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汽车安全论文

汽车安全技术的现状

晏斌11018228

摘要：

面对中国交通事故伤亡率高的现状，企业、学校、研究机构都加大了对汽车安全技术研究开发的投入，加快了安全技术研发能力的提升和产品化进程。

自主品牌汽车C-NCAP五星高分的获得标志着中国被动安全技术的飞跃性发展。

进一步开展对行人保护、后排乘员保护、防后碰鞭打保护以及骑自行车人保护等被动安全研究的同时，主动安全系统、预碰撞系统、智能化汽车网络系统的研究开发已经成为关注的热点，更高层次的乘员、车和环境等相关主被动安全技术的统合协调，将推动零碰撞零伤亡汽车安全理念的实现。

国家级研究开发及产业化大课题的设立、法规标准的建立和完善将会成为汽车安全技术快速发展的动力。

关键词：

汽车安全；主动安全系统；被动安全系统；NCAP

Statusofautomotivesafetytechnology

YanBin11018228

Abstract:

InvestmentsofautomotivesafetytechnologyhavesubstantiallybeenincreasedduetoheavycasualtyintrafficaccidentinChina.IttherebyacceleratestheimprovementofR&Dcapabilityofsafetytechnologyandcommercializationprocess.Thefactthatthedomestic-brandvehicleshaveachievedC-NCAP5-starratingmarksagreatleapforwardintermsofpassivesafetytechnologyinChina.Theresearchofpassivesafetyisfurtherperformedwithregardtopedestrianprotection,rear-rowpassenger’sprotection,whiplashprotectionandcyclistprotection.Meanwhile,theresearchanddevelopmentofactivesafety,pre-crashsafetyandintelligentautomotivenetworksystemhavebecomethefocuses.Theperfectcombinationofhighlevelactiveandpassivesafetytechnologyregardingtopassenger,vehicleandenvironmentwillpromotetheaccomplishmentofsafetyphilosophyofzerocrashandzerocasualty.Thesubjectestablishmentofstate-leveldevelopmentandindustrialization,andregulationsconstitutionandperfectionthereofwillbecomethedrivingforceofrapidgrowthofautosafetytechnology.

Keywords:

automotivesafety;activesafety;passivesafety;NCAP

引言

随着社会及科学技术的发展,交通设施和交通工具日益发达,极大促进了经济贸易、科学技术、生产和生活各项活动,为人们提供了出行方便性。

但是,也正是由于这些交通工具引发了大量的交通事故,导致了大量的人员伤亡。

根据世界卫生组织2005年的统计数据,全世界因车辆意外死亡的人数约为120万,受伤人数则多达5000万。

据统计,2005年我国发生的交通事故数为45万起,死亡人数达9.9万,受伤人数达47万,由此造成的损失逾125亿美元,占GDP1.5%。

车辆是整个事故中的起因,是关键因素之一。

汽车事故增多，所引起的人员伤亡和财产损失严重，已成为一个不容忽视的社会问题。

针对这一问题而设置的安全防护装置是现代汽车结构的重要组成部分。

而被动安全系统（也称乘员安全系统）在事故发生时最大限度降低对人员的伤害。

在碰撞事故中，要使车厢的变形减至最小，并且要使乘员在车厢内移动发生第二次碰撞的机会最小。

侧门防撞杆、安全车身、安全玻璃、预紧式安全带、安全气囊、智能安全气囊、乘员头颈保护系统（WHIPS）及各种安全电子装置即具有这样的防护作用。

1、汽车常用被动安全系统

被动安全技术的产生起源于欧美，随着相关技术的产生及运用，交通事故中所产生的伤害得到了明显的改善。

汽车被动安全内容主要体现在车身结构设计、被动安全零部件以及约束系统匹配上。

80年代末我国只有两所院校开展了该领域的研究，到1994年已有包括高等院校、科研院所和企业在内的十个单位，从不同角度进行了汽车被动安全性研究[1]。

目前在整车布置、高强度钢运用、溃缩吸能理论方面逐渐趋于成熟，得益于国内主机厂与高校的努力，车身整体安全结构的设计已经基本完善。

中国早期的被动安全零部件仅限于普通三点式安全带，同时期因为消费者对汽车安全的认知度不够导致安全带的使用率极低，这也是造成中国交通事故高伤亡率的主要原因之一。

随着中国加入WTO，中国成为国际市场，国外大量的优质零部件供应商涌入中国占领汽车零部件市场，同时也带来了先进的汽车安全技术，预紧限力式安全带、充气式安全带、多级安全气囊、溃缩吸能式转向管柱等已经在大量车型上得到应用。

中国的汽车安全零部件供应商在市场开放的优势下获得了较快的发展，这些企业同时也开发出具有自主知识产权的被动安全零部件产品，提高了中国汽车零部件在市场上的竞争力。

1.1、侧门防撞杆

众所周知，当汽车受到侧面撞击时，车门很容易受到冲击而变形，从而直接伤害到车内乘员。

为了提高汽车的安全性能，不少汽车公司就在汽车两侧门夹层中间放置一两根非常坚固的钢梁，这就是常说的侧门防撞杆。

防撞杆的防撞作用是：

当侧门受到撞击对，坚固的防撞杆能大大减轻侧门的变形程度，从而能减少汽车撞击对车内乘员的伤害。

1.2、安全车身

为了减轻汽车碰撞时乘员的伤亡，在设计车身时着重加固乘客舱部分，削弱汽车头部和尾部。

当汽车碰撞时，头部或尾部被压扁变形并同时吸收碰撞能量，而客舱不产生变形以便保证乘员安全。

高标准的汽车安全不仅仅只依靠车辆所配备的约束系统对乘员的保护，合理的车身设计理念和乘员约束系统的高效匹配是保证汽车安全性能的关键因素。

安全车身的理念起源于德国，经过汽车安全技术几十年的发展已经演变成以欧美为主的高强度车身理念和以日本为主的溃缩吸能理念；在汽车产业全球化的当今社会，汽车高新材料的出现和对节能减排的呼吁，这两种理念的逐渐融合成为21世纪汽车安全车身结构设计的总体趋势。

类似于丰田GOA（GlobalOutstandingAssessment）车身技术和本田G-CON车身理念所开发出的车型，在C-NCAP中的表现也都非常优异。

中国通过引进先进的安全车身优化技术，在汽车高强度钢应用、发动机舱布置、前纵梁吸能盒优化、车门防撞梁设计以及高强度乘员舱的设计等方面取得了众多成果。

全球倡导节能减排，汽车轻量化已势在必行，在此基础之上兴起的高强度钢运用引领汽车被动安全技术进入了一个全新的局面。

对于车身轻量化，高强度钢材起着至关重要的作用，其使用比例逐年增加，同时汽车的耐撞性也随之得到提高。

热成型钢技术在国产车型上也开始逐渐得到推广。

目前热成型钢主要用于前横梁、B柱以及车门防撞梁等关键部位（见图1）。

整车碰撞安全性能需要综合多方面因素，同时要投入大量的资金和人力进行开发的实车碰撞试验，计算机仿真模拟技术的应用不仅可以减少实车实验的投入还可以缩短研发周期，对汽车安全技术的发展起到了极其重要的作用。

图1车身钢材运用

1.3、安全玻璃

安全玻璃有两种钢化玻璃与夹层玻璃。

钢化玻璃是在玻璃处于炽热状态下使之迅速冷却而产生预应力的强度较高的玻璃，钢化玻璃破碎时分裂成许多无锐边的小块，不易伤人。

夹层玻璃共有3层，中间层韧性强并有黏合作用，被撞击破坏时内层和外层仍黏附在中间层上，不易伤人。

汽车用的夹层玻璃，中间层加厚一倍，有较好的安全性而被广泛采用。

1.4、预紧式安全带

预紧式安全带的特点是当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。

预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同，除了普通卷收器的收放织带功能外，还具有当车速发生急剧变化时，能够在0.1s左右加强对乘员的约束力，因此它还有控制装置和预拉紧装置。

控制装置分有两种：

一种是电子式控制装置，另一种是机械式控制装置。

预拉紧装置则有多种形式，常见的预拉紧装置是一种爆燃式的，由气体引发剂、气体发生剂、导管、活塞、绳索和驱动轮组成。

当汽车受到碰撞时预拉紧装置受到激发后，密封导管内底部的气体引发剂立即自燃，引爆同一密封导管内的气体发生剂，气体发生剂立即产生大量气体膨胀，迫使活塞向上移动拉动绳索，绳索带动驱动轮旋转号驱动轮使卷收器卷筒转动，织带被卷在卷筒上，使织带被回拉。

最后，卷收器会紧急锁止织带，固定乘员身体，防止身体前倾避免与方向盘、仪表板和玻璃窗相碰撞。

1.5、安全气囊

安全气囊是现代轿车上引人注目的高技术装置。

安装了安全气囊装置的轿车方向盘，平常与普通方向盘没有什么区别，但一旦车前端发生了强烈的碰撞，安全气囊就会瞬间从方向盘内“蹦”出来，垫在方向盘与驾驶者之间，防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。

安全气囊面世以来，已经挽救了许多人的性命。

研究表明，有气囊装置的轿车发生正面撞车，驾驶者的死亡率，大轿车降低了30%，中型轿车降低11%，小型轿车降低14%。

安全气囊主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等部件组成。

传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀，气囊容量约在（50-90）L。

同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤。

安全气囊所用的气体多是氮气或一氧化碳。

除了驾驶员侧有安全气囊外，有些轿车前排也安装了乘客用的安全气囊（即双安全气囊规格），乘客用的与驾车者用的相似，只是气囊的体积要大些，所需的气体也多一些而已。

另外，有些轿车还在座位侧面靠门一侧安装了侧面安全气囊。

1.6、乘员头颈保护系统（WHIPS）

WHIPS一般设置于前排座椅。

当轿车受到后部的撞击时，头颈保护系统会迅速充气膨胀起来，其整个靠背都会随乘坐者一起后倾，乘坐者的整个背部和靠背安稳地贴近在一起，靠背则会后倾以最大限度地降低头部向前甩的力量，座椅的椅背和头枕会向后水平移动，使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护，以减轻脊椎以及颈部所承受的冲击力，并防止头部向后甩所带来的伤害。

1.7、车外人员保护技术

欧洲早在1987年便成立专门负责行人安全保护研究的WG10工作组并于1998年提出了完备的行人保护实验方法，目前欧洲和日本的NCAP体系对行人保护评估已经日臻成熟。

欧洲汽车生产商和汽车零部件供应商在行人保护上进行了大量的工作，欧洲车辆的前部造型经过长期优化可以有效减少行人碰撞时受到的伤害，奥托立夫也开发出了可以减少行人头部伤害的发动机罩气囊。

中国虽然汽车保有量在2亿辆左右，但是作为发展中国家，基础设施相对薄弱，众多人口，以