摘要：現(xiàn)代交通運(yùn)輸工具的發(fā)明和使用極大地便利了人們的日常生活，同時(shí)也促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，而且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，人們對(duì)交通運(yùn)輸工具的功能性和安全性的要求不斷地提高。在汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域，車輛的安全性是制造商也是汽車購買者最為關(guān)注的汽車性能之一，尤其是汽車應(yīng)對(duì)碰撞的安全系數(shù)即汽車碰撞控制策略是生產(chǎn)制造商和消費(fèi)者的關(guān)注重點(diǎn)。在生產(chǎn)制造汽車的各個(gè)環(huán)節(jié)和過程中，整車總布置設(shè)計(jì)對(duì)汽車碰撞控制的安全系數(shù)具有重要的影響作用，所以本文旨在探討整車總布置設(shè)計(jì)對(duì)汽車碰撞控制策略的影響以及在汽車的總布置過程中該如何設(shè)計(jì)才能提高汽車應(yīng)對(duì)碰撞的安全系數(shù)，提高車輛的安全性，從而保障車輛使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：汽車總布置設(shè)計(jì);碰撞控制策略;車輛安全指數(shù);具體舉措

0 ?引言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人類的生產(chǎn)生活和社會(huì)實(shí)踐帶來了巨大的變革，影響著人們的實(shí)踐和日常生活方式。現(xiàn)在這個(gè)快節(jié)奏的社會(huì)已經(jīng)離不開汽車這種交通工具，汽車行業(yè)已經(jīng)蔚為大觀，汽車的消費(fèi)人群逐漸擴(kuò)大，然而在汽車生產(chǎn)與使用不斷擴(kuò)大的同時(shí)交通事故也頻頻發(fā)生，尤其是中國因交通事故造成的死亡人數(shù)居世界首位，這當(dāng)然與中國人口基數(shù)大有關(guān)，但為了保障公民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，減少交通事故造的人員傷亡，我們也應(yīng)該積極尋求有效措施，不斷提高汽車安全性能和加強(qiáng)交通管制。

1 ?整車總布置設(shè)計(jì)

車輛的安全系數(shù)以及汽車應(yīng)對(duì)碰撞的控制安全系數(shù)這些作為車輛生產(chǎn)制造商的重要考慮項(xiàng)目，在汽車生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，能夠影響汽車應(yīng)對(duì)碰撞的控制能力提高安全性的環(huán)節(jié)就是整個(gè)車輛的總體布置設(shè)計(jì)，通過對(duì)車輛不同部件的空間、位置的尺寸、高度、角度等調(diào)節(jié)和配置，使汽車能夠最大程度地保護(hù)乘員的安全，減少碰撞造成的撞擊傷害，所以車輛的整車總布置設(shè)計(jì)對(duì)車輛的碰撞控制安全能力具有重要作用。本章節(jié)筆者將對(duì)整車總布置設(shè)計(jì)的概念即內(nèi)涵、整車總布置設(shè)計(jì)與車輛碰撞控制策略的關(guān)系以及車輛碰撞控制策略的重要性展開詳細(xì)論述。

1.1 整車總布置設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

汽車整車總布置設(shè)計(jì)是指在汽車的總體方案確定后，對(duì)車輛的總成和部件進(jìn)行空間布置，并校核初步選定的各部件結(jié)構(gòu)和尺寸是否符合整車尺寸和參數(shù)的要求，使其達(dá)到最佳組合，得到合理的車輛總布置方案。整車總布置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是在滿足操作方便性、乘坐舒適性、使用安全性和國家法規(guī)要求的原則基礎(chǔ)上確定車身內(nèi)外尺寸，確定乘坐與操作空間，校核各項(xiàng)性能及法規(guī)要求的尺寸數(shù)據(jù)，從而完成整個(gè)車輛的設(shè)計(jì)和布置。

1.2 整車總布置設(shè)計(jì)與車輛碰撞控制策略的關(guān)系

整車總布置設(shè)計(jì)中關(guān)于車輛各個(gè)部件、空間的布局、位置、尺寸以及角度等的設(shè)計(jì)都會(huì)直接影響到車輛碰撞控制的效果，簡(jiǎn)而言之就是通過整車總布置設(shè)計(jì)可以設(shè)定以及優(yōu)化改善車輛碰撞控制策略，有效降低車輛碰撞造成的危害和損失，提高車輛對(duì)撞擊的安全防御能力。車輛的安全指數(shù)以及應(yīng)對(duì)碰撞的安全防御系數(shù)的提升必需經(jīng)納入整車總布置設(shè)計(jì)的考慮范圍中，而最終安全系數(shù)的提升也依賴于車輛的設(shè)計(jì)布置環(huán)節(jié)。

1.3 優(yōu)化車輛碰撞策略的重要性

首先交通事故頻繁發(fā)生以及造成的巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失讓我們必需對(duì)交通運(yùn)輸?shù)陌踩灾匾暺饋?，減少交通事故發(fā)生頻率，降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，從而保證人民的權(quán)益和幸福，維護(hù)和諧穩(wěn)定的社會(huì)秩序。所以提高交通運(yùn)輸工具的安全指數(shù)和應(yīng)對(duì)突發(fā)事故的安全防御能力是有效保障人員生命和財(cái)產(chǎn)安全的重要措施。

其次消費(fèi)者在購買和使用汽車時(shí)，車輛的安全指數(shù)以及應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況（如撞擊）的安全防御機(jī)制是他們的重要考慮內(nèi)容，作為車輛的使用者當(dāng)然希望能夠擁有一輛安全可靠值得信賴的汽車來保障出行交通安全，所以安全性能將會(huì)直接影響消費(fèi)者是否購買車輛。以滿足消費(fèi)需求為導(dǎo)向的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求車輛生產(chǎn)制造商在設(shè)計(jì)制造汽車的過程中必需不斷提高自身汽車品牌的安全性，在滿足舒適、經(jīng)濟(jì)、適用的同時(shí)又能提供安全保障，滿足消費(fèi)者需求，以此提升品牌的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益。

車輛撞擊碰撞是造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的主要和絕大部分因素，所以提升車輛的安全性能最重要的就是優(yōu)化和改善車輛碰撞控制策略，提高車輛應(yīng)對(duì)撞擊碰撞的安全指數(shù)和防御能力，以此降低事故危害。所以在車輛總布置設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，必需對(duì)車輛各個(gè)部件的位置、尺寸、安裝角度以及空間比例進(jìn)行合理規(guī)劃和多次試驗(yàn)檢驗(yàn)，從而提升車輛應(yīng)對(duì)撞擊的防御能力和安全指數(shù)。

2 ?優(yōu)化車輛碰撞策略的具體方案

上文筆者已談到整車總布置設(shè)計(jì)與車輛車輛碰撞控制策略的關(guān)系，即整車總布置設(shè)計(jì)中關(guān)于車輛各個(gè)部件、空間的布局、位置、尺寸以及角度等的設(shè)計(jì)會(huì)直接影響車輛應(yīng)對(duì)碰撞控制的效果，車輛碰撞控制能力依賴于車輛的設(shè)計(jì)布置環(huán)節(jié)中通過不斷地實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)對(duì)車輛各部件及各部件的位置、尺寸、安裝角度和比例等進(jìn)行調(diào)整，從而在滿足便利、舒適、經(jīng)濟(jì)、適用等原則的同時(shí)保證安全性能最大化。

下文筆者將對(duì)整車總布置設(shè)計(jì)中需要納入考量和調(diào)整的因素進(jìn)行論述，以此來闡述優(yōu)化車輛碰撞策略的具體方案。

2.1 車身總體的區(qū)域設(shè)計(jì)布局

為提高車輛抵御碰撞的控制能力和安全系數(shù)，首先應(yīng)該對(duì)車身總的空間、位置、尺寸進(jìn)行合理的布局和規(guī)劃。從安全性的角度考慮整個(gè)車輛可以分為三個(gè)區(qū)域：前撞區(qū)域;后撞區(qū)域和乘坐區(qū)域，由于這三個(gè)區(qū)域在發(fā)生撞擊時(shí)承受的撞擊力度不同，以及需要緩沖和分擔(dān)撞擊的功能不同，所以在進(jìn)行整車總布置設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該根據(jù)不同區(qū)域的功能和安全系數(shù)要求進(jìn)行空間、位置、尺寸、角度以及部件的設(shè)計(jì)和安裝，從而最大程度地保障乘員的安全。乘坐區(qū)域是重點(diǎn)保護(hù)的區(qū)域，所以在車輛的整車總布置設(shè)計(jì)過程中必需對(duì)各個(gè)區(qū)域的空間、位置、尺寸進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和合理布局，確定整車長度、寬度、高度。

在實(shí)際的車輛撞擊事故中，前撞區(qū)域和后撞區(qū)域是遭受撞擊最多的區(qū)域，且車輛碰撞控制策略的目的就是保障乘坐區(qū)域乘員的安全，所以在設(shè)計(jì)前撞和后撞區(qū)域時(shí)，這兩個(gè)區(qū)域的長度、寬度以及硬度可以在符合車聲整個(gè)設(shè)計(jì)美觀、經(jīng)濟(jì)、舒適、適用的基礎(chǔ)上盡可能的長、寬和“軟”，從而達(dá)到有效承受、緩釋撞擊力度的效果，而乘坐區(qū)域相對(duì)而言就需要更加堅(jiān)實(shí)和“硬”一些，能夠承受經(jīng)前后撞區(qū)域緩釋過后的撞擊力度，并盡可能的不變形，所以車門、立柱、門檻梁等結(jié)構(gòu)必需進(jìn)行加固，采用硬度高的材料，從而最大程度保證乘坐區(qū)域乘員的安全。

2.2 懸置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及位置設(shè)計(jì)

車輛懸置系統(tǒng)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)位置同樣對(duì)車輛碰撞控制防御能力具有重要的影響作用。車輛的懸置系統(tǒng)主要功能是無論在車輛處于靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下都能夠承載車輛發(fā)動(dòng)機(jī)并保持其與車身其他部件的相對(duì)穩(wěn)定。懸置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和位置將直接影響碰撞效果，所以在設(shè)置懸置系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)經(jīng)過反復(fù)的模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，在彈性安裝的基礎(chǔ)上確保始終保證發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力裝置與車身的相對(duì)穩(wěn)定，確保在所有狀況下甚至遭受碰撞的情況下能夠承受動(dòng)靜載荷，并使發(fā)動(dòng)機(jī)總成在所有方向上的最大位移不與其他部件發(fā)生摩擦碰撞。

2.3 縱梁設(shè)計(jì)

車輛的縱梁主要包括前縱梁和上上縱梁，首先我們來談前縱梁的設(shè)計(jì)需注意的地方。前縱梁是發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的主要承載件，也是能夠有效抵御碰撞關(guān)鍵部件。在車輛發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生的沖擊和力度將會(huì)通過縱梁向整個(gè)車身傳遞，從而使得車身乘坐區(qū)域受到?jīng)_擊力發(fā)生變形，由于壓力即碰撞所產(chǎn)生的力度與縱梁的接觸面積大小也有關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)車輛的縱梁時(shí)，應(yīng)當(dāng)針對(duì)縱梁的長度、寬度和具體的區(qū)域進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，縱梁必需穩(wěn)固牢靠，且受理強(qiáng)度上前部相對(duì)較弱而后部要強(qiáng)，從而起到緩釋和有效化解沖撞力度的作用，以減少對(duì)乘坐區(qū)域的沖擊力。

車輛的上縱梁與前縱梁和側(cè)圍組成了車身的一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，而且上縱梁的穩(wěn)固也會(huì)直接影響車輛受到撞擊時(shí)車身的穩(wěn)定性和安全性，所以在整車總布置設(shè)計(jì)中，上縱梁的設(shè)計(jì)應(yīng)該與前縱梁和側(cè)圍的設(shè)計(jì)相配合，形成一個(gè)固定穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，有效抵御撞擊風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 座椅設(shè)計(jì)

座椅承受是乘坐人員產(chǎn)生的壓力的主要部件，也是發(fā)生碰撞時(shí)支撐和承受人身體關(guān)鍵部件，座椅的高度、坐墊深度、椅背的傾斜角度、座椅受力的強(qiáng)度和硬度等都對(duì)車輛在受到?jīng)_撞搖晃后的人的生命安全具有重要影響，所以結(jié)合整個(gè)車身、乘坐區(qū)域的空間必需反復(fù)模擬實(shí)驗(yàn)座椅的角度、高度、硬度和受力強(qiáng)度，使得車輛在遭受撞擊后座椅能夠有效的支撐人體并減少對(duì)人體的沖撞力度。

2.5 保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)

保險(xiǎn)杠能夠在車輛發(fā)生偏位置碰撞時(shí)吸收和緩釋掉一部分沖撞力度，平衡汽車沖撞造成局部區(qū)域受力過重的情況，從而有效提高汽車碰撞控制能力。所以保險(xiǎn)杠使用的材料應(yīng)該與前縱梁的強(qiáng)度匹配的基礎(chǔ)上選取高強(qiáng)度鋼或者合成的高強(qiáng)度材料，能夠抵御撞擊造成的彎曲變形。

2.6 其他相關(guān)設(shè)計(jì)

除了通過提升以上五個(gè)方面的設(shè)計(jì)外，還應(yīng)注意車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)和各種支架設(shè)計(jì)等，這些都對(duì)車身遭受碰撞后的穩(wěn)定性具有影響作用。在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該使轉(zhuǎn)向盤的韌性好、剛度小，減少撞擊時(shí)對(duì)駕駛員的沖撞力度;此外車內(nèi)的其他支架盡量避免設(shè)置在前部縱梁的前部，減少碰撞時(shí)對(duì)前縱梁的撞擊力度，從而保證前縱梁的吸能作用。

3 ?結(jié)語

汽車的安全性以及應(yīng)對(duì)碰撞的控制防御能力是影響車輛購買者購買汽車的重要參考因素，同時(shí)為了生產(chǎn)更加安全、舒適、適用的汽車，有效保障車輛使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全，車輛的生產(chǎn)制造商在車輛的設(shè)計(jì)和制造過程中必需將車輛的安全系數(shù)納入車輛設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，在整車總布置設(shè)計(jì)中通過不斷改善和提升車身總體的區(qū)域設(shè)計(jì)布局、懸置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及位置設(shè)計(jì)、縱梁設(shè)計(jì)、座椅設(shè)計(jì)、保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)以及其他相關(guān)設(shè)計(jì)來優(yōu)化車輛碰撞控制策略，從整車總布置設(shè)計(jì)中不斷完善車輛碰撞控制策略，減少交通事故造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國汽車技術(shù)研究中心C-NCAP評(píng)價(jià)規(guī)程.

[2]趙繼峰.整車總布置設(shè)計(jì)對(duì)碰撞控制策略的影響[J].汽車工程師，2010（3）.

[3]王現(xiàn)武.我國純電動(dòng)新能源汽車整車正向開發(fā)總布置設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（17）：35-36.

作者簡(jiǎn)介：沈艷艷（1985-），女，河北衡水人，本科，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)檎囬_發(fā)結(jié)構(gòu)布置及性能分析。