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汽车的吸能结构,在发生车祸时真能起那么大作用吗?

2014-10-28 11:20 作者: 车图腾

吸能设计能对行车安全起到多大作用?我们选车时应该怎么抉择?让我们抛开国别、品牌,单纯的从物理角度来分析这个问题。

一度被很多汽车厂家用来宣传的车身吸能结构究竟能不能在事故发生里起到应有的作用呢,今天阿毛来为大家解开这个谜题!

先发表几点声明:

第一:所有的家用车辆都有吸能设计

第二:本文不针对某种车或某国车辆

第三:任何车辆的安全防护设施都不是万能的,安全文明驾驶才是王道。

行车安全一直是非常热点的话题,而“吸能”逐渐成为热点中的热点,水军的口水仗打的不可开交,各种数据让人眼花缭乱,究竟吸能设计能对行车安全起到多大作用?我们选车时应该怎么抉择?让我们抛开国别、品牌,单纯的从物理角度来分析这个问题。

先问问:“吸能”设计保护的是谁,是保护人还是保护车?当然是保护人了!

是保护车里的乘坐人员,还是保护车外的行人?

我理解“吸能”设计是为了保护车里的人,当然,如果车前后没有防撞钢梁,只塞泡沫塑料那一定也能保护行人,这方面应该没有任何争议。

可是对于买车的人来说,更看重的是车辆内部安全,保护内部人员这个问题比较复杂,所以口水战硝烟弥漫。咱们把复杂问题简单化,吸能实际上就是一个物理上的一个“碰撞”问题。

两物体发生碰撞的时候,接触时间越长单位时间内受力就越小。打拳击时候,你徒手去打靶子,手和靶子接触时间短,所以冲击力就大,如果你带上拳击手套,同样的速度打过去,手套和靶子之间有缓冲,接触时间就长了,冲击力就小,手受到的伤害也相应减小,这样浅显的道理大家不用知道物理知识也明白。

关键在这里:能量不会凭空消失,只会转化,动量转化公式是FT=MV,(F代表受力,单位为牛;T代表时间,时间单位为秒;M代表质量,单位为千克;V代表速度,单位为米/秒;这个公式可以表述为“力×时间=质量×速度”。

现在把此公式运用在车辆碰撞上来,碰撞实际上一个行驶速度从V变为0的过程。当车辆碰撞时,车内人所受到的力F=人的质量M×速度V÷时间T。质量M是不可变量,也就是说,碰撞的速度越快,时间越短,人受到的力越大。吸能就是为了延长碰撞时间T,从而降低人所承受的力F。(安全带很大一部分作用也是在一定延长碰撞时间T!)

大多数车祸发生时候碰撞的接触时间,实际平均为0.07秒。我们举个例子来验证一下吸能说是否能更好的保护乘员。假设人的体重是60千克,速度是120千米/时(换算成33.2米/秒),发生碰撞的时间为0.1秒(这是为了计算方便,设置为0.1秒,附,安全气囊在0.03秒内充满弹出。)在这种情况下人体受到的冲击力是:60*33.2/0.1=19920牛的力量,假如这车有所谓的超级吸能,能把接触时间延长一倍即0.2秒,同样的速度算一算。我们看看人体受力是否有变化?60*33.2/0.2=9960牛,同志们,冲击力减少一半!也就是说,吸能真的可以减小碰撞对人体伤害。同理,如果速度慢一半,人受的伤害也能小一半。

如何延长接触时间?什么样的吸能装置可以有效延长碰撞时间?如果溃缩装置是泡沫,一下子就给压扁了,要是塑料,也一下子给压扁了,根本延长不了接触时间,溃缩装置弹性系数要高,就是我们传统意义上的韧,这样才能更好的延长碰撞接触时间。举个例子让大家容易明白:如果我们用拳头打墙,墙上垫上了一厘米厚的海绵,一拳下去,手还是生疼;如果垫的是一厘米厚的卫生纸,手就不会那么疼。为什么,因为卫生纸比海绵更韧。泡沫塑料更韧还是防撞钢梁更韧,大家不言自明了。

有朋友提意见了,举例子总是手打墙,我们的车不能总撞墙吧,更多的是和其他车碰撞。期间又有碰撞角度问题,刹车问题等等复杂的情况。

这就是有些人存心要把水搅浑了。我来解释,我这篇文章的目地就是把复杂的问题简单化,无论怎么碰撞,能量总是守恒的。车辆高速运行的时候具有很高动能,停下来需要把动能转换,如果是刹车停下来的,基本上全部转换为热能了(刹车片会很烫、轮胎也会升温、路面也会发热)。如果是撞停下来,可就复杂多了,热能(紧急刹车、压缩了别的物体)、动能(撞飞了别的物体)、势能(把物体撞上天、压缩了别的物体)。如果车有溃缩设计,那么撞击的瞬间那些与驾驶舱完整性无关的部位就会尽量科学的崩解,每个碎片都会带走一些撞车释放的能量,等它们都碎光了,剩下的能量由驾驶舱和乘员承受。科学的溃缩设计能够分解相当部分能量,尽可能提高生存机会。F1赛车一个撞击就会碎片满天飞,就是它的吸能设计非常先进。较真的人会问,F1赛车吸能先进好像也没有防撞钢梁埃那是因为赛车是在比赛的赛道上,如果F1开在马路上,和一辆有防撞钢梁的车碰撞,那F1就会吸了两辆车的能,这种脆、软的吸能设计风格最高,喜欢损失自己,保护别人。这就是为什么有时候车辆碰撞后,一辆车损坏严重,另一辆车没什么损伤的原因。

结论:

1、吸能真的起作用,关键是车身的吸能装置不能软,要韧!软了溃缩装置就不起作用!,只有韧了才能更好的延长碰撞接触时间,减少伤害。

2、不高速行驶才是王道。吸能溃缩装置的确能起到减少冲击力的作用,但是代价是车毁了,从公式中看出:如果要更好地保护乘员,最直接的方法就是降低速度。

3、一切安全装置都不能代替安全文明驾驶。

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本文来源:车图腾 微信号:chetuteng-com

相关标签: 吸能 安全 碰撞
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