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铁皮越厚=车越安全?先生女士,车辆溃缩区了解一下!

2018-04-12 浏览:3103 评论:0

汽车圈里总是流行着一些“梗”,什么开不坏的丰田,修不好的路虎、什么屌丝有三宝——索八K5迈锐宝。



而最最最经典的,莫过于“皮薄馅大有三脆,雅阁天籁凯美瑞”了。不知道什么时候开始,在汽车圈里形成了一种怪谈:车门越厚,就越能保命。所以皮厚的美国车德国车的安全性总是会比偷空间,皮薄的日系车要好。



而因为某些人的推波助澜,雅阁天籁凯美瑞正好撞在了枪口上。然而你们不知道的是,在强大的冲击力面前,铁皮也不过是一张薄纸而已。


而本章就要来探究车辆撞击之下的保命关键-「溃缩区」。回顾数十年前的老车,当时造车的工法多半偏向打造相当坚固的车辆,例如有着汽车界瑞典坦克之称的老Volvo。但是随着科学研究以及工程技术的发展与进步,汽车制造商开始明白「硬碰硬」绝对不是汽车撞击安全性的出路,因此开始研拟新的车体结构设计,而「溃缩区」即是为了提升车辆安全性的产物。



历史上第一个使用溃缩区设计的汽车出现在1953年,由Mercedes-Benz旗下工程师Béla Barényi率先将其设计应用在一辆Mercedes-Benz Ponton当中。但是直到1967年,Mercedes才首度将溃缩区的概念实际应用在量产车上。但是溃缩区究竟是怎么样保护车内乘客的生命安全?



从牛顿第一运动定律来看,「沿一直线作等速度运动的物体,只要没有外力介入,就会一直保持等速度运动」。所以,当一个人开着车以80km/h行驶在道路上,他的身体也是以相同的速度在前进。如果此时车辆撞到一面墙而停下,车内人员的身体、包括体内器官仍然会以80 km/h继续前进直到撞上车内物体,这就是为什么车祸会造成人体严重伤害。 



另一个车辆撞击背后的物理定律则是牛顿第二运动定律,也就是「力=质量X加速度」。在车辆撞击的案例当中则能够利用这个物理原则转换为「随着车辆停止的时间拉长,车辆与其乘客所受到的力也会随之减少」。



物理课复习够了,接下来就要说明溃缩区的原理为何?其实溃缩区就是依据上述两项理论而产生的解决方案,车辆车头及车尾的溃缩区能够吸收撞击时的冲击力道,另一方面也延长了车辆真正撞击以后停止的时间,进而减少车内乘客受到的冲击力。汽车制造商现在会将乘客所在的座舱位置设为「Safety Zone安全区」,或者「不可溃缩区」。采用高强度的钢材搭配坚固的结构设计,让整个座舱区域在撞击之后仍然能够维持完整,保护车内乘客的生存空间不被压缩。至于车头和车尾非乘客所在的位置,则会透过强度较低的钢材制成,同时也会在钢材上设计折痕,以便在撞击时让钢材像手风琴一样凹折压缩,达到缓冲撞击力道的作用。


图片中的红圈处可以看到原厂特地在结构上做出折痕,当撞击发生时就会从这些部位凹折压缩来缓冲力道


▼除了在结构上设计溃缩折痕之外,车厂也会利用不同强度的钢材来控制溃缩范围。以下图V90的钢材为例,座舱部位就使用了超高强度钢材打造而成,至于引擎室以及车尾则用强度较低的钢材组成



这时候或许有人会问,那车头车尾空间不大的小型车,甚至是掀背车款呢?以较为极端的例子Smart fortwo来说,在几乎没有空间可以设计溃缩区的情况下,原厂在座舱结构使用了超高强度的钢材来防止座舱变形;除此之外,也加入了横向和纵向的钢梁将撞击时的力道传导分散至面积较大的部位。另外,Smart也巧妙的在车体结构当中设计了部分可滑动的支架,在低于20km/h的撞击下能够利用位移来吸收低速冲击力道。


因为没有空间容纳溃缩区设计,Smart fortwo只好将车体结构打造得非常坚固,再利用大梁将冲击力道传导分散至车体各个部位


正因为溃缩区的应用,让现在的新车在发生撞击之后还能让车上的乘客安然无事。但是溃缩区可不是把车头车尾设计的「软」就好,让车辆结构工程师最烦恼的是设计「恰到好处」的溃缩区刚性。如果太软,不仅会降低车辆缓冲的效果,在轻微碰撞之下也可能导致高额的维修费用。


因为溃缩区的出现,即使Volvo也不再像坦克一般无坚不摧,但是也因为溃缩区的作用,让现在的新车在撞击之后也能保有座舱的完整性,并且减少车内乘客承受的冲击力道


然而,虽然溃缩区的出现变成了车辆安全基本要件,但也让不少人误会「现在的新车越来越软」。不过事实上,现在的新车在拥有溃缩区之下,每一个世代的更新,都让座舱的结构刚性越来越强,即使是过去有「不坏之身」称号的Volvo,现在也朝向「完善的溃缩区搭配高强度座舱架构」的概念去设计车辆。



因此,下次看到车头车尾发挥完整溃缩功效,但是座舱还是坚固完整的车辆,可别再误会它们「不够耐撞」啦。


声明:本文由太平洋号作者撰写,观点仅代表个人,不代表太平洋汽车。文中部分图片来自于网络,感谢原作者。
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