家用轿车选择哪种拖车绳

太长不看,先说结论:
小轿车选用16-22mm直径的锦纶全编织绳索,SUV选用22-30mm。学会使用绳索直接绑扎拖车结,不使用卸扣,确保拖车结绑扎牢固。
现代汽车工业已经大幅度进步,车辆故障导致抛锚的比例大幅度降低,但依然不能完全排除在极端情况下遇到陷坑的情况。特别是对于需要行走陌生、恶劣路段的驾驶员而言,准备一条合适的拖车绳/拖车带就非常重要了。在良好工况的路段下,人们对于烂路陷车的救援经验更少,一旦遇上陷车更加容易陷入恐慌。如果有一条用于救援的拖车绳,那么可以方便的向途经车辆求助,或者遇到他人陷车也可以提供简单的救援支持。

越野车群体在非铺装道路上行驶,是使用拖车绳最多的场景,而且由于越野过程中可能存在较为极端的陷车环境,拖拽救援需要更大的拖拽力。常见的拖车绳大多是采用丙纶纤维或锦纶纤维编织而成的绳索,其中丙纶纤维绳索具有较大的断裂伸长率,即具有较大的弹性,可以满足拖车过程中拖拽力建立过程的冲击,同时也可以将拖车惯性冲击转化为更大的拖拽力,以帮助救援车辆在低摩擦地面通过预先加速的冲量转化为绳索弹性变形实现较大的救援拖拽力。

按照MV=FΔT的公式,救援绳索弹性变形率影响伸长距离,进而调节冲击过程的ΔT时间大小,可实现数倍于拖拽车辆原地启动拖拽能够实现的最大静摩擦力的拖拽力,这对于泥地、沙地这种低摩擦系数的场景,又严重陷车需要巨大拖拽力才能完成救援的情况而言,而绝佳的救援方法。

但是,如果救援车辆速度过大,绳索断裂伸长率又过小,则ΔT时间过小,可能出现瞬间拖拽力超出拖车绳的断裂强度,出现绳索断裂回弹伤人的风险。所以,在救援过程中,一方面相关人员要注意避开拖车绳可能回弹的区间,特别是拖车绳索两侧绳索长度为圆形的范围内。比如说5米长的拖车绳,在救援过程中,绳索左右5米范围内都不能站人。

但具体到什么情况拖车绳会断裂呢?这就需要分析绳索的结构和材质了,一般常见的绳索材质有:丙纶、尼龙、超高分子量聚乙烯(大力马),其中尼龙材质的锦纶绳索是最适合拖车使用的。因为,锦纶绳索的断裂伸长率在17%左右,拖车时弹性变化时间相对适中,既可以在“冲击救援”中放大拖拽力,又不至于因为伸长度过小,冲击过程中弹性变形时长ΔT过短(约等于绳索伸长率×绳长÷车速),导致瞬间拖拽力放大倍数过大,使绳索断裂。

丙纶纤维绳索是采用聚丙烯高分子材料制成的绳索,断裂伸长率30%-40%,弹性太大,同时丙纶的强度小于锦纶,相同粗细的绳索强度可能只有锦纶的一半。但丙纶绳索不吸水,且密度小于水,可以浮在水面,适用于水上场景。丙纶的优点是比较柔软,方便绑扎打绳结。

超高分子量聚乙烯绳索(大力马),强度非常高,高品质的大力马绳索甚至可以超过钢丝断裂强度。其断裂强度甚至可以达到锦纶绳索10倍,丙纶绳索的30倍,使之在相同直径下可提供超强抗拉力。但超高分子量聚乙烯绳索的断裂伸长率只有2.5%左右,如果采用此类超强性能的绳索进行“冲击救援”(救援车辆预先加速到一定速度拖拽被困车辆),则可能出现瞬间冲击力破坏拖车钩、车架结构等。

所以,超高分子量聚乙烯绳索并不适用于车辆救援,反而是具有一定弹性的锦纶绳索(尼龙)或丙纶绳索更适合“冲击救援”,毕竟普通小型家用车辆相互救援,谁也不能提供稳定的拖拽力,只能通过“冲击救援”将速度冲量转化为瞬间的超大拖拽力,以期达到救援目标。特别是在野外湿滑地面、低附着力地面,摩擦系数远远小于铺装路面,救援车辆如果原地启动,非常容易刨坑自陷。

而就断裂伸长率来看,锦纶的断裂伸长率大约17%,丙纶的断裂伸长率大约30%。再考虑到两者的最大断裂强度相差大约2-3倍,实际只有锦纶绳索(尼龙)最为适合作为普通小车救援的拖车绳。

绳索的编织方式

绳索的编织方式分为普通的分层编织、全编织。分层编织是指内部的纤维直接平行排布,全编织则是内部的纤维也采用编织的方式进行加工。全编织的工艺更为复杂一些,相应的成本更高,但全编织使得绳索的所有纤维之间的拉力传导更均衡,更有利于避免瞬间“冲击力”导致绳索内部部分纤维断裂,所以优先考虑全编织绳索。
如果必须选用普通分层编织绳索,则建议考虑增加一个档次,直接选择更大一号的绳索。例如,全编织绳索选用14mm直径的,非全编织则选用16mm的。

绳索最大断裂强度

虽然大量卖家声称自己的绳索是5吨、10吨、20吨、30吨绳索,但实际上这种表述并不准确,因为这些绳索可能只需要不到1吨拉力就已经断裂。为什么会这样呢?常玩越野的朋友一定见过大量拖车绳断裂的案例,不乏标称10吨、20吨的绳索。这是因为标称10吨、20吨、30吨是卖家自己想的,很可能是按照普通道路拖拽行驶时,被拖拽车辆重量进行换算的。车辆在普通道路行驶时,主要受到滚动阻力,约为车重的 0.012倍,所以公路拖拽时绳索只需要承受较小拉力。
但在陷车时,需要的拖拽力将远远大于公路拖拽的力量,不能再按照滚动阻力来考虑。救援所需拖拽力必须同时克服车辆重力沿坡度的分力+轮胎与坑底之间的摩擦力,简化计算,可以直接考虑车辆重量。即根据车辆重量多少吨,选用多少吨的拖车绳救援拖拽力,即可基本确保救援过程成功实现救援目标。一般家用轿车重量1.3-1.6吨,SUV重量1.8-2.1吨,如果是电车则(车重)加0.4吨。

安全系数

计算得出救援所需拖拽力后,还需要考虑安全系数,工程设计中通常要求3-5倍的安全系数。考虑到陷车救援场景,一般能够拖拽救援的情况,并不会需要太大的力量(不会达到车辆重量的极限,力量足以将车辆吊起)。故拖拽力可以略小于车辆重量,然后安全系数取2-3倍即可。12mm的锦纶绳索断裂强度大约1.6-1.9吨,14mm大约2.2-2.8吨,16mm大约3.0-3.6吨,20mm大约4.6 - 5.6吨。

如此可以得出结论,小轿车选用16-22mm直径的锦纶全编织绳索,SUV选用22-30mm的。

拖车扣/卸扣

很多网络销售的拖车绳会在两端设置环扣(挂钩?),并配上”卸扣”以便于使用者将拖车绳和车身上的拖车钩连接。通常6mm的碳钢卸扣即可实现3吨的破坏强度,但推荐工作负荷极限只有1/4左右,即0.75吨,因此推荐采用13mm卸扣(工作负荷极限>3.2吨)。使用卸扣主要是为了变化连接设置,保证连接可靠,但卸扣规格越大,重量也越大,装卸过程难度必然增大。如果是铝制卸扣,则要注意其最大破坏强度远低于碳钢材质,使用过程要注意卸扣的安全,避免断裂/破坏。

通常而言,卸扣破坏强度是大于绳索的断裂强度的,拖车过程中出现事故也是绳索先断的居多。但卸扣的碳钢材质在冲击救援中,相比于柔韧的绳索更加容易出现疲劳损伤。因此,如果采用卸扣,一定要采用较大规格的卸扣,确保安全余量。另外,卸扣采用螺栓连接,螺栓结构可能在冲击救援中发生变形,导致后续卸载困难,因此卸扣一定不能选择规格太小的,或者材质强度不够的。

此外,采用卸扣方式进行连接的拖车绳,由于绳索头部设置有环扣,直接将绳索和拖车钩连接会比较困难(绳索的环扣不容易穿过拖车钩)。很多人将绳索头部穿过拖车钩,利用螺丝刀/扳手等金属器件卡接的,如果采用此类连接方式,一定要确保连接稳定,扳手不会滑落或在冲击力作用下“崩飞”。一旦张紧的绳索突然脱落,将会是非常危险的,有大量案例显示驾驶员在拖车救援中因为绳索脱落回弹被击伤,甚至威胁到现场人员的生命安全。

绳索和车辆的连接部位,传统的做法是采用绳结方式连接,互联网上有很多关于绳结绑扎的教程,如果绳索较长,那么采用绳结方式进行连接是非常好的连接方式。一方面可以省略卸扣、螺丝刀等额外的金属部件,大幅度降低拖车绳的整体重量;另一方面绳结连接可以根据救援场景灵活调整张紧部分的长度,配合绳结绑扎的技巧,还可以实现绳索连接部位均匀受力,避免局部受力超过最大极限。

绳结连接的拖车绳由于无需设置端部环扣/卸扣,更容易穿过拖车钩。特别是粗壮的拖车绳如果设置端部环扣,端头尺寸至少按照两倍计算,更不好穿过拖车钩。而单纯的绳索采用绳结连接的话,只要绳索直径小于拖车钩的孔径,就可以很轻易的插入拖车钩,并绑扎牢固的绳结。
另外,绳索端部的环扣通常采用机器扎针缝制连接,在受到冲击力作用时,这些部分更容易形成薄弱点,出现断裂(缝制线逐渐断裂,最终完全破坏)。

扁带拖车绳

扁带拖车绳相比于普通的绳索主要特点是:绳索的截面是圆形,绳带的截面则是长条状。绳带相比于普通绳索有三方面的优势:(1)绳带易于收纳,不容易打结缠绕;(2)绳带可以设置反光层,便于观察,警示危险;(3)最后当拖车绳断裂的时候,绳带相比于绳索具有更大的迎风面积,不容易向侧面弹射,危险系数更小。

传统的拖车绳在使用时,要在绳索中部设置“缆旗”,全称“防弹缆旗”。如果冲击救援时绳索断裂,“缆旗”会大幅度降低绳索反弹速度和力量,避免断裂绳索向侧面弹射。著名拉力赛车手“徐浪”就是被断裂的拖车绳索反弹连带的拖车环击中头部英年早逝,所以一定要在拖车绳中央位置搭上“防弹缆旗”,避免由于拖车绳断裂后,回弹飞来打伤周围的人或者车辆。如果没有“缆旗”,在绳索上绑一件衣服或一条裤子可以达到类似效果。

这也是“卸扣”一定要选择足够强度的原因,拖车救援过程中,绳索上要传递两辆车之间的巨大能量,一旦绳索断裂,回弹绳索携带的动能远远超过手枪子弹携带的能量,尤其是带动金属卸扣/拖车钩的时候,极其危险。如果采用绳结连接,没有卸扣,安全性会稍微高一些(不能排除绳索端部连接的拖车钩随绳索弹飞的风险)。

总之,准备拖车绳宜粗不宜细,最好选择断裂强度达到车重3-5倍的拖车绳。
采用无挂钩/卸扣的原始编织绳索即可,通常轿车选用16-22mm直径的锦纶绳,SUV选用22-30mm直径的锦纶绳。