一起鉆入碰撞交通事故初速度計(jì)算

朱為國(guó)

(1.淮陰工學(xué)院 交通工程學(xué)院，江蘇 淮安223003;2.淮安市淮工車輛檢測(cè)研究所有限公司，江蘇淮安223001)

0 引言

隨著汽車工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的高速發(fā)展，車輛保有量急劇增加，交通流量增長(zhǎng)，造成車輛與道路比例的嚴(yán)重失調(diào)，加之交通管理不完善、駕駛員疲勞駕駛等原因，造成交通事故頻發(fā)，傷亡人數(shù)增多。隨之而來(lái)的交通事故分析與認(rèn)定的難度也越來(lái)越大。國(guó)內(nèi)學(xué)者在交通事故分析及處理方面也做了不少研究，尤其是小轎車的正面碰撞和追尾碰撞的研究成果比較多見(jiàn)。但是對(duì)于小轎車追尾碰撞大貨車的鉆入碰撞卻研究較少，也很少有文獻(xiàn)參考，這一點(diǎn)在典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有列出。本文主要是受淮安市交通巡邏警察支隊(duì)事故大隊(duì)委托，對(duì)一起典型的高速公路上小轎車鉆入追尾碰撞大貨車的嚴(yán)重交通事故中兩車碰撞前行駛速度和碰撞力進(jìn)行理論估算，為該事故的責(zé)任認(rèn)定提供一定的理論依據(jù)。

1 事故概況

事故發(fā)生時(shí)間2009年××月××日××?xí)r××分，事故發(fā)生地點(diǎn)為京滬高速公路淮安段×m處。事故發(fā)生時(shí)天氣晴朗，路面干燥。京滬高速公路路面線型為雙向四車道，路面為良好的柏油瀝青路面。上述事故時(shí)間，連云港市某單位駕駛員×駕駛蘇G－118××牌照豐田RAV4(JTM)型轎車沿京滬高速公路由南京往連云港方向行駛。于上述事故地點(diǎn)，與正在行車道正常行駛的豫L－521××牌照紅宇(HYJ5)箱式貨車發(fā)生追尾碰撞交通事故，并起火燃燒。事故造成轎車嚴(yán)重?fù)p壞，全被燒毀，箱式貨車尾部及底盤(pán)受損，車廂、輪胎及駕駛室嚴(yán)重?zé)龤?豐田RAV4轎車駕駛員×、同車的副駕駛位置×和后排右側(cè)×當(dāng)場(chǎng)死亡，后排左側(cè)×面部受傷嚴(yán)重，最終在紅宇(HYJ5)貨車司機(jī)×的幫助下獲救。

2 計(jì)算分析依據(jù)

2.1 事故車輛及道路數(shù)據(jù)

(1)事故現(xiàn)場(chǎng)道路環(huán)境及路面情況;(2)事故案情(包括辦案人員口頭描述、事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)草圖等);(3)事故車輛損壞變形部位和特征(照片)以及實(shí)車損壞測(cè)量結(jié)果。

2.2 參考數(shù)據(jù)

豐田RAV4(JTM)轎車和紅宇(HYJ5)箱式貨車基本技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)。

3 事故分析

3.1 事故形態(tài)分析

3.1.1 豐田RAV4轎車損壞情況概述

豐田RAV4轎車整車外飾蒙皮全部燒毀，前部整體變形約2400mm。發(fā)動(dòng)機(jī)位置略有變動(dòng)，前軸未見(jiàn)明顯移位，見(jiàn)圖1、2。

汽車中部(乘員空間)損壞變形嚴(yán)重，左、右側(cè)A柱彎曲向內(nèi)向后變形嚴(yán)重，右側(cè)略大一些，B柱、C柱以后部位(包括右側(cè)后車門(mén))損壞變形嚴(yán)重，其中左側(cè)后車門(mén)變形嚴(yán)重但仍能打開(kāi)，見(jiàn)圖3、4。

圖1 轎車整體損壞變形情況

圖2 轎車左前側(cè)損壞情況

圖3 轎車右側(cè)損壞變形情況

圖4 轎車左側(cè)中前部損壞情況

3.1.2 貨車損壞情況概述

紅宇(HYJ5)箱式貨車貨箱、輪胎和駕駛室燒毀嚴(yán)重，尾部護(hù)欄被撞脫焊，有明顯的碰撞痕跡，左、右兩側(cè)縱梁有明顯彎曲變形，其中左側(cè)縱梁下端部發(fā)生90°翻折變形。后橫梁向內(nèi)翻轉(zhuǎn)變形嚴(yán)重，后護(hù)圍板發(fā)生嚴(yán)重屈曲變形，左右相距約1.5m處各有一個(gè)向內(nèi)的大變形位置，尾部備胎架嚴(yán)重彎曲變形和移位，見(jiàn)圖5、6、7和8。

圖5 箱式貨車整體損壞變形情況

圖6 尾部備胎架損壞變形

3.1.3 兩車碰撞接觸分析

通過(guò)以上對(duì)事故車輛兩車變形形態(tài)的分析及事故車輛實(shí)地檢查和測(cè)量，豐田RAV4轎車的車身變形長(zhǎng)度(約為1.74m)與紅宇(HYJ5)箱式貨車的后懸長(zhǎng)度基本相符(1.8m)。再根據(jù)豐田RAV4轎車車身變形特點(diǎn)(變形方向幾乎與汽車縱向軸線垂直)、后護(hù)圍變形最大位置間距約1.5m(幾乎與豐田RAV4轎車左右A立柱間距相同)及紅宇(HYJ5)箱式貨車尾部損壞特點(diǎn)(兩側(cè)損壞情況基本一致，左側(cè)較嚴(yán)重)，可以推斷豐田RAV4轎車與紅宇(HYJ5)箱式貨車碰撞位置為左側(cè)A柱到車尾D柱約1.54m的長(zhǎng)度范圍，兩車幾乎成直線發(fā)生碰撞，撞擊重心略偏左側(cè)。

圖7 縱梁后端部變形和橫梁損壞變形情況

圖8 尾部護(hù)圍板損壞變形情況

3.2 計(jì)算豐田RAV4轎車事故前行車速度

豐田RAV4轎車整備質(zhì)量為2100kg，車上駕乘人員質(zhì)量取為65kg×4=260kg，則豐田RAV4轎車總質(zhì)量為

紅宇(HYJ5)箱式貨車的整備重量約為16000kg，貨物及駕駛員約5500kg，貨車總質(zhì)量為

上述事故時(shí)間天氣狀況良好，事故路段為良好的柏油瀝青路面，可取路面縱向附著系數(shù)φ=0.72。由事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)草圖，豐田RAV4轎車鉆入貨車粘連為一體后滑行痕跡總長(zhǎng)約s=16m，由此計(jì)算轎車撞擊后滑移損失能量近似為

轎車的碰撞變形主要有兩部分，一處是前保險(xiǎn)杠及發(fā)動(dòng)機(jī)上部配氣機(jī)構(gòu)與貨車縱梁后端及橫梁碰撞變形，變形平均深度約X1=0.08m=8cm，寬度約為B1=1.24m=124cm;另一處是轎車左右A立柱與貨車后護(hù)圍板碰撞變形平均深度約為X2=0.60cm=60cm，寬度約為B2=0.04m ×2=0.08m=8cm。則轎車變形能量損失為:

其中，CA=653.2N/cm，CB=26.2N/cm2為輕型越野車的碰撞剛度系數(shù)。

則可得轎車的能量損失為

設(shè)事故前轎車的行車速度為，由能量守恒定律

計(jì)算得轎車事故前的行車速度為

由于以上計(jì)算假設(shè)轎車與貨車碰撞后，滑行了一段時(shí)間后就其動(dòng)能全部被車輪與地面摩擦消耗了，沒(méi)有考慮轎車和貨車粘連為一體仍具有一定的速度，即還具有相當(dāng)一部分的動(dòng)能。因此，計(jì)算所得速度值為最小值，轎車實(shí)際行車速度應(yīng)大于 129.82km/h。

3.3 碰撞變形力的估算

碰撞過(guò)程中汽車變形力有經(jīng)驗(yàn)公式

其中CA、CB為汽車碰撞剛度系數(shù)，△x為碰撞接觸面相對(duì)位移或者變形平均深度，B碰撞變形寬度。這里取 CA=653.2N/cm，CB=26.2N/cm2，△x=0.08m，B=1.24m，則碰撞中變形力為

以上計(jì)算只考慮了貨車縱梁尾端和橫梁的變形，而沒(méi)有考慮其他部位的變形。所以所得碰撞力的值只是最小可能值，實(shí)際撞擊力應(yīng)不小于106.98KN。

4 結(jié)論

通過(guò)以上計(jì)算，得出后車碰撞前行駛速度不低于129.8km/h，碰撞過(guò)程中所產(chǎn)生的實(shí)際撞擊力不小于106.98KN。這一結(jié)果與后來(lái)南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所試驗(yàn)檢測(cè)中心檢測(cè)結(jié)果相一致，最終淮安市交巡警支隊(duì)事故大隊(duì)在責(zé)任認(rèn)定時(shí)作為重要依據(jù)之一。由此可見(jiàn)，利用能量法和變形相結(jié)合的方法為處理和分析鉆入碰撞事故提供了一定理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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