汽車被動(dòng)安全-吳孝森 第七組.doc

汽車被動(dòng)安全分析 車輛1002 3100105203 吳孝森隨著社會(huì)進(jìn)步，科技發(fā)展，生活水平提高，汽車作為人們的代步工具開(kāi)始走入平常百姓的家庭，尤其是城市化的加快，越來(lái)越多的汽車出現(xiàn)在我們身邊，交通安全問(wèn)題越來(lái)越凸顯，各種安全隱患被無(wú)形放大人們的生命安全也面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的汽車安全措施并不能有效解決交通事故的發(fā)生，目前汽車安全理念也在逐漸發(fā)生變化，隨著科技的進(jìn)步，汽車的安全被細(xì)化，安全行駛措施可以大略地分為主動(dòng)安全措施（防止事故發(fā)生）和被動(dòng)安全措施（減小事故后果）。被動(dòng)安全是指汽車在發(fā)生事故以后對(duì)車內(nèi)乘員的保護(hù)，如今這一保護(hù)的概念以及延伸到車內(nèi)外所有的人甚至物體。由于國(guó)際汽車界對(duì)于被動(dòng)安全已經(jīng)有著非常詳細(xì)的測(cè)試細(xì)節(jié)的規(guī)定，所以在某種程度上，被動(dòng)安全是可以量化的。被動(dòng)安全裝置，則是在車禍意外發(fā)生，車輛已經(jīng)失控的狀況之下，對(duì)于乘坐人員進(jìn)行被動(dòng)的保護(hù)作用，希望透過(guò)固定裝置，讓車室內(nèi)的乘員，固定在安全的位置，并利用結(jié)構(gòu)上的導(dǎo)引與潰縮，盡量吸收撞擊的力量，確保車室內(nèi)乘員的安全。一、主要被動(dòng)安全技術(shù)：1. 預(yù)緊式安全帶當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故的一瞬間，乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)它會(huì)首先拉緊織帶，立即將乘員緊緊地綁在座椅上，然后鎖止織帶防止乘員身體前傾，有效保護(hù)乘員的安全。預(yù)緊過(guò)程預(yù)緊式安全帶的特點(diǎn)是當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故的一瞬間，預(yù)緊式安全帶中起主要作用的卷收器與普通安全帶不同，除了普通卷收器的收放織帶功能外，還具有當(dāng)車速發(fā)生急劇變化時(shí)，能夠在0.1s左右加強(qiáng)對(duì)乘員的約束力，因此它還有控制裝置和預(yù)拉緊裝置?？刂蒲b置分有兩種：一種是電子式控制裝置，另一種是機(jī)械式控制裝置。預(yù)拉緊裝置則有多種形式常見(jiàn)的預(yù)拉緊裝置是一種爆燃式的，由氣體引發(fā)劑、氣體發(fā)生劑、導(dǎo)管、活塞、繩索和驅(qū)動(dòng)輪組成。當(dāng)汽車受到碰撞時(shí)預(yù)拉緊裝置受到激發(fā)后，密封導(dǎo)管內(nèi)底部的氣體引發(fā)劑立即自燃，引爆同一密封導(dǎo)管內(nèi)的氣體發(fā)生劑，氣體發(fā)生劑立即產(chǎn)生大量氣體膨脹，迫使活塞向上移動(dòng)拉動(dòng)繩索，繩索帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)號(hào)驅(qū)動(dòng)輪使卷收器卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，織帶被卷在卷筒上，使織帶被回拉。最后，卷收器會(huì)緊急鎖止織帶，固定乘員身體，防止身體前傾避免與方向盤(pán)、儀表板和玻璃窗相碰撞。2.乘員頭頸保護(hù)系統(tǒng)（WHIPS）WHIPS一般設(shè)置于前排座椅。當(dāng)轎車受到后部撞擊時(shí)，頭頸保護(hù)系統(tǒng)會(huì)迅速充氣膨脹起來(lái)，其整個(gè)靠背都會(huì)隨乘坐者一起后傾，乘坐者的整個(gè)背部和靠背安穩(wěn)地貼近在一起，靠背則會(huì)后傾以最大限度地降低頭部向前甩力量，座椅的椅背和頭枕會(huì)向后水平移動(dòng)，使身體的上部和頭部得到輕柔、均衡地支撐與保護(hù)，以減輕脊椎以及頸部所承受的沖擊力，并防止頭部向后甩所帶來(lái)傷害。3.安全氣囊分布在車內(nèi)前方（正副駕駛位），側(cè)方（車內(nèi)前排和后排）和車頂三個(gè)方向。在裝有安全氣囊系統(tǒng)的容器外部都印有（Supplemental Inflatable RestraintSystem，簡(jiǎn)稱SRS)的字樣，直譯成中文，應(yīng)為“輔助可充氣約束系統(tǒng)”。旨在 減輕汽車碰撞后，乘員因慣性發(fā)生二次碰撞時(shí)的傷害程度。做為車身被動(dòng)安全性的輔助配置，日漸受到人們的重視。當(dāng)汽車與障礙物碰撞后，稱為一次碰撞，乘員與車內(nèi)構(gòu)件發(fā)生碰撞，稱為二次碰撞，氣囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打開(kāi)一個(gè)充滿氣體的氣墊，使乘員因慣性而移動(dòng)時(shí)“撲在氣墊上”從而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程度。安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在頭部和胸部，防止脆弱的乘客肉體與車身產(chǎn)生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。安全氣囊對(duì)于在遭受正面撞擊時(shí)，的確能有效保護(hù)乘客，即使未系上安全帶，防撞安全氣囊仍足以有效減低傷害據(jù)統(tǒng)計(jì)，配備安全氣囊的車發(fā)生正面碰撞時(shí)，可降低乘客受傷的程度高達(dá)64%，甚至在其中有80%的乘客未系上安全帶！至于來(lái)自側(cè)方及后座的碰撞，則仍有賴于安全帶的功能。此外，氣囊爆發(fā)時(shí)的音量大約只有130分貝，在人體可忍受的范圍；氣囊中78%的氣體是氮?dú)?，十分安定且不含毒性，?duì)人體無(wú)害；爆出時(shí)帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態(tài)下不粘在一起的潤(rùn)滑粉末，對(duì)人體亦無(wú)害。4.安全車身設(shè)計(jì)優(yōu)良的車身結(jié)構(gòu)是被動(dòng)安全的主要課題。有研究表明，在道路交通事故中，絕大部分的碰撞能量被車身所吸收。安全車身的表現(xiàn)形式是車室結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，在發(fā)身事故時(shí)變形量極小，充分保證內(nèi)部乘員的生存空間；同時(shí)，車身前后能在碰撞時(shí)變形以吸收能量，減輕乘員受到的沖擊。最新的安全帶增加了預(yù)緊裝置和限力保護(hù)措施，即當(dāng)傳感元件探測(cè)到碰撞發(fā)生時(shí)，預(yù)緊器通過(guò)爆破能量（比安全氣囊的爆破能量小很多，因此后文中把安全氣囊當(dāng)做惟一先釋放能量的裝置）把安全帶收緊，使安全帶的吸能時(shí)間和距離得到延長(zhǎng)限力保護(hù)是在乘員受到壓迫極限的時(shí)候適當(dāng)放松安全帶，避免不必要的傷害發(fā)生5.智能安全氣囊安全氣囊的工作原理是：當(dāng)汽車前部遭受一定力量的撞擊后，安全系統(tǒng)就會(huì)引發(fā)某種類似小劑量炸藥爆炸的化學(xué)反應(yīng)，隱藏在方向盤(pán)內(nèi)的安全氣囊就在瞬間充氣彈出，在車內(nèi)人員的身體由于慣性作用向前沖撞即將撞上車上設(shè)備之前起到鋪墊作用，以減輕身體所受到的撞擊力。由于在事故發(fā)生的一瞬間必須完成鋪墊功能，因此氣囊必須以極快的速度彈出。這樣能很好的有效保護(hù)駕駛員的生命。二、被動(dòng)安全性的新技術(shù)：1) 能承受碰撞吸收能量的車身及車門(mén)進(jìn)一步改善能承受正面及側(cè)面碰撞并吸收能量的車身, 改進(jìn)車門(mén)設(shè)計(jì), 增加橫 梁, 使其能有更好的防側(cè)撞能力, 采用中間有泡沫充填物的夾層鋼板等。2) 側(cè)邊安全氣囊在頭枕及椅背的側(cè)方布置側(cè)邊安全氣囊, 當(dāng)發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí), 氣袋即膨脹吸收 側(cè)撞能量,保護(hù)乘員的安全。 3) 乘員保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)預(yù)測(cè)到事故不可避免時(shí), 中央微機(jī)控制系統(tǒng), 便指令安全帶收緊, 使座椅沿 滑軌向后移動(dòng), 使收縮型方向柱收縮到儀表板內(nèi), 使氣袋投入工作。4) 緊急門(mén)鎖釋放裝置當(dāng)車輛發(fā)生碰撞, 傳感器已確認(rèn)發(fā)生碰撞, 系統(tǒng)能立即釋放門(mén)銷, 讓車門(mén)能迅速打開(kāi)。5) 滅火系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)傳感器檢測(cè)出火情后, 即起動(dòng)滅火裝置自動(dòng)滅火, 如裝置失靈, 則 發(fā)動(dòng)機(jī)罩自動(dòng)釋放開(kāi), 可從外面滅火。6) 行車記錄儀類似飛機(jī)上的黑匣子, 可以記錄事故發(fā)生瞬間前后操作車輛和環(huán)境的多種信息, 而且可以再現(xiàn)導(dǎo)致事故的發(fā)展過(guò)程, 可以分析事故原因, 為以后預(yù)防提供可靠資料。7) 緊急事故自動(dòng)通報(bào)系統(tǒng)通過(guò)該系統(tǒng)車輛與負(fù)責(zé)交通管理的無(wú)線電臺(tái)及時(shí)聯(lián)系, 電臺(tái)可以獲知發(fā)生事故 的車輛的位置、事故及乘員受傷害的主要情況, 可以通知有關(guān)部門(mén)及人員及時(shí)前 往事故地點(diǎn), 進(jìn)行救援工作。如福特汽車公司的RescueCar技術(shù)可在碰撞事故發(fā) 生后立刻向有關(guān)部門(mén)報(bào)告，并在救援人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)的途中轉(zhuǎn)發(fā)傷員身體方面的重 要信息。三、車行人保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀研究被動(dòng)安全1行人保護(hù)技術(shù)應(yīng)用背景及意義行人作為道路交通中的弱勢(shì)群體，其被汽車碰撞造成的傷害是相當(dāng)嚴(yán)重的，但在在汽車各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，人們一直比較注重對(duì)車上駕乘人員的保護(hù)，安全氣囊、安全氣簾、安全帶、ABS、以及ESP等裝備越來(lái)越多地出現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)汽車上。然而行人的碰撞保護(hù)研究，卻沒(méi)有受到同等重視，相對(duì)于車內(nèi)乘員傷亡人數(shù)的逐年減少，車外行人傷亡情況卻得不到改觀。2國(guó)內(nèi)外法規(guī)現(xiàn)狀2003年，歐洲行人保護(hù)法規(guī)2003102EC正式出臺(tái)，該法規(guī)對(duì)車輛行人保護(hù)方面的性能進(jìn)行了分階段的引導(dǎo)式要求。2009年根據(jù)多年的實(shí)際情況，歐洲對(duì)行人保護(hù)法規(guī)進(jìn)行了修改和調(diào)整，推出了新法規(guī)即782009。歐洲行人保護(hù)法規(guī)的推出及改進(jìn)可以說(shuō)是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)行人保護(hù)要求的一個(gè)縮影。（2005年開(kāi)始第一階段，2010年開(kāi)始第二階段。）由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)化研究所制定的汽車對(duì)行人的碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合發(fā)布，并從2010年7月1日起正式批準(zhǔn)，成為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并有望在2013年汽車行人保護(hù)全球法規(guī)實(shí)施時(shí)同步采用。在法規(guī)的制約下，為了提高各自產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，各大汽車制造商和一些研究機(jī)構(gòu)紛紛投入專門(mén)的技術(shù)人員和最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備從事行人安全保護(hù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M分析工作。3行人保護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀根據(jù)對(duì)事故數(shù)據(jù)的研究，大多數(shù)的嚴(yán)重傷亡是因?yàn)樾腥伺c車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)罩、擋風(fēng)玻璃以及車頂發(fā)生碰撞而造成的，且下肢是行人與車輛的第一碰撞位置。下肢膝蓋的傷害通常被認(rèn)為是最嚴(yán)重的傷害，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致人員長(zhǎng)期的殘疾，而頭部的傷害則有可能造成死亡。傷害則是由于腿部與保險(xiǎn)杠發(fā)生碰撞造成的i1，所以我們必須有針對(duì)性的在這些方面做出改善。目前國(guó)際上用于車輛的行人安全保護(hù)裝置主要可分為4大類：一是保險(xiǎn)杠改進(jìn)；二是行人安全氣囊系統(tǒng)；三是發(fā)動(dòng)機(jī)罩技術(shù)；四是車輛智能安全保障系統(tǒng)。在汽車被動(dòng)安全性范圍內(nèi)主要包含了前三項(xiàng)，即保險(xiǎn)杠技術(shù)、行人安全氣囊技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩技術(shù)，將在下文闡述。3.1保險(xiǎn)杠技術(shù)現(xiàn)狀保險(xiǎn)杠改進(jìn)是對(duì)保險(xiǎn)杠外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)或在保險(xiǎn)杠的適當(dāng)?shù)胤椒胖酶呙芏扰菽牧?，使碰撞的傷害減輕。采用性能好的材料是堿輕傷害的有效方法。除采用新材料外，改進(jìn)保險(xiǎn)杠的外形設(shè)計(jì)也可以提高行人的保護(hù)能力。如將保險(xiǎn)杠的碰撞點(diǎn)抬高井盡可能不出現(xiàn)尖銳的突起，使整個(gè)前臉呈圓潤(rùn)的造型，從而降低碰撞時(shí)對(duì)行人的傷害。研究結(jié)果表明，可能存在兩種理論用于解釋小腿骨折的致傷機(jī)制。一種理論認(rèn)為小腿骨折是直接作用力造成，多發(fā)生在碰撞點(diǎn)附近，采用作用力和加速度進(jìn)行評(píng)估；另一種理論認(rèn)為碰撞點(diǎn)以下的小腿慣性彎矩是導(dǎo)致骨折的原因，骨折不一定發(fā)生在碰撞點(diǎn)，這一理論被用于解釋脛骨近地端的骨折，采用彎矩進(jìn)行評(píng)估。而針對(duì)長(zhǎng)骨的彎曲試驗(yàn)表明長(zhǎng)骨材料具有生物材料常見(jiàn)的黏彈性特性。骨折的發(fā)生不僅決定于載荷大小和加載形式,也決定于載荷持續(xù)時(shí)間，見(jiàn)下圖圖2長(zhǎng)骨骨折載荷時(shí)間曲線一般運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)方法來(lái)進(jìn)行事故重建分析，來(lái)自查爾摩斯工業(yè)大學(xué)的CPMS0百分位行人多體動(dòng)力學(xué)模型經(jīng)過(guò)多種尸體試驗(yàn)驗(yàn)證，被用做參考的基準(zhǔn)行人模型。這一行人模型由24個(gè)橢球體組成，由14個(gè)關(guān)節(jié)鉸鏈連接，并增加了可旋轉(zhuǎn)的膝蓋和可模擬骨折的腿骨部分。骨折是通過(guò)建立的一個(gè)球鉸鏈實(shí)現(xiàn)的，行人的小腿通過(guò)被球鉸鏈連接的兩段剛體來(lái)描述，一旦作用在鉸鏈上的載荷超過(guò)設(shè)定的限值，球鉸鏈就由鎖止變?yōu)樽杂蛇\(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使用VC編程控制軟件中GEBOD程序，以便行人模型基于真實(shí)受害者的身高和體重，調(diào)整身體各部分的尺寸、質(zhì)量和慣性矩，根據(jù)行人傷害的骨折部位信息，調(diào)整可模擬骨折的鉸鏈在小腿的高度位置。肇事車也采用多體動(dòng)力學(xué)模型建立，根據(jù)實(shí)際車輛外形和尺寸確定模型前部結(jié)構(gòu)形狀，參考Euro-NCAP類似車型的行人測(cè)試結(jié)果，不同車輛的前部結(jié)構(gòu)剛度特性采用對(duì)應(yīng)的剛度曲線以定義前部接觸特性。評(píng)價(jià)的指標(biāo)包括，可斷裂鉸鏈處的橫向加速度(對(duì)應(yīng)加速度評(píng)價(jià)指標(biāo))、側(cè)向力(對(duì)應(yīng)剪切力評(píng)價(jià)指標(biāo))、軸向力與剪切力的臺(tái)力和力峰值的作用時(shí)間，同時(shí)計(jì)算了保險(xiǎn)杠與小腿的接觸作用力。3.2發(fā)動(dòng)機(jī)罩技術(shù)現(xiàn)狀3.2.1動(dòng)機(jī)罩抬升技術(shù)目前的發(fā)動(dòng)機(jī)罩抬升裝置主要有兩種：氣體發(fā)生器式和機(jī)械式。氣體發(fā)生器式抬升裝置通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓氣體，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)罩后端抬升，反應(yīng)迅速，但屬于一次性使用的產(chǎn)品，使用后的維修成本較高；機(jī)械式抬升裝置通過(guò)釋放加載后的彈簧或者高壓氣體抬升發(fā)動(dòng)機(jī)罩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積較大，但可實(shí)現(xiàn)可逆使用，成本較低。最新的行人保護(hù)設(shè)計(jì)引入了汽車預(yù)碰撞技術(shù)，車輛通過(guò)安裝在車頭的雷達(dá)和攝像頭等探測(cè)前方行人，在人一車碰撞發(fā)生前一定時(shí)間觸發(fā)行人保護(hù)裝置，從而為行人保護(hù)爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。本研究設(shè)計(jì)的主動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)罩抬升裝置基于最新的行人保護(hù)設(shè)計(jì)理念，主要由傳感系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)罩抬升裝置組成，傳感系統(tǒng)中有給抬升裝置觸發(fā)信號(hào)的傳感單元當(dāng)傳感系統(tǒng)探測(cè)并判斷車輛將與行人發(fā)生碰撞時(shí)，傳感單元給抬升裝置觸發(fā)信號(hào)。抬升裝置通過(guò)加裝在底部的氣體發(fā)生器，瞬時(shí)產(chǎn)生大量氣體，將發(fā)動(dòng)機(jī)罩的尾端抬升。該裝置反應(yīng)迅速且可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，使用后維修方便，成本低，具有很好的經(jīng)濟(jì)性。一般采用實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證新型主動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)罩抬升裝置的有效性。分析發(fā)動(dòng)機(jī)罩的抬升時(shí)序，采用高速攝像機(jī)記錄發(fā)動(dòng)機(jī)罩的整個(gè)抬升過(guò)程。3.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真及總布置設(shè)計(jì)研究歐盟對(duì)兒童頭型撞擊發(fā)動(dòng)機(jī)罩的試驗(yàn)的要求為：使用2.5kg的頭型以40km/h的速度與車輛發(fā)動(dòng)機(jī)罩發(fā)生碰撞，在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)罩試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)頭部傷害指數(shù)(HIC)不得超過(guò)1000。通常發(fā)動(dòng)機(jī)罩與發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部件有一定距離，如果在撞擊過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)罩變形過(guò)大而與艙內(nèi)部件接觸，很有可能造成二次碰撞，增大頭部傷害。發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部對(duì)頭部碰撞有影響的零部件主要是：發(fā)動(dòng)機(jī)罩、蓄電池、空濾、電器盒及儲(chǔ)液罐等。在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置時(shí)，應(yīng)考慮頭部碰撞區(qū)域，尤其是蓄電池、空濾及發(fā)動(dòng)機(jī)本體最為重要，要降低這些件的高度，增大與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板的有效距離；同時(shí)應(yīng)結(jié)合具體零件尺寸考慮離地間隙、運(yùn)動(dòng)干涉及熱平衡等因素對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置的限制，這些限制性約束主要與前期造型和總布置有很大關(guān)系。因此，在布置發(fā)動(dòng)機(jī)艙時(shí)應(yīng)考慮全面，避免造成法規(guī)和布置上的沖突。通常采用Hypermesh等軟件建立發(fā)動(dòng)機(jī)罩和頭型的數(shù)學(xué)模型，添加約束條件，如材料、接觸條件等，從而對(duì)不同的撞擊位置、不同發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)厚度等參數(shù)進(jìn)行仿真。3.3行人安全氣囊技術(shù)現(xiàn)狀行人保護(hù)安全氣囊可避免人體撞擊到汽車的前擋風(fēng)玻璃上。這類氣囊共有2種，一是發(fā)動(dòng)機(jī)罩氣囊，二是前圍安全氣囊，兩者配合使用可減少最常見(jiàn)的行人傷亡事故。2發(fā)動(dòng)機(jī)罩氣囊位于保險(xiǎn)杠的上方，緊靠保險(xiǎn)杠處開(kāi)始展開(kāi)。碰撞前由一個(gè)碰撞預(yù)警傳感器激發(fā)，可在50-75ms內(nèi)完成充氣。保持充氣狀態(tài)時(shí)間可達(dá)數(shù)秒鐘。充氣后的安全氣囊在前大燈之問(wèn)的部位展開(kāi)，由保險(xiǎn)杠頂面向上伸展到發(fā)動(dòng)機(jī)罩表面以上。氣囊的折疊模式和斷面設(shè)計(jì)保證氣囊展開(kāi)時(shí)能與汽車前端的輪廓相吻合，以保證兒童頭部和成人腿部的安全。前圍氣囊系統(tǒng)的作用則是提供兩次碰撞保護(hù)，防止行人被甩到發(fā)動(dòng)機(jī)罩后部后被前窗底部碰傷。該系統(tǒng)包括2個(gè)氣囊，分別由汽車中心線向一側(cè)的A柱延伸。氣囊由傳感器探測(cè)到行人與保險(xiǎn)杠發(fā)生初始碰撞后觸發(fā)。在行人翻到發(fā)動(dòng)機(jī)罩上滾向前窗這段時(shí)間內(nèi)，氣囊完成充氣，2個(gè)氣囊沿前窗底部將左右A柱之間的區(qū)域完全覆蓋，不僅能蓋住前窗玻璃底部，還可蓋住刮水器擺軸與發(fā)動(dòng)機(jī)罩支座等致命的“硬點(diǎn)”。同時(shí)，氣囊不會(huì)完全封住駕駛員的視線。四、AHSS對(duì)汽車安全的影響被動(dòng)安全實(shí)例不久前，美國(guó)著名安全測(cè)試機(jī)構(gòu)IIHS（高速公路安全協(xié)會(huì)）進(jìn)行了一場(chǎng)別開(kāi)生面的碰撞試驗(yàn)：一輛2009款的雪佛蘭Malibu以64km/h速度與一輛1959款雪佛蘭Bel Air 進(jìn)行40%重疊正面碰撞試驗(yàn)。結(jié)果，2009款雪佛蘭Malibu車內(nèi)的駕駛席假人幾乎毫發(fā)無(wú)損，而雪佛蘭Bel Air車內(nèi)駕駛員席假人頭部、胸部和下肢等部位均遭受到毀滅性傷害。同一品牌的兩款車型為何在安全性上差別如此之大呢？這一方面是因?yàn)?009款的雪佛蘭Malibu采用了安全氣囊、預(yù)緊式安全帶等先進(jìn)的安全配置，更重要的是50年來(lái)，汽車安全車身設(shè)計(jì)技術(shù)有了根本性的變革。今天，以雪佛蘭Malibu為代表的新車型無(wú)不大量采用高強(qiáng)度鋼板來(lái)增強(qiáng)車身抵御碰撞沖擊的能力，這也使得其安全性有了質(zhì)的提高。 （1）安全不安全，車身材料是關(guān)鍵碰撞時(shí)，車身承擔(dān)著吸收、分散碰撞能量和抵御變形的職責(zé)，因此是決定其安全性的最關(guān)鍵一環(huán)。但真正起作用的部分不是我們所能摸到的發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車門(mén)板等部件，而是內(nèi)部核心的結(jié)構(gòu)件。這些結(jié)構(gòu)件主要包括A柱、B柱、C柱、前后保險(xiǎn)杠（包括吸能盒）、前縱梁、門(mén)檻梁、車門(mén)防撞梁及車頂縱梁等。這些部件材料性能的優(yōu)劣，將直接決定車輛的安全性能。目前車身部件所采用的材料主要以鋼材為主，且主要是鋼板。其它材料如鋁合金、碳纖維等，因?yàn)槌杀据^高，只應(yīng)用在少數(shù)豪華車和超級(jí)跑車上。AHSS (advanced high strength stee先進(jìn)高強(qiáng)度鋼)是一種新近出現(xiàn)的鋼板材料，它在汽車領(lǐng)域的大量應(yīng)用為車身安全設(shè)計(jì)帶來(lái)了一場(chǎng)革命。（2）什么是AHSS？依照世界鋼鐵協(xié)會(huì)的定義，AHSS 是指抗拉強(qiáng)度在500MPa到1500MPa之間（屈服強(qiáng)度在280MPa到1200MPa之間）的鋼材。這種鋼板材料不僅強(qiáng)度高，可以抵御高速碰撞的沖擊變形，而且具有很好吸能性，因此在提高安全性方面起著非常重要的作用。目前AHSS主要應(yīng)用于車身上關(guān)鍵的安全件和加強(qiáng)件，且日益受到各大汽車公司的青睞。據(jù)世界鋼鐵協(xié)會(huì)的研究數(shù)據(jù)顯示，目前平均每車的AHSS使用量約在68kg左右，而到2020年這一數(shù)字將會(huì)達(dá)到204kg。大量采用高強(qiáng)度鋼不僅可以使車輛的耐撞性及乘員安全性大幅提升，而且整車的質(zhì)量也可以顯著減輕，從而減少油耗及尾氣排放。 AHSS材料和傳統(tǒng)鋼板相比，不僅強(qiáng)度更高，而且拉伸性能也更為出色，即吸能特性更好。同時(shí)它的焊接工藝和傳統(tǒng)鋼板材料相近，因此可以比較方便地由傳統(tǒng)鋼板部件升級(jí)到AHSS部件。而和鋁合金、碳纖維等材料相比，AHSS具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，因此是目前提高車輛安全性的一種最為有效且可行的解決方案。作為一種先進(jìn)的鋼板材料，世界上只有少數(shù)公司掌握了生產(chǎn)AHSS的核心技術(shù)，其中瑞典SSAB鋼鐵公司就是該領(lǐng)域的領(lǐng)先者。SSAB是一家年產(chǎn)僅600萬(wàn)噸的小鋼廠。但在特種鋼領(lǐng)域，它卻是一家非常著名的公司，它所生產(chǎn)的各種特種鋼在工程機(jī)械、商用車及轎車領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用，其中專為乘用車開(kāi)發(fā)的DOCOL系列先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)。沃爾沃、寶馬、大眾等國(guó)外知名汽車公司都采用了它的AHSS產(chǎn)品。 （3）車門(mén)防撞梁最應(yīng)采用高強(qiáng)度鋼的部件分析Euro NCAP近兩年來(lái)的測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)車型在側(cè)面碰撞項(xiàng)目上都獲得了滿分或接近滿分的成績(jī)。而C-NCAP測(cè)試的很多車型側(cè)面碰撞成績(jī)卻不是很理想，特別是很多小型車側(cè)面碰撞成績(jī)非常差。這除了與我國(guó)側(cè)面安全氣囊及側(cè)氣簾的配置率較低有關(guān)外，側(cè)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不同也是造成這種差距的關(guān)鍵因素，其中尤以車門(mén)防撞梁最為關(guān)鍵。當(dāng)發(fā)生側(cè)碰事故時(shí)，車內(nèi)乘員的胸部是最容易受傷的部位，而其受傷的嚴(yán)重程度直接與車門(mén)的侵入變形速度有關(guān)。在車門(mén)上采用高強(qiáng)度鋼材料的車門(mén)防撞梁可以有效減緩車門(mén)的侵入變形速度，從而降低車內(nèi)乘員胸部受到的傷害。在C-NCAP側(cè)面碰撞試驗(yàn)中獲得高分的車型，基本上都采用了高強(qiáng)度車門(mén)防撞梁，而得分較差的車型往往是沒(méi)有車門(mén)防撞梁，或是車門(mén)防撞梁的強(qiáng)度不夠。車門(mén)防撞梁不僅在側(cè)碰事故中起著非常重要的保護(hù)作用，它在正碰事故中也發(fā)揮著重要的作用，是分散及傳遞前部碰撞力的重要途徑之一，可以更加有效地將前部碰撞產(chǎn)生的能量分散到車輛的中部和后部，從而減輕車內(nèi)乘員受到的傷害。正是由于車門(mén)防撞梁在碰撞中發(fā)揮著如此重要的作用，因此各個(gè)整車廠家都積極采用AHSS材料制作車門(mén)防撞梁。車門(mén)防撞梁一般是車身上強(qiáng)度最高的部件，某些新型的車門(mén)防撞梁強(qiáng)度可以達(dá)到1000MPa甚至是1300MPa以上。 （4）AHSS在汽車領(lǐng)域大有可為AHSS材料除了被應(yīng)用于車門(mén)防撞梁以外，還被廣泛應(yīng)用在保險(xiǎn)杠、座椅導(dǎo)軌及車身結(jié)構(gòu)件上，從而顯著提高車輛的安全性。當(dāng)汽車與其他車輛或障礙物發(fā)生低速碰撞時(shí)，前保險(xiǎn)杠骨架對(duì)保護(hù)翼子板、散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和燈具等部件同樣起著至關(guān)重要的作用。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，這直接影響著發(fā)生碰撞事故后的維修費(fèi)用。 主橫梁的強(qiáng)度對(duì)整個(gè)保險(xiǎn)杠骨架系統(tǒng)起著決定性作用，目前在歐洲主橫梁的鋼材普遍使用抗拉強(qiáng)度高達(dá)1000MPa以上的AHSS鋼材，其厚度一般2mm左右。根據(jù)測(cè)算，如果用420MPa的中等強(qiáng)度鋼等效替代，其厚度至少要達(dá)到6mm，質(zhì)量可想而知。座椅導(dǎo)軌也是決定車輛安全性的關(guān)鍵部件。發(fā)生碰撞時(shí)，3點(diǎn)式安全帶勒緊座椅的力可以達(dá)到8000N，如果座椅導(dǎo)軌強(qiáng)度不夠的話，那么座椅很容易發(fā)生前移。座椅上乘員的胸部、腿部都可能與內(nèi)飾件發(fā)生二次碰撞而造成嚴(yán)重傷害。此外，A柱、B柱及C柱等關(guān)鍵部件采用AHSS材料可以大幅提高車身的耐沖擊性，從而保證車內(nèi)乘員的生存空間。（5）小型車AHSS助其提高安