之前我們討論了德日系車(chē)的技術(shù)理念,如果說(shuō)那些都只屬“口角”,那么今天要涉足的安全問(wèn)題,意義就不一樣了,它會(huì)直接影響到消費(fèi)者選車(chē)的抉擇。
寫(xiě)這個(gè)安全篇之前,我百度了一些相關(guān)詞匯,發(fā)現(xiàn)出自資深人士或權(quán)威媒體的內(nèi)容極少,出自民間(或貌似)的內(nèi)容極多,卻幾乎全部都存在或多或少的謬誤,嚴(yán)重的甚至通篇說(shuō)得頭頭是道,卻是根本性歪曲真相,害人不淺。所以我決定再次離題,先擱下德日差異不說(shuō),插入這篇對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)安全知識(shí)的介紹。
什么是汽車(chē)的安全性?汽車(chē)安全性包括被動(dòng)安全和主動(dòng)安全,被動(dòng)安全主要指汽車(chē)發(fā)生事故時(shí)(包括自己撞、對(duì)撞與被撞,還包括撞人)的安全性,主要是如何保護(hù)好人,減低傷亡程度;主動(dòng)安全則是如何讓汽車(chē)減少發(fā)生事故的機(jī)會(huì),包括防止失控、防止追尾、防止駕駛員疲勞、改善視野和人體工程等。被動(dòng)安全是基礎(chǔ),主動(dòng)安全是上層建筑(但未來(lái)可能會(huì)扭轉(zhuǎn)),所以我們先來(lái)說(shuō)被動(dòng)安全。
簡(jiǎn)單理解,人坐車(chē),車(chē)是一個(gè)金屬殼體,人是血肉之軀,車(chē)將人包裹起來(lái)。大家自然會(huì)覺(jué)得,汽車(chē)這個(gè)“殼”越堅(jiān)固,保護(hù)性就越高。在汽車(chē)發(fā)明之初的大半個(gè)世紀(jì)里,人們的確都是這樣想的,但后來(lái)卻發(fā)現(xiàn)這是個(gè)錯(cuò)誤的觀念。
推翻這個(gè)理論最著名的一個(gè)試驗(yàn)是“雞蛋試驗(yàn)”,是由德國(guó)人做的(我在廠商活動(dòng)上看過(guò)這個(gè)試驗(yàn)的視頻,但在網(wǎng)上找不到,如果找到的朋友請(qǐng)不吝告知,有重酬)。將一只雞蛋固定在一個(gè)小木頭車(chē)上,以一定速度撞向另一塊固定的木樁。木頭車(chē)直接碰到木樁后停住,車(chē)沒(méi)有任何損壞,但車(chē)上的雞蛋卻破碎了。第二次試驗(yàn),雞蛋固定方式和撞向木樁的速度都不變,但在木頭車(chē)的前端加貼上幾個(gè)空的火柴盒,結(jié)果碰撞時(shí)火柴盒全部被壓癟,雞蛋卻保持了完好。
不難理解,這個(gè)試驗(yàn)?zāi)M的就是人這種血肉之軀身處在高速運(yùn)動(dòng)中的汽車(chē)內(nèi)的情況,雞蛋好比人,硬木頭車(chē)好比堅(jiān)硬的車(chē)殼。如果車(chē)殼是一個(gè)剛性體,撞擊的沖力就全部由人去承擔(dān),人能承受的沖力比雞蛋大,但也是有限的,只要速度快到一定程度,碰撞時(shí)瞬間減速度超過(guò)人體的承受值,人就會(huì)受傷——從物理學(xué)原理說(shuō),車(chē)殼越硬,撞擊的瞬間越短,轉(zhuǎn)移到人身上的沖擊力就越大,人傷得越重。
于是,汽車(chē)界在上世紀(jì)60年代出現(xiàn)了“緩沖吸能”的理論思想,最先涉足這個(gè)領(lǐng)域研發(fā)的是德國(guó)的奔馳。那時(shí)的“安全先驅(qū)”意識(shí)到,汽車(chē)安全的核心是人的安全,關(guān)鍵不是在碰撞中保證車(chē)不變形,而是保證里面的人不“變形”!因此,車(chē)殼不是越堅(jiān)硬越好,它(乃至整部車(chē))要對(duì)乘員有一定的保護(hù)能力,為乘員分擔(dān)和吸收一部分(最好是全部)撞擊能量,就好比上述“雞蛋試驗(yàn)”里處于木頭車(chē)與木樁之間的火柴盒的作用一樣。
上面我說(shuō)的“車(chē)殼”實(shí)際上是個(gè)簡(jiǎn)化了的形容,汽車(chē)的“車(chē)殼”其實(shí)是由里外兩部分構(gòu)成,里面是金屬焊接成形的框架,用高強(qiáng)度的鋼條鋼件制造,俗稱(chēng)“車(chē)架”;貼在這個(gè)框架外層的覆蓋件,以低強(qiáng)度的金屬薄片制作,俗稱(chēng)“車(chē)皮”或“蒙皮”。骨架+蒙皮的這個(gè)構(gòu)造,從汽車(chē)誕生至今幾乎沒(méi)有本質(zhì)變化。其中,車(chē)架是承受車(chē)體絕大部分重量和外力,并在撞擊時(shí)承擔(dān)主要保護(hù)功能的部件;車(chē)身的蒙皮主要是為了讓車(chē)可以遮風(fēng)擋雨和更加好看,它不承受汽車(chē)使用中的主要外力,唯一承受的外力只有空氣的阻力和壓力。打個(gè)比方,車(chē)架就好比我們現(xiàn)代建房子的鋼筋水泥結(jié)構(gòu),而車(chē)皮就好比房子的磚墻。
車(chē)殼要能為乘員吸收撞擊能量的這一觀念轉(zhuǎn)變,對(duì)汽車(chē)車(chē)體構(gòu)造的研發(fā)產(chǎn)生了根本性影響。過(guò)去汽車(chē)工程師想方設(shè)法將車(chē)體各個(gè)部分都造得盡可能硬,而如今,幾乎全世界所有廠商進(jìn)行車(chē)體研發(fā)時(shí),都會(huì)考慮在車(chē)體的前、后部預(yù)留一定的撞擊緩沖吸能區(qū),就如同“雞蛋試驗(yàn)”中給木頭車(chē)增設(shè)的“火柴盒”。
汽車(chē)車(chē)架的吸能區(qū),原理是采用一些剛性較低的金屬構(gòu)件,這些構(gòu)件在受到一定程度撞擊時(shí)比較容易發(fā)生折疊、變形,這個(gè)變形的過(guò)程就好比木頭車(chē)前的火柴盒變形一樣,是可以減緩撞擊時(shí)間、化解一部分撞擊能量,從而讓最終傳遞到乘員身上的沖擊力降低。
【典型的車(chē)身結(jié)構(gòu)件分布圖】
有人質(zhì)疑汽車(chē)車(chē)頭的緩沖空間最多只有1米多的長(zhǎng)度,能起到多大的吸能效果?你如果把這1米多空間貼滿(mǎn)火柴盒,當(dāng)然不能起到對(duì)汽車(chē)的撞擊緩沖效果。但如果用恰當(dāng)硬度的金屬,按照力學(xué)原理做成能控制折疊方向和幅度的結(jié)構(gòu),就可以起到一定的緩沖效果。這正是非??简?yàn)設(shè)計(jì)、計(jì)算能力的環(huán)節(jié),緩沖吸能構(gòu)造的設(shè)計(jì)有好壞之分,其吸能緩沖的效果也有高下差別。
也有人說(shuō)我干脆不要緩沖區(qū),就要一個(gè)足夠堅(jiān)固的車(chē)殼,對(duì)乘員的緩沖保護(hù)的任務(wù)應(yīng)該是安全帶和氣囊的責(zé)任,對(duì)嗎?理想化是那樣的,但實(shí)際上安全帶和氣囊所能化解的沖擊力非常有限,僅靠它們,只能保證在很低速度下乘員不受傷害。坐在一部沒(méi)有任何緩沖吸能設(shè)計(jì)的車(chē)上,即便使用安全帶、有氣囊保護(hù),在高速碰撞下的結(jié)果是什么?就是安全帶把乘員勒至內(nèi)傷甚至勒死。
至此我們必須肯定緩沖吸能理論的作用,事實(shí)就是無(wú)論德系、日系還是什么系的車(chē),全部都認(rèn)可這一理論并且在貫徹執(zhí)行。絕對(duì)不要一聽(tīng)說(shuō)“緩沖吸能”就覺(jué)得這車(chē)會(huì)很“軟”,在很多實(shí)際碰撞案例中,往往是車(chē)頭、車(chē)尾損傷變形大的車(chē),乘客受傷程度反而小,而變形小的車(chē),乘客反而傷得更重。
此外也有人一聽(tīng)說(shuō)緩沖吸能,就覺(jué)得自己的車(chē)不堪一擊,一撞就癟,失去了安全感。實(shí)際上,緩沖吸能構(gòu)造與整個(gè)車(chē)體的剛性構(gòu)造并不矛盾,而是相結(jié)合的——吸能結(jié)構(gòu)位于車(chē)體的前端和后端,相對(duì)“軟”;而位于中央的乘員艙框架結(jié)構(gòu)不會(huì)有吸能效果,還是會(huì)盡可能做得“硬”。這兩個(gè)部分通常都是用不同的材料分開(kāi)制造,再組合到一起的,發(fā)揮不同的結(jié)構(gòu)作用。最理想的整體車(chē)體構(gòu)造應(yīng)該是既有前后兩端高效的撞擊緩沖吸能區(qū),又有一個(gè)足夠剛強(qiáng)的乘員保護(hù)艙。速度不太高的碰撞,由吸能區(qū)去吸收和化解沖擊力,盡可能讓沖擊力少傳遞到乘員身上;一旦碰撞速度太高,吸能區(qū)潰縮完了,沖擊力依然沒(méi)被吸收完,剩下的乘員艙也不會(huì)再試圖去吸能,而是會(huì)“以硬抵硬”,保證乘員有盡可能多的生存空間,不被擠壓致傷。此外其實(shí)在“軟”和“硬”之間也有相融和配合,緩沖區(qū)不僅自身會(huì)折疊,也會(huì)在折疊過(guò)程中將一部分能量傳導(dǎo)到剛性座艙的結(jié)構(gòu)上,讓整個(gè)車(chē)身分擔(dān)沖擊力。
這就是當(dāng)下汽車(chē)普遍的被動(dòng)安全結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)理念,無(wú)論是德系、日系、任何系,基本上都完全遵循這套理念。因此有兩個(gè)誤區(qū)可以消除:一是以為只有日本車(chē)吸能,德國(guó)車(chē)不吸能;二是以為有吸能設(shè)計(jì)的車(chē)只擅長(zhǎng)應(yīng)付低速碰撞,而無(wú)吸能設(shè)計(jì)的車(chē)高速碰撞起來(lái)更安全——那都是不符合物理定律的事。
上面講到,再好的吸能區(qū)效用也是有限度的,就好比“雞蛋試驗(yàn)”里的火柴盒,只能在一定的速度范圍內(nèi)起到保護(hù)雞蛋的效果,速度太快的話(huà),火柴盒徹底癟掉,雞蛋還是照樣要碎。那么汽車(chē)吸能區(qū)可以起到的保護(hù)效果有多大呢?我們可以參看Euro-NCAP(歐洲碰撞測(cè)試)的碰撞速度。
歐洲NCAP采取的正面40%偏置碰撞(最接近真實(shí)道路上發(fā)生的迎面碰撞情況)速度為64km/h,從1997年成立起到2001年,才有第一款車(chē)拿到5星的碰撞評(píng)價(jià)。到2008年,參加歐洲NCAP測(cè)試的半數(shù)以上車(chē)型都拿到了5星,而這期間車(chē)內(nèi)的安全設(shè)施——安全帶和氣囊其實(shí)并沒(méi)有大幅度改進(jìn),真正的進(jìn)步就在于車(chē)架的吸能緩沖技術(shù)上??梢赃@么說(shuō),以目前吸能結(jié)構(gòu)技術(shù),能在64km/h以?xún)?nèi)的碰撞中(還是要滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室條件,包括撞擊對(duì)象、角度等)做到基本不讓乘員受到致命傷害。當(dāng)然真實(shí)環(huán)境里的碰撞比實(shí)驗(yàn)室復(fù)雜得多,也沒(méi)有兩個(gè)事故是完全一樣的,所以64km/h只是一個(gè)參考標(biāo)尺,絕不是說(shuō)所有低于這個(gè)速度的事故人都會(huì)沒(méi)事。