把汽車做成不倒翁，防翻滾設計就是這麼神奇

本文是雅斯頓原創文章

撰文 Volador

最近特斯拉Model X的沙地防翻滾測試視頻火了。測試中，在三種不同側向移動速度下，Model X居然都穩穩地站定了腳跟，甚至在最後一項強力側翻時，這輛Model X竟然還能晃悠悠地回到地面。

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有人打趣說，我們總算找到了Model X敢於使用鷹翼門（又被稱為「自殺門」）的原因了，因為它會自動擺正有木有。

當然這只是玩笑，畢竟測試場地選取在鬆軟的沙地，沙子的流動給車輛回正帶來了便利。不過不得不說Model X確實很像不倒翁，任憑怎麼「搖」它，最後都能擺正。

想要搞懂這款汽車界的不倒翁，不妨先從不倒翁的原理入手。不倒翁所以穩定，是因為通過設計成上輕下重的模式，整車重心低，下盤會變得十分穩健。從槓桿原理來說，不倒翁倒下時，重心會一直處於端部，不管支點在哪裡，它都會因為底座的大力矩而回復到原來位置，因此它有著良好的回正能力。

再看看Model X（以100D為例），它的整備質量達到了2459kg，光放置於地板處作為核心部件的電池板就重達400kg有餘。另外，電動汽車為了保護電池免橫向受撞擊，往往會對外側的門欄梁進行加強處理，所以這裡又得增加一些重量。

除了這些，因為配有空氣懸掛，Model X可以在鋪裝路面上任性地選擇超低的離地間隙。本來底盤+電池組帶來的低重心效果就很明顯，再配合上低的離地間隙，重心自然就相當穩了。

註：Model X離地間隙在137mm-211mm之間，而一般SUV的離地間隙可是在180mm左右。從視頻看其離地間隙較低，相信他們不會特意調高重心。

賽車上的防翻滾更高級

聊到防翻滾對乘員的保護，Model X因為電池組的原因，不經意間得到了意外之喜。但賽車就不同了，因為賽車在高速碰撞後很容易出現翻滾，用壓低重心的方法就不靈光了。

為了解決這個問題，遊走於生存還是毀滅的賽車鬥士們發明了防滾架，這個由多條鋼管焊接而成的框架結構，就像一個堅固的籠子，能夠大大提升車身抗衝擊的能力。

通常防滾架所用的鋼管材質和抗扭曲度會根據車身重量而定，基本能承受2倍以上的車身重量衝擊。可以說，賽車入門不一定要改裝底盤或發動機，但防滾架千萬不能少。

在拉力賽車或越野賽車上，安全防滾架會被強化得更加密集複雜，甚至有時還會連接防滾架和前後避震器，即便車輛頻繁受地面衝擊，防滾架也能幫助車身吸收一部分的衝擊力，除降低側翻的可能性外，還能提升操控性。

家用車祭出殺招——車身防翻滾系統

根據美國NHTSA指出，1996~2005年間的汽車事故中，雖然滾翻事故僅佔到2%~3%，但導致的死亡人數卻高居20%。其危險性甚至要高於正面、側面、追尾等常見事故。所以防翻滾設計還真不能鬧著玩，必須嚴肅起來。

當然了，家用車作為銷售量最大的車型，自然不會一招鮮。雖然賽車這一套機械式的防翻滾設計他們是是自嘆不如，但好在還有電子設備的幫助。

雖然市面上的防翻滾穩定系統叫法不一，但是大致思路相同。作為一款防止車輛傾翻的裝置，它能監控車輛轉彎時的速度，通過車輪感測器發出的信號計算車輛的側傾程度，迅速調整兩側車輪的制動力分配，同時降低發動機的轉矩輸出，從而在最短的時間內恢復車輛的平衡。

以沃爾沃XC60使用的RCS（防翻滾穩定控制系統）為例，如果系統判定有重大的傾翻危險，會即刻減小發動機扭矩並對一個或多個車輪進行制動，幫助抵消翻滾傾向。無獨有偶，像撼路者、科帕奇（ARP電子防翻滾）等都採用了類似的思路。

雖然防翻滾系統有不錯的安全效果，但從工作特性看，它更多考慮的是事後預防。而針對事前預防，很遺憾我們還沒有特別針對這一問題的預防系統，不過像車道保持系統、前碰撞警告、電子穩定控制系統等，是能起到一定輔助作用的。

由於側面撞擊最容易導致車輛翻轉，我們以車道保持系統為例，一起來看下它的作用。在疲勞、瞌睡、無意識的車輛（沒打轉向燈）等狀況下，汽車會偏移道路標線，又被其他車道的車輛側面撞擊的可能，為了避免這種情況的發生，系統會提前0.5-1s發出警報，警示駕駛員注意安全。

家用車也不是吃素的——翻滾測試

當然了，電子系統雖然幫助不小，但一旦真遇到碰撞了，還是得靠自身「硬」。在去年年底，全新哈弗H6在萬眾矚目下成功挑戰了堪稱最為嚴苛的翻滾測試。車輛時速50km/h並劇烈翻轉三圈半後，依然對乘員起到較好保護作用。

註：車輛時速50km/h比NHTSA要快，而且測試車輛傾斜角度與水平面夾角為23度，也是極度考驗之一。

想要過翻滾測試這一關，首先得從車身結構和材料做起。舉例來說，全新哈弗H6對座椅安裝部位延長了橫樑加強板，並對前地板縱梁加強板等傳力通道進行了優化。再配合65%比例的高強度鋼和使用在A、B柱等關鍵部位的熱成型鋼，可以說起到了很好的強化作用。

除此之外，還有像側氣簾、安全帶、防下潛安全座椅等都在車身翻滾時很好的保證了乘員緊貼在座椅上，保證身體不至於受到傷害，這裡就不一一展開了。

通常，翻滾測試考察指標有4個方面：車輛的變形量、約束系統的有效性、乘員的傷害情況和燃油是否有泄露等問題。特別是車輛的變形，因為它會直接影響到乘員的生存空間，所以至關重要。

為此，權威機構IIHS還專門增加了車頂強度測試，這種測試要比翻滾測試更加普遍，也很具有代表性。如果把汽車比作一個巨大的「翻滾架」，車頂強度測試就是來評價防滾架結不結實的。

註：簡單說，車頂強度測試是通過一塊巨大的金屬板以一定的速度及角度壓向車頂，在車頂變形量不超過5英寸前，通過車頂承受的壓力與車重的比值來評定等級，比值越大越安全。

在安全方面一項嚴苛的IIHS每年都會對大批車型進行車頂強度測試，來確保他們的保險購買者能夠獲得最大的安全保證，也為這些車型的熱賣增加了砝碼。去年IIHS公布的2018年度TOP SAFETY PICK+獎項的車型榜單中，所有車型都在車頂強度上獲得了G（優秀），其中有凱美瑞、寶馬5系、賓士E級等熱門車型。

雅斯頓小結

以上，我們從Model X的「不倒翁」特點聊起，一起了解了汽車上各種各樣的防翻滾設計。雖然保護安全的目的都是一樣，但不得不說汽車真是海納百川。大家常說我感受不到汽車的安全在哪裡，但今天過後，我想應該可以稍微轉變下思路了，或許就在你某一次急轉彎時，你的車身防翻滾系統就悄悄地介入，為你保駕護航。

圖 | 來源於網路

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