汽車安全之被動(dòng)安全設(shè)備篇

一般所謂的被動(dòng)安全性包括車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、內(nèi)飾強(qiáng)化、系能式轉(zhuǎn)向柱、乘員約束系統(tǒng)、內(nèi)飾件抗燃性及與人體生物力學(xué)特性等有關(guān)內(nèi)容。為避免或減輕人員在車禍中受到傷害而采取的安全設(shè)計(jì)稱為被動(dòng)安全設(shè)計(jì)，如安全帶，安全氣囊，車身的前后吸能區(qū)，車門防撞桿都屬被動(dòng)安全設(shè)計(jì)。

也就是說(shuō)，被動(dòng)安全是指汽車在發(fā)生事故以后對(duì)車內(nèi)乘員的保護(hù)。如今這一保護(hù)的概念已經(jīng)延伸到車內(nèi)外所有的人甚至物體。由于國(guó)際汽車界對(duì)于被動(dòng)安全已經(jīng)有著非常詳細(xì)的測(cè)試細(xì)節(jié)的規(guī)定，所以在某種程度上，被動(dòng)安全是可以量化的。

側(cè)門防撞桿

眾所周知，當(dāng)汽車受到側(cè)面撞擊時(shí)，車門很容易受到?jīng)_擊而變形，從而直接傷害到車內(nèi)乘員。為了提高汽車的安全性能，不少汽車公司就在汽車兩側(cè)門夾層中間放置一兩根非常堅(jiān)固的鋼梁，這就是常說(shuō)的側(cè)門防撞桿。防撞桿的防撞作用是：當(dāng)側(cè)門受到撞擊對(duì)，堅(jiān)固的防撞桿能大大減輕側(cè)門的變形程度，從而能減少汽車撞擊對(duì)車內(nèi)乘員的傷害。

安全車身

為了減輕汽車碰撞時(shí)乘員的傷亡，在設(shè)計(jì)車身時(shí)著重加固乘客艙部分，削弱汽車頭部和尾部。當(dāng)汽車碰撞時(shí)，頭部或尾部被壓扁變形并同時(shí)吸收碰撞能量，而客艙不產(chǎn)生變形以便保證乘員安全。

安全玻璃

安全玻璃有兩種,鋼化玻璃與夾層玻璃。鋼化玻璃是在玻璃處于熾熱狀態(tài)下使之迅速冷卻而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的強(qiáng)度較高的玻璃，鋼化玻璃破碎時(shí)分裂成許多無(wú)銳邊的小塊，不易傷人。夾層玻璃共有3層，中間層韌性強(qiáng)并有粘合作用，被撞擊破壞時(shí)內(nèi)層和外層仍粘附在中間層上，不易傷人。汽車用的夾層玻璃，中間層加厚一倍，有較好的安全性而被廣泛采用。

預(yù)緊式安全帶

預(yù)緊式安全帶的特點(diǎn)是當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故的一瞬間，乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)它會(huì)首先拉緊織帶，立即將乘員緊緊地綁在座椅上，然后鎖上織帶防止乘員身體前傾，有效保護(hù)乘員的安全。預(yù)緊式安全帶中起主要作用的卷收器與普通安全帶不同，除了普通卷收器的收放織帶功能外，還具有當(dāng)車速發(fā)生急劇變化時(shí)，能夠在0.1s左右加強(qiáng)對(duì)乘員的約束力，因此它還有控制裝置和預(yù)拉緊裝置。

控制裝置分有兩種：一種是電子式控制裝置，另一種是機(jī)械式控制裝置。預(yù)拉緊裝置則有多種形式，常見(jiàn)的預(yù)拉緊裝置是一種爆燃式的，由氣體引發(fā)劑、氣體發(fā)生劑、導(dǎo)管、活塞、繩索和驅(qū)動(dòng)輪組成。當(dāng)汽車受到碰撞時(shí)預(yù)拉緊裝置受到激發(fā)后，密封導(dǎo)管內(nèi)底部的氣體引發(fā)劑立即自燃，引爆同一密封導(dǎo)管內(nèi)的氣體發(fā)生劑，氣體發(fā)生劑立即產(chǎn)生大量氣體膨脹，迫使活塞向上移動(dòng)拉動(dòng)繩索，繩索帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)號(hào)驅(qū)動(dòng)輪使卷收器卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，織帶被卷在卷筒上，使織帶被回拉。最后，卷收器會(huì)緊急鎖止織帶，固定乘員身體，防止身體前傾避免與方向盤、儀表板和玻璃窗相碰撞。

安全氣囊（SRS）

安全氣囊是轎車上引人注目的高技術(shù)裝置。安裝了安全氣囊裝置的轎車方向盤，平常與普通方向盤沒(méi)有什么區(qū)別，一旦車前端發(fā)生了強(qiáng)烈的碰撞，安全氣囊就會(huì)瞬間從方向盤內(nèi)彈出來(lái)，墊在方向盤與駕駛者之間，防止駕駛者的頭部和胸部撞擊到方向盤或儀表板等硬物上。安全氣囊面世以來(lái)，已經(jīng)挽救了許多人的性命。研究表明，有氣囊裝置的轎車發(fā)生正面撞車，駕駛者的死亡率，大轎車降低了30%，中型轎車降低11%，小型轎車降低14%。

安全氣囊主要由傳感器、微處理器、氣體發(fā)生器和氣囊等部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車程度，傳遞及發(fā)送信號(hào)；氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作，點(diǎn)燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹，氣囊容量約在50-90L。同時(shí)氣囊設(shè)有安全閥，當(dāng)充氣過(guò)量或囊內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷。安全氣囊所用的氣體多是氮?dú)饣蛞谎趸?。除了駕駛員側(cè)有安全氣囊外，有些轎車前排也安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規(guī)格），乘客用的與駕車者用的相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。另外，有些轎車還在座位側(cè)面靠門一側(cè)安裝了側(cè)面安全氣囊。

智能安全氣囊

智能安全氣囊就是在普通型的基礎(chǔ)上增加傳感器，以探測(cè)出座椅上的乘員是兒童還是成年人，他們系好的安全帶以及所處的位置是怎樣的高度。通過(guò)采集這些數(shù)據(jù)，由電子計(jì)算機(jī)軟件分析和處理控制安全氣囊的膨脹，使其發(fā)揮最佳作用，避免安全氣囊出現(xiàn)無(wú)必要的膨脹，從而極大地提高其安全作用。智能安全氣囊比普通型主要多了兩個(gè)核心元件，即傳感器及與之配套的計(jì)算機(jī)軟件。

目前使用的傳感器主要有：重量傳感器，根據(jù)座椅上的重量感知是否有人，是大人還是小孩；電子區(qū)域傳感器，能在駕駛室中產(chǎn)生一個(gè)低能量的電子區(qū)域，測(cè)量通過(guò)該區(qū)域的電流測(cè)定乘員的存在和位置；紅外線傳感器，根據(jù)熱量探測(cè)人的存在，以區(qū)別于無(wú)生命的東西；光學(xué)傳感器，如同一臺(tái)照相機(jī)注視著座椅，并與存儲(chǔ)的空座椅的圖像進(jìn)行比較，以判別人體的存在和位置；超聲波傳感器，通過(guò)發(fā)射超聲波，然后分析遇到的物體后的反射波探明乘員的存在和位置。

設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)智能安全氣囊的另一個(gè)重要工作就是編制計(jì)算機(jī)軟件。一般地說(shuō)，計(jì)算機(jī)軟件要能根據(jù)乘員的身材、體重、是否系好安全帶、人在座椅上所處位置、車輛碰撞時(shí)的車速以及撞擊程度等，在一剎那間做出反應(yīng)，調(diào)整安全氣囊的膨脹時(shí)機(jī)、速度和程度，使安全氣囊對(duì)乘客提供最合理和最有效的保護(hù)，特別是減少對(duì)兒童等身體矮小者的傷害。

乘員頭頸保護(hù)系統(tǒng)（WHIPS）

WHIPS一般設(shè)置于前排座椅。當(dāng)轎車受到后部的撞擊時(shí)，頭頸保護(hù)系統(tǒng)會(huì)迅速充氣膨脹起來(lái)，整個(gè)靠背都會(huì)隨乘坐者一起后傾。而乘坐者的整個(gè)背部和靠背會(huì)緊密地貼在一起，靠背則會(huì)后傾以最大限度地降低頭部向前甩的力量，座椅的椅背和頭枕會(huì)向后水平移動(dòng)，使身體的上部和頭部得到輕柔、均衡地支撐與保護(hù)，以減輕脊椎以及頸部所承受的沖擊力，并防止頭部向后甩所帶來(lái)的傷害。

被動(dòng)安全性又可分為降低碰撞時(shí)的損壞和碰撞后急救等兩方面工作。其中，碰撞后急救包括乘員自救和車外人員能及時(shí)給予乘員救援等。降低碰撞時(shí)的損壞包括6方面內(nèi)容：

一、增大碰撞后的生存空間。其中包括提高車頂強(qiáng)度、邊門強(qiáng)度、門鎖強(qiáng)度、門鉸鏈強(qiáng)度、座椅和座椅固定強(qiáng)度；

二、減少兩次碰撞對(duì)乘員的傷害。包括安裝安全性保險(xiǎn)桿、可折疊系能轉(zhuǎn)向盤、膝部的緩沖墊，另外考慮車內(nèi)飾軟化、儀表盤軟化，以及使風(fēng)窗玻璃固定牢固和避免風(fēng)窗玻璃碎片的侵害等；

三、預(yù)防乘員被拋出。包括增強(qiáng)門鎖強(qiáng)度、安全帶固定強(qiáng)度等；

四、預(yù)防車輛火災(zāi)。包括內(nèi)飾材料的阻燃性、燃料系統(tǒng)的防滲漏、電氣系統(tǒng)的防火等；

五、便于乘員逃出或被救出的措施。包括設(shè)置安全出口，車門、車窗便于開(kāi)啟和不易變形等；

六、預(yù)防撞擊路上行人。