1  翻滾試驗(yàn)的歷史

1938年，如今奧迪公司的前身，當(dāng)時(shí)叫“汽車聯(lián)盟”品牌的一位工程師將一輛自家產(chǎn)的DKW F7從山坡上推下來測試它的抗撞擊能力，雖然經(jīng)過多次翻滾，但這輛車的車身狀態(tài)依然保持得較完整，發(fā)動機(jī)也能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，DKW F7的產(chǎn)品力得到了極大的驗(yàn)證。這次開創(chuàng)性的測試即便在當(dāng)時(shí)汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的德國也引起了很大震動，奧迪DKW F7也因此名聲在外，多家公司紛紛跟進(jìn)這片廣闊的新天地。于是，這次翻滾被認(rèn)為是汽車安全試驗(yàn)的開山之作。在那個(gè)年代的汽車安全系統(tǒng)十分簡單粗糙：硬金屬制的儀表板、輪盤、車身突出的按鈕以及桿剛性非常高，此外安全帶也沒有配備，因此即使是速度很低的碰撞，乘客也會因?yàn)閼T性被甩出去或者因?yàn)檩p微撞擊致命。據(jù)說世界上第一位車禍?zhǔn)鹿实乃勒?，就是被甩出車外死亡的，加上車身不可變形、沒有潰縮區(qū)，碰撞的力量直接被傳到乘客身上。當(dāng)時(shí)汽車公司對車禍發(fā)生后的反饋是：無法幸存！雖然現(xiàn)在我們看當(dāng)時(shí)的翻滾試驗(yàn)覺得有一些可笑，但在那個(gè)技術(shù)不那么發(fā)達(dá)的年代，這個(gè)還不失為一個(gè)粗暴但有效的辦法。甚至直到70年初期，從坡上直接推下去的翻滾測試還是蘇聯(lián)測試卡車安全的一個(gè)必選項(xiàng)。

圖1 翻滾試驗(yàn)的典型裝置

2  翻滾保護(hù)有多重要，又有多稀缺？

從國內(nèi)的具體細(xì)分市場來看，中國品牌轎車、SUV和MPV市場占有率相比上年同期市場增長，其中SUV、MPV在市場中占了很大比重。國內(nèi)車輛數(shù)量激增，車輛事故發(fā)生率大大增加，交通事故中最主要的是正面碰撞、側(cè)面碰撞和追尾碰撞，翻滾事故占比很小。但根據(jù)美國國家高速公路交通安全管理局往年統(tǒng)計(jì)，SUV翻滾事故雖然只占車禍總量的2.4%，但死亡人數(shù)卻占到交通事故死亡人數(shù)的30%。據(jù)中國最大的深度事故數(shù)據(jù)庫CIDAS顯示，在造成人員傷亡的交通事故中，涉及翻滾事故的比例達(dá)19.5%，從傷亡程度看，翻滾事故受傷率55.6%，死亡率10.9%，遠(yuǎn)高于正面、側(cè)面、追尾等情況。同時(shí)，我國的翻滾事故還具有群死群傷的重大事故特征。因此研究翻滾事故安全性以及降低翻滾試驗(yàn)中的損傷具有重要的經(jīng)濟(jì)性和社會性意義。然而到目前為止，由于汽車行業(yè)內(nèi)翻滾保護(hù)測試還不是強(qiáng)制性法規(guī)，加上該系統(tǒng)開發(fā)難度較大、成本較高，翻滾保護(hù)系統(tǒng)的完整測試方法、法規(guī)在國內(nèi)都還是一片空白。

3  翻滾試驗(yàn)的類型和相關(guān)指標(biāo)

翻滾是指汽車?yán)@其縱軸或橫軸旋轉(zhuǎn)90°或90°以上的運(yùn)動，基本可以分為汽車?yán)@自身縱軸旋轉(zhuǎn)翻滾和汽車?yán)@自身縱軸翻滾兩大類[1]。車輛翻滾是由許多非穩(wěn)態(tài)因素造成的，比如車輪側(cè)面接觸障礙物、爆胎、一側(cè)車輪接觸坡狀物、爬上或越過固定物、高速轉(zhuǎn)彎、通過陡坡、與固定物相撞、與車輛相撞。由此，汽車的翻滾事故也被分為多種狀態(tài)，拌翻、拋翻、轉(zhuǎn)翻、墜翻、彈翻、空翻等，如圖2所示。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，翻滾事故中占比最大的是絆翻，其次是墜翻。翻滾事故研究的主要內(nèi)容就是絆翻，絆翻可被分為碰撞和非碰撞兩個(gè)階段，非碰撞階段是從汽車失控開始到車頂接觸到地面的過程，碰撞階段是車頂接觸到地面之后的過程。絆翻事故中碰撞階段開始時(shí)汽車和乘員的初始動態(tài)對最終乘員損傷的程度有著直接的影響，而這些初始動態(tài)又是由非碰撞階段中汽車和乘員的動態(tài)決定的。翻滾碰撞中汽車怎么翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)多少圈、變形程度等動態(tài)響應(yīng)效果主要受到6個(gè)汽車初始參數(shù)的影響，包括三個(gè)狀態(tài)參數(shù)（偏轉(zhuǎn)角度、傾斜角度、旋轉(zhuǎn)角度）和三個(gè)運(yùn)動參數(shù)[1]。

在美國與翻滾相關(guān)的法規(guī)中，F(xiàn)MWSS-208是唯一涉及乘用車的整車翻滾試驗(yàn)碰撞試驗(yàn)法規(guī)，該工況中乘員運(yùn)動劇烈，側(cè)向加速度和角加速度振幅較大，主要用于車輛結(jié)構(gòu)（乘員逃生空間）、乘員動態(tài)分析、約束系統(tǒng)工作狀態(tài)的評價(jià)。該試驗(yàn)主要關(guān)注的性能指標(biāo)包括車頂變形量、側(cè)梁/B柱侵入量、車內(nèi)零件脫落、約束系統(tǒng)效用這幾個(gè)方面。

圖2  翻滾事故的不同狀態(tài)

4  總結(jié)與展望

目前出于汽車測試評價(jià)需要以及汽車結(jié)構(gòu)與約束系統(tǒng)開發(fā)需要，USNCAP/IIHS主流整機(jī)廠均進(jìn)行翻滾試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證評價(jià)。國內(nèi)對于這處的空白也仍然需要填補(bǔ)，由于國內(nèi)外的道路交通布局、車型保有量以及駕駛員安全意識等方面存在明顯差異，需要通過分析中國汽車翻滾事故形態(tài)特征，針對翻滾安全優(yōu)化車體結(jié)構(gòu)以及配置及約束系統(tǒng)參數(shù)，建立推動制定適合中國環(huán)境的汽車翻滾安全性評價(jià)方法、形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，繼而通過分析中國汽車翻滾事故乘員傷害特征，研究減少乘員傷害的技術(shù)手段，才能推動汽車翻滾安全性技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，從而達(dá)到提升汽車翻滾安全性和減少道路交通事故傷害的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]汽車翻滾安全性研究及實(shí)驗(yàn)概覽.曹立波，顏凌凌.[J].汽車工程學(xué)報(bào),2012(4):235-242.