汽車被動安全技術(shù)綜述.docx

汽車被動安全技術(shù)綜述物流工程081 潘賀摘 要：近年來汽車以前所未有的速度進(jìn)入中國家庭,伴隨著汽車熱的升溫,汽車安全開始成為社會關(guān)注的熱點(diǎn),一輛汽車如果動力稍差些,載人拉貨少一些,油耗高一些都是可以容忍的,但安全問題絕對不可討價還價。本文闡述了汽車安全技術(shù)的定義，介紹了我國汽車被動安全的相關(guān)技術(shù)及國內(nèi)外汽車安全技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。通過對汽車技術(shù)的分析，指出了汽車被動安全技術(shù)的重要性及發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞: 被動安全技術(shù) 安全氣囊 安全帶 汽車安全問題是汽車工業(yè)乃至整個人類社會面臨的一大焦點(diǎn)問題。汽車安全有主動安全與被動安全之分。汽車主動安全性是指防止汽車發(fā)生交通事故的性能；被動安全性則是指交通事故發(fā)生時，汽車本身具有保護(hù)乘員、行人不受傷亡或傷亡程度減至最小的性能。汽車被動安全技術(shù)是指一旦事故發(fā)生時，保護(hù)車輛內(nèi)部乘員及外部人員使直接損失降到最小的技術(shù)。被動安全技術(shù)主要包括碰撞安全技術(shù)、碰撞后傷害減輕與防護(hù)技術(shù)等。網(wǎng)易汽車社區(qū)10月26日報道汽車被動安全技術(shù)是指一旦事故發(fā)生時，保護(hù)車輛內(nèi)部乘員及外部人員使直接損失降到最小的技術(shù)。被動安全技術(shù)主要包括碰撞安全技術(shù)、碰撞后傷害減輕與防護(hù)技術(shù)等。碰撞安全技術(shù)1.吸能車身當(dāng)汽車受到撞擊時，車身在吸收一定撞擊能量的同時減緩車內(nèi)乘員的移動程度，對于保證乘員有足夠的生存空間非常重要。在駕駛室中，駕駛員部位最容易受到傷害，因此將轉(zhuǎn)向柱設(shè)計為可縮進(jìn)式，碰撞時能折疊一定的距離，為駕駛員留下生存空間；前、后保險杠能吸收動能;車門要求有一定的剛度，受撞擊后車門要易于打開；車頂要有一定的剛度，保證翻車后不能被壓扁等。一、汽車被動安全技術(shù)的定義汽車被動安全性，是指交通事故發(fā)生后，汽車本身減輕人員傷害和貨物損失的能力。汽車的安全安全性包括主動安全性和被動安全性，主動安全性指的是車輛能夠提供的主動的避免危險的能力，而被動安全性是指在事故中能提供給的安全性。汽車被動安全技術(shù)是指車子在發(fā)生事故后能對車內(nèi)乘客及外部行人提供避免或降低傷害的保護(hù)措施，常見的有：安全帶，安全氣囊，還有車體結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)措施也算。二、汽車被動安全的相關(guān)技術(shù)被動安全是汽車安全性的一個重要方面，被動安全主要是指在發(fā)生危險的情況下，汽車保護(hù)駕駛員或者乘員的生命財產(chǎn)安全的能力或者性能，如汽車的碰撞安全性。隨著技術(shù)的發(fā)展，被動安全技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。目前的一些被動安全裝置主要有：1.安全氣囊（i-SRS）系統(tǒng) 汽車安全氣囊系統(tǒng)（簡稱SRS）是輔助安全系統(tǒng)，它通常是作為安全帶的輔助安全裝置出現(xiàn)。安全帶與安全氣囊是配套使用，沒有安全帶，安全氣囊的安全效果將要大打折扣。當(dāng)發(fā)生碰撞事故時，安全帶將乘員“約束”在座椅上，使乘員的身體不至于撞到方向盤、儀表板和風(fēng)窗玻璃上，避免乘員發(fā)生二次碰撞；同時避免乘員在車輛發(fā)生翻滾等危險情況下被拋離座位。安氣囊氣的保護(hù)原理是：當(dāng)汽車遭受一定碰撞力量以后，氣囊系統(tǒng)就會引發(fā)某種類似小劑量炸藥爆炸的化學(xué)反應(yīng)，隱藏在車內(nèi)的安全氣囊就在瞬間充氣彈出，在乘員的身體與車內(nèi)設(shè)備碰撞之前起到鋪墊作用，減輕身體所受沖擊力，從而達(dá)到減輕乘員傷害的效果。在一些實(shí)際的碰撞事故中證明安全氣囊確實(shí)具有降低乘員傷亡的功效，但也發(fā)現(xiàn)了其存在的一些問題。安全氣囊在使用中存在的問題有：a.氣囊可能在很低的車速時打開。汽車在很低車速行駛而發(fā)生碰撞事故時，乘員和駕駛員系上安全帶即可，完全不需要安全氣囊展開起保護(hù)作用。如果這時展開氣囊反而會造成不必要的浪費(fèi)，甚至還可能因安全氣囊的展開而重碰撞傷害。b.氣囊的啟動會對乘員造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動時將沖開氣囊蓋板，并且在瞬間展開充氣，很可能對乘員造成沖擊；產(chǎn)生的灼熱氣體也會灼傷乘員和駕駛員。c.當(dāng)乘客偏離座位或座位上無人或兒童乘坐時，氣囊系統(tǒng)的啟動不僅起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，還可能對乘員造成一定的傷害。既然汽車安全氣囊在使用中存在這樣的問題，那么我們換一種角度探討如何用一種新的車用被動安全技術(shù)來保護(hù)乘員和行人的安全。汽車發(fā)生碰撞時，我們通過定性分析可以知道，乘員所受的沖擊力在碰撞前速度一定時和碰撞持續(xù)時間成反比。車內(nèi)安全氣囊對乘員的保護(hù)，是通過延長乘員與車內(nèi)物件的碰撞持續(xù)時間來減小乘員所受的壓力，從而保護(hù)乘員的安全。那么延長汽車碰撞持續(xù)時間還有沒有其它更好的辦法呢？答案是有。我們換一個角度考慮，原來汽車的保險杠與車架是剛性連接，現(xiàn)在我們將保險杠與車架改成彈性連接，可設(shè)想將保險杠和車架用某種形式的減振器連接，如果汽車發(fā)生碰撞，那么碰撞持續(xù)時間會相對延長，這就減小了乘員所受的沖擊力，保護(hù)了乘員安全，這是其一；其二，原來的安全氣囊裝在車內(nèi)，現(xiàn)在，我們在保險杠與車架之間增加特制的安全氣囊，由碰撞傳感器激發(fā)后，安全氣囊打開使汽車碰撞持續(xù)時間相對延長，同樣也減小了乘員所受的沖擊力，保護(hù)了乘員的安全；其三，增加發(fā)動機(jī)罩寬幅氣囊，由碰撞傳感器激發(fā)后，會在保險杠上方沿著發(fā)動機(jī)罩的外形展開，這樣會延長汽車與行人的碰撞持續(xù)時間，減小對行人的沖擊力，在碰撞中為中、高身材的成年行人提供腹部和臀部保護(hù)，以及為兒童和矮小身材的成年人提供頭部和胸部保護(hù)。 2.安全帶安全帶的歷史悠久，它的作用是當(dāng)汽車發(fā)生急轉(zhuǎn)彎或正面碰撞、后面碰撞、有角度碰撞以及翻車事故時，約束乘員盡可能保持原有的位置不動，避免與車內(nèi)堅(jiān)硬部件發(fā)生碰撞并防止乘員從座椅上甩出而造成傷害。汽車上使用的安全帶，按固定方式分為兩點(diǎn)式、斜掛式、三點(diǎn)式和四點(diǎn)式4種，由織帶、安裝固定件、卷收器和調(diào)節(jié)件等部件組成。安全帶在交通事故中，對駕駛員和乘員有著重要的保護(hù)作用，特別是在高速公路上行車時，其作用更加明顯。研究表明，使用安全帶能夠減少乘員在碰撞事故中50的死亡率。3.安全頭枕隨著高速公路的迅速增加，車輛高速運(yùn)行的情況不斷增多，高速公路上發(fā)生最多的事故是追尾撞車。發(fā)生追尾事故時，即使車速較低，也會對駕駛員的背部和頸部造成損傷。安全頭枕的主要作用是在汽車發(fā)生碰撞事故(尤其是受追尾碰撞)時，抑制駕乘人員頭部后傾，以防止或減輕對頸部的損傷。4.安全玻璃汽車發(fā)生碰撞事故時，擋風(fēng)玻璃的性能如何對高速行駛的汽車安全性影響較大。汽車安全玻璃一般具有足夠大的變形余量和柔性，一方面可保證正常狀況下良好的視覺效果，另一方面能防止碰撞時乘員從窗中飛出時，玻璃不對其頭頸部位造成較嚴(yán)重傷害。安全玻璃包括強(qiáng)化玻璃和夾層玻璃。6.兒童安全裝置兒童安全裝置主要指兒童安全帶和以必須對兒童用安全帶和兒童安全座椅進(jìn)行特殊設(shè)計，以保證兒童的安全。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在發(fā)生撞擊時，一個體重20kg的兒童其質(zhì)量可達(dá)2t，是根本抱不住的。在我國隨處可見兒童不加限制地坐在成人坐位上，在發(fā)生碰撞時是相當(dāng)危險的。據(jù)研究，正確使用兒童安全帶和兒童座椅可使01歲的幼兒在事故中的死亡率減少69，14歲的兒童死亡率減少47，5歲以上兒童死亡率減少45，減少中到重傷50。5.副駕駛安全氣囊 Honda在副駕駛安全氣囊方面，開發(fā)了沿前擋玻璃展開的獨(dú)自頂部支撐方式。即使副駕駛位的乘員接近儀表臺，也難以直接受到安全氣囊的沖擊，不容易受到傷害。此項(xiàng)技術(shù)是由Honda最早研發(fā)并投入使用，Hnoda開發(fā)的這個技術(shù)已被世界多個車型采用。由于側(cè)氣囊在離乘員較近的座椅側(cè)面展開，有可能因乘員坐姿不同而造成傷害。因此，Honda通過傳感器感應(yīng)副駕駛座上的乘員坐高及頭部位置來控制側(cè)安全氣囊的工作。 例如：熟睡兒童的頭部在側(cè)氣囊展開范圍，側(cè)氣囊工作會可能對其頭部產(chǎn)生沖擊，此時側(cè)氣囊停止工作。6.三點(diǎn)式預(yù)緊安全帶 廣州本田所有車型前后排乘客座都配備了三點(diǎn)式安全帶，其中前排安全帶還裝備了預(yù)緊裝置和負(fù)載限制器，負(fù)載限制器避免了安全帶對乘客胸部造成過大壓力。而且奧德賽的駕駛員安全帶為雙向預(yù)緊式，預(yù)緊束縛效果更好。隨著道路交通監(jiān)督管理加強(qiáng)、道路改善、駕駛員駕照考試日趨嚴(yán)格等多項(xiàng)措施以及汽車安全技術(shù)逐步提高，我國道路交通事故的事故次數(shù)、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失等指標(biāo)在2002年達(dá)到最高值(109381人)，從20012003年連續(xù)3年死亡人數(shù)超過10萬人。2004年之后，死亡人數(shù)逐年下降。國家有關(guān)部門提出到2010年目標(biāo)：道路交通死亡人數(shù)不超過10萬人/年，萬車(含摩托車)死亡率不超過5人，雖然2010年道路交通事故還未出臺，但預(yù)計2010年目標(biāo)能達(dá)到。 三、汽車安全技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 隨著我國成為全球最大的汽車生產(chǎn)和消費(fèi)市場(2010年我國汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到1826.5萬輛和1806.2萬輛)，世界各大汽車制造商均非常重視我國汽車市場的發(fā)展，推出的最新車型基本上與全球同步，促使我國汽車安全技術(shù)總體上與全球接軌。我國汽車發(fā)展半個世紀(jì)歷史中，有關(guān)汽車安全性能的研究和新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)生了日新月異的變化。從最初的保險杠減振系統(tǒng)、乘員安全帶系統(tǒng)、安全氣囊，到汽車的碰撞試驗(yàn)，防抱制動系統(tǒng)(ABS)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)、電子穩(wěn)定控制 (ESP)，到無盲點(diǎn)、無視差安全后視鏡及兒童座椅系統(tǒng)的研究，汽車的安全性能正日趨完善，特別是近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的先進(jìn)安全技術(shù)應(yīng)用到汽車上。 另外，中國汽車技術(shù)研究中心從2006年開始推出“中國新車評價規(guī)程(C-NCAP)，從這幾年碰撞結(jié)果來看，四星級、五星級乘用車的比例逐年提高，2010年消滅了二星級乘用車。C-NCAP的實(shí)施，較快并有力地推動了我國汽車碰撞安全技術(shù)的提升。中國汽車技術(shù)研究中心將推出C-NCAP(2012年版)。 汽車安全技術(shù)大多是集電子、機(jī)械、材料甚至化工為一體的高科技產(chǎn)品。性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定的安全技術(shù)產(chǎn)品最初隨著國外引進(jìn)車型而裝配到汽車中，造成目前我國高端安全技術(shù)產(chǎn)品主要由國外汽車零部件供應(yīng)商及其合資企業(yè)壟斷。 近幾年，我國乘用車普遍安裝了ABS系統(tǒng)，有效地提高了我國汽車安全性能。2009年我國電子穩(wěn)定控制(ESP)系統(tǒng)安裝率在11%左右，與歐洲ESP安裝率相比相差很大。 目前，我國M1類汽車前后排位置全部安裝了安全帶，M2類和M3類汽車前排座位也安裝了安全帶。具有預(yù)緊和限力功能的安全帶主要應(yīng)用于我國中高檔轎車上，僅個別中低檔轎車高配車型安全帶具有預(yù)緊功能。我國乘用車駕駛員座位基本上都安裝了安全氣囊，除極個別低檔車型外。乘用車越高檔，前后排座椅安全氣囊比例就越高，如安裝正面安全氣囊(駕駛員側(cè)和乘員側(cè))及側(cè)面安全氣囊，有不少車型安裝了側(cè)面簾式安全氣囊。 四、我國汽車安全技術(shù)發(fā)展趨勢 汽車安全一體化融合了主動安全技術(shù)與被動安全技術(shù)，增加了以智能交通技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化駕駛輔助系統(tǒng)以及預(yù)碰撞安全技術(shù)。像博世公司的“整合式主被動安全系統(tǒng)” (CAPS)即是基于主動安全(穩(wěn)定車輛、制動功能、車輛動態(tài))、駕駛員輔助(基于雷達(dá)和視頻的系統(tǒng))、被動安全(探測和傳感、乘員和行人保護(hù))以及車輛通訊(導(dǎo)航系統(tǒng)、可視化、車輛與外界通訊)四大系統(tǒng)于一身的一體化安全技術(shù)。一體化安全概念中，在碰撞事故發(fā)生前、中、后三個時間點(diǎn)上，汽車安全性體現(xiàn)出的作用是不同的。 近些年，電子控制技術(shù)發(fā)展迅速，對推動汽車技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步起到極為重要的作用。汽車安全技術(shù)未來將向以下幾個方向發(fā)展：利用雷達(dá)技術(shù)和車載攝像技術(shù)開發(fā)各種自動避撞系統(tǒng)、利用近紅外技術(shù)開發(fā)各種能監(jiān)測駕駛員行為的安全系統(tǒng)、高性能的輪胎綜合監(jiān)測系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)、駕駛員身份識別系統(tǒng)、安全氣囊和ABS/ASR/ESP。 隨著更加先進(jìn)的智能型傳感器、快速響應(yīng)的執(zhí)行器、高性能電控單元、先進(jìn)的控制策略、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、第三代移動通訊技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車將朝著更加智能化、自動化和信息化的機(jī)電一體化方向發(fā)展。2010年7月1日起，我國首部汽車碰撞行人的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)汽車對行人的碰撞保護(hù)正式實(shí)施，有力推動各大企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、高校加大研究力度和試驗(yàn)熱情。 早在2009年8月中下旬，廣汽本田的第八代雅閣轎車在中國汽車技術(shù)研究中