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      水膜效應(yīng)在車速計(jì)算中的應(yīng)用

      2013-12-23 05:44:00沈大盛藍(lán)志強(qiáng)周文政黎光旭
      科技傳播 2013年10期
      關(guān)鍵詞:乙車甲車水膜

      沈大盛,藍(lán)志強(qiáng),周文政,黎光旭

      廣西大學(xué)物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院,廣西南寧 530004

      0 引言

      在實(shí)際發(fā)生的交通事故案例中,由于雨雪天氣等氣候因素,導(dǎo)致路面濕滑或積水,汽車輪胎在制動(dòng)滑行的過程中沒有留下剎車印跡,或是由于汽車的制動(dòng)系統(tǒng)配備有ABS 防抱死裝置,制動(dòng)過程也不會(huì)留下剎車印跡,這導(dǎo)致了無法計(jì)算車速,再現(xiàn)事故過程[1]。

      但是,在一些情況下,我們可以利用水膜效應(yīng)公式,計(jì)算事故車速在發(fā)生事故前的臨界車速。

      1 案例分析

      圖1 交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖

      在某次交通事故中,小型越野客車(乙車)行駛至高速公路某路段時(shí),由于下雨導(dǎo)致路面積水,乙車在經(jīng)過快車道的一處水洼路段時(shí)車輛失控滑向右側(cè)的主車道,其車身右側(cè)與在主車道同向行駛的大型臥鋪客車(甲車)車頭發(fā)生碰撞。

      碰撞后甲車推著乙車向前滑行并與道路右側(cè)的防護(hù)刮碰一段距離后停止。

      由現(xiàn)場(chǎng)圖可見,碰撞后乙車和甲車分別轉(zhuǎn)體約270°和90°后停止,在這一過程中甲、乙兩車的輪胎處于橫滑狀態(tài),橫滑與制動(dòng)效果相當(dāng),另外通過查閱相關(guān)案卷材料了解到,甲車駕駛員在碰撞發(fā)生后馬上采取了制動(dòng)措施并向右打方向回避,因此,甲車事故前的行駛車速可運(yùn)用末速為零的剎車印公式計(jì)算:

      式中,μ甲為甲車輪胎與路面的摩擦系數(shù)。根據(jù)公安部發(fā)布的公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定—GA/T643-2006》,對(duì)于潮濕混凝土路面,摩擦系數(shù)的取值范圍為0.45~0.65,考慮到與乙車的碰撞并推著乙車碰撞護(hù)欄增大了摩擦阻力,取上限值,即μ甲=0.65。

      L甲為甲車制動(dòng)滑行的距離,如前所述,甲車駕駛員在碰撞發(fā)生后馬上采取了制動(dòng)措施,因此其制動(dòng)距離為從碰撞點(diǎn)到其停止位置的距離,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)圖,乙車輪胎金屬刮痕的起點(diǎn)可認(rèn)為是碰撞點(diǎn),根據(jù)圖中幾何關(guān)系算得碰撞點(diǎn)到護(hù)欄損壞處起點(diǎn)的距離為24.2m,甲車寬度為2.55m,因此

      L甲=24.2 +26.8 +2.55 =53.6m 。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式(1),得:

      本案中,乙車沒有在路面上留下輪胎的制動(dòng)印跡,且失控后被甲車推著碰撞護(hù)欄,因而不能像一般案例那樣運(yùn)用剎車印公式等常規(guī)方法進(jìn)行車速計(jì)算。

      但是通過查閱相關(guān)案卷材料了解到,乙車是由于通過一處積水路段時(shí)車輛失控,由快車道滑向主車道,才導(dǎo)致與甲車相撞。根據(jù)汽車?yán)碚?,汽車在通過積水路面時(shí),輪胎會(huì)與路面之間產(chǎn)生水膜效應(yīng),簡(jiǎn)單來說就是積水在輪胎和路面之間形成一層薄薄的水膜,使輪胎貼合不到地面,而從積水的水面上飄過,這樣就造成了方向突然失控。

      因此,我們可以通過產(chǎn)生水膜效應(yīng)的臨界速度[2]來計(jì)算乙車的車速:

      式中,vC為發(fā)生水膜效應(yīng)的臨界速度,單位為km/h。

      P 為乙車的輪胎氣壓,單位為kg/cm2。

      根據(jù)車輛信息,乙車輪胎的標(biāo)準(zhǔn)氣壓為220kPa=2.2kg/cm2。汽車手冊(cè)上建議的是標(biāo)準(zhǔn)氣壓,是汽車測(cè)試時(shí)在測(cè)試道上表現(xiàn)最好時(shí)的氣壓。

      一般根據(jù)使用情況來調(diào)整使用氣壓,比如汽車增加載重時(shí)可適當(dāng)增加氣壓,或路況較差可適當(dāng)增加氣壓能增加抗沖擊力,乙車為越野車,抗沖擊性能較好,因此,我們?nèi)∫臆嚨臍鈮悍秶鸀镻=(2.2~2.4)kg/cm2。

      將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式(2),得:

      2 結(jié)論

      當(dāng)交通事故現(xiàn)場(chǎng)沒有留下汽車的制動(dòng)印跡,也沒有碰撞散落物等可供推算車速的信息時(shí),如果是由于路面積水而導(dǎo)致的車輛失控,可以利用水膜效應(yīng)公式很好地解決這一問題。

      [1]黎光旭,陽(yáng)兆祥,何小榮,藍(lán)志強(qiáng),周文政.交通事故中的車速鑒定方法—利用側(cè)滑公式計(jì)算車速.中國(guó)科技縱橫,2012(21):204-206.

      [2][日]林洋.實(shí)用汽車事故鑒定學(xué).人民交通出版社,2001:117.

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