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(wèn)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(lái)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(lái)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(méi)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(guò)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(lái)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(lái)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(lái)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(wèn)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(lái)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(méi)有來(lái)得及抬高就被迫恢復(fù)到原來(lái)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(lái)。

3、慣性控制問(wèn)題

從物理學(xué)角度來(lái)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(wèn)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(guò)改變加速度來(lái)改變合外力。對(duì)于SUV和轎車的制動(dòng)問(wèn)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）