原标题:汽车A柱的前世、今生以及未来
雅斯顿原创文章 | 麦琪
汽车厂商总是在想方设法解决驾驶视线盲区的问题,比如在车身周围加入雷达探测器、利用摄像头取代后视镜,试图通过高科技手段让驾驶员可以对车辆进行全方位的视野掌控。但无论如何变换科技配置的存在形式,汽车厂商始终没能把A柱这个最大的视线阻挡物撤掉。
历史上汽车A柱从无到有,就像是一场安全与操控之间的博弈,不过如今越来越多厂商正在试图彻底除掉A柱带来的视线障碍。
1曾经可有可无
19世纪末,当本茨造出第一辆汽车之时,并没有想过A柱到底是何物。当时汽车的制造理念参考马车而来,整体构造相对简单,除了解决基本出行需求之外,不考虑遮风挡雨的功能。而且,由于当时的汽车速度较低,即便没有密封车厢,也不至于让乘客乱了秀发,也就没有挡风玻璃这一概念了。
直到20世纪初,在发动机动力逐步提升之后,由于车速提高而出现了沙石向乘客袭来的情况,汽车制造者才开始研发出一块挡在驾驶舱前方的玻璃。这时的A柱最多只能算是一个雏形,虽然它支撑起一块挡风玻璃,但没有起到连接车身与车顶的功能。
福特T型车的设计逐渐改变了这种情况,当时亨利·福特的远大理想是造出一款大多数人支付得起的国民车,而这样一辆能满足日常需求的车辆至少要应付多种出行场景了,于是当时的T型车从最开始座椅后方的遮阳棚发展到车顶与挡风玻璃连接,形成了一个完整的车厢。这时候的汽车已经有了一定的乘员保护功能,不过所谓的A柱更多只是挡风玻璃的支撑杆,并不作为车身架构的部位。
由于忽视了车厢构造的整体安全性,当时的汽车很容易在发生翻侧之后乘员被抛出车外,或者出现车厢变形的情况。上世纪60年代,欧洲与美国汽车市场开始走向复苏,但当时的汽车厂商更多地把重点放在了动力性能与设计比拼,厢式车身的演变主要为了空气动力学和乘坐空间服务,而彼时的A柱并没有起到承担车身架构的重任。
可以说,当时的汽车厂商尚没有意识到A柱对于车身形变与人员安全带来的重要作用,因此A柱被设计得非常细,最大的存在意义是前挡风玻璃框架,甚至一些车企还曾推出了取消A柱的概念车设计。
2如今非他不可
A柱的历史地位在2008年之后发生了翻天覆地的变化。美国IIHS总结了过去多年发生得汽车事故,严重车身形变是带来伤亡的主要原因,于是在汽车碰撞测试中加入了一项车顶承压试验,这时候才发现大部分汽车厂商由于忽视A柱的承重作用,而造成许多车型无法通过测试。
安全测试遭遇一片惨败之后,汽车厂商终于开始投入到A柱与车身构造的安全性研发当中。从车身力学分布的原理来看,A柱可以在碰撞发生时承担25%的冲击力,比如在正面碰撞发生的时候,撞击力可以沿着前纵梁、A柱往车身后部分散,有效减弱碰撞时车头产生的形变。而且合理的A柱设计可以在碰撞发生瞬间产生向外的形变,防止车身向内凹陷产生对乘员的损害。
随着承载式车身的普及,A柱对于整车架构的支撑与吸能作用更大,即便是如今轻量化趋势之下,A柱使用的高强度材质依然在强调它对车身安全的重要地位。不过,当汽车厂商着力于A柱的研究,似乎又带来了另一种负面影响。
为了让A柱可以承担更多的力量分散,有时候A柱会被设计得比较粗,而此时车辆布置工程师看到了“机会”。随着汽车电子化程度加深,车内许多电子电器都需要合理布置线路,这时候A柱成为了一个极佳的收纳场所,包括音响、中控台等许多配置的线路都可以经过A柱,这时候的A柱开始被设计得越来越粗。一个意想不到的事情开始发生了:当强化A柱解决了车身碰撞带来的形变之后,粗大的A柱产生的实现盲区成为了增加碰撞危险的元凶。
3消灭A柱
A柱从不被重视到成为研发重点,不过短短十来年,可如今却又遭到诟病,委屈之情溢于言表。事实上A柱对于车身安全的重要性依旧存在,只是车企仍在不断寻找安全与视线两全其美的办法。
在A柱难以继续瘦身的前提下,汽车厂商开始采用一种叫做“三角窗”的设计,在A柱与前车门框之间流出一块三角形的固定玻璃,以解决A柱过于倾斜而形成的大面积视线盲区。不过在后来的汽车研发中,越来越多新车放弃了这个设计,一来A柱的倾角设计不再形成大块遮挡,而来这种三角窗副车架的设计对车身刚性没有大大帮助,甚至在碰撞发生时有可能带来人员损伤。
三角窗不再成为主流,汽车厂商开始寻找其他解决方案。比如雪铁龙尝试在A柱的形状上找答案,绝大部分A柱都是一根从车身前部延伸到车顶的支架,而雪铁龙则利用了Y型结构把柱一分为二,在保证车身安全的同时留出一块较大的侧面可是区域。不过这种设计可能会提高车身的铸造难度,如今尚未实现大范围量产。
设计这条路似乎有点走不通了,汽车厂商开始诉诸科技。去年8月,丰田在美国申请了一项专利,试图通过物理学的光折射原理解决A柱盲区问题。按照丰田的介绍,这项技术将采用特殊反射材质与摄像头互相协同的方式,把摄像头拍摄的路面情况同步投射到A柱的隐藏装置上,使得A柱可以投影车外实况,以达到A柱透明的效果。不过这项技术看似科幻,但能否量产以及实际效果如何,都存在较大的问题。
近日,现代起亚同样申请了一项相似专利,名为“车辆盲点支柱显示系统”,这个系统的实现形式与丰田相似,同样是采用摄像头和投影仪的方式,使得A柱位置可以投影出车外路况。虽然现代起亚在申请这项专利的时候表示,这个系统已经通过了一个行人相关的安全测试,但值得注意的是,A柱遮挡的视线盲区不仅在于行人,还有并线车辆等,在车速较快的情况下系统是否可以同步及时投影路况而避免碰撞,这个问题尚未得到解答。
事实上,隐形A柱的设想在几年前就陆续被多家车企提出,只不过到如今仍未能成为现实。A柱盲区本身难以被彻底消除,只能借助高科技尽可能掌握车身周围的视野。隐形A柱的想法足够科幻,也许魄力十足的丰田可以在未来将其变为现实。
图 | 来源于网络
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