車輪脫落司法鑒定案例中的行駛記錄儀異常數(shù)據(jù)分析

郭炎偉 屈華龍 康麗宏 王 超 張 青

1．陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院，陜西 咸陽 712025；2．陜西咸陽承憲司法鑒定所，陜西 咸陽 712000

一、汽車行駛記錄儀簡介

汽車行駛記錄儀，是對車輛行駛速度、時間、里程、位置以及有關(guān)車輛行駛的其他狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、存儲并可通過數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。[1]。汽車事件記錄器記錄的信息可以幫助交通管理部門準(zhǔn)確分析交通事故的原因，為交通事故的處理及定則提供科學(xué)、權(quán)威的數(shù)據(jù)[2]。

二、案情簡介

2021年6月22日04時50分許，陳某駕駛川HΧΧΧΧΧ陜汽牌重型自卸貨車沿某市東風(fēng)路由南向北行駛時右后車輪脫落，脫落的輪胎與路旁騎二輪自行車的行人相撞，導(dǎo)致重傷，見圖1，圖2。

圖1 右后輪脫落的自卸車

圖2 脫落的車輪和撞倒的自行車

三、初步分析

被鑒定事故車安裝有行車記錄儀，前往事故停車場提取出名為“D210622-1636-川HΧΧΧΧΧ．VDR”的數(shù)據(jù)文件。用數(shù)據(jù)解析軟件對該文件進(jìn)行解析顯示，見圖3。

圖3 事故車輛行車記錄儀數(shù)據(jù)解析

可查詢到一組停車時間為2021/06/22 04：49：56的事故疑點數(shù)據(jù)，記錄了停車前20s內(nèi)共100條數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄時間間隔為0．2s。經(jīng)仔細(xì)分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)2021/06/22 04：49：39．200被鑒定車駕駛員開始制動，考慮到駕駛員反應(yīng)時間（約1．5s以內(nèi)），則制動前1．5s以內(nèi)該車行駛速度分別為49km/h、67km/h、77km/h、76km/h、77km/h、76km/h、75km/h、71km/h，其中 2021/06/22 04：49：37．600瞬時行駛速度由49km/h躍升至2021/06/22 04：49：37．800的67km/h，經(jīng)計算對應(yīng)加速度約為25m/s[2]，遠(yuǎn)大于車輛正常行駛加速度。這種急劇躍升后的車速是否應(yīng)該認(rèn)定為事故時的真實車速呢？帶著疑問，筆者開始進(jìn)行深入的計算和分析。

四、功率計算

借助動量定理Ft=mvt–mvo進(jìn)行計算。根據(jù)磅單，該車總重m=98150千克（如圖4所示的稱重單），帶入車速計算可得驅(qū)動力F=2453750N，所需驅(qū)動功率P=FV=45667014W，即凈功率45667千瓦。而查詢資料可知：該車發(fā)動機的最大功率僅為368千瓦！根據(jù)行車記錄儀提取的數(shù)據(jù)計算出的功率和發(fā)動機標(biāo)定功率出現(xiàn)如此巨大反差，也沒有證據(jù)證明車載記錄儀設(shè)備損壞，該如何解釋這一令人費解的現(xiàn)象呢？究竟該如何確定事故瞬間的真實車速呢？經(jīng)過慎重思考，筆者認(rèn)為應(yīng)該首先從汽車行駛數(shù)據(jù)記錄儀數(shù)據(jù)來源入手，結(jié)合商用車底盤的傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析和研判。

圖4 肇事車輛稱重單

五、車速傳感器原理分析

經(jīng)資料查詢，結(jié)合一定的車輛電控系統(tǒng)知識，我們發(fā)現(xiàn)該車的車速數(shù)據(jù)信號來自于車速傳感器。該傳感器是一種霍爾傳感器，見圖6，以霍爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ)，由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。其工作原理，見圖7。將磁性轉(zhuǎn)盤的輸入軸與被測轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，磁性轉(zhuǎn)盤便隨之轉(zhuǎn)動，固定在磁性轉(zhuǎn)盤附近的霍爾開關(guān)集成傳感器便可在每一個小磁鐵通過時產(chǎn)生一個相應(yīng)的脈沖，檢測出單位時間的脈沖數(shù)，便可知道被測對象的轉(zhuǎn)速[3]。

圖5 傳動系統(tǒng)示意圖

圖6 車速傳感器

六、行車記錄儀數(shù)據(jù)分析

汽車行駛記錄儀在歐盟、日本簡稱VDR，也稱為：汽車數(shù)據(jù)記錄儀。其實現(xiàn)方法主要是通過將汽車傳動軸的轉(zhuǎn)動量轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚨乃查g行程，結(jié)合時間等信息，經(jīng)換算得出汽車速度及駕駛時間。這種采樣通常稱作脈沖式檢測方式[4]。具體到本次事故，在發(fā)生事故瞬間，由于該車嚴(yán)重超載（見圖4稱重單，核載15噸，實載超過68噸），結(jié)合機動車傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，見圖5，在長期運載過程中，車輪固定螺栓難以承受超過極限的交變載荷，在剛行駛至坡頂?shù)乃查g由于載荷突變導(dǎo)致瞬斷，車輪脫落并沿慣性方向滾至路邊，恰巧撞到騎自行車的行人；與此同時，承載極大負(fù)荷扭矩的半軸突然間失去載荷，轉(zhuǎn)速急劇提升，導(dǎo)致差速器中的右側(cè)半軸齒輪劇烈向前旋轉(zhuǎn)，主減速器從動齒輪隨之加速旋轉(zhuǎn)，帶動主減速器主動齒輪加速[5]，見圖8，最終使得傳動軸產(chǎn)生瞬間高速，車速傳感器，見圖9。檢測到此信號后傳遞至行車記錄儀，見圖10，使得行車記錄儀記錄了一個看似不合理但卻是真實的車速信號。當(dāng)然，此過程極為短暫，因為駕駛員發(fā)現(xiàn)異常后，會松開油門并全力制動；同時，右后輪脫落后使得制動蹄直接與地面摩擦，半軸脫出拖地而行，此時發(fā)動機功率已經(jīng)大大降低，傳動軸上的輸出扭矩必然大幅度減小，轉(zhuǎn)速也就隨之降低，車速由最高點77km/h回落至49km/h附近直至歸零。綜上所述，事發(fā)前，肇事車輛以49km/h的速度行駛，飆升的數(shù)據(jù)其實是事故導(dǎo)致的信號突變，并不代表實際真實車速。結(jié)合本次事故形態(tài)和警方提供的筆錄和現(xiàn)場圖，綜合研判該車事故時的行駛速度約為49km/h。

圖8 主減速器和差速器圖

圖9 車速傳感器

圖10 汽車行駛記錄儀

七、結(jié)論

在大多數(shù)情況下，許多商用車強制安裝的車載行車記錄儀能夠給機動車物證司法鑒定帶來很大便利，使得交通事故的車速鑒定等變得不再困難。但鑒定人員一定要結(jié)合具體的交通事故形態(tài)，在搞清楚機動車輛的結(jié)構(gòu)和電控系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，分析提取的汽車行駛記錄儀數(shù)據(jù)。切忌生搬硬套，不問青紅皂白，只要解析出數(shù)據(jù)就直接使用，否則可能導(dǎo)致鑒定結(jié)果出錯的情況發(fā)生，無法得出令人信服的結(jié)論。