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到底什麼車最安全

2014-12-24 09:13大內車探

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大內哥要先啰嗦一句,大家肯定都知道,汽車安分為主動安全和被動安全兩大方面。簡單說,主動安全就是 駕駛員能夠輕鬆自如的操縱控制汽車以及能夠最大限度的避免各種事故的發生。無論是直線上的制動與加速還是左右轉向時都應該盡量平穩可靠,不至於偏離既定的 行進路線,而且不影響司機的視野與舒適性。更重要的是,一輛安全的汽車,需要具備比較高的避免事故的能力,尤其在突發情況的條件下保證汽車的安全;被動安 全是指汽車在發生事故以後對車內乘員的保護,如今這一保護的概念已經延伸到車內外所有的人甚至物體。

主動安全

主 動安全技術就是防患於未然,避免和減少碰撞,挽救生命和財產。主動安全的實現主要靠各種主動安全裝置來實現,主動安全配置主要是指發生撞擊之前所做動的輔 助裝置。這些裝置在車輛接近失控時便會開始啟動,以各種方式介入駕駛的動作,希望能利用機械及電子裝置,保持車輛的操控狀態,全力讓駕駛人能夠恢復對於車 輛的控制,避免車禍意外的發生。

上表▲列出了汽車安全技術涉及的領域,各種主動安全裝置可謂林林總總,篇幅有限,這裡就不一一列舉。總之,各大汽車生產廠商在主動安全這方面拼的是安全裝置的技術和數量,誰家安全裝置技術更先進,裝置更全面,在主動安全方面就佔據更多的優勢。

被動安全

如 果說主動安全技術像喬峰的降龍十八掌,功力深厚拳頭硬就是厲害,那麼被動安全則像張三丰的太極拳,含蓄內斂、連綿不斷、以柔克剛、剛柔並濟,急緩相間,被 動安全涉及的因素很多,譬如車身結構,車身重量,鋼板厚度,車身尺寸以及車內乘員碰撞保護措施,主要包括安全帶、安全氣囊、安全轉向系統、安全座椅和儀錶 板等。每個因素又互相牽制互相制衡,下面大內哥主要從一些流傳較廣的關於汽車被動安全的誤區來解釋一下,到底什麼樣的汽車才最安全。

誤區1:車身越重越安全?

談到車身重量和汽車安全的關係時,就不得不提到目前互聯網上廣為流傳的關於日系車的評價:「日系車偷工減料,車身輕,鋼材薄,除了省油,一點不安全。」以及對於德系車的評價:「車重皮實,安全沒話說。」每當看到這些無理的偏見時,就特別想為日系車辯解,這裡和政治無關,請憤青們分清場合,就事論事。

汽車輕量化是全球汽車行業一大趨勢,即保證安全性的前提下使汽車「瘦身」,儘可能的降低汽車的重量。這幾年,幾乎所有的汽車廠商都在這一

輕 量化的優勢其實不難理解。輕量化能帶來更好的操控性。由於車輛輕,起步時加速性能更好,剎車時的制動距離更短。另個一優勢就是降低汽車油耗,汽車油耗產生 於汽車阻力,汽車阻力來自於風阻,上坡阻力,加速阻力,摩擦阻力四大塊。其中除了風阻和汽車質量關係不大之外,另外三種阻力都是由汽車質量決定的,相關度 達到75%,所以降低汽車質量能夠有效的降低汽車油耗。在保持汽車整體品質、性能和造價不變甚至優化的前提下,降低汽車自身重量可以提高輸出功率、降低噪 聲、提升操控性、可靠性,提高車速、降低油耗、減少廢氣排放量、提升安全性。

汽車輕量化最優秀的代表是F1賽車,F1賽車通常質量在600kg左右,但是F1賽車是無論操控性和安全性都冠絕的四輪機器。

而關於車身重量和汽車安全的另一個極端例子則是坦克,如果一輛坦克和一輛F1賽車相撞,很容易想像坦克會毫髮無損,而F1賽車可能會車毀人亡。而在現實兩車相撞的事故中,根據牛頓定律,在相撞的過程中,作用力等於反作用力,質量較小的汽車的加速度會更大,乘客所承受的傷害也就更大。也就是說在車身結構設計相似的情況下,在碰撞中質量較小的汽車會吃虧。但是如果一輛汽車撞向一堵厚重的牆,此時汽車所表現出的安全性已經和汽車質量無關,而是和車身結構設計有關。

結論1:

汽 車安全和汽車質量之間沒有必然的聯繫,汽車輕量化可以給汽車帶來諸多好處,輕量化可以使得汽車結構優化和操控性能提升,以此來間接提升汽車的安全性,唯一 表現出劣勢的情況就是當一輛Smart迎頭撞上一輛悍馬時,大內哥只能說這是你的運氣問題了,而不是汽車質量的問題。但是當整體汽車趨向於輕量化時,汽車 會更安全。

誤區2:鋼板越厚越安全?

這又是一個想當然的結論,可以稱為謬論。可以從兩個層面進行分析:

對於本身並未承擔承重任務的鋼板,除了美容和防腐外,並不應該在安全方面被寄予厚望。一個很簡單的例子,高樓大廈中起到決定作的不是外表那一層光鮮的玻璃,而是承重牆和加強梁。

對於起在碰撞中承受變形力的鋼板來說,不是越硬越好,也是應該分不同的區域,該剛性的剛性,該柔軟變形的就柔軟變形。

下面我們從縱向和側面碰撞理想特性來分析,為什麼鋼板應該分不同區域,該硬則硬,該軟則軟。

縱向碰撞理想特性

當車輛發生前後方向的碰撞時,為保護車內乘員的安全,根據汽車碰撞損傷機理可知車輛需要具備的基本特性是:

要保證乘員足夠的生存空間,即乘坐室不應發生過大的碰撞變形(包括車輪、發動機、變速器等剛性部件不得侵入駕駛室)。

除乘坐室以外的車身結構部分(前碰撞時為前部結構,後碰撞時為後部結構)則應儘可能多的變形,以合理的吸收撞擊能量,使得作用於乘員身體上的力和加速度值不超過人體的承受極限等。

從以上兩點可知,車輛縱向碰撞時理想的變形與不變形區域如下圖所示。

▲車輛縱向碰撞時理想的變形與不變形區域,陰影區是撞車可變形區

為 了滿足上述基本要求,設計的第一步是要使乘員室的結構剛度大於前部變形區域的剛度,並要達到一定的指標限值,這可通過整車結構的剛柔匹配以及採用特殊的傳 力路徑等來實現。對於碰撞變形區域,設計相對複雜,因為除了要儘可能多的吸收撞擊能量外,其變形形式以及變形特性等還要滿足一定的要求,即低速碰撞時,車 輛的變形以及變形力值都較小,以保護行人或車輛自身;當發生中等速度碰撞時,變形力值應盡量均勻,以最大限度的降低撞擊加速度峰值;當發生高速碰撞時,為 了阻止變形擴展到乘員室,從懸架到車身前圍鈑金之間的變形力值應急劇上升。這種特性即是理想的車輛前碰撞變形特性,其特性曲線如下圖所示:

對 於尾部碰撞的情況,雖然其理想碰撞特性應與前部相同,但考慮到現實情況一般是相對碰撞速度較低,並且尾部一般也有足夠多的碰撞吸能區間,所以車輛尾部的吸 能設計遠不如前部重要。尾部碰撞時車輛乘員受到的最主要傷害形式時頸部衝擊損傷,因此,車輛尾部區段應盡量軟化,同時,座椅頭枕要起到很好的保護作用。

側面碰撞理想特性

當 車輛受到側面碰撞時,受到撞擊的部位一般時車門或立柱,而車門和立柱所圍成的直接就是乘員乘坐區空間。因此,對於絕大部分車輛而言,當其遭受側撞時幾乎沒 有可利用的緩衝吸能區間,也即其理想的側撞特性應是足夠大的剛性,車門和立柱不應發生大的變形。另外,考慮到側撞時乘員很可能會撞擊車門內板,因此,車門 內板應柔軟,或者在車門內側安裝側撞安全氣囊。

結論2:

汽車安全應該以在事故發生後汽車對人員的保護程度為指標,而不是以汽車受損程度來衡量。汽車車身結構做到該剛性時剛性,該吸能時則適當柔軟以實現最大的吸能效果,合理的汽車吸能式結構設計能對駕駛員提供最好的保護,而這和鋼板厚度沒有關係。

在車身被動安全中主要對於車身重量和鋼板厚度的誤區最大,車身重量和鋼板厚度和車身安全無必然聯繫,車身被動安全主要取決於合理的車身吸能結構設計,新型高強度輕質材料的合理應用以及車內其他安全裝置,如安全氣囊,安全帶,安全座椅的普及和完善。

結束語

大 內哥這篇文章主要是想普及一下汽車安全知識,同時糾正一些對汽車安全想當然的看法,如果頭大的美國車和皮厚的德國車比質量輕、鋼板薄的日本車更安全,汽車 安全涉及的領域很廣,是一個系統工程,很多因素相互牽制,相互制衡,但其中又有規律可循,不能僅僅靠重量,鋼板厚度,車身尺寸等一些表面的量化因素來衡量 一輛車是否安全。

大內車探是由一群含汽車發燒友、汽車媒體人、時尚雜誌編輯以及專業試車手聯手發起成立的一個汽車新媒體。我們可以專業解構一輛車,但也不妨礙談談汽車圈纏綿悱惻的八卦,我們熱愛汽車,正如所熱愛的生活。

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