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[百問] 車體剛性強化六問-不是硬就好,還要有彈性(上)

2020.03.31  作者:OPTION   圖片來源:OPTION編輯部

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街車改裝中相較於動力、煞車與底盤系統的改造,車體剛性的強化似乎沒有那麼重要,不過如果您是激烈操駕一族,或準備開著愛車下場比賽的話,車體強化絕對會讓您感受到改裝前後的差異,讓您對愛車的掌控更完整。至於到底改怎麼強化?就讓筆者一一為大家說明。

問題一:為何車體剛性要補強?
讓車開快時更聽話

為何需要強化車體之結構?因為車身結構本體為一單獨結構體,而車輛本身之懸吊組件則是搭載在此主結構體上;當懸吊系統作用時,所承受之應力相對也會造成車體的負荷,而真正受力反饋的機件應該是懸吊系統,支撐懸吊系統的車體要愈強壯愈好,而扭曲變型量愈小,則懸吊系統作用愈大,也等於說高剛性車體結構,可以令懸吊系統完美充分的工作,讓駕駛對車身動態的掌握更完整,也就是車開起來會比較聽話。

 

對於車身剛性的說明,原廠多半是透過圖中的車體結構圖來說明,但依然很少能給準確的數據,此圖為Audi R8的設計圖,可以看出駕駛艙為籠型車體結構,車頭前後則以骨架建置,是兼顧車重與剛性的好方法。

此時讀者或許疑問,為何懸吊要完美工作與車體有關?因為車輛要有完美的操控性,及高速行駛的穩定性,全賴於底盤懸吊的設定,但就算有了再完美的懸吊裝置,及底盤角度調校,如果是安裝在一個極易扭曲變形的車體上,高速激烈過彎時,也會因車體變形太多而無法發揮功效,最終結果也是徒勞無功,所以一台車要激烈駕駛時要好開,車體剛性補強是絕對要做的事情。


對於正規的WRC比賽廠車來說,透過防滾籠等車體剛性強化的工程,目的除了提高車體抗衝擊與抗扭曲的能力外,確保車手在車輛撞擊瞬間的車體完整度,也是強化車身剛性很重要的目的之一。


有些超跑例如圖中Mclaren MP4-12C的車體結構,駕駛艙採用一體成形碳纖維材質製成,前後在輔以鋁合金骨架,如此打造出來的車體剛性與安全性,將比鋁合金車台好上許多,更不用說一般的鋼材,應付街道使用絕對綽綽有餘。

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問題二:什麼位置最需補強?
引擎室、行李廂與車門開口

一些對於消費者窩心設計的意念,其實都有可能造成車體結構減弱,例如:低開口的後行李廂蓋,其為了造成行李廂更大的開口,就必需消除主體鈑件的面積,當然不利於結構剛性。而所謂六/四、五/五分離後座椅,這類提供行李廂到車廂後座相通管道的設計,取消了原來分隔行李廂與車廂的隔離金屬鈑件,如此一來對於後車廂整體結構強度,也是比較不利的。


許多性能車出廠時就會針對車體開口處,進行加裝拉桿的補強動作,例如圖中的EVO 8與NSX。

此外,大多數的房車都是採用一體成型式車體的結構,而非像貨車般的分離式大樑設計,因此車體剛性就無法與這些貨車相比,其最大弱點就在於車門ABC柱間、引擎室及行李廂等開口地方,因此只要針對上述這些地方進行補強,車身剛性就可以有一定程度的提昇。除此之外,車體底盤的前工字樑開口、後懸吊左右拉動等部分,如果加以補強對於剛性的提昇也很有幫助,補強方式可以透過車體拉桿、車身點焊或加裝防滾籠的方式來達成,後文會有更詳細的介紹。


後行李廂的開口也是車體剛性比較需要補強的地方,透過加裝於後避震器塔頂上的拉桿,就可明顯強化這部車的剛性,也能確保避震器作動時的穩定性。


對於街車來說,由於需考量車內乘客與行人的安全,因此車體的剛性還是需保有一定的潰縮性,無法比照賽車般打造的硬梆梆,即使是超跑也不例外。

[百問] 車體剛性強化六問-不是硬就好,還要有彈性(中)
[百問] 車體剛性強化六問-不是硬就好,還要有彈性(下)

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