撞车中的学问！专家谈主动、被动安全性

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欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 汽车安全历来是人们关注的话题，但人们对汽车安全的认识水平还不能说达到了相当的高度。不妨先做个简单的测试，如果你对类似下面的问题不太清楚的话，那你就有读一读这篇文章的必要了。 “钢板厚（或车重）是否意味着安全”？“安全气囊数多就更安全吗”？这样的问题近期被多次提起过，甚至还引起过不大不小的争论。对此，我们进行了认真的思考，把汽车安全问题的脉络梳理了一遍。 我们知道，一般汽车上的安全设计和装备分为主动安全和被动安全两部分。其中，主动安全的目标是避免事故发生，而被动安全则在事故发生后尽全力保护乘员及一切道路交通参与者的身体。除此之外，在现代交通安全保证体系中还要发挥人、车和交通环境三位一体的作用，即在提高车辆安全性的同时，也必须考虑驾驶者和交通环境的因素，提高人的安全意识和优化道路交通状况。 提高道路交通事故安全保障的措施还有事后救援，它体现国家整体的医疗和服务水平。可以看出，道路交通安全体系中与车辆直接有关的就是主动和被动安全。虽然，各汽车公司对安全问题都不会忽视，但对上述两方面的研究程度和开发侧重点都不尽相同。下面我们看看主动和被动安全有哪些内容，且怎样发挥作用。 主动安全 主动安全就是要避免事故，所以一切与防止事故发生相关的人或事都属于主动安全范畴，包括人机工程、车辆基本行驶性能和紧急情况下的操作等。主动安全措施主要有ABS系统、紧急制动辅助、TCS牵引力控制、ESP车辆稳定控制、ECB电子制动控制、AFS主动转向前灯和VDIM动态综合管理系统。 1971年研制成功ABS刹车防抱死系统，然后是1987年的TCS牵引力控制、1995年的ESP车辆稳定控制。 ABS系统能防止紧急制动或湿滑路面制动引起的侧滑，并使车辆在紧急制动时保持良好的转向性能，这样在前方有障碍时能轻松避险。近来，ABS装置上还附加了EBD（电子制动力分配）功能，使满载车辆和弯道制动性能改善。 紧急制动辅助根据驾驶者踩下制动踏板的速度和踏板位移距离，判断出此时车辆需要紧急制动，从而自动施加较强的制动力。紧急制动辅助对遇突发情况惊慌失措的驾驶员很有帮助，并对无法长时间连续踩住制动踏板的行为提供制动力补偿。 TCS装置能防止车辆在雪地等湿滑路面上行驶时驱动轮的空转，使车辆能平稳地起步、加速。ESP系统通过控制发动机输出和对单个车轮实施制动来保持车辆稳定行驶。ECB能对4个车轮进行独立的完全制动控制（不同于ESP的小幅制动），提高了车辆制动时的响应速度，且很容易利用它的特点把车上其他稳定系统整合在一起。 AFS最大的特点是能左右调节前大灯的光柱，这样转向时内侧将有足够的补充照明。这套系统补光的范围分别是向左转向，光柱可以相应偏移15，向右的偏移的角度是5。 被动安全 被动安全就是要减少事故造成的伤害，不但要保全车内乘员还要照顾到其他的交通参与者。被动安全的主要措施有安全车身，安全气囊、安全带、行人安全保护装置以及儿童座椅等。 设计优良的车身结构是被动安全的主要课题。有研究表明，在道路交通事故中，绝大部分的碰撞能量被车身所吸收。安全车身的表现形式是车室结构坚固，在发身事故时变形量极小，充分保证内部乘员的生存空间；同时，车身前后能在碰撞时变形以吸收能量，减轻乘员受到的冲击。 由此可见，绝对不变形的车身并不是最安全的。那么车重和车身钢板厚度对安全性有什么影响呢？首先要辨证地看车重问题（见专家意见），但不可否认汽车轻量化已是大势所趋。车身钢板厚其实并不能说明任何问题，要看实际碰撞过程中车身各部位是否按预先设定的方式运动，换句话说，车身设计远比车身钢板厚度更重要。以前撞为例，发动机舱是溃缩变形部位，它依靠薄壁纵梁的收缩变形吸收能量。这里，纵梁以及前保险杠的收缩方式是最重要的设计关键。 当车身吸收了大部分冲击动能后，仍有一部分能量需要车内的安全气囊和安全带来化解。其中，安全带是最关键的，因为如果不佩带安全带，安全气囊就不能很好地发挥保护作用，甚至还会对乘员造成伤害。最新的安全带增加了预紧装置和限力保护措施，即当传感元件探测到碰撞发生时，预紧器通过爆破能量（比安全气囊的爆破能量小很多，因此后文中把安全气囊当做惟一先释放能量的装置）把安全带收紧，使安全带的吸能时间和距离得到延长。限力保护是在乘员受到压迫极限的时候适当放松安全带，避免不必要的伤害发生。 有心的人可能注意到，现在汽车中安全气囊是越来越多了。那么安全气囊多就一定好吗？首先从安全气囊发挥作用的过程看，安全气囊需要在最恰当的时间或最恰当的人员位置时弹出，充满并收缩，因此气囊与整车的匹配变得很关键。其次从能量学角度，其它被动安全措施主要是吸收能量，而安全气囊在吸收能量之前要通过爆破能量将其打开，因此使用不当的安全气囊才会存在着危险性。从上述两方面考虑，气囊数多并不一定就好，气囊的良好设计和匹配才是最关键的。 行人保护和儿童安全座椅也是非常重要的被动安全措施。当今世界，对道路交通安全的理解已经不局限于保护车内乘客，对行人以及其他道路交通参与者的保护已经受到相当的重视，从最新安全研究方面可以看出这一趋势。根据儿童情况设计的安全座椅可以有效地减少婴幼儿受到的伤害，这一点通过多年的实践已经得到证实。 专家观点 周青 清华大学汽车工程系教授，中国汽车工程学会汽车安全技术分会主任 1. 设计比车重更关键 除了卡车与轿车碰撞的情况，在当今主流轿车1200-1500千克的车重范围内，安全保护的关键是结构设计，而非车重。汽车轻量化是当今世界潮流，对解决能源环保问题都有好处。在道路交通事故中，轻量化车身有好处也有不利的方面。好处在于制动距离短，对整体交通（包括行人、其他车辆）的伤害小；不利的方面在于抗侧风能力差，与相同技术水平的重车相撞受到的伤害更大。 2. 有效的车身能量吸收过程是乘员保护的一个关键过程 在碰撞事故中，车内乘员的保护主要通过结构溃缩和车厢内的乘员约束手段来实现。其中，车体结构的能量吸收占总能量的大部分，其余靠安全带和安全气囊等吸收。车辆前部的吸能区域主要是前保险杠和吸能纵梁，吸能纵梁一般采用薄壁结构，通过预先设定的褶皱永久变形达到吸能的目的。 3. 气囊不是越多越好 气囊是非常有效的防护装置，气囊起爆的初速能够达到200公里/小时，但衰减也很快，大约30毫秒完全展开后速度降为零。因此，在车辆碰撞事故中控制好乘员与安全带的距离变得至关重要，需要整车厂的精心匹配，否则也会对乘员造成伤害。从能量角度讲，气囊是众多被动安全系统中惟一先释放能量再吸收能量的装置。因此，气囊数多不见得就更加安全。 4. 气囊、安全带配置的优先顺序 在安全带和安全气囊的配合使用方面，最有效的保护方式是：拥有安全气囊和系上安全带，退而求其次是无气囊但佩带安全带， 再次是既无安全气囊也没有安全带，最危险的选择是只有安全气囊而没有安全带。显然，当你坐在一辆有双气囊的出租汽车副座上，如果你不系安全带，你就选择了最危险的方式。 5. 安全带预紧、限力装置 从上面的结论可以看出，安全带的保护作用比安全气囊更为有效。但传统安全带也有需要改进的地方，主要表现在吸能滞后和有力大伤人可能性两方面。现在，安全带预紧和限力装置可以解决上述问题。预紧装置就是在感知碰撞的一瞬间抽紧安全带，能更快地把乘员拉住。限力装置是在乘员忍受程度临界点上把安全带放松一点，使约束力不再升高，减少伤害。 6. 碰撞问题很复杂，现在基本保护的是“标准人” 车辆在道路交通事故中的碰撞是很复杂的，远远超出了法规所规定的正撞、侧撞、偏置撞、后撞等情况。而且现在对乘员保护的研究还主要停留在保护“标准”的人身上，这种标准不但体现在身高体重上，也表现在年龄和承受能力上。对复杂碰撞的深入研究还在进行中，主要的目的是做到在严重碰撞时“车毁人不亡”。(end)

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