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撰文╱周坤毅
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重點提要
- 新車不只是更拉風而已，流線型的外表可降低風阻，減少耗油；車體也設計得更為安全。
- 主動式安全系統可讓駕駛人在意外發生前，在最短的距離內將車輛煞停，或是在緊急狀況發生時避免車輛失控。
- 雙離合器變速箱同時滿足了扭力傳輸不損失與動力連貫不中斷這兩項要求，換檔速度更快，能量耗損更少。
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看著家裡那輛車齡超過10年的老爺車，你盤算著該怎麼說服老婆換一輛時髦的新車。老婆是家中的財政大臣，偏偏她對機械毫無興趣，「明明車子還能動嘛，幹嘛浪費錢呢？」你心裡清楚知道老婆的反應。但除了外表時髦拉風這個蹩腳的理由外，你能不能用老婆也聽得懂的說法，讓她了解這10年來汽車科技的進步幅度，進而說服她批准這筆換車預算呢？一言以蔽之，汽車這10年來變得更流線、更堅固、更省油、更安全、也更容易駕駛，讓我們從外而內，娓娓道來汽車的進化吧！
流線造型不只是外型
外型的變化可說是最顯而易見的改變。與10年前的汽車相比，現代汽車的外型明顯變得更圓滑、更有動感，方方正正的車頭配上垂直、大面積的引擎進氣口設計已不復見，取而代之的是低斜車鼻配上小型進氣口。頭燈與尾燈完美地融入車體曲線中，前後保險桿也都與車身一體成形。低斜的引擎蓋造型一路往後延伸到同樣傾斜的擋風玻璃。車門把手與車側後視鏡，也配合車身造型設計成圓滑曲線。
這些設計不僅是為了讓汽車看起來更時髦，還能降低風阻與噪音。當汽車以高速前進時撞擊前方的靜止空氣，所產生的阻力便是風阻。想像你騎著腳踏車下坡時，隨著車速越來越快，迎面而來的風力也會越來越強，如果想要減低阻力，你可以戴上流線型的安全帽，並且將上半身壓低以減少迎風面積。汽車的外型設計也是同樣的道理，車身曲線越平滑、稜角越少、迎風面積越小，行駛時所受的風阻越低，也就越省油，時下的車款，例如2009年底剛上市的New Mazda 3，外型設計都把握了這樣的原則。
除了降低風阻外，汽車外型的另一個設計重點則是抑制氣流噪音。如果車身有凹凸稜角，當汽車高速行駛時，氣流會產生不平順的擾動（也就是紊流）而產生噪音。為此工程師仔細設計車身的線條，導引氣流平順地沿著車身線條流動以減少紊流的產生，或是將紊流發生的區域導引離開駕駛人容易聽見的部位。因此在現代汽車充滿動感的外型下，代表的其實是更省油、更安靜的科技內涵呢！
然而接下來，你老婆可能會這麼說：「汽車嘛，不過就是一個鐵盒子，加上輪胎與引擎罷了！」但萬一發生意外時，乘客就得靠這個鐵盒子來保護身體。想像你施力試圖壓扁一個鋼製的便當盒時，盒子越堅固，變形的幅度也越小，這堅固程度就是汽車車體的「剛性」：剛性越強，車體越不易變形，也越能保護鐵盒子中的乘客。如果你抓住便當盒蓋兩端用力往外拉扯，試圖使盒蓋從中間斷裂，這便是在考驗盒蓋材料的「強度」：強度越強的材料，所能承受的拉力也越大。
現代車體的設計重點是如何減少車重以符合省油需求，又能維持足夠的車身剛性與強度以保護乘客安全。工程師採用更有效率的結構設計、加強車體關鍵部位以增加車體剛性，但是對於不影響剛性的部位則減少鈑金厚度，或改用鋁合金以減輕車重。引擎室則設計成「潰縮區」，當汽車發生正面撞擊時，引擎室會崩潰收縮、像彈簧一樣吸收撞擊能量。然而最靠近乘客的部份則不允許任何破壞，因此以高強度鋼材確保乘客四周的車體能承受最高的衝擊負荷。
主動式安全系統消弭意外於無形
發生撞擊時，車體固然是保護乘客的第一道防線，但現代汽車的安全配備不只如此，在你說服老婆的理由中，或許還包括了預力式安全帶、駕駛座與乘客座安全氣囊、膝部安全氣囊、氣帘式安全氣囊等，這些配備的確能在車禍發生後，發揮保護乘客的功效；但這些畢竟是在意外已經發生後的補救措施。有沒有可能在車禍發生前，便將意外的可能性消弭於無形呢？
有的，那就是主動式安全系統，主要的設計概念是讓駕駛人在意外發生前，能在最短的距離之內將車輛煞停；或是在緊急狀況發生時，讓駕駛人依然保有車輛的操控性而能閃避危險。現代汽車中常見的主動式安全系統，包括能讓輪胎發揮最大煞車效能的「防鎖死煞車系統」（ABS）、防止驅動輪打滑的「循跡控制系統」（TCS），以及修正轉向過度或不足的「電子穩動控制系統」（ESC）。
【本文轉載自《科學人雜誌》2010年4月號】
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