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说一说敞篷车翻滚
2019-12-18 11:29:07· 来源：上汽安全与CAE技术 作者：SV 万林林
前言
在年轻人的眼里，敞篷车抛弃拘束、刻板的传统车顶，代表着不羁和活力。
但是，在很多人眼中，由于敞篷车抛弃传统的笼式固定车顶，带来更多的安全隐患，特别是车辆发生翻滚时。
敞篷车真的不安全吗？
我们就敞篷车挑战最大的翻滚工况，来说一说敞篷车的安全性。
敞篷车的抗翻滚结构
传统车发生翻滚时，车顶向下时，有A、B、C柱支撑，有办法给头部提供足够的生存空间。但是只有A柱而没有后部支撑结构的敞篷车，在翻滚的时候，除了可以强化的A柱，如何支撑住车身，避免乘员生存空间被严重挤压。敞篷车特有的抗翻滚结构就是主要用来应对以上情况，目前常见的形式主要有以下两种：
- 翻滚架（固定式）
敞篷车的翻滚架通常位于前排座椅后方，为裸露的支架或车身一体的凸起，高于前排座椅头枕。这种结构“简单粗暴”，但由于其布置特点，常见于两座敞篷跑车（Roadster），如Mazda MX-5、Porsche 918等。
图 Mazda MX-5 (翻滚架)
图 Porsche 918（车身一体翻滚架）
为了车辆翻滚时能够形成有效支撑，此处结构的一般用材相对较强，通常为超高强钢，甚至碳纤维。
- 伸缩式翻车保护系统（UERSS）
对于四座敞篷车（Convertible or Cabriolet），由于布置和活动车顶空间限制，通常采用一种伸缩式翻车保护系统（UERSS）。UERSS包含传感器、控制器和伸缩支架。伸缩支架隐藏在后排座椅后方，一旦收到传感器传来的车辆即将发生碰撞或翻滚的信号，伸缩支架会在收到信号后的几毫秒之内弹出，以形成对车身的有效支撑。
图 VW-Golf翻车保护系统
图 Bentley Continental GTC
（与后排头枕融合）
为保证系统的可靠性，通常开发阶段还需要进行试验，对何时何种情况下启动系统进行标定。整套系统复杂，价格也较贵。
另外，能够提供足够乘员生存空间的车身解决方案，仍然要搭配一套合适的约束系统装置，如预紧式安全带、保气侧气囊等。
翻滚试验
为降低翻滚事故中乘员的死亡率，工程师需要在实验室内，通过翻滚试验对翻滚工况进行研究。目前能够再现整车翻滚过程的，较为典型的试验形式有以下两种。
- 横向平台翻滚试验
试验时，车辆放置在向后倾斜的平台上，与平台一同加速到30mph，平稳行驶一定距离后，平台迅速从30mph速度降到0，从而将车向前抛出，使车辆发生横向翻滚。
图 横向平台翻滚试验
该翻滚试验方法最早由奔驰最先使用，后来成为美国联邦法规中一部分。虽然未强制要求，但是目前唯一关于乘用车整车翻滚的成文法规。
- 纵向螺旋翻滚试验
螺旋翻滚试验是全德国汽车俱乐部（AllgemeinerDeuther Automobil Club - ADAC）推出的一种整车翻滚试验方法。
在车辆以一定速度向前行驶过程中，让车辆单侧车轮通过一个向上一定角度的斜坡，而车辆另一侧会发生悬空下落，导致在向前行驶的同时，发生沿纵向轴线翻滚。
螺旋翻滚试验常被用来进行传感器翻滚工况的标定。
图 上汽某车型螺旋翻滚试验
当然还有一些脑洞大开的翻滚试验，如飞机抛翻等。
上汽安全敞篷车翻滚研究
上汽安全对基于A架构敞篷车的安全进行了全面研究，特别对其翻滚性能展开了研究。通过仿真方法，对敞篷车的A柱、翻滚支架进行了设计。确保发生翻滚时，A柱和翻滚支架能对车辆形成有效支撑，最大限度保证车内乘员的安全。
图 横向翻滚
图 纵向翻滚
后言
虽然相对于正面碰撞、侧面碰撞，翻滚发生的概率较低。但是，安全工程师以为消费者提供全方位安全为己任，为敞篷车提供不逊于传统顶盖车的全方位安全防护。
参考文献：
2.FMVSS 49CFR 571.208. Occupant crashprotection.
3.车辆动态翻滚仿真技术与应用研究[J]. 颜长征，何欢，胡玉梅. 2009中国汽车工程学会年会论文集.
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