越硬就越好嗎？ 聊聊汽車上的吸能設計

　　其實生活中很多事物也不是越堅固、越結實越好，很多時候在保證整體強度需要的情況下，將物體的局部強度減小也未嘗不是一件方便于人的設計案例，例如餅干的預斷裂設計、食品包裝袋的鋸齒設計等等。

　　在車身整體結構強度的設計中其實也體現了引導能量傳遞的思路，依靠部分結構的“軟”來引導和吸收碰撞時沖擊能量，而使汽車乘員艙的結構盡量不發生變形，保證車內人員的安全。

● 發動機艙蓋的誘導折斷設計

　　在車輛與行人發生碰撞時，對于行人頭部的保護更多的是依賴于發動機艙蓋的設計，其在于行人身體接觸較多的部分會進行相應的強度和結構優化，讓行人的頭部得到更好的緩沖效果。除此之外，更重要的是發動機艙蓋一般還會有誘導折斷的設計。

● 發動機下沉設計

　　發動機下沉設計同樣可以算是引導能量傳遞的典型案例，首先說發動機下沉設計并不是讓發動機在碰撞時掉下去，而是通過結構設計誘導這顆“鐵疙瘩”在碰撞過程中按一定的線路下沉到乘員艙的下部，來保證到乘員艙的生存空間。

　　在車輛受到前方撞擊時，發動機非常容易向后移動而擠入乘員艙，駕乘人員的生命安全將會受到巨大的挑戰，所以目前的車輛其發動機的支撐部件一般都會設計有導向的作用，在碰撞時將發動機導向乘員艙的下部，提高事故中駕乘人員生還的可能。

● 中央傳動軸的潰縮、折斷設計

　　將發動機整體導向乘員艙下部的同時勢必會帶動傳動系統，所以對于四驅車型來說還要考慮的是，如何讓中央傳動軸也跟著潰縮折斷？在吉凱恩（GKN）公司提供的中央傳動軸上，我們看到了一種碰撞吸能的解決方案。

　　除了通過傳動軸的潰縮來吸能能量，其實很多廠家也會選擇誘導傳動軸斷裂來提升碰撞安全性，同時也不會影響到發動機的下沉設計。

● 轉向柱潰縮、斷裂設計

　　方向盤、轉向柱等轉向系統部件在車輛行駛過程中發揮著不可或缺的轉向功能，然而在碰撞事故中它也有可能扮演著殺手的角色。因為在車輛受到劇烈的撞擊時，駕駛者的身體往往會因為巨大的減速度而向前傾，頭部或者胸部便會和方向盤發生碰撞。

　　除了安全氣囊的保護，其實轉向系統中的轉向柱是別有乾坤的，它能按照預先設計而潰縮變形，將傳遞到駕駛員身上的碰撞能量減少到最低。轉向柱吸能的方式一般有兩種，一種是通過轉向柱的伸縮，另一種是通過折斷變形。

　　在被動安全性方面，轉向管柱的潰縮不僅能吸收一部分能量，更重要的是還能避免在碰撞過程中致使轉向管柱偏向左側或右側，導致讓方向盤上的安全氣囊彈出角度發生變化，影響氣囊對駕駛員的保護效果。

● “斷=安全”——油門踏板斷裂設計

　　相信看到“油門踏板斷裂”這幾個字的時候，或許每個人最先想到的都是汽車失控的危險場面，然而恰恰相反，油門踏板斷裂設計卻是出于碰撞事故中對人身安全的保護。

　　油門踏板斷裂主要出于碰撞過程中對駕駛員腿部的保護。當碰撞發生時，如果駕駛員的腳部依舊處在油門踏板上，那么巨大的撞擊力會通過油門踏板傳遞至小腿，造成腿部損傷。而如果碰撞時油門踏板會在一定力的作用下發生斷裂，切斷撞擊力的傳導則能很好的保護駕駛者。

　　為了避免油門踏板在正常行駛時斷裂而發生危險事故，其斷裂時的受力上限必須經過合理的設計，并且國家在這一方面也推薦了相應的行業標準。

● 總結

　　除了安全帶、安全氣囊，在被動安全設計中其實很大一部分得益于車身結構的潰縮、折斷吸能，例如我們所講到的防撞梁、吸能盒、發動機艙蓋、中央傳動軸等等都體現出了這樣的設計理念。在目前的大多數汽車上幾乎都具備這些典型的吸能設計，當然，隨著材料科學的發展，相信我們未來能在汽車上找到更多具備吸能作用的零部件。這就如同中國自古傳承“以柔克剛”的武術哲學，汽車也是通過自身“軟”使車身結構在撞擊力的作用下進行合理地誘導變形、斷裂，也正是因為這樣的“軟”才能在碰撞時更好地保護車內的駕乘人員。所以，相信以后再提及是不是越硬越安全的話題時，我們心中都會有自己正確的判斷。（汽車之家 文/圖 夏志猛 部分圖片來自于網絡）

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