被动安全技术
2006年5月12日 20:18浏览：350641
所谓被动安全是指汽车发生强烈的碰撞事故后，它能有效地保护驾驶员及乘员，避免发生人身伤害。当前，气囊已成为了汽车被动安全的有效手段。1997年，英国轿车的安全气囊装车率就已达100％。在世界范围内，轿车装车率达到80％以上。在1990年至1994年间，从400万套猛增到2000万套。美国国家公路交通安全管理局认为在美国，如果轿车和货车全都装上现在的气囊，每年可救出3200条人命，若安装上具有现代技术的气囊，每年还可在此基础上多搭救出60条人命。
当汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。一次碰撞发生后，汽车产生极大的减速度，汽车行驶的速度在瞬间急剧减小。在由此引发的惯性力作用下，驾驶员及乘员向前猛冲，与车厢内的转向盘、前风窗玻璃或仪表板等构件发生强烈的碰撞。这种碰撞称为二次碰撞。正是这二次碰撞是导致对驾驶员及乘员造成伤害的直接原因。为减轻或避免驾驶员及乘员在二次碰撞中遭受伤害、汽车上装备的气囊能够在瞬间迅速冲气膨胀，使二次碰撞的强度减至最小。
在碰撞发生的瞬间，安装在汽车前端的碰撞传感器就会检测到汽车的急减速信号，并将此信号传递到汽车的电脑上。电脑预先设置的程序经过数学计算机逻辑判断后，立即向气囊组件内的点火器发出点火指令，引爆电雷管。点火剂受热爆炸后，迅速产生大量热量，充气剂受热分解释放出大量氮气充入气囊，气囊冲开装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使其头部和胸部等部位压在充满气体的气囊上，即在人体与车厢内构件之间铺垫上了一个气垫，将人体与车厢内构件之间的碰撞转变为了弹性碰撞，然后通过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生的动能，达到保护人体的目的。因气囊的有效性和安全性，气囊已成为现代汽车最主要的安全装置。
但是，正面安装的气囊只能避免或减轻来自前方的碰撞伤害，对汽车的侧面碰撞却无能为力。据美国国家公路交通安全管理局的统计，1993年，美国发生的车祸中，因迎面碰撞而死亡和受伤的人数分别为11524人和1011000人因侧面碰撞而死亡和受伤的人数分别为6922人和66000人，侧面碰撞导致的死亡和受伤的人数分别为迎面碰撞导致死亡和受伤人数的60％和66％。侧置气囊由此而生。
推动世界汽车侧置气囊发展的有两个著名公司，一个是瑞典的奥托里弗公司，另一个是日本的塔克塔公司。1995年，奥托里弗公司称侧置气囊一下子成了热门货。该公司出售的汽车安全装置仅1994年前9个月的收益就达9．07亿美元，比上一年同期增长77％，其中气囊的增长超过300％。另据该公司的研究结果表明37％的侧方撞击导致驾驶人员及乘员胸部受伤，27％导致腹部及骨盆受伤，15％导致头部受伤，而在所有汽车碰撞事故中，正面碰撞只占21％。各类侧方撞击(包括侧方、横侧方、前侧方、右侧方、前偏侧及横向)所占比例高达739％。可见，购买者出于安全考虑，使得侧置气囊的市场潜力巨大。
美国通用汽车公司也紧随其后，在1995年研制的某型号的轿车上装备了正面4个，侧面4个，共8个气囊。同年，梅赛德斯奔驰公司展示了一个至少使用了17个气囊的安全气囊系统。并称正在研制“提早发生的碰撞分析系统，它能预先识别碰撞角度和速度。如此多的气囊提供了全方位的安全保护。如防侧面碰撞的侧置气囊；仪表板下方的膝盖气囊，保护骨盆和脚部：前门内的侧置气囊前座之间的气囊，作用于驾驶员及副驾驶之间，可减少头颈损伤；中间车顶气囊用于侧面碰撞和翻车保护；头部气囊用于头和颈部的保护；后部中央气囊，保护后排乘客以及后膝部气囊，该气囊安装在前座的靠背内。
如此的呵护，大大提高了汽车的安全系统。但是，随着应用的逐渐增多，它的缺点也逐渐地暴露出来。如时有发生的提早爆发事故，即汽车中是轻微地碰撞就使气囊爆发，而且爆发力过大，便位于驾驶员旁的乘员，尤其是儿童猝不及防，受到伤害，甚至窒息死亡。由此，气囊变得更加复杂，如有所谓二级爆发式，即第一级在碰撞力不大时，不是全力爆发。再有，传统的气囊是为了保护没有系安全带的成人而设计的，它极易对小个子的妇女和儿童造成严重伤害。为此，有能够根据乘员在座椅上的位置(小孩不老实)及重量(儿童重量小)来决定爆发时间及力度的智能式气囊。这种新型气囊配备有先进的传感器和多级光气装置，可以在各种碰撞情况下保护乘员。另外，气囊爆发时因遮挡住了驾驶员的视线使汽车失控而造成本来可以避免的翻车事故也是个问题。还有据弗吉尼亚州立大学的一项研究表明，由于有了气囊这一安全保障，养成了人们不愿系安全带的心理，而气囊设计的初衷却是让它和安全带配合使用。有些人却不管不顾，有恃无恐大开“英雄车”。研究人员发现，装有气囊的汽车其风险性和事故高于没有安装气囊的汽车。装有气囊的汽车和没有装气囊的汽车相比较，装有气囊的汽车的车祸率为73％，而后者却仅有27％。
为此，研究人员想到了直升飞机及某些喷气式飞机上的安全装置，着手研制气囊式安全带，即在安全带的主要长度上做成可充气膨胀的气囊，其工作原理与目前使用的普通气囊完全相同。在发生碰撞而爆发时，安全带的宽度厚度立即增长，使车厢内人体与构件接触面积加大，从而减小人身伤害。这种装置的最大好处是在某种程度上更为安全。因为，这就强迫你一定要系上安全带而消除了对气囊的依赖心理。其次这种气囊式安全带价格比较便宜。主要缺点是在侧向翻车时对乘员头部保护不像侧置式气囊那样有效。
在日本和欧洲，气囊的设置是按配戴安全带来设计的，因而气囊体积小，充气时间短，所设定的减速度值较高，在汽车以较高车速范国内行驶而发生碰撞时，气囊系统才能引爆点火剂，使充气剂受热膨胀而起作用。在美国，气囊却是按不配戴安全带而设计的。气囊体积大，充气时间长，气囊系统是在较低的减速度值时引爆而天气的，这对于不愿系安全带的驾乘人员来说成为了一种新的选择。
为检验安全装置在实际碰撞事故中的具体表现，以便发现问题，研制出更为先进有效的安全装置。碰撞试验是最有有效的研究手段。美国通用汽车公司每年用于汽车安全性能研究而毁掉的试验用车多达400—500辆。瑞典沃尔沃公司投资1亿欧元建立起世界汽车待业最先进的汽车安全试验中心。该中心试验跑道可以模拟公路上可能发生的任何撞车事故，无论它是正面碰撞还是侧面碰撞，甚至是汽车与其它障碍物的碰撞。该中心还拥有一台世界最先进的碰撞模拟器。它模拟突发故障时，人体与汽车内部构件相撞及安全带束缚人体的情况。受试车上装置有试验用假人和研究及待开发而需试验检验的防护系统，如安全带、气囊等。碰撞试验后，对假人身上各种传感器收集和记录到的种数据输入电脑进行分析，以确定安全装置的有效性。碰撞首先发生在汽车前部的撞损区域，这一区域的变形越大，对于碰撞能量的吸收就越多，产生二次碰撞的能量也就越小。因此，对汽车前部变形区域的结构设计及对二次碰撞的影响同样是受试汽车检测的重要内容。汽车安全性能的试验不仅使现有安全装置便为安全可靠，而且不断地引发出新的安全设想和安全装置。
气囊的安全性、有效性使其在世界范围内得到迅速普及，人身伤亡数字大为减少。但是尽管如此，车辆的损坏及其造成的经济损失同样不可低估。据统计，全世界每年因交通事故而造成的经济损失高达890亿美元。可见，气囊毕竟是被动式防撞安全装置，只有采用主动式汽车防撞安全系统，才能更为有效而经济地避免事故的发生，难怪有些专家说，气囊只是一种过渡产品。这让人想起中国人常识的：“以预防为主”。
当汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。一次碰撞发生后，汽车产生极大的减速度，汽车行驶的速度在瞬间急剧减小。在由此引发的惯性力作用下，驾驶员及乘员向前猛冲，与车厢内的转向盘、前风窗玻璃或仪表板等构件发生强烈的碰撞。这种碰撞称为二次碰撞。正是这二次碰撞是导致对驾驶员及乘员造成伤害的直接原因。为减轻或避免驾驶员及乘员在二次碰撞中遭受伤害、汽车上装备的气囊能够在瞬间迅速冲气膨胀，使二次碰撞的强度减至最小。
在碰撞发生的瞬间，安装在汽车前端的碰撞传感器就会检测到汽车的急减速信号，并将此信号传递到汽车的电脑上。电脑预先设置的程序经过数学计算机逻辑判断后，立即向气囊组件内的点火器发出点火指令，引爆电雷管。点火剂受热爆炸后，迅速产生大量热量，充气剂受热分解释放出大量氮气充入气囊，气囊冲开装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使其头部和胸部等部位压在充满气体的气囊上，即在人体与车厢内构件之间铺垫上了一个气垫，将人体与车厢内构件之间的碰撞转变为了弹性碰撞，然后通过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生的动能，达到保护人体的目的。因气囊的有效性和安全性，气囊已成为现代汽车最主要的安全装置。
但是，正面安装的气囊只能避免或减轻来自前方的碰撞伤害，对汽车的侧面碰撞却无能为力。据美国国家公路交通安全管理局的统计，1993年，美国发生的车祸中，因迎面碰撞而死亡和受伤的人数分别为11524人和1011000人因侧面碰撞而死亡和受伤的人数分别为6922人和66000人，侧面碰撞导致的死亡和受伤的人数分别为迎面碰撞导致死亡和受伤人数的60％和66％。侧置气囊由此而生。
推动世界汽车侧置气囊发展的有两个著名公司，一个是瑞典的奥托里弗公司，另一个是日本的塔克塔公司。1995年，奥托里弗公司称侧置气囊一下子成了热门货。该公司出售的汽车安全装置仅1994年前9个月的收益就达9．07亿美元，比上一年同期增长77％，其中气囊的增长超过300％。另据该公司的研究结果表明37％的侧方撞击导致驾驶人员及乘员胸部受伤，27％导致腹部及骨盆受伤，15％导致头部受伤，而在所有汽车碰撞事故中，正面碰撞只占21％。各类侧方撞击(包括侧方、横侧方、前侧方、右侧方、前偏侧及横向)所占比例高达739％。可见，购买者出于安全考虑，使得侧置气囊的市场潜力巨大。
美国通用汽车公司也紧随其后，在1995年研制的某型号的轿车上装备了正面4个，侧面4个，共8个气囊。同年，梅赛德斯奔驰公司展示了一个至少使用了17个气囊的安全气囊系统。并称正在研制“提早发生的碰撞分析系统，它能预先识别碰撞角度和速度。如此多的气囊提供了全方位的安全保护。如防侧面碰撞的侧置气囊；仪表板下方的膝盖气囊，保护骨盆和脚部：前门内的侧置气囊前座之间的气囊，作用于驾驶员及副驾驶之间，可减少头颈损伤；中间车顶气囊用于侧面碰撞和翻车保护；头部气囊用于头和颈部的保护；后部中央气囊，保护后排乘客以及后膝部气囊，该气囊安装在前座的靠背内。
如此的呵护，大大提高了汽车的安全系统。但是，随着应用的逐渐增多，它的缺点也逐渐地暴露出来。如时有发生的提早爆发事故，即汽车中是轻微地碰撞就使气囊爆发，而且爆发力过大，便位于驾驶员旁的乘员，尤其是儿童猝不及防，受到伤害，甚至窒息死亡。由此，气囊变得更加复杂，如有所谓二级爆发式，即第一级在碰撞力不大时，不是全力爆发。再有，传统的气囊是为了保护没有系安全带的成人而设计的，它极易对小个子的妇女和儿童造成严重伤害。为此，有能够根据乘员在座椅上的位置(小孩不老实)及重量(儿童重量小)来决定爆发时间及力度的智能式气囊。这种新型气囊配备有先进的传感器和多级光气装置，可以在各种碰撞情况下保护乘员。另外，气囊爆发时因遮挡住了驾驶员的视线使汽车失控而造成本来可以避免的翻车事故也是个问题。还有据弗吉尼亚州立大学的一项研究表明，由于有了气囊这一安全保障，养成了人们不愿系安全带的心理，而气囊设计的初衷却是让它和安全带配合使用。有些人却不管不顾，有恃无恐大开“英雄车”。研究人员发现，装有气囊的汽车其风险性和事故高于没有安装气囊的汽车。装有气囊的汽车和没有装气囊的汽车相比较，装有气囊的汽车的车祸率为73％，而后者却仅有27％。
为此，研究人员想到了直升飞机及某些喷气式飞机上的安全装置，着手研制气囊式安全带，即在安全带的主要长度上做成可充气膨胀的气囊，其工作原理与目前使用的普通气囊完全相同。在发生碰撞而爆发时，安全带的宽度厚度立即增长，使车厢内人体与构件接触面积加大，从而减小人身伤害。这种装置的最大好处是在某种程度上更为安全。因为，这就强迫你一定要系上安全带而消除了对气囊的依赖心理。其次这种气囊式安全带价格比较便宜。主要缺点是在侧向翻车时对乘员头部保护不像侧置式气囊那样有效。
在日本和欧洲，气囊的设置是按配戴安全带来设计的，因而气囊体积小，充气时间短，所设定的减速度值较高，在汽车以较高车速范国内行驶而发生碰撞时，气囊系统才能引爆点火剂，使充气剂受热膨胀而起作用。在美国，气囊却是按不配戴安全带而设计的。气囊体积大，充气时间长，气囊系统是在较低的减速度值时引爆而天气的，这对于不愿系安全带的驾乘人员来说成为了一种新的选择。
为检验安全装置在实际碰撞事故中的具体表现，以便发现问题，研制出更为先进有效的安全装置。碰撞试验是最有有效的研究手段。美国通用汽车公司每年用于汽车安全性能研究而毁掉的试验用车多达400—500辆。瑞典沃尔沃公司投资1亿欧元建立起世界汽车待业最先进的汽车安全试验中心。该中心试验跑道可以模拟公路上可能发生的任何撞车事故，无论它是正面碰撞还是侧面碰撞，甚至是汽车与其它障碍物的碰撞。该中心还拥有一台世界最先进的碰撞模拟器。它模拟突发故障时，人体与汽车内部构件相撞及安全带束缚人体的情况。受试车上装置有试验用假人和研究及待开发而需试验检验的防护系统，如安全带、气囊等。碰撞试验后，对假人身上各种传感器收集和记录到的种数据输入电脑进行分析，以确定安全装置的有效性。碰撞首先发生在汽车前部的撞损区域，这一区域的变形越大，对于碰撞能量的吸收就越多，产生二次碰撞的能量也就越小。因此，对汽车前部变形区域的结构设计及对二次碰撞的影响同样是受试汽车检测的重要内容。汽车安全性能的试验不仅使现有安全装置便为安全可靠，而且不断地引发出新的安全设想和安全装置。
气囊的安全性、有效性使其在世界范围内得到迅速普及，人身伤亡数字大为减少。但是尽管如此，车辆的损坏及其造成的经济损失同样不可低估。据统计，全世界每年因交通事故而造成的经济损失高达890亿美元。可见，气囊毕竟是被动式防撞安全装置，只有采用主动式汽车防撞安全系统，才能更为有效而经济地避免事故的发生，难怪有些专家说，气囊只是一种过渡产品。这让人想起中国人常识的：“以预防为主”。
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