2018年05月29日 | 把汽车做成不倒翁，防翻滚设计就是这么神奇

最近特斯拉Model X的沙地防翻滚测试视频火了。测试中，在三种不同侧向移动速度下，Model X居然都稳稳地站定了脚跟，甚至在最后一项强力侧翻时，这辆Model X竟然还能晃悠悠地回到地面。

有人打趣说，我们总算找到了Model X敢于使用鹰翼门（又被称为“自杀门”）的原因了，因为它会自动摆正有木有。

当然这只是玩笑，毕竟测试场地选取在松软的沙地，沙子的流动给车辆回正带来了便利。不过不得不说Model X确实很像不倒翁，任凭怎么“摇”它，最后都能摆正。

想要搞懂这款汽车界的不倒翁，不妨先从不倒翁的原理入手。不倒翁所以稳定，是因为通过设计成上轻下重的模式，整车重心低，下盘会变得十分稳健。从杠杆原理来说，不倒翁倒下时，重心会一直处于端部，不管支点在哪里，它都会因为底座的大力矩而回复到原来位置，因此它有着良好的回正能力。

再看看Model X（以100D为例），它的整备质量达到了2459kg，光放置于地板处作为核心部件的电池板就重达400kg有余。另外，电动汽车为了保护电池免横向受撞击，往往会对外侧的门栏梁进行加强处理，所以这里又得增加一些重量。

除了这些，因为配有空气悬挂，Model X可以在铺装路面上任性地选择超低的离地间隙。本来底盘+电池组带来的低重心效果就很明显，再配合上低的离地间隙，重心自然就相当稳了。

注：Model X离地间隙在137mm-211mm之间，而一般SUV的离地间隙可是在180mm左右。从视频看其离地间隙较低，相信他们不会特意调高重心。

赛车上的防翻滚更高级

聊到防翻滚对乘员的保护，Model X因为电池组的原因，不经意间得到了意外之喜。但赛车就不同了，因为赛车在高速碰撞后很容易出现翻滚，用压低重心的方法就不灵光了。

为了解决这个问题，游走于生存还是毁灭的赛车斗士们发明了防滚架，这个由多条钢管焊接而成的框架结构，就像一个坚固的笼子，能够大大提升车身抗冲击的能力。

通常防滚架所用的钢管材质和抗扭曲度会根据车身重量而定，基本能承受2倍以上的车身重量冲击。可以说，赛车入门不一定要改装底盘或发动机，但防滚架千万不能少。

在拉力赛车或越野赛车上，安全防滚架会被强化得更加密集复杂，甚至有时还会连接防滚架和前后避震器，即便车辆频繁受地面冲击，防滚架也能帮助车身吸收一部分的冲击力，除降低侧翻的可能性外，还能提升操控性。

家用车祭出杀招——车身防翻滚系统

根据美国NHTSA指出，1996~2005年间的汽车事故中，虽然滚翻事故仅占到2%~3%，但导致的死亡人数却高居20%。其危险性甚至要高于正面、侧面、追尾等常见事故。所以防翻滚设计还真不能闹着玩，必须严肃起来。

当然了，家用车作为销售量最大的车型，自然不会一招鲜。虽然赛车这一套机械式的防翻滚设计他们是是自叹不如，但好在还有电子设备的帮助。

虽然市面上的防翻滚稳定系统叫法不一，但是大致思路相同。作为一款防止车辆倾翻的装置，它能监控车辆转弯时的速度，通过车轮传感器发出的信号计算车辆的侧倾程度，迅速调整两侧车轮的制动力分配，同时降低发动机的转矩输出，从而在最短的时间内恢复车辆的平衡。

以沃尔沃XC60使用的RCS（防翻滚稳定控制系统）为例，如果系统判定有重大的倾翻危险，会即刻减小发动机扭矩并对一个或多个车轮进行制动，帮助抵消翻滚倾向。无独有偶，像撼路者、科帕奇（ARP电子防翻滚）等都采用了类似的思路。 

虽然防翻滚系统有不错的安全效果，但从工作特性看，它更多考虑的是事后预防。而针对事前预防，很遗憾我们还没有特别针对这一问题的预防系统，不过像车道保持系统、前碰撞警告、电子稳定控制系统等，是能起到一定辅助作用的。

由于侧面撞击最容易导致车辆翻转，我们以车道保持系统为例，一起来看下它的作用。在疲劳、瞌睡、无意识的车辆（没打转向灯）等状况下，汽车会偏移道路标线，又被其他车道的车辆侧面撞击的可能，为了避免这种情况的发生，系统会提前0.5-1s发出警报，警示驾驶员注意安全。

家用车也不是吃素的——翻滚测试

当然了，电子系统虽然帮助不小，但一旦真遇到碰撞了，还是得靠自身“硬”。在去年年底，全新哈弗H6在万众瞩目下成功挑战了堪称最为严苛的翻滚测试。车辆时速50km/h并剧烈翻转三圈半后，依然对乘员起到较好保护作用。

注：车辆时速50km/h比NHTSA要快，而且测试车辆倾斜角度与水平面夹角为23度，也是极度考验之一。

想要过翻滚测试这一关，首先得从车身结构和材料做起。举例来说，全新哈弗H6对座椅安装部位延长了横梁加强板，并对前地板纵梁加强板等传力通道进行了优化。再配合65%比例的高强度钢和使用在A、B柱等关键部位的热成型钢，可以说起到了很好的强化作用。

除此之外，还有像侧气帘、安全带、防下潜安全座椅等都在车身翻滚时很好的保证了乘员紧贴在座椅上，保证身体不至于受到伤害，这里就不一一展开了。 

通常，翻滚测试考察指标有4个方面：车辆的变形量、约束系统的有效性、乘员的伤害情况和燃油是否有泄露等问题。特别是车辆的变形，因为它会直接影响到乘员的生存空间，所以至关重要。 

为此，权威机构IIHS还专门增加了车顶强度测试，这种测试要比翻滚测试更加普遍，也很具有代表性。如果把汽车比作一个巨大的“翻滚架”，车顶强度测试就是来评价防滚架结不结实的。

注：简单说，车顶强度测试是通过一块巨大的金属板以一定的速度及角度压向车顶，在车顶变形量不超过5英寸前，通过车顶承受的压力与车重的比值来评定等级，比值越大越安全。

在安全方面一项严苛的IIHS每年都会对大批车型进行车顶强度测试，来确保他们的保险购买者能够获得最大的安全保证，也为这些车型的热卖增加了砝码。去年IIHS公布的2018年度TOP SAFETY PICK+奖项的车型榜单中，所有车型都在车顶强度上获得了G（优秀），其中有凯美瑞、宝马5系、奔驰E级等热门车型。 

雅斯顿小结 

以上，我们从Model X的“不倒翁”特点聊起，一起了解了汽车上各种各样的防翻滚设计。虽然保护安全的目的都是一样，但不得不说汽车真是海纳百川。大家常说我感受不到汽车的安全在哪里，但今天过后，我想应该可以稍微转变下思路了，或许就在你某一次急转弯时，你的车身防翻滚系统就悄悄地介入，为你保驾护航。