03.04 現在材料這麼多,為什麼汽車的A柱不可以做成透明的?

踏雪尋梅30532548


由於消費則對汽車安全性能的不斷加強,汽車的A柱也變得越來越寬,司機開車時的盲點就越來越大,透明A柱這個想法確實能給行車安全帶來很多好處,但是說用透明材料的話選擇一般的材料應該強度和透明度都達不到這樣的要求,就算能達到的那成本也是非常之高。


透明A柱並不是沒有,早幾年捷豹路虎就用在A柱上放顯示屏,外邊放攝像頭的方式實現了所謂的A柱透明

這項稱之為360°虛擬城市風擋(360 Virtual Urban Windscreen System)的技術,不但A柱是透明的連B柱C柱也有,不過後來沒有用起來不知道是否技術不夠成熟還是成本太高的原因。


另外豐田也曾經在美國申請了一項專利技術:“讓物體變得透明的儀器”,也是一種讓A柱變的透明的概念,據說成本比原來下降了不少,什麼時候能用到商品車上我們拭目以待

其實關於透明A柱,比較早提出這個概念的還是以安全著稱的沃爾沃,它在2001年就提出透明A柱的概念,採用在A柱上開幾個三角小窗口的方式來實現A柱透明,不過這種方式一定犧牲了不少A柱的堅固性

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出於安全方面的考量,汽車的A柱(擋風玻璃兩側的支柱)變得比較粗,往往會遮擋駕駛員周邊的部分視線。現代(Hyundai)和起亞(Kia)於今年10月份公開的最新專利,有望解決這個問題。這項專利名稱為“為車輛盲點提供支柱顯示系統”,簡單來說就是利用攝像頭和投影儀將外部拍攝的畫面投影到A柱上,從而為駕駛員提供更豐富的視野。

該專利指出鏡子雖然能夠很好的勝任這項工作,可是一旦鏡子碎了就非常容易影響汽車的整體美觀程度,而且在實際使用設計過程中需要非常複雜的光學物理學,而且產生的圖像非常容易產生畸變。對此專利認為相機和投影能夠克服這些問題。該專利描述中表示,將盲點拍攝的圖像投影到視線盲點區域,對於駕駛員來說會更加直觀,並有利於提高安全性。

現代和起亞並不是第一家為A柱提出類似解決方案的汽車製造商。 2017年,豐田公佈的一項專利申請深入研究數學和物理學,為A柱創造了一種“隱形裝置”,試圖和現代一樣通過使用各種價格昂貴的材料來解決這個問題。 2014年,捷豹路虎(Jaguar Land Rover)推出了自己的“透明”A柱支撐理念,它同樣依賴於相機和屏幕,就像這個專利申請一樣。


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汽車A柱是車身前方連接車頂和前艙的關鍵部位,它是保護駕駛員行車安全的一道重要屏障。現在也有很多車型為了讓A柱達到一定的承受力,把A柱的造型設計的有點過大,甚至對駕駛員的視線也會造成一定影響。

那麼A柱為什麼不能設計成透明的呢?


壹車熱評首先想說的一點是,讓A柱透明這可是項黑科技,這項技術在全球都絕對是受到專利保護的,而在去年日本豐田已經就這項技術在美國申請了技術專利。目前豐田採用讓A柱隱身的辦法是利用光線的折射,通過這個物理可見物變成“不可見物”。

不過這項技術雖然已在美國申請了技術專利,但目前還只是停留在概念設計的階段,想要最終量產估計還有很長的路要走。


早期的捷豹也曾利用在A柱外側安裝攝像頭,內側做成可視屏幕的造型,通過攝像頭來讓A柱實現隱身功能。但這種設計所帶來的成本是很高的,而且A柱做成可視頻後它的強度也會大大降低,因此後來這個設計在捷豹身上也就不了了之了。

那麼讓A柱透明化究竟有多難?


限制A柱透明化最大的障礙就是如何保證A柱的強度,目前在製造透明物體方面使用最多的材料是聚碳酸酯板,它具有耐高壓、耐高溫、抗衝擊、透明度高等特點,但想把它做成A柱的形狀並與鋼架車身焊接在一起的話,那這種材質就無法勝任了。原因就是它的強度遠遠達不到A柱的設計標準,所以聚碳酸酯板基本只能用於做成型板材。

其實A柱的存在雖然會對駕駛員的視線會造成不小的困擾,特別是在左轉的時候更是如此,但A柱的存在還是有它實際的價值在裡面。現在汽車很多都是承載式車身,此時車架就需要承擔幾乎全部的載荷,當汽車發生碰撞時,A柱將承受相當一部分的衝擊力。


不過很多車企在減小A柱遮擋面上也的確下了不少功夫,例如將A柱做細並在旁邊開一個三角窗。雖然三角窗在結構受力上也會承受一部分衝擊力,同時也增大了駕駛員的視野,但在某種程度上卻犧牲了A柱的剛性。

所以說雖然現在汽車製造已經發生的非常成熟,但在如何讓A柱既不影響駕駛員視線,又具有合格的抗衝擊性等技術方面,我們的工程師們還需要繼續進行不斷地鑽研。


壹車熱評


汽車a柱是汽車在結構和安全性很重要的組成部分,在汽車正面撞擊時候可以抵抗幾乎25%的能量,對車乘人員安全起到很大作用,也是碰撞測試重要的觀察點,它提高了車輛結構安全性同時又有一個很大的弊端,就是擋住了駕駛視線,a住越粗壯越結實,可是也越擋視線,為什麼不做成透明的呢?個人觀點,只有一個原因,就是技術原因,目前沒辦法做到完全透明,非要做成玻璃透明的,整車強度又降下來了,這種只會出現在像科尼塞格這種跑車上面,所以目前車企都集中全力讓車更結實,甚至使用硼鋼材質,目前解決盲區的方法有兩個,一是安裝全車雷達,前方雷達會測出障礙物,目前基本都是毫米級雷達波,感應單位有限,大部分設計是為停車時候使用的,最多感應距離不超過兩米,只有在車速很低的時候有點用,二是安裝360全車影像,可以更清楚直接的將車輛周圍兩三米範圍內看清,立體鳥瞰式,這兩種方式都會增加行車安全性,但都是小範圍內的保障,在正常行駛轉彎等狀況,還是要提高注意力,多看慢行,提高自身行車安全意識。


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☆汽車A柱對車輛的安全性起著重要的作用,和車身其他部位大多使用鋼結構不同,車輛駕駛室上部分的安全全靠A柱、B柱和C柱支撐,車輛如果發生倒翻,車輛自身的重量,翻車時的衝擊力都靠這6根柱子支持,沒有一定的強度,根本就不能保證車內乘員的安全。

把A柱製造成透明的這個想法不是今天就有的,甚至有些汽車已經通過在A柱上安裝顯示屏來解決A柱盲點的問題。但是在實際使用中可用性並不好,最後不了了之了。如果把A柱設計成透明的,最難解的問題是材料的剛性和強度。目前來看還沒有一種透明的材料有非常高的強度來承受車輛的重量以及衝擊,或者說,即使有這樣的透明材料來替代現在的A柱,但成本太高,很少有車輛能夠承受得起。



同時A柱和風擋玻璃及車門玻璃不同,他不是一個平面,將A柱設計成透明的,不可避免的就會出現光線折射的問題,不止讓駕駛員看見的物體出現變形、移位,在光線強烈時還會出現反射影響駕駛員的視線,給行車安全帶來影響。


儘管A柱遮擋視線,但是可以通過駕駛技術來彌補,可汽車的安全性卻是無法通過後期技術替代的。


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開車的人都知道這麼一種情況,就是在路上行駛的時候,有時候轉彎甚至直行也好,有些障礙物或者行人的被A柱遮擋,沒能及時發現,這時就很容易出現刮蹭到障礙物,或者出現蹭到行人的情況發生。如果車速過快的話,那麼後果更嚴重。

那麼都知道A柱盲區對於行車安全是有一定影響的,為什麼車企在設計和製造車輛的時候,不會講A柱設計成透明的呢?這樣一來不就很好解決了A柱盲區?而車企之所以沒有這樣做,原因有這幾點:

一、沒有合適材料

車企肯定也知道將A柱做成透明的,就可以解決A柱盲區問題,但是並沒有合適的材料。並且如今透明材料的剛度,都不足以可以用來作為汽車的A柱。當然,曾有車企將概念車的A柱進行鏤空,這樣駕駛員可以通過碎片的畫面腦補出完整的畫面。但是鏤空後,鋼材的剛性肯定不如完整的一塊來得強。

二、沒有嚴重影響行駛安全

A柱盲區雖然會一定程度上影響駕駛員的視野,存在行車的安全隱患。但其實只要駕駛員在駕駛的時候精神注意力足夠集中,並且有良好的安全意識,遵守交通規則的話,那麼A柱盲區對行車安全的影響就並不大,還沒達到必須要尋求一種材料去消除A柱的盲區。

三、出於安全性的考慮

如今的汽車車頭會設計成一個潰縮區,也就是“吸能盒”。在發生碰撞的時候,潰縮區能很好的吸收巨大的衝擊力,最大程度上去減弱對車內人員的衝擊。但A柱的作用是要在發生碰撞的時候,最大程度保證駕駛艙處於完好狀態,所以A柱的材料都是使用超高強度的鋼材。不然駕駛艙都變形的話,車內的人基本也是九死一生了。


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汽車的A柱指的是駕駛員左右兩側的立柱,由於防撞測試裡面有針對A柱進行測試的部分,因此大多數的小轎車在設計以及製造的時候A柱都比較粗,才能保證一定的強度,在發生碰撞之後變形儘量少,這樣才能為駕駛員提供一個充足的空間。A柱因此難免對駕駛員的視線造成干擾。正常情況之下,駕駛員在觀察側前方的時候都會有大概五六度的一個視野盲區。為了克服這一個盲區,駕駛員在開到十字路口或者是比較急的彎道的時候,通常會本能地仔細觀察周圍環境情況,判斷周圍路人以及車輛的行駛軌跡,因此A柱的存在不僅會帶來安全隱患也會降低司機的操作舒適性。

針對這個問題,也有人考慮了各種的方法進行改善,其中包括電子的方法以及設計上的方法,其中就包括透明A柱這個想法,但是如果直接採用透明材料的話一般都很難滿足對於強度的要求。而路虎在2014年推出的電子透明A柱則是在A柱內表面裝上顯示屏,實時地顯示攝像頭所拍攝的盲區的視野,也可以說是做到了透明A柱。

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A柱最礙眼也最危險但是A柱的存在是必不可少的,有些透明材質的強度可以達到超高強度鋼級別但是成本太高並不適合量產。而換不了材質可以從其它科技方面進行彌補,就是自動駕駛中的智能自動識別系統或者說類似車身的安全監測模塊。比如目前常配備的偏離預警、盲點監測、ACC、碰撞預警等等來達到輔助駕駛的目的。



A柱有多重要你可能想不到,正面碰撞它是保護駕駛室人員安全的首道防線,A柱一般都會採用超高強度的鋼作為材質,是車輛的重點加固地方,所以A柱是一點也不能湊合的。有些車型會在A柱下方的三角區域替換玻璃這樣在一定程度上提高了視野但是A柱的遮擋仍沒有辦法解決。因此,對於A柱替換材質的可能性不大,畢竟它的條件比較苛刻,只可能通過科技輔助來提高視野或者監測。
在NCAP的碰撞測試中A柱的保護性是正面碰撞非常重要的一環,所以也有了之前豐田A柱造假的事件。A柱不僅僅在碰撞中起到保護的作用還起到分散碰撞力的作用,如果A柱變形直接會造成駕駛室死亡由於吸能更談不上分散力度的作用,因此它必須要超高強度鋼,A柱可不是用來吸能的。同樣的ABC柱和門板加固防撞杆也必須是超高強度鋼材,不允許潰縮吸能。

因此,從目前的情況和設計來看A柱仍是以保護駕駛室安全為首要任務,至於A柱盲區會隨著技術的進步用以彌補,畢竟人的生命高於一切。


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您好,主要是有這兩點來考慮吧!

第一,材料的堅固性和持久性和抗拉伸,涉及整車的穩定性,估計透明材質在某些性能上還沒有達到標準吧

第二,外形可視性,要讓別人看到車的整體,如果做成透明的,那可視性少了,難免會出現危險(整車全透明),所以啞光漆不會在車身上使用就是最好的例子,因為不反光,別人不容易看到,會有危險

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下圖是汽車盲區分佈圖,雖然B柱盲區最大,但從危險性角度看還是A柱最危險(因為A柱盲區覆蓋面在行駛方向上,而B柱和C柱主要是一些不可逆危險)。


有朋友做過測試,發現A柱盲區多數情況下會在車輛左轉時形成,在數米範圍內,藏著一個人是不會被發現的。


所以題主的問題就變得很有意義了,畢竟將A柱做成透明的確實會是一個好辦法。 那通過透明材料是否可行呢?

至少從現在的技術看,是滿足不了這麼高級的要求的。高強度、低密度的透明材料,現在被使用最多的是聚碳酸酯板。雖然它有著耐高壓、耐高溫、高韌度、防衝擊性能強、透明度高等明顯特性,但受成型特性和異種材料連接特性限制,這並不實際。

這麼說大家肯定不好理解。舉例來說就是,聚碳酸酯板適合做成“板”,比如風擋,但做成厚厚粗大的立柱就不合適了。當然這不是最大的問題,最麻煩的是即便我們做成了,這種材料該如何與車身連接呢?要知道傳統的連接方式是點焊等,顯然現在就不適用了。

而且即便連接上去,連接處的強度也會大打折扣,最後極有可能出現整個A柱雖然沒斷,但整個A柱被直接撞飛。這樣一來危險性反而就更大了。


雖然豐田去年年中在美國申請了一項專利,可以讓A柱“消失”。他們採用的方式是將某種特殊材料覆蓋在A柱上,它可以讓光線發生彎曲和折射,從而令司機看到A柱後方的物體。不過這只不過是一項專利而已,離真正使用還差得遠。

所以,想通過透明材料來解決A柱盲區的問題,短期內是實現不了的。不過並不是說我們沒辦法解決A柱盲區問題,比如以下幾種就已經被使用到汽車上。

1. 影像技術

“材料不行科技來湊”,這是現今汽車安全技術的重點發展方向。為此我們還為它特別起了一個名字——主動安全技術。針對盲區問題,行業普遍做法是在車輛四周安裝攝像頭。捷豹路虎還在早前展示過一項名為360 Virtual Urban Windscreen(360°虛擬城市風擋)的新技術。它利用增強現實技術,平時A 柱顯示屏默認關閉,當司機轉頭看向汽車一側時,系統會自動讓相應的 A 柱變為透明狀態。


2. 三角窗設計

在A柱上開個三角窗以增大視野,這種設計常見於MPV以及一些法系車中。


3. 格式塔效應

格式塔心理學是西方現代心理學的主要流派之一,根據其原意也稱為完形心理學。沃爾沃在2001年推出郭一款名為SCC(Safety Concept Car)的概念車,最大特點就是A柱採用了鏤空設計。

據稱這種設計的原理就是格式塔效應,即腦補能力。駕駛員能通過數個不完整的畫面在大腦中形成接近於完整的畫面,將A柱盲區影響降低到最低。不過這項設計至今僅停留在概念車上。


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