一起钻入碰撞交通事故初速度计算

朱为国

(1.淮阴工学院 交通工程学院，江苏 淮安223003;2.淮安市淮工车辆检测研究所有限公司，江苏淮安223001)

0 引言

随着汽车工业和交通运输业的高速发展，车辆保有量急剧增加，交通流量增长，造成车辆与道路比例的严重失调，加之交通管理不完善、驾驶员疲劳驾驶等原因，造成交通事故频发，伤亡人数增多。随之而来的交通事故分析与认定的难度也越来越大。国内学者在交通事故分析及处理方面也做了不少研究，尤其是小轿车的正面碰撞和追尾碰撞的研究成果比较多见。但是对于小轿车追尾碰撞大货车的钻入碰撞却研究较少，也很少有文献参考，这一点在典型交通事故形态车辆行驶速度技术鉴定的国家标准中也没有列出。本文主要是受淮安市交通巡逻警察支队事故大队委托，对一起典型的高速公路上小轿车钻入追尾碰撞大货车的严重交通事故中两车碰撞前行驶速度和碰撞力进行理论估算，为该事故的责任认定提供一定的理论依据。

1 事故概况

事故发生时间2009年××月××日××时××分，事故发生地点为京沪高速公路淮安段×m处。事故发生时天气晴朗，路面干燥。京沪高速公路路面线型为双向四车道，路面为良好的柏油沥青路面。上述事故时间，连云港市某单位驾驶员×驾驶苏G－118××牌照丰田RAV4(JTM)型轿车沿京沪高速公路由南京往连云港方向行驶。于上述事故地点，与正在行车道正常行驶的豫L－521××牌照红宇(HYJ5)箱式货车发生追尾碰撞交通事故，并起火燃烧。事故造成轿车严重损坏，全被烧毁，箱式货车尾部及底盘受损，车厢、轮胎及驾驶室严重烧毁;丰田RAV4轿车驾驶员×、同车的副驾驶位置×和后排右侧×当场死亡，后排左侧×面部受伤严重，最终在红宇(HYJ5)货车司机×的帮助下获救。

2 计算分析依据

2.1 事故车辆及道路数据

(1)事故现场道路环境及路面情况;(2)事故案情(包括办案人员口头描述、事故现场勘测草图等);(3)事故车辆损坏变形部位和特征(照片)以及实车损坏测量结果。

2.2 参考数据

丰田RAV4(JTM)轿车和红宇(HYJ5)箱式货车基本技术参数数据。

3 事故分析

3.1 事故形态分析

3.1.1 丰田RAV4轿车损坏情况概述

丰田RAV4轿车整车外饰蒙皮全部烧毁，前部整体变形约2400mm。发动机位置略有变动，前轴未见明显移位，见图1、2。

汽车中部(乘员空间)损坏变形严重，左、右侧A柱弯曲向内向后变形严重，右侧略大一些，B柱、C柱以后部位(包括右侧后车门)损坏变形严重，其中左侧后车门变形严重但仍能打开，见图3、4。

图1 轿车整体损坏变形情况

图2 轿车左前侧损坏情况

图3 轿车右侧损坏变形情况

图4 轿车左侧中前部损坏情况

3.1.2 货车损坏情况概述

红宇(HYJ5)箱式货车货箱、轮胎和驾驶室烧毁严重，尾部护栏被撞脱焊，有明显的碰撞痕迹，左、右两侧纵梁有明显弯曲变形，其中左侧纵梁下端部发生90°翻折变形。后横梁向内翻转变形严重，后护围板发生严重屈曲变形，左右相距约1.5m处各有一个向内的大变形位置，尾部备胎架严重弯曲变形和移位，见图5、6、7和8。

图5 箱式货车整体损坏变形情况

图6 尾部备胎架损坏变形

3.1.3 两车碰撞接触分析

通过以上对事故车辆两车变形形态的分析及事故车辆实地检查和测量，丰田RAV4轿车的车身变形长度(约为1.74m)与红宇(HYJ5)箱式货车的后悬长度基本相符(1.8m)。再根据丰田RAV4轿车车身变形特点(变形方向几乎与汽车纵向轴线垂直)、后护围变形最大位置间距约1.5m(几乎与丰田RAV4轿车左右A立柱间距相同)及红宇(HYJ5)箱式货车尾部损坏特点(两侧损坏情况基本一致，左侧较严重)，可以推断丰田RAV4轿车与红宇(HYJ5)箱式货车碰撞位置为左侧A柱到车尾D柱约1.54m的长度范围，两车几乎成直线发生碰撞，撞击重心略偏左侧。

图7 纵梁后端部变形和横梁损坏变形情况

图8 尾部护围板损坏变形情况

3.2 计算丰田RAV4轿车事故前行车速度

丰田RAV4轿车整备质量为2100kg，车上驾乘人员质量取为65kg×4=260kg，则丰田RAV4轿车总质量为

红宇(HYJ5)箱式货车的整备重量约为16000kg，货物及驾驶员约5500kg，货车总质量为

上述事故时间天气状况良好，事故路段为良好的柏油沥青路面，可取路面纵向附着系数φ=0.72。由事故现场勘测草图，丰田RAV4轿车钻入货车粘连为一体后滑行痕迹总长约s=16m，由此计算轿车撞击后滑移损失能量近似为

轿车的碰撞变形主要有两部分，一处是前保险杠及发动机上部配气机构与货车纵梁后端及横梁碰撞变形，变形平均深度约X1=0.08m=8cm，宽度约为B1=1.24m=124cm;另一处是轿车左右A立柱与货车后护围板碰撞变形平均深度约为X2=0.60cm=60cm，宽度约为B2=0.04m ×2=0.08m=8cm。则轿车变形能量损失为:

其中，CA=653.2N/cm，CB=26.2N/cm2为轻型越野车的碰撞刚度系数。

则可得轿车的能量损失为

设事故前轿车的行车速度为，由能量守恒定律

计算得轿车事故前的行车速度为

由于以上计算假设轿车与货车碰撞后，滑行了一段时间后就其动能全部被车轮与地面摩擦消耗了，没有考虑轿车和货车粘连为一体仍具有一定的速度，即还具有相当一部分的动能。因此，计算所得速度值为最小值，轿车实际行车速度应大于 129.82km/h。

3.3 碰撞变形力的估算

碰撞过程中汽车变形力有经验公式

其中CA、CB为汽车碰撞刚度系数，△x为碰撞接触面相对位移或者变形平均深度，B碰撞变形宽度。这里取 CA=653.2N/cm，CB=26.2N/cm2，△x=0.08m，B=1.24m，则碰撞中变形力为

以上计算只考虑了货车纵梁尾端和横梁的变形，而没有考虑其他部位的变形。所以所得碰撞力的值只是最小可能值，实际撞击力应不小于106.98KN。

4 结论

通过以上计算，得出后车碰撞前行驶速度不低于129.8km/h，碰撞过程中所产生的实际撞击力不小于106.98KN。这一结果与后来南车戚墅堰机车车辆工艺研究所试验检测中心检测结果相一致，最终淮安市交巡警支队事故大队在责任认定时作为重要依据之一。由此可见，利用能量法和变形相结合的方法为处理和分析钻入碰撞事故提供了一定理论依据和实践经验。

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