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說(shuō)一說(shuō)敞篷車(chē)翻滾

2019-12-18 11:29:07·  來(lái)源：上汽安全與CAE技術(shù)  作者：SV 萬(wàn)林林  
　
前言

在年輕人的眼里，敞篷車(chē)拋棄拘束、刻板的傳統(tǒng)車(chē)頂，代表著不羈和活力。

但是，在很多人眼中，由于敞篷車(chē)拋棄傳統(tǒng)的籠式固定車(chē)頂，帶來(lái)更多的安全隱患，特別是車(chē)輛發(fā)生翻滾時(shí)。

敞篷車(chē)真的不安全嗎？

我們就敞篷車(chē)挑戰(zhàn)最大的翻滾工況，來(lái)說(shuō)一說(shuō)敞篷車(chē)的安全性。

敞篷車(chē)的抗翻滾結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)車(chē)發(fā)生翻滾時(shí)，車(chē)頂向下時(shí)，有A、B、C柱支撐，有辦法給頭部提供足夠的生存空間。但是只有A柱而沒(méi)有后部支撐結(jié)構(gòu)的敞篷車(chē)，在翻滾的時(shí)候，除了可以強(qiáng)化的A柱，如何支撐住車(chē)身，避免乘員生存空間被嚴(yán)重?cái)D壓。敞篷車(chē)特有的抗翻滾結(jié)構(gòu)就是主要用來(lái)應(yīng)對(duì)以上情況，目前常見(jiàn)的形式主要有以下兩種：

- 翻滾架（固定式）
敞篷車(chē)的翻滾架通常位于前排座椅后方，為裸露的支架或車(chē)身一體的凸起，高于前排座椅頭枕。這種結(jié)構(gòu)“簡(jiǎn)單粗暴”，但由于其布置特點(diǎn)，常見(jiàn)于兩座敞篷跑車(chē)（Roadster），如Mazda MX-5、Porsche 918等。

圖 Mazda MX-5 (翻滾架)

圖 Porsche 918（車(chē)身一體翻滾架）

為了車(chē)輛翻滾時(shí)能夠形成有效支撐，此處結(jié)構(gòu)的一般用材相對(duì)較強(qiáng)，通常為超高強(qiáng)鋼，甚至碳纖維。

- 伸縮式翻車(chē)保護(hù)系統(tǒng)（UERSS）

對(duì)于四座敞篷車(chē)（Convertible or Cabriolet），由于布置和活動(dòng)車(chē)頂空間限制，通常采用一種伸縮式翻車(chē)保護(hù)系統(tǒng)（UERSS）。UERSS包含傳感器、控制器和伸縮支架。伸縮支架隱藏在后排座椅后方，一旦收到傳感器傳來(lái)的車(chē)輛即將發(fā)生碰撞或翻滾的信號(hào)，伸縮支架會(huì)在收到信號(hào)后的幾毫秒之內(nèi)彈出，以形成對(duì)車(chē)身的有效支撐。

圖 VW-Golf翻車(chē)保護(hù)系統(tǒng)

圖 Bentley Continental GTC
（與后排頭枕融合）

為保證系統(tǒng)的可靠性，通常開(kāi)發(fā)階段還需要進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)何時(shí)何種情況下啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。整套系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格也較貴。

另外，能夠提供足夠乘員生存空間的車(chē)身解決方案，仍然要搭配一套合適的約束系統(tǒng)裝置，如預(yù)緊式安全帶、保氣側(cè)氣囊等。

翻滾試驗(yàn)

為降低翻滾事故中乘員的死亡率，工程師需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，通過(guò)翻滾試驗(yàn)對(duì)翻滾工況進(jìn)行研究。目前能夠再現(xiàn)整車(chē)翻滾過(guò)程的，較為典型的試驗(yàn)形式有以下兩種。

- 橫向平臺(tái)翻滾試驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)，車(chē)輛放置在向后傾斜的平臺(tái)上，與平臺(tái)一同加速到30mph，平穩(wěn)行駛一定距離后，平臺(tái)迅速?gòu)?0mph速度降到0，從而將車(chē)向前拋出，使車(chē)輛發(fā)生橫向翻滾。

圖 橫向平臺(tái)翻滾試驗(yàn)

該翻滾試驗(yàn)方法最早由奔馳最先使用，后來(lái)成為美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)中一部分。雖然未強(qiáng)制要求，但是目前唯一關(guān)于乘用車(chē)整車(chē)翻滾的成文法規(guī)。

- 縱向螺旋翻滾試驗(yàn)

螺旋翻滾試驗(yàn)是全德國(guó)汽車(chē)俱樂(lè)部（AllgemeinerDeuther Automobil Club - ADAC）推出的一種整車(chē)翻滾試驗(yàn)方法。

在車(chē)輛以一定速度向前行駛過(guò)程中，讓車(chē)輛單側(cè)車(chē)輪通過(guò)一個(gè)向上一定角度的斜坡，而車(chē)輛另一側(cè)會(huì)發(fā)生懸空下落，導(dǎo)致在向前行駛的同時(shí)，發(fā)生沿縱向軸線翻滾。

螺旋翻滾試驗(yàn)常被用來(lái)進(jìn)行傳感器翻滾工況的標(biāo)定。

圖 上汽某車(chē)型螺旋翻滾試驗(yàn)
當(dāng)然還有一些腦洞大開(kāi)的翻滾試驗(yàn)，如飛機(jī)拋翻等。

上汽安全敞篷車(chē)翻滾研究

上汽安全對(duì)基于A架構(gòu)敞篷車(chē)的安全進(jìn)行了全面研究，特別對(duì)其翻滾性能展開(kāi)了研究。通過(guò)仿真方法，對(duì)敞篷車(chē)的A柱、翻滾支架進(jìn)行了設(shè)計(jì)。確保發(fā)生翻滾時(shí)，A柱和翻滾支架能對(duì)車(chē)輛形成有效支撐，最大限度保證車(chē)內(nèi)乘員的安全。
圖 橫向翻滾
圖 縱向翻滾

后言

雖然相對(duì)于正面碰撞、側(cè)面碰撞，翻滾發(fā)生的概率較低。但是，安全工程師以為消費(fèi)者提供全方位安全為己任，為敞篷車(chē)提供不遜于傳統(tǒng)頂蓋車(chē)的全方位安全防護(hù)。

參考文獻(xiàn)：
1.汽車(chē)翻滾安全性研究及試驗(yàn)概覽[J]. 曹立波，顏凌波. 汽車(chē)工程學(xué)報(bào).2012(4)
2.FMVSS 49CFR 571.208. Occupant crashprotection.
3.車(chē)輛動(dòng)態(tài)翻滾仿真技術(shù)與應(yīng)用研究[J]. 顏長(zhǎng)征，何歡，胡玉梅. 2009中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.
 
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