新POLO的车身及安全设计

苦果 · 发表于 2011-7-28 18:22:54

车身及安全

车身结构配置不但要考虑安全性和舒适性，同时也要考虑经济与环保方面的需求。为了让POLO的购买和使用费用尽量低, 节约成本和重量是车身发展的趋势. 低重量意味着低的油耗,减少二氧化碳排放
–
为保护环境起了积极的作用。

1 强度
车辆舒适性基于一个整体的高刚性的车身，且车身强度尽可能均匀分布。车身强度根据静态刚度、动态刚度、自身刚度来划分。
车身的静态刚度不仅是一个重要的技术参数，并且是安全和驾驶舒适性的主观感受。
在高刚扭转强度车身和轻量化几何车身之间保持一个平衡。各别连接结点的设计是一个重要因素。这些承受力量的截面已经被加强。在车辆后方，具有足够的截面的刚性连接点和一个硬壳式结构待续到尾门合页处。附加的连接用于确保所有组件大范围的组合到一起。这些优化的结点保证上部结构的强度均匀。
这样的拥有密集的横截面的轻质硬壳式结构广泛的出现在POLO的车身结构当中。 18000牛顿米/ °的静态扭转刚度使得它在竞争环境中，有很好的优势（见图一）。轻量化指数为3.6。这个指标越低，越能实现低重量高刚性。
高的动态刚度可以使在驾驶中实现好的舒适性和噪音控制。他决定于自有的震动频率和相应的振动形势。
承力部件的优化配置与满足要求的材料和
适合负载的连接技术相结合使得车身有43HZ的动态抗扭刚度和46HZ的动态抗弯刚度。受力点拥有高固有频率可以隔绝固体噪音传播, 这样使得车内有一个低的噪音水平. 在相关部位针对性的使用材料，对车身减重有进一步的贡献。

2 材料
坚持轻量化车设计与高强度、极高强度钢板的使用，使得新POLO与上一代相比减重7.5%。
应对正碰、侧碰和追尾碰撞, 相应的不同等级和不同厚度的钢板组装起来得到一个生存空间.热成型钢板[Rp 0.2 > 1000 N/mm2] 用于在某些区域应对极端负载. 见图2. 这些钢板更轻但却较传统的高强度钢板的强度有了显著的提高.
广泛使用的焊接技术提供一个有效的负载响应和成本需求（基于新的车身制造理念）. 电阻点焊提供一个组件连接的低成本方案
。另外, 粘接技术应用于复杂结点处以及高强度需求的结点. 既满足连结点的强度需求也满足低成本的需求。

3 行人保护
行人保护在车身设计阶就被考虑在内. 机盖采用大面积吸能设计，同时机盖铰链也进行了优化。
单独的翼子板吸能设计. 保险杠和防撞梁处也采用吸能设计，提供一个显著的潜在保护. 采用多种配置和功能的手段，以及计算和材料测试，使得车身前方的行人保护得到优化。

4 保险类别
小事故例如停车场的碰撞也能导致重大的损伤. 为了减小这种情况, 前保险杠系统由极高强度的热成型钢板组成以及软的变形原件（泡沫）. 前防撞梁下方特有的加强措施使得纵梁的力与上一代相比增加25 %. 力量可以在保险杠系统中被吸收, 而那些昂贵的组件，比如散热器和空调系统等设备在纵梁的保护下免受损害. 在碰撞中的损害已显著降低, 降低修理费用以及在保险类别中起到积极的作用.

苦果 · 发表于 2011-7-28 18:23:44

5 碰撞情况
碰撞安全在改进中放在优先地位，基于高刚性的车身（坚固的乘员舱）和变形吸能区以及保护系统。广泛应用的数学模拟方法使得基本车身结构要求高质量的按照特定的方式完成. 因此, 车身结构按照始终安全的要求设计完成。
在正面碰撞，非常刚性乘客舱有助于确保乘员生存空间。前部的高强度防撞梁将偏置碰撞中的负载从撞击点分配到两侧，这就意味着两个纵梁可以同时吸能，如图3。
优化的纵梁意味着车辆在正面碰撞时的减速曲线减小作用于乘员的力
新波罗脚窝处的下横梁是热成型组件。不担减轻了重量，也达到了一个很高的强度。相对以前的波罗可以减小50％的脚部入侵，这样就减小了对前排乘客脚部的伤害。优化踏板在碰撞时给脚和小腿提供空间。
安全空间的侧面是一种环状结构, 它和门结合起来提供空间稳定性, 即使是在很小范围的正面重叠碰撞中. 高强度，部分热成型钢板增强件被用于负载路径上：A柱, 顶部框架、门槛以及安置于B柱上的门肩 .
优化后的减速，减少入侵和相关剩余生存空间减少了作用于乘员身体构的负载。配合安全带系统使受伤的可能性降到最低。
通过改进的效果良好的侧面保护组件是新POLO碰撞安全性的重要组成部分. 在这里必须做好安全需求和车身重量之间的平衡。
在侧面碰撞当中，负载作用于B柱以及车门内斜置的防撞梁. 其它的主要要素比如座椅横梁和门槛都相对于前一代车型进行了改进.
这样一来，当侧面碰撞发生时不仅入侵速度降低，同时侵入也较上一代车型降低20%，如图5。
为应对侧面柱体碰撞,改进的车身提供优化的生存空间，通过热成型钢板构成的顶部框架和刚性门槛,如图6. 这样一来入侵就相对上一代车型减小15%.
POLO的车尾结构由宽截面的后纵梁得以加强，他和坚固的乘员舱相结合, 给乘客保留生存空间同时也保护了燃油系统在追尾碰撞中满足最严格的安全要求.

6乘员保护系统
模拟研究应用于车身结构配置以及安全带系统设计中，使得减少研发时间并优化他们。
仿真流程，CAE技术基础设施和流程的基础上经过不断发展，从以往的开发经验。在波罗的设计模式，不仅安全带系统，而且整个内部结构派代表作为结构力学模型，图7。这使得它可以调整方面的各种不同的负载情况下崩溃所有系统参数。
POLO因此继续保持高水准的大众汽车方面的安全带系统，图8集。
前方安全气囊系统提供了案件的最佳克制的司机和前排座位乘客头部相撞，与受伤的风险最小化。乘客安全气囊安装在仪表板的顶部，并且可以通过一键切换停用，其状态显示在仪表台上。这意味着它可以在副驾驶的位置上安置儿童座椅。儿童安全的补充，作为安置儿童座椅固定在后排座位安装标准分。前排座椅的侧面安全气囊提供全方位的保护。后排头部安全气囊是作为一种选装。
三点式安全带为所有座位的标准配置。前排座椅提供了带限力的预收紧安全带，以减少胸部的负荷。由中央控制在特别严重的事故单位时电动点燃，并帮助乘客在早期阶段连接到车辆减速。这意味着，约束效果持续时间更长，乘客受到更低负荷值。在前排座椅安全带高度可调节以适应不同的座椅位置和不同的乘客。尽量减少在安全带回卷力度，从而提高穿着的舒适度。POLO有“安全带提醒系统”（SBR），以监察在前排座椅安全带锁定信息拟合，该系统还具有座椅副驾驶占用传感器。如果车辆超过25公里/小时，司机安全带没有连续，或者前排乘客座位被占用，但乘员未系他或她的安全带，然后警告声和仪器上的警示灯被激活，表明安全带没有扣紧。

安全气囊的触发系统由安全气囊控制单元（在内部的三个加速度传感器），两个传感器在车辆的纵向布置和横向布置，以及四个卫星探测传感器用来监测侧面碰撞。两个卫星传感器，为压力传感器布置在两个前面门里面。当侧碰发生时，这两个传感器感知门变形后的空气压力变化。当碰撞发生并直接伤于前门，这种传感器反应明显快于以前的加速度传感器。此外，两个加速度传感器可用于在C柱的下方区域，以便它可以及时监测碰撞，即使前车门未变形。当侧面碰撞只发生在前部，安全气囊控制单元内的车辆横向加速度传感器用于监测这种碰撞。追尾碰撞检测涉及到两个加速的安全气囊控制单元，在该车辆的纵向集成传感器运作。
突破性的模拟技术被用于配置安全气囊触发系统，从而使身体的结构，安全带系统的虚拟集成和安全气囊触发系统从概念阶段的权利。
这使得有可能建立在早期阶段的类型，数量和位置的传感器，从而使预期触发的行为要非常精确计算，得出即使在碰撞事件系列原型车的测试和试点。来自这个措施，以实现遂于在开发过程的早期阶段实现安全目标。
以及引发了安全带预张紧器和安全气囊，安全气囊控制单元，引发了与其他系统进行通信的保护约束系统，危险警告灯被点亮，上锁的门被解锁，室内灯开启和关闭燃油泵。
应用于GOLF6当中的吸能式转向柱对司机侧的安全起到了改进的作用。转向柱有一个可调节的耙夹锁和范围。这夹紧，与伸缩转向柱在一起，有助于防止骑既是后果的变形的前端，并且由于占用者本人向上方向盘。该转向柱底部已覆盖能量吸收包覆，以帮助减少膝部和大腿力量。