[汽車之家 技術] 每次到夏天,都對“排水系統(tǒng)是一個城市的良心”這句話頗有同感。為何這么說,排水系統(tǒng)在平時是看不出成績的,但一旦遭遇大雨,遇上事了,好的排水系統(tǒng)是城市交通正常運作甚至人員安全的保障。這與我們的車輛安全有些像,平日選車時我們關注最多的往往是造型、配置、試駕感受,但對車輛的安全性結(jié)構(gòu)往往是遇上事了才去研究。于是這次我們把哈弗H4弄“事故”了,通過它的拆解,我們來聊聊車輛的安全。
我們此次拆解的車輛是經(jīng)過車頂靜壓測試的哈弗H4。往期我們對這個測試有過較為詳細的報道,為了讓了解全面,我們先來回顧下這項實驗。了解IIHS的朋友知道其測試就包含了這一項,當然如果您不了解IIHS測試,我們現(xiàn)在幫您了解。
◆ 靜壓測試回顧
● 什么是IIHS測試?
IIHS全稱Insurance Institute for Highway Safety(美國公路安全保險協(xié)會),是世界安全標準的重要組成部分。該協(xié)會在歐洲和美洲每年都要對車輛進行系統(tǒng)和專業(yè)的碰撞測試,并根據(jù)得出的安全性能指數(shù)對車輛進行安全星級劃分,以此促進各車廠對產(chǎn)品安全性的研發(fā)與投入。他們這樣測試目的是什么呢,是出于社會責任心嗎?
也許有吧,不過當你了解到IIHS的資金來源時,可能會覺得事情并非單單如此。IIHS由三大保險協(xié)會于1959年創(chuàng)立,用以支持研究公路安全工作,十年后,IIHS成為一個獨立的研究組織。一直以來,IIHS的碰撞成績都是各家保險公司制定保費的參考依據(jù)。直至今日,IIHS總會創(chuàng)立一些令車企頭疼卻又與用戶安全實際相關的測試,如25%小重疊角碰撞、40%正面偏置碰撞、側(cè)面碰撞、車頂強度試驗、鞭打試驗。本次哈弗H4的實驗工況采用的就是美國IIHS車頂靜壓測試標準,書本上對這個測試是這樣描述的,整個過程我們有視頻記錄。
剛性壁以大約3mm/s的速度擠壓A柱上沿頂部,直到剛性壁從接觸車頂?shù)綕⒖s進約127mm(5英寸)時停止,整個設備記錄0-127mm潰縮過程中該位置的SWR值。
● 測試成績?nèi)绾危?/strong>
SWR值就是該項測試的成績,那什么是SWR值?車頂可承受最大載荷與該車整備質(zhì)量之比,你可以簡單理解為車頂在實驗過程中能夠承受多少臺自身重量等效的力;蛟S你在哈弗H4上市時見過疊羅漢的場景,而我要說明此時的車頂承受荷載與彼時可是完全不一樣。
哈弗H4上市時候最下方的車輛承受的是5輛車的壓力,5輛車的壓力均勻的分布在車頂,也就是說基本上是由A、B、C柱共同承擔負荷。而靜壓測試的受力點僅為單側(cè)A柱上沿,單位面積承重遠比疊羅漢大太多了。這就好比你用腳踹車窗很難將車窗踹破,但通過破窗錘你用不到那么大的力窗戶就會破碎,因為后者的壓強遠比前者大很多。電影、新聞中你也許也見過這樣的例子,消防員在營救薄冰中的受困者時,是趴在冰面上而不是站在冰面上,為的就是加大冰面承載人的受力面積,減小人對冰面的壓強,以此避免冰面破裂。
大家了解了壓力與壓強的關系,我們回到測試中,此次靜壓測試的受力位置為駕駛員側(cè)A柱上沿,測試成績是這個“點”所承受的壓力。哈弗H4得到了什么樣的成績呢?這個成績是好是壞呢?
最終,哈弗H4車頂靜壓測試所承受到的最大等效壓力為72699N,SWR=4.56(車輛的整備質(zhì)量為1626kg,重量G=mg=1626kg×9.8N/kg=15934.8N,72699/15934.8=4.5622787……),按照IIHS標準,該車成績?yōu)閮?yōu)秀水平。那么A柱上沿的最大負荷與什么有關呢?最直接的是車身結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)材料強度。
● 熱成型鋼有多牢固?
我們剛才有提到實驗對車施加了72699N的力,這些力去哪了呢?我們來看一下車頂受力的分散圖。
靜壓測試的受力接觸面雖然只是A柱上沿,但承力并非由接觸面一個位置承擔,力量會通過A柱、B柱、車頂橫縱梁分散出去。
在動能的轉(zhuǎn)化過程中,車身結(jié)構(gòu)被擠壓變形,威脅到駕乘人員的安全。為此,車輛又會做哪些功課來避免或是減少這樣的情況發(fā)生呢。這就與我們說到的另一點,車身安全與材料強度有關。我們回到剛才的車身圖來看一下車身的材料強度。
根據(jù)屈服強度車身材質(zhì)可分為普通鋼板、高強度鋼板、超高強度鋼板。哈弗H4高強度鋼板的屈服強度為250MPa-720MPa,超高強度鋼(熱成型鋼)的屈服強度可達到1500MPa,屈服強度指的是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的屈服極限值,用白話解釋就是可承受的最大力,再大就變形。1500MPa壓強大概就是用一個指甲蓋大小的地方承載9輛哈弗H4的重量。我們從設計圖中可以看到,哈弗H4的A柱上沿、B柱采用了熱成型鋼來加強駕駛艙的抗變形能力,保護駕駛員的安全。官方資料顯示,哈弗H4熱成型鋼在車身鋼板中的占比為3.16%。
在完好無損的車身上,熱成型鋼很難被看到。因為外側(cè)都有覆蓋件,也就是厚度不到1mm的普通鋼板。說到覆蓋件,也跟大家科普一個誤區(qū),有些用戶在選車時總喜歡敲敲鋼板,聽聽聲是否“厚重”,聲音發(fā)悶說明鋼板厚重車就結(jié)實。其實這是不對的,首先聲音是可以調(diào)出來的,如通過貼止振貼、在空腔中加入發(fā)泡等等,所以聲音“厚重”不代表鋼板一定厚。
其次,外覆蓋件即使真的厚一些,對于事故級的車身安全尤其是人身安全幾乎不起任何作用。外覆蓋的主要作用就是塑造車的外觀、遮風擋雨、防個石擊,覆蓋件薄厚的區(qū)別好比襯衣和毛衣,雖然毛衣更厚些,但面對匕首、鈍器襯衣和毛衣都沒什么用。真正起到作用的還是車身的結(jié)構(gòu)件。我們通過哈弗H4切割的B柱來看一下。
哈弗H4 B柱截面呈梯形三明治狀,這也加強結(jié)構(gòu)剛性的一種設計。中間夾層鋼板即為熱成型鋼。我們現(xiàn)在來看看這些結(jié)構(gòu)與加強件所起到的正面作用。
經(jīng)過擠壓后哈弗H4的左側(cè)車門框架雖然有一些變形,開啟時沒有那么順滑,但通過人力依舊可以打開、關閉;右側(cè)門框變形較小,車門可以正常使用。天窗完好,通過電控面板可以開啟關閉。此時它們均可作為逃生通道使用。
此次車頂靜壓實驗,雖然是在特定工況下做的檢測,但對實際事故的參考意義也是比較大的。大家知道,哈弗H6之前做過翻滾實驗,翻滾事故在交通事故中的致死率相當高,車頂?shù)膹姸葘τ诒Wo車內(nèi)人員安全作用巨大。除此之外,大家可能還見過一個新聞。
據(jù)新聞報道,2016年9月15日,浙江嘉興街頭的哈弗H2行駛中被重達5噸的鋼筋壓頂,事故車后輪輪胎被壓爆胎,駕駛艙被壓變形,但好在留出了生存空間,車內(nèi)司機受輕傷,這算是活生生的車頂受壓事故了,由此可見車頂承壓的重要性。關于此次哈弗H4的靜壓測試我們就回顧這么多,下面借著車輛拆解,跟大家多聊一些汽車安全知識。
有很多朋友在選車時都希望自己的車特別牢固,無論撞上什么恨不得連個坑都沒有。這么想猛的聽上去沒錯,但其實是比較片面的,車身應該是有軟有硬,且當壞則壞的,為何這么講?
◆ 有軟有硬的車身
● 行人保護
車身為何要有軟有硬呢?因為發(fā)生交通事故時,并非只是車撞車、車撞護欄這一類,事故可能在行人與汽車之間發(fā)生,保護被撞人員的生命安全,同樣是交通安全需要考慮的。因此,車輛在撞擊行人的部分,應當做到當軟則軟,這是行人保護的一部分。
在碰撞行人時,前防撞梁、機艙蓋、翼子板是與人接觸可能性最大的地方,車輛在這些位置對其強度進行了弱化。
說完了行人保護的軟的部分,我們再來看看保護駕駛艙安全的設計。它們也不是全部越硬越好,在緩沖區(qū)還要有潰縮結(jié)構(gòu)來吸收碰撞能量。
● 前后碰撞安全保護
● 側(cè)面碰撞安全保護
車輛對駕乘人員的保護可不僅止步于此,在聊完了車身安全結(jié)構(gòu)后,咱一起走進車內(nèi)它都有哪些安全設備。
對于車內(nèi)的安全設備我們最先想到的就是安全帶、安全氣囊,沒錯,它們是保護司機、乘客安全的重要設備,不過也有一些人存在誤區(qū),如有人抱怨安全氣囊未打開造成的車內(nèi)人員傷亡,但其實造成車內(nèi)傷亡的主要原因很可能不是安全氣囊沒打開,那是什么呢?咱帶著疑問慢慢聊。
◆ 座椅、安全帶與安全氣囊
碰撞事故與靜壓測試不同的是,故事發(fā)生時駕駛員與乘客會因慣性、撞擊力在車內(nèi)移動,位移越大受傷可能性越大。因此,限制位移是保護乘客安全的重要方面。
安全帶可以說是車內(nèi)最重要且最基礎的安全性配置,很多致死事故都是發(fā)生在司機、乘客沒有系安全帶上。安全氣囊對乘客的保護也是基于駕乘者系安全帶的前提下,否則它很可能對人造成巨大的二次傷害。要知道安全氣囊的氣體發(fā)生器會在瞬間(0.1秒左右,充氣彈起速度約為320公里/時)產(chǎn)生大量的氣體充滿氣囊,它能產(chǎn)生多大的力呢,讓我們通過勇(zuo)敢(si)的外國人來了解下(以下試驗極其危險請勿模仿)。
因此呢,我們也再次強調(diào)開車時請一定系安全帶,它會讓你以相對合理的位置、時機與安全氣囊接觸(例如安全氣囊的放氣階段),以此減少頸部位移,保護駕乘者安全。安全氣囊是具備的啟動標準的,上圖為了試驗我們推測勇士們更改了氣囊的觸發(fā)方式,讓我們來看看車輛安全氣囊傳感器的常規(guī)安裝位置都在哪里。
關于內(nèi)飾的安全,除了我們上邊介紹的這些安全設施外,內(nèi)飾的做工品質(zhì)也關乎乘客的安全,例如在碰撞時零部件的完整、不因脫落對乘客造成二次傷害。此外,我們也提醒您,盡量不要在車輛中自行安放擺件、掛飾等,在車禍中它們很可能對人員造成無法預知的傷害。
★ 編輯總結(jié):
借著哈弗H4的靜壓測試以及車身拆解,跟大家多聊了兩句關于車身安全的知識。哈弗H4的靜壓測試成績達到了優(yōu)秀的水平,無論哪輛車只要對用戶提供了更為安全的保障,都是我們希望看到的。哈弗將產(chǎn)品進行了更多的測驗與拆解,這種開誠布公的競爭態(tài)度是值得很多國產(chǎn)乃至合資、進口車企學習的。
當然了,哈弗H4靜壓測試成績與一些一線產(chǎn)品相比,還有提升的空間的,也唯有不驕不躁不斷進步,才能保持優(yōu)秀以及變得更好。今天的車輛安全知識就聊到這里,相信您在掌握這些知識后,在購車用車時會考慮的更加全面。如果你還覺得不過癮,可以點擊重播鏈接進入現(xiàn)場,觀看我們的一線報道與講解。(文/圖/攝 汽車之家 王鶴璇)
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