车体刚性强化特辑-Part.2 防滚笼打造要点 人身安全的保障

车讯网 车讯网 2014-11-24


像要彻底强化车身刚性,加装一组防滚笼是最快速的方法,同时还是确保驾驶于碰撞时的安全保护,而一组好的防滚笼到底需符合哪些条件,将是本单元探讨的重点。

 

首要保护车手安全 次要车身刚性补强

前述的点焊工程虽然有提升刚性的作用,但仅针对「钣件与钣件之间」,以及「钣件与大梁(ABC柱)等结构之间」,主要用意在于加强其紧密度,虽然刚性与强度都提升许多,这只是提升操控与车身反应,但是针对激烈驾驶时随时可能发生的严重撞击时,驾驶安全保障提升的程度有限,因此竞技设定的车辆一般都会再装上驾驶舱结构强化的部分,就是一般我们所说的「防滚笼」(Roll Cage),以保障车手于意外发生时的安全,故防滚笼的结构几乎都分布在驾驶舱空间的周围,依照品牌与制作方式的不同,以及针对不同赛事的属性,有着不同的结构与型式。 如果您参加的比赛是这种需要让车飞这么高的赛事,防滚笼绝对是必备的保安物品。 防滚笼的打造最好能依据FIA的规范来设计,因为任何FIA的规范都是累积许多比赛经验而产生,而根据FIA的规范,所有管对管接点,必需要以套管加多点螺丝来固定,且螺丝固定的角度也必需各自两两成九十度垂直,以确保其强度。

 

一般来说,每个赛事的主办单位,尤其是FIA认可的国际性赛事,对于防滚笼的要求相当严格,FIA针对各级赛事需求在防滚笼的材质、管径、接点数量、支撑点数量,以及型式上都有不同的要求与条件。例如FIA早就在1994年其规格书上就有明确的规范(FIA Homologation),规定十点式防滚架,B柱中笼主体结构必需要是50x2mm的无缝钢管构成,而A柱侧梁则需要40x2mm的规格,且各个弯曲点不可超过45度,以免降低防滚架的抗弯性能。如果撇开法令问题不谈,这绝对是笔者最鼓励的改装物品,原因只有一个,保命物品;正常的一部车,车顶结构是最脆弱的部位,车辆发生意外造成翻滚时,车顶保证体无完肤,那驾驶者的头呢?包准像颗破鸡蛋一样。其实防滚笼最大的作用即是人身防护,让车手在激烈的赛事中有本钱放手一搏,而车身刚性的提升虽然称之为其附加价值,但是一组标准防滚笼所带来的帮助却远超过全车拉杆。任何参加FIA旗下赛事的比赛车,其防滚笼皆须遵照该协会严格的规范来打造,一组做好精良的防滚笼看起来就工艺品一样,令人赏心悦目且通过认证的车体,FIA都会贴上认证贴纸,以做为验车之用。    以FIA规范为模板 实质效果大于美观

 

一般来说,防滚笼的材质以铬钼合金为主流,质轻强度高是其最大特色,是目前制作防滚笼最主要的材质;早期此种材质仅在国外赛车上才看的见,一般无缝钢管颇为盛行,但目前台湾就连一般街车都采用铬钼合金制作之防滚笼,足见此材质的普及性。除了材质外,结构及点数同为一大重点,符合FIA赛事规范所规定的各项要求制作而成的物品才能真正有效发挥最大功能,一般来说,速度愈快、危险性愈高的房车赛事,例如Rally拉力赛事,所要求的规格愈严格,因为这些规范针对弯管角度、管径、点数甚至接合方式都有明确的规则,而这套规则是经过数十年赛事考验演进而来,绝非一般土法炼钢随便烧几根铁管就能了事,毕竟这玩意非得到意外发生才能验证其真实效果,并非耍帅比炫的改装物品,改装店家不得不慎。 正统超跑赛事的防滚笼,须在赛车椅背后方加装一个横杆,除用绑六点式安全带外,更重要的目的在防止车辆被后方追撞时,支撑赛车椅背之用,防止椅背折断伤害到车手安全。

 

至于防滚笼对刚性提升之原理,其实与前述拉杆为异曲同工,但实际提升强度却是数倍之多,这也是为什么笔者会说防滚笼是最值得鼓励的改装物品,装上一组防滚笼绝对比您全车拉光光来的有实质意义,何况小命只有一条,防滚笼就是你尽情挥洒时的最后一道防线。以过去笔者试驾过加装防滚笼的六代思域厂车为例,透过防滚笼的加装,不仅车体扭曲声获得有效抑制,最重要的是大幅强化的车身强度让避震器及轮胎更加有效的发挥,路感回馈更加直接明确,而车重虽然多出40几公斤,但相信有了防滚笼的保护,将能使车手为更加安心、专注于追求赛道速度上,单圈成绩自然有所提升。改装防滚笼时最佳安装方式乃为与车台焊接之一体成形式,但是一般道路用车不太可能这样做,因需考虑日后复原及验车等等问题,所以固定的媒介-螺丝,就扮演相当重要的角色,且分解点愈少愈好。根据FIA规范,所有管对管接点,必需要以套管加多点螺丝来固定,且螺丝固定的角度也必需各自两两成九十度垂直,以确保其强度。 据专精于打造防滚笼的台中乔宇掌门人-曾增铨表示,打造防滚笼就像是在做良心事业一样,许多步骤都须谨慎不能马虎,只要车主预算足够,绝对以最高规格的方式来打造防滚笼。 街车强化为目标 提供客制化打造

 

而为了一探防滚笼打造的真正过程,笔者来到了位于台中近几年转型打造防滚笼的乔宇汽车,透过掌门人-曾增铨的介绍,让笔者对防滚笼的制作有更深刻的了解。据曾增铨表示,一组具备安全防护功能的防滚笼,至少须具备十点式设计,也就是不含A、B、C柱底部接点的话,防滚笼横向与纵向间须有10个以上的接点才算是基本的防滚笼配置,当然如果面对是比较激烈的赛事,例如Rally拉力或Drift漂移赛的话,建议需增加杆数与焊接点才能提供车手足够的安全保护。 一组标准的防滚笼至少须为十点式设计,也就是不含A、B、C柱底部接点的话,防滚笼横向与纵向间须有10个以上的接点,才算是基本的防滚笼配置。


至于乔宇所使用的钢管材质,依据使用条件与车主预算,分成较高档的铬钼钢管与一般的钢管两种,前者是铬、钼的合金,拥有比钛、铝焊接容易、高温焊接后脆性倾向少、高温加工性好且美观,因此较一般钢管更优异的耐冲击力与韧性,同样的厚度能提供较钢管更强的冲击的吸收性,因此选择上可以使用比钢管较薄的厚度,不过由于铬钼钢管的比重较一般钢管高,因此即使厚度变薄也不代表重量会比较轻。

 有时为了安装方便,防滚笼支架的接点会采用锁螺丝的方式来固定,此时螺丝的粗细就很重要,且有时为了进一步强化刚性,还会在支架交会处焊上三角板来补强。  

至于焊接的方式与钢管布置方式,则会参考FIA相关规范来打造防滚笼,有时还会亲自接触从国外引进台湾的Cup Car厂车,例如WTCC或FIA N组比赛车,透过实际观察国外厂队打造防滚笼的方式,来作为实务上的烧焊技术来源。目前委托乔宇代为制作防滚笼的车辆,有一般街车也有大鹏湾的比赛车,前者多半为了日后复原与安装方便,都会采用烧焊结合螺丝固定的方式来安装,先将各个防滚笼的主要结构烧焊连接起来,再一一搬进车内利用螺丝将剩余的接点固定起来,虽然强度不若整组用焊的强,但应付街车使用已足够。

  一般街车安装防滚笼时,因考虑到日后复原或预算问题,无法做到像比赛厂车般完整例如紧接着A、B柱间的钢管,都会额外透过钢板与A、B柱进行连接,以彻底补强车身刚性,这样才是正统的做法。    

 

至于比赛车则接点都会全部采用烧焊进行打造,焊数也比街车来得多出许多,且在紧接着A、B柱间的钢管,都会额外透过钢板与A、B柱进行连接,以彻底补强车身刚性。最后曾增铨表示,防滚笼的打造关系到驾驶者的安全,算是属于良心事业,只要车主预算足够,绝对都是采用最高规格的方式进行打造。 如果想要强化前避震器塔顶的刚性,可以建议将防滚笼从车内延伸到此处,还能减少车头侧向撞击时,避震器塔顶挤入车舱内的变形量。

 

结语

 

笔者建议如果真的有心加装防滚笼的话,最好将价格因素摒除在外,市面上许多不到1万块完工的防滚笼,不但未依照FIA规范进行设计施工,就连材质都参差不齐,装上后不仅安全、刚性没保障,还徒增车重增加油耗、影响性能表现,此外其它搭配防滚笼之保安物品如赛车椅及安全带更要确实使用,否则遇到意外时因头撞防滚笼而受伤可就冤了。 如果参加的是车体拉扯比较激烈的赛事,防滚笼的密度就会更高,甚至驾驶座的Side Bar要烧成两只或X型,才能减少车身侧撞时的车门挤压程度,保护车手安全。  

 

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