结构才是王道 迈锐宝XL车身优化技术浅析

  之前,「汽车黑科技」专栏曾经写过一篇有关轻量化的文章,大意是针对目前追求轻量化的主流趋势给出合理的解释与释疑(点击题目查看该文章:汽车黑科技30 美系车开始一门心思轻量化)。而刚刚上市不久的迈锐宝XL,细心看配置表的话我们就会发现,它拥有在B级车中毫不吃亏的2829mm轴距,而车长也达到了4.9m以上,但是入门版整备质量却只有1415kg(入门版)。对车型与重量稍微有些概念的朋友就知道,1415kg那几乎就是一台紧凑型车的车重级别

  要说整备质量降低带来的好处,那简直是太多了:省油、功率质量比更大、操控更灵敏……能合理降低整备质量,那简直就是一箭多雕的事儿。但是,正如之前黑科技文章中所提,车重降低的前提是你得保证车身的结构强度不能降低,甚至要更高才行!这次雪佛兰举办的迈锐宝XL车身技术优化体验,就是为了让大家明白这款车到底是如何做到的,而且是有理有据,令人信服。

拓扑优化方案

  其实,从凯迪拉克CT6开始,“轻量化”的概念就已经贯穿通用全系品牌了。然而,将一辆B级车降到A级车的重量,比将一辆D级车降到C级车的重量总体难度要大得多。迈锐宝XL在车身结构优化中运用了大量的计算机模拟仿真计算,经过反复对模拟结果进行实际验证,从而得出问题的最优解,而这也是当今车身结构优化研发中效率更高、也更稳妥的方式。接下来编辑用几张动态图来做演示。

  上面演示的是迈锐宝XL在经受1800kg后部撞击时的模拟状态,设计人员的目标是再这样的力度下,车辆的后桥不能有明显位移,油箱更不能收到挤压。那么在进行轻量化时,工程师先讨论一个轻量化方案,然后将设计参数输入到仿真软件中,通过模拟计算进行该方案的验证。

  这种优化还有很多部位的应用,通过一系列的结构优化,迈锐宝XL相比前代车型在整车加长68mm、轴距增长92mm的前提下,还实现了车架减重48kg。那你会问,迈锐宝XL的车身刚度还有保证吗?这就是刚才讲到的模拟仿真的作用了——车身静态扭转刚度达到了23.6kNm/°(有天窗),而上一代迈锐宝带天窗版本的车身静态扭转刚度仅为21.6kNm/°,这就是使用软件模拟仿真进行拓扑优化带来的好处,既能有效降低重量,又能提高车身刚度。

零部件的结构优化

  对于单个零件的结构优化,CAE优化是必不可少的。有了CAE优化,单个零件能做到不同部位使用不同的厚度,最大限度利用材料,避免不必要的浪费从而带来车重增加。

  这种单一零部件的结构优化在迈锐宝XL上随处可见,而我们看到无论纵梁还是其他部位,都有很多大大小小的孔洞。这些孔洞中有一部分是为了给车辆总装时的线束、转向柱等等预留出的通孔,另一部分则是为了进一步降低重量,同时避免共振,从而提升NVH。

  除了结构上的优化,材料的选用也是有门道的。迈锐宝的称身框架与车顶,使用了40%的超高强度钢材,而像B柱这种对于侧碰影响重大的结构件,则使用了目前公认最结实的热成型钢。这里帮大家摆正一个概念,汽车使用的钢材结不结实其实不看屈服强度,而是强塑积。

  刚才说到迈锐宝XL车架在静态扭转刚度提升的同时减重了48kg,不过这只是车架的成绩,迈锐宝XL整车的减重更是达到了120kg,那么剩下的62kg重量又是从哪里来的呢?

发动机减重12.3kg

  别看迈锐宝XL主力车型搭载的是一台1.5T涡轮增压发动机,考虑到这款B级车仅有1.4吨级的整备质量,真正决定性能体验的参数——比功率则达到了88.3kW/T,这和一台搭载2.0T涡轮增压的“传统”B级车其实是不相上下的。迈腾1.4T,最大功率仅96kW,整备质量则为1470kg,两者的差别一算便知。

  不光是发动机,在悬架这种影响簧下质量的部位,迈锐宝XL也有进行一些轻量化的考虑。例如,前轮的转向节使用了铝合金材质,而下摆臂也进行了一定程度的轻量化处理。

实际体验

  实践证明,迈锐宝XL在各种道路条件下的车身表现均可称得上良好,得益于对于前后悬的优化,车轮在经过小幅度而突兀的路面时,滤震非常主动,车轮只是把必要的路面信息传递到车内,经过一次收放,再无多余的震动。

  最令人印象深刻的是高环体验,工作人员将我们试驾的这台迈锐宝XL开到了接近200km/h的时速,但是车辆整体表现依然从容不迫,简单说就是很“稳”,甚至与120km/h的巡航没什么差别,当然这也与道路平整无暇、宽阔且无道旁景物的视觉感受相关。

  除了验证底盘滤震与稳定性的复杂路况、高环,我们还进行了模拟赛道的场地试驾,主要为了体验迈锐宝XL的综合动态表现。在这一环节,轻量化的车身、优化的底盘悬架得到了更多的体现,开迈锐宝XL在连续过弯时,你甚至不觉得这是一台B级车,轻量化后的1.5T发动机让车头更加灵巧、“听话”,底盘的极限也有一定程度的提升,后轮的跟进更加到位。相比上一代迈锐宝,更长、更大的迈锐宝XL非但没有因车身体积而拖累驾驶,反而有了更富乐趣的动态表现。

总结

  “正经的轻量化绝不是偷工减料”,这是编辑在「黑科技」中提到过的。经过这一次针对迈锐宝XL的轻量化体验,很多传统的观念甚至误解已经不攻自破了。“薄就是软、轻就是差”这种观念,早就应该摒弃。希望大家今后在看到“减配、变轻”这种字眼时,能多结合数据想一想到底是“轻量化”还是“偷工减料”。

  点击下方链接查看迈锐宝XL试驾文章:

  品质提升有里有面 体验试驾迈锐宝XL

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迈锐宝XL
  • 发动机:L4缸涡轮增压
  • 变速箱:双离合/手自一体
  • 车型级别:中型
  • 排量:1.5L 2.5L
  • 燃油形式:汽油
DS6

迈锐宝XL

发动机:L4缸涡轮增压

级别:中型

排量:1.5L 2.5L

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