想在中保研碰撞中得高分..其实并不难!

最近几年随着中保研在国内的兴起,碰撞测试这个话题受到了前所未有的关注,同时也有不少热门品牌的热门车型折戟中保研。那么对于汽车来说,要想提升车辆的安全性,到底有哪些方法呢?



众所周知,车辆的安全性分为主动安全和被动安全两个方面, 简单描述就是,能够主动避免或减少事故发生的,叫做主动安全系统。而在事故发生时发挥作用的,叫做被动安全系统。今天我们就从这两个方面来分析一下,如果车企想在中保研拿高分,到底该怎么办!



既然聊到了碰撞测试,那咱们就先从被动安全这个项目说起,毕竟中保研最为核心的正面25%偏置碰撞,就完全是在考验车辆的被动安全性。



首先就是车辆的车身结构设计,在发生碰撞时,车辆的结构设计是最为关键的因素之一。结构设计的好坏,能直接决定车辆形变的程度,进而影响到车内人员的安全性。



从车头的结构来看,可以分为三个区域,分别为行人保护和低速防护区(1)、相容区(2)以及自身保护区(3)。这三个区域分别应对低速碰撞、两车对撞以及单车与固定障碍物相撞这三种场景。



其中,低速防护区(1)主要的作用就是在与行人发生碰撞,或者低速追尾时起到缓冲作用。由于这个区域普遍都是由塑料制成的前保险杠,所以与车身结构的安全性并没有关系。与此同时,为了保证车外行人安全性,车辆的保险杠反而不能做的太硬。因此,大家千万不要再用手按保险杠的方式来判断车辆的安全性了!



相容区(2)则包括了车辆的前部防撞梁和吸能盒,这也是在与其它车辆发生碰撞时,车身结构率先进行吸能溃缩的区域,这个区域需要一定的强度,但同时又不能太强。因为如果两车发生碰撞时某一方的吸能区太硬的话,就会导致碰撞的大部分能量会被吸能区软的对方吸收,进而造成其车辆的严重形变,导致更严重的人员伤害。换句话说,在双车碰撞时,最好的方式是双方车辆的相容区能同时进行吸能,从而化解掉碰撞的冲击力。



而在真正的中保研25%偏置碰撞测试里,由于车辆是以64±1km/h的时速与固定的障碍物发生碰撞,这时所有的碰撞能量都要依靠车辆自身吸收,所以此时就需要自身保护区(3)发挥作用了(上图黄框)。这个区域内主要包括车辆的纵梁、防火墙、轮圈等部件。在碰撞过程中,自身保护区需要把所有的能量化解,以保证传递到A柱的能量不会造成乘员舱的变形。



众所周知,车辆在发生碰撞时通常并不是100%的正面撞击,而是会以车头的一侧发生碰撞,所以为了更好的还原真实碰撞场景,碰撞测试中还会设有【偏置碰撞】的测试科目。并且偏置碰撞的重叠角度越小,车头结构的受力点就越集中,瞬间承受的压强就越大,对于车辆结构的安全性考验也就越强。而在目前主流的碰撞测试中,C-NCAP使用的是正面40%重叠碰撞测试,而中保研C-IASI使用的则是更加严苛的25%重叠。



正因如此,如何在碰撞测试中,把集中在25%重叠区域内的能量进行分散,就成为了车辆结构设计的关键。这其中,沃尔沃SPA架构的做法是在前轴和防火墙之间的区域,增加一个倾斜的缓冲区(上图黑色箭头所指的红色斜面结构)。



当车辆发生25%偏置碰撞时,轮圈便会被挤压到这个缓冲区位置(上图黑圈位置)。此时,由于缓冲区是一个斜面,所以能把纵向的冲击力分散,并将坚硬的轮圈往车外引导,进而保证缓冲区后方的乘员舱不会变形。(上图红色箭头为碰撞时冲击力的分散路径)



正因如此,虽然沃尔沃的SPA架构是横置前驱..,但像是S60、S90、XC60以及XC90这类SPA架构的车型,L113的长度(前轴防火墙之间的距,反而要比很多纵置..的车还要长。这也正是沃尔沃车头碰撞结构缓冲区所造成的车辆外观特征。



而在C-IASI表现近乎屠榜的丰田TNGA架构,则是在研发阶段,就为车头的整体结构做了针对性设计。我们以奕泽(C-HR)为例,其使用的TNGA-C..在车头做了一个完整的闭环结构,通过前翼子板支架向前延伸,与车头的横梁、纵梁、水箱框架全部连接在了一起,让车头形成了一个整体结构,此时如果车头的任何一个部位发生碰撞,能量都能迅速分散到整个车头,进而减少对A柱后方乘员舱的伤害。



正因如此,出自TNGA架构的丰田车,纵梁发生碰撞都会出现溃缩形变,这就是因为车头的闭环结构把正面25%偏置撞击的冲击力扩散到了整个车头,让最为坚硬的纵梁分散冲击力。例如TNGA-K架构的RAV4荣放,纵梁在中保研25%偏置碰撞后(上图黄框)就已经弯曲,但却很好地保证了乘员舱的安全。



那么有没有结构设计上的“反例”呢?当然是有的。例如某德系厂家的知名横置..,它的车头就没有使用闭环结构,同时也没有沃尔沃那样的吸能缓冲区。所以在发生碰撞时,所有的冲击力都要由前边梁(上图黄框)以及A柱、门槛等车身框架结构承受,极为考验车身钢材的强度。此时,如果A柱等关键部位的钢材屈服强度不够的话,A柱就会很容易在25%偏置碰中弯折了。


 上图仅为打补丁示例,非大众帕萨特 

除了SPA和TNGA这种原生就有完善安全结构设计的车身外,很多车型为了能够顺利通过25%偏置碰撞,也会对车头进行专门的优化,这也就是我们俗称的“打补丁”。其中大家最熟悉的莫过于上汽大众帕萨特了,2019款车型在中保研碰撞测试拿了个P(差),紧接着2020款车型就通过局部强化的方式重新获得了G(优秀),这足以证明“补丁”的力量有多么强大了。



之所以会诞生“打补丁”这种操作,主要是因为一台车的车身结构设计早在研发阶段就已经定下来了,如果车辆上市后无法通过愈发严苛的碰撞测试,就只能针对局部进行补强。其中最常见的“打补丁”方式,就是将吸能盒加到梁的两侧辆在发生25%置碰撞时,就能头横梁上的吸能盒率先进行第一次碰撞能,这样一来传递到后方轮圈、A柱的能量自然就降低了。此外,如果是本身结构没有问题的车型,则可以通过在A柱、门槛梁等关键部位更换屈服强度更高的热成型钢来提升结构强度。




如果把车辆的吸能结构比作人类的肌肉,那么车架就是人类的骨骼了。对于人体来说,经过进化形成的强大骨骼结构能减少受伤的概率,但如果骨质疏松,那骨折加内伤也只是分分钟的事情。汽车也同样如此,在拥有优秀结构设计的同时,只有车身材料的强度足够高,才能在大、小事故中保全自己的内脏--人类。


在这里,我们以SPA架构的沃尔沃S60为例,它不仅拥有良好的结构设计,同时在车身材料强度方面也可圈可点。



在最核心的车身框架方面,S60的防火墙、A柱、B柱、C柱、车顶以及门槛,都使用了1600mpa的超高强度硼钢材质(上图红色结构),能够让车厢变成一个极为坚固的整体。这时再加上车头优秀的结构设计,以及由高强度钢材打造的纵梁、缓冲区(车头..结构),能够让车辆在极端碰撞时最大程度缓解碰撞的冲击力,配合坚固的笼式车身保证乘员舱不发生严重形变。



这里举一个反例,在车身结构设计相同的情况下,如果关键部位的材料强度不够,同样会导致车辆的安全性大幅度下降。例如当初的东风本田Inspire,它在中保研25%偏置碰撞中的得分仅为M,A柱出现了明显弯折。



而它的同..兄弟车广汽本田雅阁,在中保研25%偏置碰撞中的表现就要稍好一些,拿到了A的成绩,A柱轻微形变,B柱与车顶衔接的部位出现了一个小的塑性铰(结构件在受力时出现屈服,但并未破坏的现象),虽然依然存在不足,但是要比Inspire好不少。



相比之下,美国版雅阁在IIHS的25%偏置碰撞里,就拿到了全G(优秀)的成绩,A柱十分坚挺,车身强度相当好。可以看出,同样一款车,同样的结构设计,面对相同的碰撞测试,最终的成绩却大相径庭,这其中的原因,相信大家心里也有数了。


 马自达3昂克赛拉车身 

超高强度钢材目前主要应用在车辆的A柱、B柱、C柱等车辆侧面的薄弱部位,例如马自达3昂克赛拉,它的前防撞梁、B柱、C柱就使用了1800mpa的超高强度钢材,整车980mpa以上的超高强度钢材占比达到了30%,比很多高一级的中型轿车还强许多。



更重要的是,长安马自达在国产这款车型时并没有减配钢材强度,与海外版车型保持了一致。正因如此,马自达3在中保研的碰撞测试中拿下了紧凑型轿车的最高记录,无论是A柱还是B柱都极为坚挺,是同级别安全性最好的车型之一。



因此,要想在碰撞测试里获得好成绩,高强度钢材的使用是绝对不能吝啬的,像沃尔沃这类售价较高的豪华品牌,甚至还会使用成本更高的硼钢来提升安全性。这里简单介绍一下硼钢,其实它就是以硼为主要合金元素的钢材,具备高强度、高韧性、高耐磨性以及良好的耐疲劳的特质,在重量相同的情况下,强度可以达到普通钢材的4倍!只是对于车企来说,一款车的总成本是有限的,有些车企把成本放在了车身安全性上,有些车企把成本放在了配置上,而有些车企则把成本用在了..上......



综上所述,大家不难发现,其实碰撞测试就好比一场开卷考试,试题、答案都是现成的,就看车企是否愿意花成本,把答案从书上抄到试卷上了。唯一的区别就是,这张试卷的最后一道大题,只有沃尔沃这类车企才能做得出来,并获得满分。但其它车企,只要有心,即使做不出这道大题,也能拿个90分,在中保研的成绩单上照样是个【G】。而这也引发了一个问题,如今中保研的打分机制还不够完善,应该单纯P、M、A、G代表好坏,应出更具体的数字得分。




说完最核心的结构设计和结构强度,关乎安全性的另外一个要素就是气囊了。尤其是在中保研这类碰撞测试里,安全气囊的重要性更尤为突出。首先在正面25%偏置碰撞里,由于车辆的撞击点在左前方,所以受惯性作用,在碰撞发生的过程中假人也会朝着左前方俯冲,这时如果有正面气囊和前排侧气囊、气帘的话,就可以把假人“固定”在一个充满缓冲的小空间内,避免假人的头部受伤。此时,如果车辆还有膝部气囊就更好了,假人的膝盖部位也能进一步得到保护。



至于某些车型在碰撞测试中出现的气囊跑偏现象,其实并不是它的气囊有问题,而是因为车身强度严重不足,轮圈和纵梁挤压防火墙,导致与方向盘连接的转向柱变形,进而把方向盘顶歪,造成正面气囊失效。



在侧面碰撞中,侧气囊和侧气帘的作用就更大了,因为在这种碰撞发生时,车内人员和车外的碰撞物之间只有极窄的车门和B柱阻隔,而车门和B柱又都是钢板、塑料这类硬体结构,再加上侧面车玻璃的存在,一旦发生碰撞,塑料门板、金属的B柱、破碎的玻璃就会集体朝车内成员飞去。



这时如果有侧面气囊和侧面气帘的话,就会在成员和车体结构之间形成一道阻隔,把有可能造成伤害的结构阻挡在车外。正因如此,在中保研的侧面碰撞中,没有装配侧气帘的车型基本都会造成“玻璃碴洗脸”的情况,并因此扣分。




说完如何提升被动完全性后,我们再从驾驶员本身的角度出发,聊聊如何提升主动安全性。首先就是老生常谈,但却最能决定生死的安全带了。据公安部在2021年公布的数据,我国汽车前排驾乘人员安全带平均使用率超过90%,下一步,还要推动后排乘坐人员,也就是全员都要佩戴安全带。换个角度来看,现阶段依然有10%的司机和副驾驶没有系安全带的习惯,这是一个极为危险的行为。



根据汽车事故调查显示,在发生正面撞车时,如果系了安全带,可使死亡率减少57%,侧面撞车时可减少44%,翻车时可减少80%。如果不使用安全带的话,就算我们前面提到的车身结构、车身强度、安全气囊做得多到位,其实都是没有意义的。因此,大家千万不要觉得自己买了一辆安全性很好的车,就能在事故中生还,因为真正能确保车内人员安全的依然是那一条不起眼的安全带!


车上的有些配置变得越来越大,你感觉到了吗?

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