汽车安全设计与安全法规

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汽车安全设计与安全法规
作者: 源自:一大把 访问:145 日期:2008-9-12 【 字号:
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为了尊重行人,保护行人,欧盟和日本都制订了相应保护行人安全的法规, 并在欧洲 NCAP 和日本 NCAP 新增了"行人保护"相关的测试项目.在交通碰撞事 故中,受到最大伤害的是人,而行人又始终是高危的弱势群体之一,车辆对这些 交通事故中的弱者造成了极大的杀伤.据统计,在欧盟诸国,行人丧命于交通事 故的人数占所有交通死亡人数的 20%.在日本,每年死于车轮下的行人占交通死亡 人数的 30%.
保护行人的新法规
保护行人的新法规
为了减轻人车碰撞事故中对行人的伤害,欧盟于 2003 年 11 月 17 曰制定并发 布"欧洲议会及.理事会指令 2003/102/EC——关于在与机动车辆发生碰撞前和发 生碰撞时对行人和其它易受伤害的道路使用者的保护法规." 2003/102/EC 规定车辆必须进行如下的试验,并满足相应的限值指标. 儿童头部与发动机罩的碰撞 成人头部与发动机罩的碰撞 大腿与发动机罩的碰撞 大腿或小腿与前保险杠的碰撞(可选择一项) 该法规分两个阶段执行,第一阶段由 2005 年 10 月 1 日开始,第二阶段开始 于 2010 年 9 月 1 日.两阶段都包括头部,大腿和小腿试验,其中第一阶段头部对 挡风玻璃及大腿与发动机罩前缘碰撞试验属监测范围,非强制执行. 在第一阶段中,所有在欧盟销售的新车必须符合新的行人碰撞法规,重量在 2.5t 或小于 2.5t 的所有乘用车和轻型车必须通过三项试验, 以满足车辆前部碰撞 时保护行人头部和腿部伤害的法规要求. 在 2010 年开始的第二阶段,欧盟设计要求不断加强的碰撞严重程度具有 5 项 试验,其中 2 项试验覆盖头部伤害,另 3 项则重点置于腿部和骨盆伤害.有关成
人和儿童的标准也必须达到.在新的试验中,头部成型冲击器将与 40km/h 车速的 发动机罩碰撞,以代替第一阶段的 35km/h 车速试验工况,这意味着冲击能量增加 了 30%. 日本也于 2004 年颁布实施《步行者头部保护基础》,2005 年生效.该基准应 用于 2005 年 9 月底投向市场的新车,并覆盖头部伤害的有关内容. 2006 年 5 月国际标准化组织在 ISO/FR15766-2000 和 ISO11096-2002 标准基础 上,发布了称为《道路车辆,行人保护,头部冲击试验方法》的 ISO14513-2006 标准.该标准规定模拟成人头部和 ISO3833 规定的客车和轻卡一直到总质量 3.5t 汽车发生碰撞的试验方法.此试验设法降低成人头部受伤的可能. 据欧,美,日和我国行人伤害分布区域统计,在行人伤害部位中,头部和下 肢最容易受到伤害,各占总行人伤

害数量的三分之一,创伤呈"离心性"分布: 即四肢和颅面部创伤较多,而胸腹部相对较少.下肢的伤害多数引起行人的伤残, 它不会直接导致死亡,而头部导致行人死亡的概率比较高. 因此,为了通过行人保护测试和新法规的相应规定,减少人车碰撞时对行人 头部和下肢的伤害,对今后新车设计提出了新课题. 跑车和舱背车需升高其发动机罩高度约 70mm,使发动机罩与发动机室内硬点 之间距离加大, 形成一个充分的吸能区. 同时要求相应增加前悬的长度. 对于 SUV, 新法规要求降低发动机罩的高度(降低 250mm), 并使发动机罩前部拥有 150mm 宽的 缓冲区. 为了避免碰撞时行人腿部受伤,需把前鼻设计成一个缓冲区,这样前保险杠 的表面须加倍增大,并去除保险杠的背梁.在新法规实施的第一阶段,前保险杠 宽度要求达到 65mm,第二阶段,则要求增宽至 80mm. 一般来讲,车辆的前脸硬点位于散热器区域,因此新车设计时,包括散热器 面罩,前照灯处的前部应采用圆弧造型外,还必须足够柔!软以吸收碰撞能量. 这正是 VolvoSCC 安全概念车"行人碰撞保护系统"所做的那样. 除了在新车设计上满足法规要求外,还应装备行人安全保护装置,只有这样, 才能在人-车碰撞时,对行人实施全面保护,减少行人的伤害. 行人安全保护装置 车辆行人安全保护装置可分为三大类:一是发动机罩升降系统,二是行人安 全气囊系统,三是车辆智能安全保护系统. 发动机置升降系统 该系统又可称为主动发动机罩(AH-ActiveHood),它是全球最大的汽车安全部 件及系统供应商之一 Autoliv 公司率选开发的行人碰撞保护技术.发生人一车碰 撞时,发动机罩会立即自动升起,在行人,发动机罩和发动机室内部形成一个吸
能区,使行人头部与可变形发动机罩的柔性表面接触,减少对行人头部和肩部的 冲击,并防止行人撞向挡风玻璃的底部区域而造成的伤害.TRW 公司正在开发多种 具有升降功能的发动机罩,其发动机罩的触发可采用弹簧机械系统或烟火气体发 生技术.弹簧机械是一种基于弹簧组合系统,此系统是可逆或可重新调节;烟火 气体发生技术则与安全气囊的气体发生器相似.它们均由前保险杠的接触式传感 器向电控单元(ECU)提供有关碰撞冲击力信息,而电控单元则利用安全算法决定是 否展开发动机罩. 福特车上设计的一个弹身寸式发动机罩也具有 AH 功能,当车与行人碰撞时, 该罩会弹起几英寸,对行人头部形成柔性的折邹带进行保护. 在 2005 年法兰克福国际车展上,捷豹新款 XK 跑车和雪铁龙 C6 均展示了装备 主动发动机罩的量产车型.尤其是雪铁龙 C6 主要得益于采用烟火气体发生技术的 弹射式发动机罩,在车与行人碰撞瞬间,车内安装的高灵敏传

感器在 0.003ms 时 间内完成识别人体的程序,并由烟火气体发生器启爆将发动机罩弹起几英寸,使 行人偏离发动机"硬点",同时推动行人离开汽车,减少对行人的伤害.使该车 成为在欧洲 NCAP 新车碰撞测试中全球首款荣获行人保护 4 星的车款. 行人安全气囊 行人安全气囊(PPA-PedestrainProtectionAirbags)是对主动发动机罩的补 充,能有效避免行人头部直接撞击前挡风玻璃和 A 柱而导致的伤害. 行人安全气囊和主动发动机罩既可单独启动,又可协调工作,两者构成一个 自适应组合系统,只有当行人头部存在撞击前挡风玻璃和 A 柱的危险时,组合系 统才会触发安装在前挡风玻璃车颈处的气囊对行人进行有效的保护. 福特公司的行人安全车则采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的新颖安全 气囊.这两种气囊一是发动机罩气囊,另一是前围(车颈)安全气囊,两者配合使 用可减少对行人头部和腿部的伤亡事故. 发动机罩气囊由一个碰撞预警传感器激发,50-75ms 内完成充气,并能保护充 气状态达数秒钟.充气后的气囊在前照灯之间的部位展开,由前保险杠顶面向上 伸展到发动机罩表面以上.气囊的折叠模式和断面设计保障气囊展开时能与汽车 前端的轮廊组合,以保护儿童头部和成人腿部的安全. 前围气囊系统则是提供二次碰撞保护,该系统包括两个气囊,各由汽车中心 线向一侧的 A 柱延伸,它们由传感器探测到行人和保险杠发生初始碰撞后触发. 在行人翻到发动机罩上滚向前挡风玻璃这段时间内,气囊完成充气.两个气囊沿 前挡风玻璃底部将左右 A 柱间的汽车整修宽度安全覆盖,不仅能盖住前挡风玻璃 的底部,还可盖住刮水器摆轴和发动机罩支座等致命的"硬点". 由于前围气囊所用的碰撞传感器较简便,有望比发动机罩气囊更早投产,
Autoliv 和 TRW 公司已开发和正在开发前围气囊. 车辆智能安全保障系统 前两种行人保护系统均属于汽车被动安全技术,智能安全保障系统的发展, 则实现了主动对行人的保护,它在事故发生前会及时警告驾车者,避免车祸的发 生,将事故损伤降到最小,对驾乘人员和行人提供有效保护. 车辆智能安全保障系统是先进的车辆控制系统的一部分,它包括安全系统, 危险预警系统和防撞系统等.涉及传感技术,通信技术,决策控制技术,信息显 示技术,驾驶状态监控技术.这些车载设备包括安装在车身各个部位的传感器, 激光雷达,红外线,盲点传感器等具有事故监测功能,它由计算机控制,在超车, 倒车,变道,雨天,大雾容易发生故事的情况下,随时通过声音,图像等方式向 驾车者提供车辆周围及车辆本身的相关信息,并可以自动或半自动地对车辆进行 控制,从而有效地防止事故的发生.同时,利

用装在车身四周的传感器分别控制 车辆前后左右的路况,为驾车者提供及时回避操作指令,防止车与车,车与其他 物体或车与行人之间的碰撞.如今,全球各大汽车厂商都在开发相应的智能车辆 保障技术,并积极应用在车辆上.

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