汽車被動(dòng)安全裝置在事故安全中的運(yùn)用探究

夏永佳 任寶學(xué)

（1.杭州都凌汽車研發(fā)有限公司，杭州 310000；2.浙江眾泰汽車制造有限公司 杭州分公司，杭州 310000）

在追求速度、外觀、特色功能的同時(shí)，我國(guó)越來越多民眾對(duì)汽車安全功能提出了較高要求.為了更好地滿足這一要求，提升汽車安全性能，本文圍繞汽車被動(dòng)安全裝置在事故安全中的運(yùn)用開展具體研究。

1 常見的汽車被動(dòng)安全裝置

高強(qiáng)度安全車身、安全玻璃、車身的前后應(yīng)力集中區(qū)、安全帶、安全氣囊、安全頭枕、氣囊控制器、傳感器均屬于常見的汽車被動(dòng)安全裝置。例如，高強(qiáng)度安全車身能夠在交通事故發(fā)生時(shí)降低車身的變形，乘員艙的安全空間也能夠得到更好保障；安全玻璃能夠保證交通事故發(fā)生時(shí)玻璃爆碎為圓柱狀碎塊或夾層玻璃，這就使得交通事故中玻璃帶來的傷害被降到最低；車身的前后應(yīng)力集中區(qū)能夠緩解交通事故發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的撞擊力，車身?yè)p壞程度、車內(nèi)人員損傷程度均能夠由此大幅降低[1]。

2 汽車被動(dòng)安全裝置在事故安全中的運(yùn)用

2.1 安全帶

安全帶屬于將汽車乘員身體約束在座椅上的被動(dòng)安全裝置，車輛碰撞事故發(fā)生時(shí)，安全帶能夠有效避免乘員身體沖出座椅發(fā)生二次碰撞。結(jié)合長(zhǎng)期以來的研究與實(shí)踐驗(yàn)證不難發(fā)現(xiàn)，安全帶在汽車翻車、追尾碰撞、正面碰撞等事故中均能夠較好保護(hù)乘員安全，安全帶同時(shí)具備的成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效果明顯特點(diǎn)也使得其在現(xiàn)代汽車領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)了普及化應(yīng)用。我國(guó)法律明文規(guī)定，車內(nèi)前排乘員必須在行車中系好安全帶，近年來C-NCAP評(píng)價(jià)中獲得高分車型，預(yù)張緊限力式安全帶已在前排得到標(biāo)配，由此可見，安全帶這一被動(dòng)安全裝置在汽車事故安全中的運(yùn)用價(jià)值。

2.2 安全氣囊

安全氣囊屬于汽車被動(dòng)安全裝置中的高新技術(shù)產(chǎn)品之一，其包括正面氣囊、膝部氣囊、側(cè)面氣囊。在汽車發(fā)生撞車或遭受猛烈撞擊時(shí)，安全氣囊能夠快速自行充氣，防止乘員碰撞方向盤等汽車結(jié)構(gòu)物而受傷。長(zhǎng)期實(shí)踐早已證明，安全氣囊在保護(hù)前排乘員頭部、臉部中具有不俗的表現(xiàn)。相較于上文提及的安全帶，安全氣囊的乘員保護(hù)效果較弱，但安全帶和安全氣囊的共同運(yùn)用能夠大大降低汽車事故中乘員傷害指數(shù)。相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查表明，安全氣囊能夠降低汽車安全事故18%的致死率，而安全帶與安全氣囊的配合使用則能夠降低47%的致死率，由此可見安全氣囊的應(yīng)用價(jià)值[2]。

安全氣囊主要由氣體發(fā)生器、點(diǎn)火器、碰撞傳感器、安全氣囊控制器、氣囊組成，其控制流程可以描述為：“發(fā)生碰撞→碰撞傳感器→氣囊控制器→點(diǎn)火器→氣體發(fā)生器→氣囊”，其中的氣體發(fā)生器需要在事故發(fā)生后的30ms內(nèi)產(chǎn)生大量氣體以充滿氣囊，而點(diǎn)火器則需要在收到碰撞傳感器傳來的信號(hào)后引發(fā)雷管爆炸以點(diǎn)燃火藥，由此即可通過火藥點(diǎn)燃帶來的瞬間高溫使氣體發(fā)生器產(chǎn)生氣體，氣囊由此頂開蓋板并彈出即可保證乘員安全，有機(jī)硅、尼龍布涂氯丁橡膠屬于較為常見的氣囊材料。為保證安全氣囊在汽車事故中能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量應(yīng)用，安全氣囊的日常維護(hù)與保養(yǎng)必須得到高度重視。具體來說，檢測(cè)人員需使用V.AG1551/1552檢測(cè)安全氣囊，安全氣囊的拆裝還必須保證蓄電池電源的斷開，安全氣囊的更換需保證新、舊安全氣囊均采用緩沖面朝上放置形式。值得注意的是，安全氣囊存在固定的使用壽命，一般情況下需保證最長(zhǎng)10年更換1次安全氣囊，同時(shí)需保證安全氣囊不置于100℃以上地方、不沾有清潔劑與油脂。

2.3 碰撞傳感器

碰撞傳感器主要負(fù)責(zé)檢測(cè)汽車發(fā)生碰撞的強(qiáng)弱程度，將強(qiáng)弱程度信號(hào)發(fā)送至氣囊控制器即可決定是否啟動(dòng)安全氣囊。常見的轎車一般擁有2～5個(gè)碰撞傳感器，汽車前方保險(xiǎn)杠、吸能盒、B柱內(nèi)板均屬于碰撞傳感器的常見安裝部位。一般情況下，只有汽車碰撞時(shí)車速高于25km/h，碰撞傳感器才能夠向氣囊控制器傳輸足夠啟動(dòng)安全氣囊的信號(hào)。隨著汽車安全的受重視程度不斷提升，近年來汽車碰撞傳感器領(lǐng)域發(fā)展速度驚人，滾球式碰撞傳感器、電阻式碰撞傳感器、水銀開關(guān)式碰撞傳感器均屬于這一發(fā)展所取得的成果，碰撞傳感器由此可更好服務(wù)于汽車事故安全運(yùn)用，圖1為滾球式碰撞傳感器。

圖1 滾球式碰撞傳感器

2.4 氣囊控制器

氣囊控制器負(fù)責(zé)搜集碰撞傳感器信號(hào)，通過綜合分析各類信號(hào)并開展計(jì)算發(fā)出點(diǎn)火指令，即可啟動(dòng)安全氣囊。在汽車出現(xiàn)碰撞事故時(shí)，碰撞傳感器會(huì)向氣囊控制器傳輸碰撞信號(hào)，結(jié)合氣囊開發(fā)時(shí)路試、誤作用等其他信號(hào)即可科學(xué)判斷是否啟動(dòng)安全氣囊。汽車碰撞屬于較為復(fù)雜的力學(xué)過程，這是由于汽車質(zhì)量、速度、結(jié)構(gòu)、外形往往千差萬(wàn)別，鋼鐵結(jié)構(gòu)高剛性、撞擊力產(chǎn)生塑性變形吸能也進(jìn)一步加大了該力學(xué)過程的復(fù)雜程度，因此氣囊控制器必須開展大量實(shí)車或臺(tái)車碰撞試驗(yàn)方可保證自身性能。由于實(shí)車或臺(tái)車碰撞試驗(yàn)存在開發(fā)效率低、工作量大、成本高等一系列不足，近年來學(xué)界圍繞氣囊控制器試驗(yàn)開展了大量研究。擺錘沖擊方法便屬于其中的研究典型，該方法可較好用于抗沖擊試驗(yàn)驗(yàn)證、加速度的一致性驗(yàn)證、低速不起爆驗(yàn)證、高速起爆驗(yàn)證，氣囊控制器這一被動(dòng)安全裝置由此即可更好服務(wù)于汽車事故安全運(yùn)用，加速度的一致性驗(yàn)證如圖2所示。

圖2 加速度的一致性驗(yàn)證

2.5 注意事項(xiàng)

為保證汽車被動(dòng)安全裝置在事故安全中實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量應(yīng)用，人們必須關(guān)注以下注意事項(xiàng)：（1）避免擅自改裝車輛。加裝運(yùn)動(dòng)套件、改裝前保險(xiǎn)杠等屬于較為常見的車輛改裝，但由此造成的加速度信號(hào)變化將直接影響被動(dòng)安全裝置效用發(fā)揮。（2）物品擺放。儀表盤放置的物品、車內(nèi)懸掛的物品會(huì)在安全氣囊展開時(shí)猶如子彈般彈射，由此帶來的風(fēng)險(xiǎn)必須得到關(guān)注。（3）行車不系安全帶。不系安全帶在很多年輕人看來是一件很酷的事，但正面撞擊發(fā)生時(shí)這種行為將產(chǎn)生嚴(yán)重的二次傷害。

3 結(jié)論

汽車被動(dòng)安全裝置在事故安全中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，主要包括安全帶、安全氣囊、氣囊控制器、傳感器等。研究表明，它具有顯著的實(shí)踐價(jià)值，可以有效降低安全事故危害，保障汽車駕駛?cè)藛T的安全。因此，人們要充分發(fā)揮汽車被動(dòng)安全裝置的作用。