安全
前述的點焊工程雖然有提昇剛性的作用,但僅針對「鈑件與鈑件之間」,以及「鈑件與大樑(ABC柱)等結構之間」,主要用意在於加強其緊密度,雖然剛性與強度都提昇許多,這只是提昇操控與車身反應,但是針對激烈操駕時隨時可能發生的嚴重撞擊時,駕駛安全保障提昇的程度有限,因此競技設定的車輛一般都會再裝上駕駛艙結構強化的部分,就是一般我們所說的「防滾籠」(Roll Cage),以保障車手於意外發生時的安全,故防滾籠的結構幾乎都分布在駕駛艙空間的周圍。
而如果您經常激烈操駕山路或賽道的話,防滾籠是筆者最鼓勵的改裝部品,原因只有一個,保命部品;正常的一部車,車頂結構是最脆弱的部位,車輛發生意外造成翻滾時,車頂保證體無完膚,那駕駛者的頭呢?包準像顆破雞蛋一樣。其實防滾籠最大的作用即是人身防護,讓車手在激烈的賽事中有本錢放手一搏,而車身剛性的提昇雖然稱之為其附加價值,但是一組標準防滾籠所帶來的助益卻遠超過全車拉桿。
一般來說,防滾龍的材質以鉻鉬合金為主流,質輕強度高是其最大特色,是目前製作防滾籠最主要的材質;早期此種材質僅在國外賽車上才看的見,一般無縫鋼管頗為盛行,但目前國內就連一般街車都採用鉻鉬合金製作之防滾籠,足見此材質的普及性。除了材質外,結構及點數同為一大重點,符合FIA賽事規範所規定的各項要求製作而成的部品才能真正有效發揮最大功能,一般來說,速度愈快、危險性愈高的房車賽事,例如Rally拉力賽事,所要求的規格愈嚴格,因為這些規範針對彎管角度、管徑、點數甚至接合方式都有明確的規則,而這套規則是經過數十年賽事考驗演進而來,絕非一般土法煉鋼隨便燒幾根鐵管就能了事,畢竟這玩意非得到意外發生才能驗證其真實效果,並非耍帥比炫的改裝部品,Tuner不得不慎,。
至於防滾籠對剛性提昇之原理,其實與前述拉桿為異曲同工,但實際提昇強度卻是數倍之多,這也是為什麼筆者會說防滾籠是最值得鼓勵的改裝部品,上一組防滾籠絕對比您全車拉光光來的有實質意義,何況小命只有一條,防滾籠就是你盡情揮灑時的最後一道防線。以過去筆者試駕過加裝防滾籠的六代喜美廠車為例,透過防滾籠的加裝,不僅車體扭曲聲獲得有效抑制,最重要的是大幅強化的車身強度讓避震器及輪胎更加有效的發揮,路感回饋更加直接明確,而車重雖然多出40幾公斤,但相信有了防滾籠的保護,將能使車手為更加安心、專注於追求賽道速度上,單圈成績自然有所提昇。
而改裝防滾籠時最佳安裝方式乃為與車台焊接之一體成形式,但是一般道路用車不太可能這樣做,因需考量日後復原及驗車等等問題,所以固定的媒介-螺絲,就扮演相當重要的角色,且分解點愈少愈好。根據FIA規範,所有管對管接點,必需要以套管加多點螺絲來固定,且螺絲固定的角度也必需各自兩兩成九十度垂直,以確保其強度。
筆者建議如果真的有心加裝防滾籠的話,最好將價格因素摒除在外,市面上許多不到1萬塊完工的防滾籠,不但未依照FIA規範進行設計施工,就連材質都參差不齊,裝上後不僅安全、剛性沒保障,還徒增車重增加油耗、影響性能表現,此外其它搭配防滾籠之保安部品如賽車椅及安全帶更要確實使用,否則遇到意外時因頭撞防滾籠而受傷可就冤了。
車體剛性為何要強化?除了硬還要有韌性(上)
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