2.1

汽車被動安全概述

汽車被動安全技術是指在交通事故發(fā)生、車輛已經失控的狀況之下,對乘坐人員進行被動保護的技術,希望通過固定裝置,讓車內的乘員固定在安全的位置,并利用結構上的導引與潰縮,盡量吸收撞擊的力量,確保車室內乘員的安全。

2.2

汽車被動安全主要技術

由于汽車被動安全技術在交通事故發(fā)生后,可以極大程度地減輕乘員的人身傷害,故各大汽車廠商在設計、制造汽車時,對汽車被動安全技術越來越重視。

2.2.1汽車安全帶

1.汽車安全帶概述

當汽車高速運行時,乘客與車輛一起移動;當汽車撞到障礙物時,障礙物的阻力會使汽車突然停下,但是乘員的慣性運行速度仍保持不變,乘員將以汽車碰撞前的運行速度撞向方向盤或者撞擊擋風玻璃,甚至飛出擋風玻璃。

安全帶的作用就是將乘員束縛在座椅上,固定在車身上的座椅將使乘員停止慣性運動,從而避免二次撞擊傷害。良好的安全帶設計,將安全帶對身體的作用力擴散到身體比較強壯的部位上,以盡可能減少傷害。安全帶能夠拉伸和收回,當安全帶未拉緊時,身體可以輕松地前傾。但在車輛撞擊、人體急速前傾時,安全帶會突然收緊并將人體固定好。

安全帶將制動力施加到人體能夠較長時間承受壓力的部分。典型的安全帶由一個圍在骨盆處的安全腰帶和一個跨過胸部的肩帶組成。這兩段安全帶緊緊固定在汽車框架上,以

便將乘客束縛在座椅上。安全帶所用的材料比較柔軟,動作時可以略微拉伸,使停止過程不會過于突然。

2.汽車安全帶分類

1)按固定方式分類

按固定方式不同,安全帶可分為兩點式、三點式、四點式等幾種。

(1)兩點式安全帶。兩點式安全帶是與車體或座椅僅有兩個固定點的安全帶。這種安全帶又可分為腰帶(或膝帶)式和肩帶式兩種。腰帶式是應用最廣的形式,它不能保護人體

上身的安全,但能有效地防止乘客被拋出車外。肩帶式也稱斜掛式,盛行于歐洲,但美國、日本、澳大利亞等國基本不采用。圖2．1所示為兩點式安全帶。圖2．1兩點式安全帶

(2)三點式安全帶。三點式安全帶在兩點式安全帶的基礎上增加了肩帶,在靠近頭部的車體上有一個固定點,可同時防止乘員軀體前移和上半身前傾,增強了乘員的安全性,是目前使用最普遍的一種安全帶。圖2．2所示為三點式安全帶。圖2．2三點式安全帶

(3)四點式安全帶。四點式安全帶在兩點式安全帶上連接了兩根肩帶,一般用于賽車上。圖2．3所示為四點式安全帶。圖2．3四點式安全帶

2)按智能化程度分類

按智能化程度不同,安全帶分為被動式安全帶與自動式安全帶。被動式安全帶需要乘員的操作才能起作用,即需要乘員自己掛接,目前大部分汽車所裝配的都是被動式安全帶。

自動式安全帶是一種自動約束駕駛員或乘客的安全帶,即在汽車啟動時,不需駕駛員或乘客操作就能自動提供保護,而且乘客上下車時也不需要任何操縱動作。自動式安全帶有全

自動式安全帶和半自動式安全帶兩種。

(1)被動式安全帶。

目前,汽車上普遍使用的被動式安全帶主要由織帶、卷收器和固定件(附件)等部件組成?？棊菢嫵砂踩珟У闹黧w,多用尼龍、聚酯、維尼綸等合成纖維絲紡織成寬約50mm、厚約1.5mm的帶子,具有足夠的強度、延伸性能和吸收能量的性能。對于織帶的技術性能指標各國都有明確的規(guī)定,要符合規(guī)定才能使用。

卷收器的作用是儲存織帶和鎖止織帶拉出,它是安全帶中最復雜的機械件。初期的卷收器里面是一個棘輪機構,織帶從卷收器中連續(xù)拉出的動作一旦停止,棘輪機構就會做鎖

緊動作,使安全帶不會自動放松。20世紀70年代中期出現(xiàn)了當車輛遇到緊急狀態(tài)時可將織帶自動鎖緊,而在正常情況下乘員可以在座椅上自由活動的卷收器,這也是目前使用最

多的一種安全帶卷收器。圖2．4所示為卷收器。圖2．4卷收器

(2)自動式安全帶。由于被動式安全帶需要乘員自己動手掛接與解脫,使用不夠方便,所以人們往往不愿使用,從而導致安全帶的使用率不高。自20世紀70年代以來,美國的通用、福特,德國的大眾、奔馳以及日本的豐田等汽車公司相繼開發(fā)出自動式安全帶。采用了自動式安全帶的汽車,只要乘員上車關上車門,安全帶就能自動掛接在乘員身上,不需

要乘員做任何動作。圖2．5所示為自動式安全帶。圖2．5自動式安全帶

2.2.2汽車安全氣囊

1.汽車安全氣囊概述

安全氣囊系統(tǒng)也稱為輔助乘員保護系統(tǒng)。它是一種當汽車遭到沖撞而急劇減速時能很快膨脹的緩沖囊,通過它與座椅安全帶配合使用,可以為乘員提供十分有效的防撞保護。當汽車發(fā)生碰撞時,在乘員和汽車內部結構之間迅速打開一個充滿氣體的袋子(安全氣囊),使乘員撞在氣袋上,避免或減緩硬碰撞,從而達到保護乘員的作用。圖2．6所示為汽車安全氣囊。圖2．

6汽車安全氣囊

2.汽車安全氣囊分類

1)按系統(tǒng)的控制類型分類

按控制類型不同,安全氣囊可分為電子式和機械式兩種。無論是電子式還是機械式,工作原理大體相同,不同的是控制系統(tǒng)的工作方式不一樣。

電子式安全氣囊由電子傳感器、中央電子控制器、氣體發(fā)生器和氣囊等組成。傳感器接到碰撞信號后,將信號傳至中央電子控制器,信號經過判斷、確認,當需要時,立即向引爆裝置發(fā)出引爆指令,使氣囊迅速充氣。

機械式安全氣囊由機械式傳感器、氣體發(fā)生器和氣囊組成。氣囊裝于方向盤襯墊內,氣體發(fā)生器在氣囊之下,傳感器在氣體發(fā)生器的下面。這種氣囊系統(tǒng)通過機械式傳感器監(jiān)

測碰撞慣性力大小,并以機械方式觸發(fā)氣囊,進行充氣。

2)按系統(tǒng)的功用分類

安全氣囊系統(tǒng)可分為正面氣囊系統(tǒng)、側面氣囊系統(tǒng)。正面氣囊系統(tǒng)以汽車前方碰撞保護為前提設計,也稱作前方電子控制式安全氣囊系統(tǒng)。側面氣囊系統(tǒng)是為了解決側面碰撞

問題而設計的。側面安全氣囊一般安裝在車門上。圖2．7所示為汽車安全氣囊分布。圖2．7汽車安全氣囊分布

3)按安全氣囊數(shù)量分類

按氣囊數(shù)量不同,汽車安全氣囊系統(tǒng)可分為單安全氣囊系統(tǒng)、雙安全氣囊系統(tǒng)和多安全氣囊系統(tǒng)。

單安全氣囊系統(tǒng)只有一個安全氣囊,安裝在駕駛員側的轉向盤中。

雙安全氣囊系統(tǒng)有兩個安全氣囊,一個安裝在駕駛員側,一個安裝在前座乘員側。由于前座乘員在汽車發(fā)生碰撞時面臨的危險比駕駛員的要大,所以前座乘員側的安全氣囊的尺寸通常比較大,并與駕駛員側的安全氣囊同時起作用。

3.汽車安全氣囊結構與工作原理

汽車安全氣囊系統(tǒng)基本都由傳感器、ECU、觸發(fā)器、氣體發(fā)生器和氣囊組件等組成。圖2．8所示為汽車安全氣囊結構示意圖。圖2．8汽車安全氣囊結構示意圖

2.2.3汽車安全玻璃

1.汽車安全玻璃概述

汽車安全玻璃是汽車被動安全設施之一。汽車安全玻璃必須滿足以下安全因素:良好的視線、足夠的強度、意外事故發(fā)生時能對乘員起到保護作用。汽車玻璃的發(fā)展將會越來

越信息化、科技化、智能化。圖2．9所示為可投影的汽車玻璃。圖2．9可投影的汽車玻璃

2.汽車安全玻璃分類

汽車安全玻璃的分類方法有兩種:一種是按照玻璃在整車上的安裝位置分類;一種是按照工藝進行分類。按照安裝位置不同,汽車安全玻璃可劃分為前擋風玻璃、側窗玻璃、后擋風玻璃等。按照工藝不同,汽車安全玻璃可分為夾層玻璃、鋼化玻璃、區(qū)域鋼化玻璃、中空安全玻璃、塑玻復合材料玻璃等。不同工藝的玻璃優(yōu)缺點及常用的位置見表2－1。

3.汽車安全玻璃的發(fā)展趨勢

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車上的玻璃面積在逐步增加。目前,不少玻璃生產廠家致力于研究、開發(fā)應用新一代玻璃,有的已取得很多成果,智能化的汽車玻璃也正在開發(fā)應用。

(1)防光、防雨玻璃。這種玻璃采用新的材料、技術及表面的處理方法,使玻璃表面既光滑又清晰,從而達到防雨、防光的效果。

(2)電熱融雪玻璃。下雪時,汽車雨刮器下的雪堆在前擋風玻璃下方,雨刮器的工作會受到影響。目前,一些汽車在擋風玻璃下方安裝有電熱絲等發(fā)熱體,從而使積雪迅速融化。

(3)影像顯示玻璃。在擋風玻璃的某一部分涂上透明反射膜,在片膜上可根據(jù)需要顯示從投影儀轉過來的儀表盤上的圖像和數(shù)據(jù)。

(4)防碎裂的安全玻璃。為提高玻璃的耐撞性及防止玻璃碎片將乘員劃傷,在車窗玻璃內側表面粘貼塑料片的安全玻璃已進入實用階段。