相信「硬碰硬=安全」是病,得治!
本文為「吳佩頻道」原創,作者:吳佩。
來,我們先看一張圖片。
車頂都變成這樣了,可是人沒事,這個故事大概只有跟讀過書的人才能解釋清楚。
時至今日還有人會相信鐵皮越厚越安全,或者進化以後的觀點是:我們車子越硬越好。
我感嘆於此,十年前就有人在科普這是個違反物理的觀點,但直到今天依然有人堅信把車造得跟一台坦克一樣才是安全的。他們當然不再說鐵皮越厚越好了,因為他們現在也知道鐵皮不過是一層敷皮,真正靠的是結構。換個說法是,很多人認為車子撞完以後完全不變形才是最安全的。
回憶一下物理書是怎麼說的:能量並不會憑空消失,它只會從一個物體轉移到另一個物體,或者用變形、改變形態等方式來釋放。
所以,當我們一手捏爛一個易拉罐的時候,能量從身體里轉移到了易拉罐上,而易拉罐釋放能量的方式是變形;同理,我們腳踩剎車的時候,能量從車上轉移到了剎車皮和碟片上,而釋放能量的方式是發熱。原理一模一樣,只是速度快和慢罷了。
當我們不得不撞車的時候,車子就像是一個易拉罐,發生碰撞後易拉罐變型,把能量消耗掉了(其實它也會發點熱,只是我們感覺不到罷了),這樣保全我們自己。
這得感謝一個人:賓士的工程師Barenyi。其實他才是世界上第一個研究碰撞試驗的人。他發現,如果一個午餐肉鐵罐頭碰撞以後外觀毫髮無損,那麼裡面的午餐肉一定支離破碎——很明顯,能量都被午餐肉吸收掉了。
正所謂:出來混遲早是要還的。
多虧了Barenyi,我們今天才沒成為午餐肉。
所以,合理的方案是,車子有一個固若金湯的籠子,和一個合理吸收能量的前鼻子。這個理念就是孫子兵法說的是「丟車保帥」,其實一點也不新鮮,有錢人的豪車已經享受了好多年了,而一台7萬塊的飛度也不乏同等技術。
前面提到「合理」這個詞,這是一個很難拿捏的比例,比如賽車的解決方案是用一大塊蜂窩鋁來吸能,而民用車的解決方案是前鼻做得合理吸能。所不同的是,賽車一旦撞了鼻子換一塊蜂窩鋁就解決問題,一來賽車不在乎這點錢,二來賽車的前鼻也沒有太多需要布置的發動機和變速箱。
而民用汽車就不一樣了,打開機艙就能看到一堆東西,要做到的目標是小撞傷個保險杠就行,中撞得把防撞梁和水箱幹掉而不傷及發動機艙,大撞則要讓發動機下沉,前部縱梁吸收掉絕大多數的能量,做到鼻子全毀而A柱不變。
我也就是說說而已,具體做起來一點都不簡單,要知道工程師們就是靠這個賺工資的啊。
目前的行業性問題是,究竟讓鼻子吸收多少能量,才能保持這種平衡?我說的平衡有很多,例如干車架的工程師們隨時都被老闆罵:「不降低50公斤你就滾蛋!」心裡一邊罵娘一邊還要想著:本來加多兩條縱梁就解決問題的,給這麼輕的車身重量目標,咋整?
高強度鋼唄,不行的話還有超高強度鋼,再不行的話還有一種叫做甚高強度鋼的東西!這玩意兒就像吃鴉片一樣上癮,屢試不爽。但是另一個老闆又罵娘了:「成本這麼高你還是去勞斯萊斯應聘吧!」而且現在各家的高強度鋼都用足了,強度更高、質量更輕、價格更低的鋼材還在實驗室里,接下來怎麼辦?
結構上的優化是不得不面對的問題,結構力學解決的就是用合理的方式配置合理的解決方案,例如凱迪拉克CT6就不惜血本用上了航空級的鋁材壓鑄工藝,而對於一台短鼻子的飛度或者卡羅拉,如何解決這個問題?GOA是豐田家的辦法,防撞梁、吸能盒以及縱梁前端的潰縮結構構成了吸能的部分,用變形去帶走撞擊的動能,乘員艙的高強度鋼材在保持重要的生存空間。
本田工程師們給出的解決方案則是ACE承載式車身,傳統的車身結構大多數只有左、右兩個主縱梁用於吸收碰撞能量,這樣的結構基本可以解決大部分的碰撞吸能問題。
但當兩台不同的車型,尤其是車身高度相差較大的車型相撞時,因為兩車的縱梁高低左右位置都不一樣,所以吸能效果也不同,當然,碰撞後車頭或車尾的潰縮程度也不相同。SUV的縱梁位置普遍高於轎車,這就是SUV在和轎車碰撞時變形更小的原因。
這個簡單的道理,成為了很多日系車「黑粉」永遠玩不膩的爛梗,在網上隨便翻一篇鼓吹日本車不安全,抵制日貨的帖子,你會發現大部分的配圖都是一台車身比較低矮的日系轎車撞上了一台車身較高的SUV,日系車頭幾乎全部潰縮,SUV可能只損傷了保險杠而已。拜託,能不能先去補習一下汽車碰撞常識再噴!
回歸正題,我們繼續聊ACE承載式車身。簡單地說,在碰撞中車身能量吸收與重量成反比關係,越輕的車,就會被迫吸收更多的能量,所以解決自身安全的問題尤為重要,這也是一直以來飛度這樣的小車所面對的問題。
ACE承載式車身,實際上是利用了多個結構體(上邊梁、下邊梁等)與傳統車身上的兩根縱梁連接,形成一個綜合性的結構全面吸收碰撞能量。此外,上邊梁、下邊梁在結構上與前縱梁交叉接觸,即使在傳統車身前縱梁被錯開的碰撞模式中,ACE承載式車身依然能通過幾根梁的交叉接觸吸收碰撞能量。
總而言之,ACE承載式車身實際上是給車子加多了一個位置更高的吸能區,對於SUV盛行的中、美市場,這樣的車身結構是非常有必要的。在碰撞事故中,撞擊力通過ACE承載式車身下部交叉結構的縱梁,有效傳遞到主車架上,主車架再將撞擊力充分分散,確保駕駛座和乘客座的變形程度最低。
同時,還能保證體型大小相差較大的車身發生碰撞時,雙方車輛都可以儘可能地吸收碰撞能量,確保雙方乘車人員的安全。
其實,本田的工程師們很早就在研究這個了,2006年我出道參加的第一場活動就是本田奧德賽和雅閣的car to car碰撞,當時留給我印象深刻的是本田對能量的吸收控制得很好,兩台車子加起來三噸多,以64Kph的車速互撞,在10年前這是大大超出C-NCAP撞擊標準的(當時C-NCAP的測試是100%正面撞牆,而且車速是56kph。
還記得高中物理的朋友會知道能量與速度平方成正比,64kph的車速下潛藏的能量是56kph的1.306倍,而且還是雙車對撞)。ACE承載式車身技術可以說就是當年G-CON車身技術的進化版本。
說了這麼多關於ACE車身的問題,說來說去都是為了保護車與車對撞時乘車人員的安全,如果車撞到行人怎麼辦?這裡又會牽涉到碰撞安全的另一個方面——行人保護。
所謂行人保護結構,就是降低行人傷害的緩衝式構造,本田為車身前部的一系列部件都設計了吸能結構,包括雨刮器、前窗支撐、發動機蓋、發動機蓋鉸鏈、大燈、保險杠、擋泥板等等。當車子撞擊到行人時,這些部件都能通過潰縮變形吸收撞擊能量,將車對行人的傷害降到最低。本田是少有的幾個自己做假人的企業,為了研究這套行人保護裝置,本田自己造了一個假人POLAR,它是全球第一個用於行人保護技術研究的行人假人。
不黑不吹,本田在研究安全問題上花的功夫真不比那些歐美品牌要少,甚至還要更多。即便這樣,談起安全問題,本田在國內市場依然是一種「啞巴吃黃連」的狀態,做個吸能車身吧,群眾說你車身太軟;搞個碰撞測試吧,群眾說你國內外產品質量不一;做個行人保護吧,群眾說你犧牲自己的安全保護他人……
不黑不吹,本田在研究安全問題上花的功夫真不比那些歐美品牌要少,甚至還要更多。即便這樣,談起安全問題,本田在國內市場依然是一種「啞巴吃黃連」的狀態,做個吸能車身吧,群眾說你車身太軟;搞個碰撞測試吧,群眾說你國內外產品質量不一;做個行人保護吧,群眾說你犧牲自己的安全保護他人……
一來二去,本田終於被惹急了,2014年本田搞了一個15度角25%偏置高速對撞試驗,這是一個開放試驗,本田請來大量媒體圍觀,整個試驗更像是本田安全技術的專場表演,忘了說,到目前為止它都是世界上最牛逼的碰撞測試之一。
2015年,在日本本土舉行的「FUNTEC安全體驗之旅」上,奧德賽與思鉑睿進行了時速50公里偏置率50%的正面碰撞,大家可以仔細看下面兩張Gif中車輛的A柱變形都不明顯,這意味著乘員艙的侵入程度較小,ACE車身的目標get!
啰嗦了這麼多,其實只想說一句話:相信「硬碰硬=安全」是病,得治!
你們慢慢撕,我洗洗睡了。
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