是不是越硬越安全 聊聊汽车的吸能设计

    钢板越厚越安全，似乎这个“理论”已经根深蒂固于大多数人的心中，然而今天我们要说的是，其实现在的汽车更像是个“软蛋”，因为它在设计开发阶段就预先想好了在碰撞时应该如何正确地“受伤”，其目的只有一个就是提升被动安全性，所以下面我们就来聊聊汽车为什么“软”？以及“软”在哪里？

　　在前段时间我们对关于钢板厚度与安全性的问题进行了问卷调查，其中百分之四十多的人认为钢板厚度与碰撞安全性没有直接关系，而今天我们进一步探讨碰撞安全性，并且告诉您钢板越厚不代表安全性越高，甚至部分结构的“软”才能让汽车更安全。

● 什么！？最先“软”的不是日系车是奔驰？

　　对于汽车这个钢铁之躯的工业产物，曾经一直被认为是越坚硬越安全的，也因此很多人质疑日系车的安全性，“软”、“不耐撞”这样的字眼会经常用来形容一些日系品牌，但通过E-NCAP、C-NCAP、IIHS等专业的碰撞测试中心让我们了解到，车身结构的溃缩式吸能设计在很大程度上提升碰撞安全性，也就是说合理地“软”才是安全的。那是不是日系品牌开创了碰撞吸能的设计理念呢？

　　比拉•巴恩伊出身于匈牙利一个很有名望的军官家庭，良好的家庭环境让他完成了维也纳大学机电工程系的学业，让家族骄傲的是比拉•巴恩伊一生有2000多项专利，这个数字是爱迪生发明专利数量的两倍。

　　他将车身分为三部分，乘员舱部分由刚性较强的材料构成，尽可能保证发生碰撞时不会变形，而乘员舱前后两个区域则是可以溃缩变形的缓冲区，用来吸收碰撞时的能量。1959年，奔驰将这样的设计应用在了第三代奔驰S级（W111）上，使它成为了历史首款具备碰撞吸能设计的车型。

　　基于比拉•巴恩伊的理念，随后的碰撞安全技术不断发展，这种“以柔克刚”的理念运用到了汽车各个部分的结构设计。通过不同的材料设计、结构设计，汽车能够在碰撞的一瞬间完成多项溃缩吸能的动作。下面我们就把这一瞬间分解开来，看看汽车在逐渐被撞扁的过程中都是哪些部件吸收了能量。

● 第一层防护——保险杠

　　提到碰撞安全性我们最先想到的也许就是保险杠，没错，一般来说在碰撞事故中保险杠是最先来承受撞击力的。了解老爷车的朋友一定知道，早期汽车的保险杠是由金属材质制成的，那为什么如今都改用了塑料材质？

　　如何没有保险杠的话，那么车辆可能因为一些轻微的碰撞就会损坏到车灯、散热水箱等比较重要的部件，维修成本相应的也会比较高，所以我们不能因为对行人伤害大就直接取消掉保险杠，而是通过结构的优化、材料的改善逐渐将其演化发展。

　　可以说塑料保险杠主要在车速较低的轻微碰撞或者与行人发生事故中发挥吸能作用，那如果事故再严重一点，更大的碰撞能量该怎么吸收呢？

● “吸能大法”——防撞梁与吸能盒

　　在早期的保险杠形式逐渐变成塑料的车身外观部件之后，其实汽车在保险杠的后面也演化了防撞梁和吸能盒设计。对于一般中低速度的碰撞事故，它们能够很好的化解掉碰撞能量，保护主要的车体结构。

　　在防撞梁与车身纵梁的连接处一般还会加装有吸能盒，普通吸能盒也是由钢板做成，钢板上会冲压出诱导变形的凹槽或者孔洞，另一方法是设计成变截面的吸能盒，在撞击力的作用下，吸能盒能够按预先设计的形式溃缩变形，最优化地吸收能量。

　　一般来说，汽车的前后防撞梁都会与吸能盒搭配出现，防撞梁较吸能盒的强度要更大一些，这是为了在碰撞时通过防撞梁更均匀地将冲击力分散到车身左右的纵梁上，提升被动安全性。

- 没有防撞梁的车是不是不安全？

　　当提到碰撞安全性时，很多朋友特别关心的是汽车有没有后防撞梁，他们认为没有防撞梁就不安全，其实这样的结论并不准确，因为这个问题需要分两个情况讲：一种情况是汽车从设计之初就是没有后防撞梁的，通过车身结构设计（例如强化车身尾部的结构）也能一定程度上实现防撞钢梁的作用，所以就不能以偏概全的说它们的安全性不如有防撞梁的车型，甚至有防撞钢梁的车型如果钢梁的设计不合理，其效果可能也是形同虚设；另一种情况是，一款车型在设计之初是有后防撞梁的，但后期却把它省掉了，而且省掉后没有相应地车身结构加强，那么肯定是对碰撞安全性有影响的。

　　通过结构变形的原理来吸收能量，其本质是将碰撞瞬间的动能转化成内能（一般表现于碰撞后的车身部件温度升高），如果碰撞的能量过大通过车身部件的变形无法完全吸收怎么办？因此，车身在溃缩变形的同时，为了保证乘员舱的安全，也会有引导能量传递的被动安全设计。