车评人:经过我们第一环节的几个小实验,相信大家对于广为流传的几个汽车安全判断法则有了自己的看法,既然关车门的声音无法判断钢板的结实程度更无法进一步判断汽车是否安全,汽车外壳钢板的抗压性也不能保证碰撞安全,汽车安全与否也不能仅仅依据车身质量来决定,那么问题来了,真正决定汽车安全的因素是什么呢?带着这样的问题,我们进入到今天的第二个环节——汽车安全大讲堂。
我们今天非常荣幸地邀请了两位学术界和业界的专家代表来跟大家一起探讨这个问题,首先请让我们以热烈的掌声欢迎汽车安全教授——张金换教授和国内著名赛车手——鹿丙龙先生上台。
(汽车教授及赛车手登台,音乐及灯光配合)
车评人:欢迎二位,请坐!首先请允许我向大家介绍一下,这一位是汽车安全方面的教授——张金换教授,清华大学汽车安全与节能国家重点实验室汽车碰撞试验室主任,同时她还是中国汽车工程学会汽车安全技术分会秘书长、国家质检总局汽车召回特聘专家、《汽车安全与节能学报》副主编,对于碰撞试验和汽车安全有很深的见地。而这一位是国内著名赛车手——鹿丙龙,鹿先生是全国拉力锦标赛及越野锦标赛四冠王,同时也是一位改装技术工程师,驾控教官。
请上了两位嘉宾,我们现在来解答之前的那个问题,相信两位也在台下看了我们的实验,那我首先就要请教张教授了,既然我们不能通过关门声音、汽车外壳钢板等这些我们习惯的因素来判断汽车的安全,那应该如何判断汽车是否安全,或者说究竟什么因素决定了汽车的安全性能?
张教授:确实,目前很多人还是习惯通过声音等因素来判断汽车的安全性能,而这三个实验很好地驳斥了这种悖论,我觉得特别好。至于该如何判断汽车是否安全,我觉得首先要明确自己对于汽车安全的概念。我们经常能看到这种状况,两辆车相撞或者汽车跟其他障碍物相撞后,有的车看起来比较惨烈,甚至从前保险杆到挡风玻璃那块都挤瘪了,这时候就会有人觉得,这个车的安全性能不行,你看都撞成这个样子了。但这个观点其实是不对的,咱们真正应该关心的是车里面的这个人怎么样。
车评人:张教授的这番话让我想起了一个故事,两车相撞,一辆车受损严重,但人完好无损,另一辆车受损较轻,但车主在医院躺了一个月。围观的群众纷纷议论,第一辆车太不安全了,都撞成那样了,还是应该买第二辆,安全。
张教授:所以这就是我要说的第一个问题,一辆车遭到强大的撞击,如果它的生存空间,比如从方向盘到座椅这块空间还保持得比较好,我们可以说这个车的安全性好,因为它对人的保护是非常好的。相反,有的车,虽然看起来撞得不是特别厉害,但坐在里面的人受伤反为较重,这就不能说安全性能高。我们应该明确的是,在判断汽车安全性能的时候不能光看这个车撞得惨不惨,而是要看人有没有受到保护,甚至可以说,人比车重要,在迫不得已的时候,汽车可以牺牲,但人不能,命都快没了,何必关心汽车的受损程度呢?
车评人:关于这一点,我相信鹿先生肯定更有自己的体验了。
赛车手:的确,大家都知道赛车是一项非常惊险刺激、同时也十分危险的运动,虽然目前的赛车比赛危险性已经大大降低,但还是不可避免地会出现碰撞、翻滚、失火等状况。大家都知道赛车里面是汽车高尖端技术的展示 但无论赛车造价有多么昂贵。他的设计理念还是以保护赛车运动员的安全放在第一位。赛车有价,生命无价。赛车是我们一生的挚爱,但生命只有一次,只有生命安全了,我们才有可能继续我们钟爱的赛车事业!
车评人:那在这样的前提下,汽车的安全取决于什么因素呢?或者说,什么样的车更能保护乘员的安全呢?
张教授:前几年大家在说起汽车安全的时候还喜欢拿车身外壳坚硬程度说事,好像一辆车外壳越硬就能坚不可摧,这在一定程度上是对的,外壳越硬的车确实能让车辆少受损。一辆车的外壳钢板厚,结构又很合理,车能吸收掉碰撞能量,那车是比较安全的,但是如果钢板非常厚,结构却不大合理的话,汽车碰撞后虽然变形较少,受损较轻,但碰撞产生的冲击力和能量会不经过虑地传递到乘员身上,发生二次碰撞或者其他,让人受到更大的伤害,这就不符合我们保护乘员的初衷。举个极端的例子,比如开一辆坦克,撞完之后几乎不会变形,但其实坦克内部的加速度是非常快的,坦克没事,里面的人就说不定了,所以钢板厚度绝对不是决定汽车安全最重要的因素。
那什么因素最重要呢?打个很简单的比方吧,其实汽车跟我们平常住的房子是一样的,车体结构相当于房子的横梁和支柱,车辆外壳就相当于房子的墙、涂层和油漆,当受到猛烈撞击时,什么样的房子最能保护房子里的人呢?
车评人:那肯定是房屋结构好的房子更能保护人了,横梁和柱子倒了,房子也就垮了,还谈什么保护?
张教授:就是这个意思,车也是如此,车身结构是最重要的,而这种合理的车身结构我们又可以分成几个方面来讲。首先,我们要保证乘员的生存空间少变形或者不变形,那车的骨架部分是必须合理而且结实的,比如前后保险杠加强梁(俗称防撞梁)、A柱、B柱,以及车门防撞钢梁等。其次,为了让车身在撞击过程中尽可能地吸收碰撞产生的能量,应该有一些容易变形的吸能结构,通过这些结构形状的起伏、镂空等设计,让它们在碰撞发生时通过溃缩变形吸收能量,最终反馈到乘员身上的能量就能减少很多。
车评人:简单来说就是该硬的地方要硬,该软的地方要软,设计合理最重要。
张教授:也可以这么说!
车评人:原来如此,我相信鹿先生肯定对此有很多看法,因为我们看赛车比赛时经常能看见赛车相撞、翻滚甚至被撞得七零八落,碎片横飞,但赛车手都能安然无恙。
赛车手:确实,大家在看赛车比赛时往往觉得非常惨烈,各种翻滚、着火,碎片横飞,但赛车手却能保持安全甚至毫发无损。我非常赞同刚刚张教授提到的车身结构对于安全的看法,赛车的结构是非常科学而且复杂的,最重要的车手座舱部分采用各种高强度材料制作,即使赛车出现了翻滚和摩擦,也能有效保护赛车手的安全。但其他部分除了满足加大风阻等常规需求,部分程度上也是为保护车手而设计,也就是说在碰撞发生时可以牺牲这些部分,利用他们的变形来吸收能量,因此大家总是能看见赛车被撞后有碎片飞出,如果其他部分也跟保护舱一样结实,赛车手可就惨了,那么小的空间,那么快的速度,情况极度危险。其实在训练和比赛中翻车撞车事故很常见,记得2011年中国拉力锦标赛广东佛岗站比赛我们的赛车直接失控高速,撞到山崖上,赛车前部几乎全部报废。撞击力非常大,而且还翻了两周半最后掉到山沟里,砸断了两棵树。但最终我和领航员却很安全,因为巨大的撞击力都被合理的吸收了。假设赛车非常坚固、撞不坏,撞击力就没有办法得到有效的缓冲,那么领航员和我俩人后果不敢想像,所以说合理的设计才是安全根本。
张教授:我还想补充一点的是,我们刚刚确认保护乘员更重要,事实上人的安全不仅仅指车内乘员,还有行人。中国人多车多,车与行人发生碰撞的几率其实不小,目前我国法规对行人的保护力度也很大,汽车安全在设计车身结构的时候也应该把行人保护列入考虑。比如在发动机舱盖内板设计上做一些考量,或者现在也有一些车型在前保险杠加强梁外铺垫缓冲泡沫等,都可以有效防止行人直接磕到汽车上坚硬的部分,减少所受的伤害。
车评人:全新卡罗拉就有很多类似的设计,除了张教授刚刚说的那两个,目前的前脸也是集美感和行人保护于一体的,大家可以看一下大屏幕的设计图,全新卡罗拉最初设计的时候是这条绿色线标注的这个形状,相对来说前脸更尖更犀利一些,后来出于行人保护的考量,最终慢慢地演变成红色线标注的情况,相对来说轮廓特征更低更平整一些,同时扩大了前脸和车身水平线的角度,前脸获得了较为平整的剖面,最大限度地增加了接触面积,撞击发生时,受力面积大,行人受的伤害也就能相对轻一点了。
张教授:另外以前有人认为前保险杠加强梁前面有泡沫是偷工减料,这种想法也是不对的,有了缓冲泡沫可直接有效地防止行人腿部与前保险杠加强梁的直接接触,有效缓冲对行人腿部的伤害。
车评人:那我还有一个问题想请教一下,就是现在很多车企都在推行轻量化设计,二位怎么看?
赛车手:大家都知道赛车是体积比较小,而且比较轻的,因为赛车是为比赛创造,体积过大或者过于笨重都不利于赛车的加速、过弯,也就失去了赛车存在的意义。赛车的设计应该也算是轻量化的一种吧,我觉得轻量化是一个趋势,以后的民用汽车应该都会放弃那种笨重车体,采用轻量化设计,这不仅省油,对汽车和人的安全也有利。
车评人:相信开车的朋友都有体会,如果车身轻的话,就会感觉不好控制、感觉不贴地、很飘,车身轻量化会不会导致更多的交通事故呢?
赛车手:赛车不但轻,而且速度非常快,但大家在看比赛的时候根本不会觉得车身很不稳定,即使发生了事故,赛车手也非常安全,所以我并不觉得车身的轻量化会带来更多交通事故,更不会造成更多人在交通事故中丧生。
车评人:能具体阐释下原因吗?
赛车手:车辆减轻重量就像人在减肥啊,一个200斤体重的肥胖者,通过科学有效的锻炼,体重下降到150斤浑身的肌肉,通过上下山测试,那么你说,之前和之后谁健康合理呢?
车的重量对赛车的比赛成绩也是相当重要的,比如我在2010年和2011年,连续两年参加东川国际泥石流越野拉力赛,驾驶的是相同一辆赛车,2010年我没有拿到冠军,2011年我们的工程师想尽一切办法在赛车的一些部位更换了更轻的材料,使得赛车减重30千克。在最后一个三十多公里的赛段,时间与2010年比赛时相差53秒钟。赛车重量的减轻,帮助我取得了全场冠军。同时赛车性能也非常好操控。
那车身轻了会不会开起来发飘不稳定呢?想要车身在行驶中保持平稳,那必须让车有一定的抓地力或者下压力,也就是说通过重力、动力、风阻等因素达到一个比较好的平衡,让车能够比较稳当地贴在地面上。至于怎样来达到这一种平衡,那当然还是通过各种科学设计,通过空气动力学的相关原理。比如说赛车,赛车超轻而且速度快,如果没有足够的下压力就会发飘,对于维持高速过弯的稳定性非常不利,所以赛车都会用造型非常复杂的鼻翼和尾翼增大阻力,而这些阻力大都会转换成下压力以维持车身平衡。而对于民用汽车而言,一般是通过悬架的调校、车身高度的调节、导流鳍的设计等空气动力学原理保持车身稳定,不必担心轻量化会让汽车变得飘,空气动力学能有效解决车身稳定的问题。
至于我说车身轻量化有利于安全也是有理由的。首先,车身轻量化能增大功率储备,在爬坡等紧急情况下更安全。汽车减轻重量是趋势。F1的发动机,运动部件达到900个,最高转速可以突破19000转本每分钟,在最高转速下,火花塞每秒钟点火150次,活塞往复循环300次。发动机可达到900匹马力,比民用1.6排量发动机高十倍。而发动机重量比民用车的发动机重量还轻,由此可见。通过科技合理的设计,在减轻重量的情况下提能高车辆的性能,当然也包括车辆的安全性能。其次,质量较轻惯性也较小,在同样的速度下汽车的制动性能会大幅提升,即使真的发生了碰撞,轻量化的设计会让碰撞过程中产生的动能变少,所需吸收的动能也会减少,对自身和其他交通系统成员的伤害也会变小。
车评人:对于赛车的轻量化鹿先生确实有很多经验之谈,张教授有什么看法呢?
张教授:轻量化总体来说是一个方向,适当地轻量化是可以的,但也不是说车越轻越好,因为我们还要从燃油经济性、速度、乘坐舒适性等方面综合考虑,在科学设计的基础上,在保证乘员安全性的前提下,咱们可以尽量减轻车的重量。
车评人:谢谢二位的精彩讲解!经过这短短十五分钟的谈话,我感觉茅塞顿开,我稍微整理了下二位的观点,大约有三个,第一呢,是保人比保车重要,第二,车身结构设计是保障汽车安全最重要的因素,第三,车身轻量化设计是大势所趋。再次谢谢二位,今天由于时间的关系只能说这么多,希望下次能有机会听到二位更多的高见!最后提醒各位,开车时系上安全带,开车三分慢,变道三分看,主动安全才是最大的安全,希望大家都能平安幸福!