詹 超

四川省廣元市利州區(qū)四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

汽車重量對(duì)汽車安全性的影響
——以轎車和SUV的安全性對(duì)比為例

詹 超

四川省廣元市利州區(qū)四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

在對(duì)于車輛類型的評(píng)價(jià)中，很多人由于缺乏一定的專業(yè)化知識(shí)而對(duì)其認(rèn)識(shí)相對(duì)片面，例如有的人認(rèn)為SUV體積大、重量大，是最為穩(wěn)定安全的，而有的人則認(rèn)為隨著車身潰縮技術(shù)的發(fā)展和車輛中主被動(dòng)安全性防護(hù)措施的強(qiáng)化，重量較小、相對(duì)輕盈的小轎車在安全性方面擁有超越SUV的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然不論是哪一種觀點(diǎn)都有一定的道理，但對(duì)一種車輛類型的安全性評(píng)價(jià)還應(yīng)當(dāng)考慮其他方面，既要考慮運(yùn)行時(shí)的慣性問題，也要考慮運(yùn)行時(shí)的碰撞強(qiáng)度。本文將以轎車和SUV為例，從多個(gè)層面探討汽車重量對(duì)汽車安全性的影響。

重量；安全性；SUV；轎車

轎車大多數(shù)是從經(jīng)濟(jì)性考慮出發(fā)，以乘員為中心，更加強(qiáng)調(diào)舒適性；SUV通指運(yùn)動(dòng)型多用途汽車，主要指的是設(shè)計(jì)前衛(wèi)、造型新穎的四輪驅(qū)動(dòng)越野車，綜合了強(qiáng)動(dòng)力、越野性和舒適性。轎車和SUV都各自存在優(yōu)勢(shì)與缺陷，將這兩種車型的重量在對(duì)安全性方面的影響作出比較則需要綜合考慮多個(gè)層面。

1、碰撞時(shí)的安全性比較

當(dāng)從車輛碰撞的層面上來評(píng)價(jià)安全性時(shí)，汽車的重量就不可避免的成為其中的一個(gè)重要指標(biāo)。從總體上來論述，重量大的SUV在碰撞時(shí)的安全性要高于重量小的轎車的安全性。首先，根據(jù)力學(xué)定力，當(dāng)汽車的大小尺寸類似時(shí)，重量較小的汽車類型在兩車碰撞時(shí)更容易產(chǎn)生車體的變形，這是因?yàn)閮奢v車在碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的撞擊力，這個(gè)撞擊力的大多數(shù)會(huì)被車輛的吸能結(jié)構(gòu)所吸收，此時(shí)重量較大的SUV所吸收的撞擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重量較小的轎車所吸收的撞擊力，因此就會(huì)對(duì)轎車產(chǎn)生更大的破壞力，使轎車嚴(yán)重變形。其次，重量更大的汽車對(duì)乘客有更好的保護(hù)。很多人都認(rèn)為重量對(duì)于汽車安全性能沒有較大的影響，事實(shí)上，在碰撞時(shí)，重量較大的SUV會(huì)占有更大的安全優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)即體現(xiàn)在其對(duì)乘員的保護(hù)要更加到位，在將SUV與轎車通過碰撞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較時(shí)，車輛相互碰撞的瞬間，這種安全性高低的對(duì)比則更加明顯直觀。我們可以從牛頓第三定律的層面來進(jìn)行分析解讀，牛頓第三定律的內(nèi)容為：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。用公式來表示就是F＝F′，我們將SUV車設(shè)為A、轎車設(shè)為B，假設(shè)A的重量為B的質(zhì)量的兩倍，將兩車的重量分別設(shè)為m、M，用等式來表示則m=2M，當(dāng)兩車發(fā)生碰撞時(shí)，A產(chǎn)生的加速度設(shè)為a1，從而B所承受的撞擊力為F1，得F1=ma1，B產(chǎn)生的加速度設(shè)為a2，從而A所承受的撞擊力為F2，得F2=Ma2，因?yàn)樽饔昧εc反作用力相等，所以F1=F，由公示推算得：2a1=a2，由此可知當(dāng)SUV車與轎車相撞時(shí)，轎車承受了比SUV車更大的沖擊加速度，這就加大了乘員的人身安全威脅性。

2、翻車問題的分析

汽車發(fā)生側(cè)翻情況是受多種因素的影響，從汽車重量的角度來看主要與車身本身的重量與底部重量之間的重量比重有關(guān)：車身本身重量較小的轎車，其底部重量在整個(gè)車身重量中所占的比重相對(duì)較高且位置相對(duì)較低，使得車身受到的在獨(dú)立情況下發(fā)生翻車的事件較少，那極少一部分的翻車事件的發(fā)生也是由于速度和撞擊力的雙重作用所造成的；車身本身重量較大的SUV，其底部重量在整個(gè)車身重量中所占的比重相對(duì)較低，且位置相對(duì)較高，這就在一定程度上使車輛的重心位置升高，當(dāng)SUV急轉(zhuǎn)彎、下坡速度驟然加大或緊急制動(dòng)時(shí)，SUV就會(huì)很容易發(fā)生翻車事故。翻車事件的發(fā)生主要是與能量守恒定理相關(guān)，類似于不倒翁的原理，以翻車事件發(fā)生較少的轎車為例，當(dāng)轎車存在翻車的趨勢(shì)時(shí)，集中了大部分重心的底部就需要抬高，如果底部抬高就勢(shì)必會(huì)造成勢(shì)能的增加，而能量是守恒的，因此車輛底部抬高的趨勢(shì)就會(huì)被遏制，使轎車的底部還沒有來得及抬高就被迫恢復(fù)到原來的位置，因此車身重且重心低的汽車相對(duì)要更加穩(wěn)定。

當(dāng)然SUV在重心方面的缺陷也隨著技術(shù)的發(fā)展而有所改進(jìn)，SUV的設(shè)計(jì)逐漸趨于合理化，電子穩(wěn)定系統(tǒng)和承載式車身系統(tǒng)的應(yīng)用大大降低了翻車事件發(fā)生的次數(shù)，在這一方面逐漸趕超轎車性能，這就使得SUV更多的優(yōu)勢(shì)被彰顯出來。

3、慣性控制問題

從物理學(xué)角度來看，慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，因而對(duì)汽車行駛慣性問題的研究就涉及到了牛頓力學(xué)的第二定律：物體的加速度與物體所受的合外力成正比、與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。用公式表示則為n合n=ma，其中m為質(zhì)量（重量），a為加速度。當(dāng)汽車從行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)化為靜止?fàn)顟B(tài)，就需要增大能夠使汽車停止運(yùn)行的合外力，質(zhì)量是不可變量，因而只能夠通過改變加速度來改變合外力。對(duì)于SUV和轎車的制動(dòng)問題，我們可以這樣分析：當(dāng)兩輛車正常行駛的加速度相同時(shí)，重量較大的SUV其合外力就大于轎車所承受的合外力，當(dāng)兩輛車都想從運(yùn)行狀態(tài)同時(shí)轉(zhuǎn)化為靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)作用力與反作用力的相互關(guān)系，我們就需要對(duì)這兩輛汽車分別施加與運(yùn)行時(shí)合外力同等大小的阻力，由此我們可知對(duì)SUV施加的阻力要大于對(duì)轎車施加的阻力，這就加大了SUV制動(dòng)的難度，由此我們可知SUV的慣性大于轎車的慣性，更加難于操控，極容易在緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生事故。

不同的汽車類型都有著自己的優(yōu)勢(shì)與缺陷，汽車存在的缺陷多少并不是影響著車輛運(yùn)行安全性的最根本因素，駕駛員和乘員也不能夠?qū)⑻岣唏{駛安全性的希望完全寄托在車輛相關(guān)技術(shù)的提高和設(shè)備的更新，相較于這些客觀因素的改變，個(gè)人駕駛汽車的主觀意識(shí)才是更加重要、有效的影響因素，為此駕駛員要在主觀方面提高安全意識(shí)。

[1]張舒天.美汽車制造商降低汽車重量以期符合新油耗標(biāo)準(zhǔn)[J].輕型汽車技術(shù).2011(10)

[2]閆恭亮.大重量大尺寸汽車就安全[J].大眾科學(xué).2014（03）