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汽車偵查學 教你成李昌玉 車禍分析中級篇

2006.10.19  作者:車訊網  

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 車體結構不僅是把所有的零件結合乘載,車禍時更扮演能量分散的傳遞橋樑。

 

二維直線撞擊發生時,引擎相對向駕駛者擠壓。

經過潰縮設計後,下支架(工字樑)首先被迫向下,消耗慣性能量。

經過潰縮設計後,下支架(工字樑)首先被迫向下,消耗慣性能量。

氣囊不能爆第二次,如果遇到嚴重車禍,撞擊後又再滑行、翻滾甚至二次撞擊,後果就非常嚴重了。

敞篷車的翻覆應對,通常得靠輔助桿撐起,圖中正進行測試垂直落體測試。

側撞發生機率非常高,尤其是十字路口等。

追撞砂石車大概很難活命,車廠不會針對這樣的情況研發車輛。

 

追撞砂石車大概很難活命,車廠不會針對這樣的情況研發車輛。

 

   
根據能量不滅定律,在車禍中藉由各種運動方式達到消耗能量的目的,當動能釋放後,一切才會歸於平靜。
 
速度越快,G值越大,所具備的運動能量也越高,在高速狀態下,車禍發生往往產生的不只是一個動作,連續動作為撞擊、翻滾或打轉,再度撞擊、分解與滑行,最後才是停止。有車禍經驗的人,就知道這一連串的過程有多可怕,就算沒有經歷過,看一些賽事車禍片段,勢必也有怵目驚心的感覺。
 
如果有幸存活下來,皮肉傷等終究有復原的一天,但是心靈上的傷害,絕對會是一輩子,之後只要有類似的景象發生,就會不自覺的焦慮、害怕,儘管人類主宰了地球,但是在大自然中與內心世界裡,卻又顯得那麼的渺小與無助。
 
 
車輛型式眾多
抗撞能力也不同
 
 
車輛型式非常多樣,像是轎車、RV車、商用車、甚至貨櫃車、乃至於火車等等,當然後者屬於大眾運輸,我們不做討論,但是每種車款的獨特性,使得它在車禍發生時,會有很複雜的運動方式產生,如果我們用二維空間的概念來想像,那麼一般進行的所謂撞擊測試只是2D的概念,可是為一條直線。如果加入3D的概念,那麼就不只有單純的撞擊,後續還會引發翻滾,反彈等等的情況,在物理學上還有作用力與反作用力,入射角等於反射角等等的現象發生。
 
車輛的研發不僅是美學的部分,動態性能就是所謂的操控,車廠非常重視這個環節,尤其是以這環節為主題的跑車,在操控上的要求更高。直線加速仰賴的是強勁馬力,但是一旦進入彎道後,底盤的設定、輪胎的抓地力、車輛的傳動系統,就會發生複雜的力學變化與對抗,能量更是在車體間竄流。車廠對於驅動方式FF、FR、RR等有一套自己的看法,但是在現實生活中,如果遇到車禍的發生,也會有不同的反應。
 
 
傳動方式不同
翻滾方式也不同
 
 
前置引擎、前輪驅動,是目前房車的基本型態,對車廠而言不外乎較低的成本,對消費者而言較為省油、容易操控、方便維修保養等。在車禍發生時,它有什麼樣的特性呢?
 
舉個重心對車禍影響的實例,某位駕駛在後座放了一個十五磅的保齡球,結果不幸遇上車禍,氣囊與安全帶給了他一定的安全防護,駕駛正面部分幾乎沒有任何傷害,但是後座的保齡球因撞擊慣性往前飛,直接撞擊中他的椅背,駕駛因此脊椎骨折,最後下半身癱瘓。
 
當然,這裡頭還有一個關鍵因素,就是他選用的是土砲賽車椅,沒有經過安全的認證,椅背當場破裂,沒有提供該有的防護,這也是現今原廠車椅背內部會設置彈性鋼板的主要原因。
 
 
引擎就是重心
影響運動方式
 
 
如果我們把全車最重的零件「引擎+變速箱」當作是那顆保齡球,你認為放置在哪裡最安全呢?FF這類型的車輛,車頭較重,車身前半段有時甚至佔總車重的70%,車尾非常的輕,只有30%。正面撞擊發生時,車頭直接硬撞,車尾30%的重量則往前推擠,這時車體大樑與車身結構就非常重要了,能否承受,車廠一定會有所顧慮。
 
但是當撞擊後,發生旋轉時,車頭較重的運動特性,會變成「飛鏢」一般。我們射的飛鏢頭端通常為銅製,之後為塑膠等輕量材質。你可以想像如果將飛鏢做旋轉拋出,會有什麼樣的後果?它影響最鉅的就是車頭朝目標的特性,而駕駛人位於引擎的車重心後方,一定會跟隨而有往前的慣性產生,不過此時氣囊不會再爆第二次,就只剩下安全帶可以保命了。
 
 
FR車重較均勻
旋轉偏心小
 
 
同樣的情況,FR後輪驅動甚至是四輪驅動,情況就好得多了,必竟它的車尾重量因為後差速器等零件而大幅增加,前後重量比會更接近50:50,因此較不會發生「飛鏢」特性,當它在路面上旋轉時不容易產生偏心現象,駕駛直接朝向切線目標撞擊的機率將大幅度降低。
 
至於它在二維所謂直線撞擊部分,它的特性與FF大致雷同,不過它的車尾多了一個差速器等傳動零件,這似乎又成為另一個重心,也會因慣性往前移動,對於車體大樑的強度要求,視必要比前驅車更高才行,事實上車廠也未必要做這樣的強化,因為它有一根被設計得極為粗撞的中央傳動軸,當撞擊發生時,它直接頂住後差速器,避免它像保齡球一樣往前飛。
 
 
超級跑車最慘
需要更強的車體
 
 
你所知道的屌傲超級跑車,幾乎都是採用RR或MR的設計,事實上RR在車體結構上必須花費最多的功夫,不僅要做承受大馬的金屬扭動應力處理,當發生撞擊等車禍時,它還必須挨得住,以保護這些身價昂貴的主人。
 
在二維的直線撞擊部分,後置引擎就成了駕駛背後的那顆保齡球,如何將引擎牢固在車樑上,就不是四支引擎腳能夠解決的,況且橫向的後輪傳動軸,根本不具備什麼承受與拉扯力道。它唯一的方式就只有設計一個優異的車頭潰縮區來消耗能量,同時竭盡所能的將中、後段車樑與車體設計的更為堅硬與具備高韌性。
 
在3D的旋轉動態中,RR的運動特性會像是一把飛刀,刀柄較重,刀刃較輕,拋出後很容易變成刀炳撞擊目標(射飛刀的人靠的是旋轉加上功夫,才能正好變成刀刃進入)。RR容意發生車尾向前的特性,因此會變成駕駛往後躺的現象,最後是座椅把他擋了下來。雖然RR的超跑重心非常低,不容易翻車,不過一旦翻車,它薄弱的車頂設計,承受力道也最差,因此更容易釀成慘重的傷亡。
 
說穿了還不是十次車禍九次快!藉由以上的分析,當您目睹車禍現場時,不妨分析一下,並且當作警惕,少飆車,別再超速。
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