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技術(shù)

安全系統(tǒng)面面觀 汽車安全配置之詳談

ainet.cn   2008年12月29日

       我們的壽命不斷地延長(zhǎng)是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí), 而這不僅僅歸功于醫(yī)療領(lǐng)域的突破。在這一方面汽車制造商與醫(yī)生承受著同樣的褒貶,這是因?yàn)槠囍圃焐淘诟?jìng)相將高性能及物質(zhì)享受與尖端安全技術(shù)結(jié)合起來(lái),為您和路上的每位行人提供保護(hù)。下面是我們推薦的幾大安全技術(shù),它們有些已經(jīng)被普遍應(yīng)用,而有些則比較少見。汽車的安全性恐怕是現(xiàn)在購(gòu)車者最關(guān)心的問(wèn)題之一,影響行車安全的因素有很多,本文將深入探討汽車的一些安全技術(shù)以及有利于提高行車安全配置。
  汽車的安全性主要分為兩個(gè)方面,一是主動(dòng)安全,另外一方面是被動(dòng)安全。有些朋友可能并不清楚主動(dòng)、被動(dòng)安全是怎么回事。簡(jiǎn)單說(shuō),所謂主動(dòng)安全,就是作用避免事故的發(fā)生;而被動(dòng)安全則是在發(fā)生事故時(shí)汽車對(duì)車內(nèi)成員的保護(hù)或?qū)Ρ蛔曹囕v或行人的保護(hù)。如果細(xì)分的話,車體安全也算在主動(dòng)安全一方面之中——即車體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)用料對(duì)外來(lái)危險(xiǎn)的抵抗能力。所以主動(dòng)安全性的好壞決定了汽車產(chǎn)生事故發(fā)生概率的多少,而被動(dòng)安全性的好壞主要決定了事故后車內(nèi)成員的受傷嚴(yán)重程度,下面我們就來(lái)細(xì)分說(shuō)明。

  一、車身安全配置

  車身是整個(gè)汽車安全系統(tǒng)的保護(hù)衛(wèi)士,它可以在受到撞擊時(shí),保護(hù)車內(nèi)人員的人身安全。一般的廠家都會(huì)在車身安全上采取一些措施。

  例如上海通用08款君越采用全金屬高強(qiáng)度封閉式承載車身,它可以大幅度吸收外界撞擊力,高強(qiáng)度側(cè)門防撞桿,并保證車門在變形情況下仍可打開且側(cè)向變形小。

   除了對(duì)外界撞擊力的吸收,08款君越還在儀表板內(nèi)置鋁鎂合金橫梁和膝部碰撞保護(hù)裝置,它能吸收正面的沖擊力,將可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)降到最低。

  二、主動(dòng)安全配置主動(dòng)安全系統(tǒng)

 

  要了解主動(dòng)安全性,我們首先得了解在駕駛過(guò)程當(dāng)中能夠影響到行車安全的一些因素。高速駕駛時(shí)汽車失控是影響安全的一個(gè)很大的因素。所謂失控,實(shí)際上就是汽車的輪胎失去了抓地能力,當(dāng)駕駛員對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向或制動(dòng)做出操作時(shí)汽車不能按照既定軌跡或路線運(yùn)動(dòng)。這種情況是非常危險(xiǎn)的。

  造成失控的原因主要有兩個(gè),一個(gè)是剎車抱死(車輪被剎車剎死了,與路面產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦),另一個(gè)原因則是轉(zhuǎn)向速度過(guò)快產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過(guò)度。我們先來(lái)看看抱死對(duì)汽車的安全有什么影響吧。

  我們知道正常行駛時(shí),汽車的四個(gè)車輪與路面產(chǎn)生的是靜摩擦力。也就是說(shuō)車輪是不打滑的。學(xué)過(guò)物理的話都知道,靜摩擦力是可變的。也就是說(shuō)在車輪沒(méi)有打滑的情況下,我們給制動(dòng)碟多大的制動(dòng)力,那么通過(guò)輪胎就能提供多大的制動(dòng)力。但是,如果制動(dòng)系統(tǒng)被剎抱死以后,情況就完全不同了。因?yàn)檩喬ケ谰鸵馕吨喬ヅc路面產(chǎn)生的是滑動(dòng)摩擦力,我們利用物理知識(shí)中不難判斷,滑動(dòng)摩擦力是固定不變的,滑動(dòng)摩擦力的大小跟輪胎的摩擦系數(shù)和正壓力(輪胎負(fù)載)有關(guān),而滑動(dòng)摩擦力要遠(yuǎn)小于最大靜摩擦力。所以車輪抱死以后,首先有效制動(dòng)力會(huì)明顯下降(當(dāng)滑動(dòng)摩擦發(fā)生時(shí),就是我們常說(shuō)的輪胎失去了抓地),制動(dòng)力下降就意味著制動(dòng)距離的增加,但最可怕的是車輪抱死后汽車發(fā)生的失控現(xiàn)象。

  道理很簡(jiǎn)單,作為前輪驅(qū)動(dòng)的汽車來(lái)說(shuō),當(dāng)我們緊急踩下制動(dòng)踏板時(shí),整個(gè)汽車的重心會(huì)前移,重心前移的結(jié)果就是前輪負(fù)載增大,后輪負(fù)載減小。這就意味著在制動(dòng)時(shí)前輪能獲得的最大靜摩擦力遠(yuǎn)大于后輪。那么此時(shí)后輪會(huì)比前輪先抱死。大多數(shù)情況是:司機(jī)踩下緊急制動(dòng)以后會(huì)本能的轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤來(lái)避過(guò)障礙物,如果在后輪抱死的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)方向那么危機(jī)就出來(lái)了。由于前輪沒(méi)有抱死,使得前輪仍然可以按照預(yù)定的轉(zhuǎn)向軌跡運(yùn)動(dòng)(也就是說(shuō)前輪還是可以正常的轉(zhuǎn)向)但后輪抱死以后則不會(huì)按照預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)(因?yàn)槭チ俗サ亓?而是保持原有運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。這就產(chǎn)生了一個(gè)扭轉(zhuǎn)力矩,道理就跟我們用T型套筒寧螺絲一樣,這個(gè)車會(huì)以重心為中心,重心到后軸的距離為半徑畫弧,用通俗的話說(shuō)就是車會(huì)開始打起轉(zhuǎn)來(lái)。這種情況是非產(chǎn)危險(xiǎn)的,因?yàn)樗緳C(jī)無(wú)法控制汽車的正常運(yùn)動(dòng),失控的汽車很容易撞上周圍的人群或路面的障礙或其他車輛。

  這種制動(dòng)抱死對(duì)汽車和乘客帶來(lái)的危險(xiǎn)在雨雪天氣尤為突出。濕滑的路面讓輪胎的抓地極限降低,不管你技術(shù)多么嫻熟,稍有剎車動(dòng)作,輪胎就會(huì)因?yàn)槟Σ亮υ虮槐溃Э仉S之產(chǎn)生。最重要的是在雨雪路面上輪胎抱死車輛失控很難被駕駛員察覺(jué),一旦察覺(jué)為時(shí)已晚。為了提高雨雪路面的行駛安全性,各個(gè)安全配置應(yīng)運(yùn)而生。像ABS、EBD、TSC等配置,可以在交通事故發(fā)生前,通過(guò)這些配置的啟用最大限度避免交通事故的發(fā)生。


ABS 是Anti-Lock Brake System的英文縮寫,專業(yè)術(shù)語(yǔ)可以翻譯為“剎車防抱死系統(tǒng)”

  ABS最大的作用就是用來(lái)解決由于剎車抱死造成的失控危機(jī)。不過(guò)雖然很多車上都聲稱配備了ABS,但經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展,ABS的種類繁多,即便是轎車用ABS也有很多個(gè)版本。早期的ABS是機(jī)械式的。更高版本演化后都是電子控制的ABS,就是在這輪上裝有車輪轉(zhuǎn)速傳感器,在制動(dòng)系統(tǒng)上裝有電磁閥。當(dāng)傳感器檢測(cè)到車輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)傳遞給電腦,電腦通過(guò)對(duì)比分析數(shù)據(jù)判斷車輪抱死或即將抱死時(shí),就是發(fā)出信號(hào)給電磁閥,降低制動(dòng)系統(tǒng)的液壓(降低剎車力度)直到抱死解除。所有的電液式ABS都是遵循這一原理。

  之所有說(shuō)ABS還分成很多個(gè)版本和種類并不是說(shuō)在原理上有什么差異。主要是在配備上存在差異。這種差異主要是因?yàn)橛胁煌碾娔X程序控制,ABS的反應(yīng)速度不同;另外使用不同的傳感器和液壓閥設(shè)置也會(huì)得到不同的ABS性能。早期的電液控制式ABS雖然也有控制電腦,但只有兩個(gè)傳感器和一個(gè)液壓閥。用術(shù)語(yǔ)說(shuō)就是雙傳感器單通道設(shè)計(jì)。這兩個(gè)傳感器通常布置在后輪,目的是用來(lái)檢測(cè)后輪是否會(huì)有打滑傾向;單通道的電磁閥也是用來(lái)控制后剎車的油壓的。一旦電腦判斷后輪打滑,則會(huì)打開電磁閥迅速降低后輪制動(dòng)力。上面我們已經(jīng)介紹過(guò)了,車輪的抱死之所以危險(xiǎn)是因?yàn)楹筝啎?huì)比前輪先抱死導(dǎo)致失控,所以降低后輪制動(dòng)力可以有效防止由于后輪抱死導(dǎo)致的失控。但是另外一種情況他就束手無(wú)策了,那就是一旦左右兩側(cè)的車輪處于不同摩擦系數(shù)的路面時(shí)(一側(cè)抓地力大另一側(cè)抓地力小)這種單通道的ABS則不能讓抱死的車輪擺脫危機(jī)。

  最終的解決辦法就是要讓四個(gè)車輪的制動(dòng)力能夠獨(dú)立控制(四輪制動(dòng)力自動(dòng)分配)。這就是現(xiàn)在經(jīng)常看到的具有EBD功能的ABS。EBD的英文全稱是Electric Brakeforce Dis-tribution翻譯成中文就是制動(dòng)力自動(dòng)分配的意思。它在每個(gè)車輪上都安裝有轉(zhuǎn)速傳感器,而且采用四通道的電磁閥控制制動(dòng)液壓。也就是說(shuō)每個(gè)車輪的制動(dòng)力都由一個(gè)獨(dú)立的電磁閥控制,這樣電腦可以控制任何一個(gè)車輪的制動(dòng)力。有了四通道的配備,ABS可以在任何情況下盡可能的解除抱死危機(jī)。有了EBD的幫助,ABS的功能也不局限于防抱死了,它還能開發(fā)出很多輔助功能,當(dāng)然這些功能都是對(duì)提高主動(dòng)安全性能起著至關(guān)重要的作用的。比方說(shuō)TCS就是它衍伸的一個(gè)功能更強(qiáng)大的電子穩(wěn)定系統(tǒng)。

  TCS又稱Traction Control System,即循跡控制系統(tǒng)。很多人會(huì)覺(jué)得驅(qū)動(dòng)輪打滑是好事,因?yàn)檫@證明了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力十足。但是在高速行駛的時(shí)候驅(qū)動(dòng)輪打滑是會(huì)造成安全問(wèn)題的。對(duì)于前驅(qū)車來(lái)說(shuō),由于驅(qū)動(dòng)輪在前面(相當(dāng)于拉著車身前進(jìn)),只要車是在走直線,前輪無(wú)論怎么打滑倒是不會(huì)偏離軌跡,不過(guò)一旦要轉(zhuǎn)彎,驅(qū)動(dòng)輪如果打滑的話則會(huì)失去轉(zhuǎn)向力。也就是說(shuō)汽車很難轉(zhuǎn)向。對(duì)于高速行駛的前驅(qū)車來(lái)說(shuō),如果在轉(zhuǎn)彎時(shí)由于動(dòng)力過(guò)大導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)輪打滑,那么會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的轉(zhuǎn)向不足。如果速度過(guò)快,快到來(lái)不及減速的話,汽車會(huì)向運(yùn)動(dòng)圓弧的外側(cè)沖出,撞上護(hù)欄。

  驅(qū)動(dòng)輪打滑還會(huì)帶來(lái)一個(gè)很大的缺點(diǎn)就是有效牽引力降低,輪胎磨損嚴(yán)重。因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力要遠(yuǎn)小于最大摩擦力,所以當(dāng)起步加速時(shí),一旦驅(qū)動(dòng)輪打滑,即使發(fā)動(dòng)機(jī)功率再大也發(fā)揮不出加速性能。所以有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)在起步時(shí)如果察覺(jué)到驅(qū)動(dòng)輪有打滑的傾向,會(huì)本能的稍微松掉一些油門使驅(qū)動(dòng)輪恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。作為TCS來(lái)說(shuō),要防止驅(qū)動(dòng)輪打滑其實(shí)很簡(jiǎn)單。就是把上述司機(jī)進(jìn)行的操作用電腦來(lái)完成。上面我們介紹過(guò),現(xiàn)在的新型ABS都有四通道和四傳感器。所以TCS可以利用ABS的資源來(lái)檢測(cè)車輪是否有打滑傾向,一旦檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)輪打滑,則立刻減小節(jié)氣閥的開度直到驅(qū)動(dòng)輪恢復(fù)正常。

  我們知道一旦汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過(guò)度就意味著它不能按照預(yù)定軌跡轉(zhuǎn)彎。所以衡量一個(gè)車的循跡性好不好實(shí)際上就是衡量它的實(shí)際轉(zhuǎn)彎軌跡是否與理論軌跡最為接近。其實(shí)TCS的控制手段是通過(guò)對(duì)車輪的制動(dòng)和調(diào)整節(jié)氣閥的開度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在我們知道了這些主動(dòng)安全系統(tǒng)的原理和作用,所以選擇愛(ài)車時(shí)也盡量要挑選一些安全性較高的車,畢竟這些系統(tǒng)是在危險(xiǎn)剛出現(xiàn)時(shí)候就已經(jīng)就緒工作了,以上這些已經(jīng)成為上海通用別克君越的標(biāo)配了,廠家匹配目的且不用再多說(shuō)了,被動(dòng)安全方面的“救命稻草”還是放在后面使用比較好。
三、被動(dòng)安全配置

  在意外發(fā)生時(shí),就是被動(dòng)安全系統(tǒng)發(fā)揮作用,將傷害降低到最小的時(shí)候了。上海通用別克君越配備的前排乘客雙智能二段式安全氣囊和一體式前后窗側(cè)氣簾可根據(jù)碰撞狀況迅速感應(yīng)判斷,并智能啟動(dòng)。如果要正確認(rèn)識(shí)安全氣囊的工作原理,我們首先要意識(shí)到,安全氣囊只是安全帶的輔助設(shè)施。

  安全氣囊的工作原理是當(dāng)車輛發(fā)生碰撞到一定程度時(shí),控制模塊快速對(duì)信號(hào)做出處理,確認(rèn)發(fā)生碰撞的嚴(yán)重程度已超出安全帶的保護(hù)能力,便迅速釋放氣囊,使乘員的頭、胸部和側(cè)體部分直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸,從而通過(guò)氣囊的緩沖作用減輕乘員的傷害。值得注意的是,在不系安全帶的狀況下,安全氣囊不但不能對(duì)乘員起到防護(hù)作用,還會(huì)對(duì)乘員有嚴(yán)重的殺傷力。

  所以,在被動(dòng)安全系統(tǒng)中最重要的一個(gè)配置就是我們看起來(lái)最簡(jiǎn)單的安全帶。上海通用別克君越標(biāo)配前預(yù)緊式三點(diǎn)式帶預(yù)緊限制器的起爆式安全帶,在剎車過(guò)程中安全帶就已經(jīng)起到了拉近作用,碰撞前就已經(jīng)把乘客緊緊固定在座椅上了,相比那些沒(méi)有預(yù)緊功能的安全帶更安全更可靠。不僅如此,后排乘客三點(diǎn)安全帶還帶有兒童保護(hù)功能,在撞擊發(fā)生的一瞬間,安全帶的三點(diǎn)拉伸保護(hù)機(jī)構(gòu)會(huì)保護(hù)乘坐人員免受胸部傷害,這樣的設(shè)計(jì)和保護(hù)形式,能有效的將撞擊傷害降到最低。

  據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),在所有可能致命的車禍中,正確使用安全帶,可挽救約45%的生命;同時(shí)使用安全氣囊,比例將上升到60%。經(jīng)常會(huì)看到很多因?yàn)榘踩珰饽覜](méi)有引爆導(dǎo)致用戶與廠家打官司的案例,其實(shí)安全氣囊的打開是需要一定條件的,一般條件是汽車達(dá)到50公里以上的時(shí)速、初次碰撞為正面的、碰撞的物體或障礙物是剛性的。而且氣囊引爆的指令是通過(guò)傳感器來(lái)傳達(dá)的,而傳感器是通過(guò)感應(yīng)汽車的減速度來(lái)工作的。很多汽車碰撞前的速度較高,但初次碰撞不是正面的,而是發(fā)生了剮蹭、側(cè)碰等多次的碰撞,到了真正能使安全氣囊起作用的正碰時(shí),車速已經(jīng)很低了,汽車的“有效減速度”不足以使安全氣囊打開,所以安全帶的作用要更大。

  以上三個(gè)細(xì)分配置可以說(shuō)是行車安全系統(tǒng)的描述。隨著社會(huì)發(fā)展,安全不僅僅是防碰撞的代名詞,財(cái)產(chǎn)安全也應(yīng)算到中間一條,所以安全系統(tǒng)已經(jīng)被被融入到各個(gè)配置當(dāng)中,如果細(xì)分的話那將數(shù)不勝數(shù),下面我們來(lái)介紹幾種在中高檔轎車上出現(xiàn)且也不太多見的。

  1. 胎壓監(jiān)控

  美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局 (NHTSA) 已經(jīng)做出要求,截止2003產(chǎn)品年車重小于或達(dá)到4536公斤的所有美國(guó)乘用車輛都必須配備胎壓監(jiān)控系統(tǒng),事后寶馬公司就已經(jīng)把該系統(tǒng)用在全系轎車中。駕駛者可以通過(guò)車內(nèi)提示警告系統(tǒng)來(lái)判斷輪胎胎壓情況是否正常,首先避免了因輪胎虧氣出現(xiàn)的行車跑偏,其次在高速行駛時(shí)也對(duì)乘坐者安全是一種保障。?

  所用車型:奧迪、寶馬、上海通用別克君越、凱迪拉克、雷克薩斯、邁巴赫、梅塞德斯奔馳、沃爾沃等等。?

  2. 倒車警告/倒車影像/車外攝像頭?

  倒車警告這項(xiàng)技術(shù)用于在駕駛期間以及駐車時(shí),針對(duì)您盲區(qū)中的轎車或物體向您發(fā)出警告。通常,該系統(tǒng)會(huì)在您行車時(shí)已經(jīng)進(jìn)行響應(yīng);它可能會(huì)使后視鏡內(nèi)的一個(gè)警告標(biāo)示進(jìn)行閃爍,同時(shí)會(huì)發(fā)出聲音警告,該系統(tǒng)是一個(gè)短程檢測(cè)系統(tǒng)。如:上海通用別克君越車內(nèi)后視鏡就配備此功能,反光鏡左邊會(huì)有一個(gè)車體形狀的圖標(biāo),前/后雷達(dá)在偵測(cè)障礙物時(shí)警告標(biāo)示會(huì)給駕駛者以視覺(jué)和聽覺(jué)上的警告。

  倒車影像和后視攝像機(jī)是一體,不僅保護(hù)您的轎車,還能夠避免在倒車時(shí)意外傷及兒童和動(dòng)物。倒車已經(jīng)從向下傾斜后視鏡或發(fā)出聲音警告到實(shí)時(shí)查看。新一代技術(shù)包括一個(gè)攝像機(jī),它可以與導(dǎo)航系統(tǒng)協(xié)同工作,對(duì)您身后的一切進(jìn)行廣角拍攝,然后反映在車內(nèi)屏幕上,從而幫助您倒車或掛接拖車。

  所用車型:雷克薩斯、上海通用別克君越、梅塞德斯-奔馳等等。

  3. 芯片防盜系統(tǒng)

  財(cái)產(chǎn)安全也被人日益關(guān)注,一部幾十萬(wàn)的轎車被偷盜會(huì)讓車主受到很大的損失。廠家也絞盡腦汁為轎車加入更多的安全防范系統(tǒng)。通用別克君越不僅在點(diǎn)火鑰匙上加入Passkey III安全防盜系統(tǒng),還針對(duì)后行李箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),變?yōu)檫b控開啟無(wú)鎖芯防盜模式,大大減低了被盜被撬的幾率,給車主財(cái)產(chǎn)方面的最大保護(hù)。

  4. 自動(dòng)感應(yīng)大燈和/或夜視輔助系統(tǒng)

  自動(dòng)感應(yīng)大燈隨車輛周邊環(huán)境光線影響,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別判斷。雨霧天氣光線不夠,大燈會(huì)自動(dòng)亮起給駕駛者提供更安全的行車環(huán)境。后期廠家又延伸到自適應(yīng)大燈系統(tǒng),這更高級(jí)的系統(tǒng)會(huì)因方向而調(diào)節(jié)(在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)燈光)。它們也可以是車速感應(yīng)式車燈(可以改變光束的長(zhǎng)度或高度),或者對(duì)環(huán)境光進(jìn)行補(bǔ)償。

  夜視系統(tǒng)可以有不同的形式,如基本的紅外線大燈或熱成像攝像機(jī)。但是無(wú)論采用何種科技,作用都一樣:在夜間或者視線不明的情況下,幫助您看清更遠(yuǎn)處的路面并且辨別接近 1000 英尺外道路上的動(dòng)物、人或樹木。圖像在駕駛室中的顯示屏上形成,使肉眼難于看清的障礙物體提前被駕駛者掌控,目前博世公司開發(fā)的夜視系統(tǒng)則具有以上功能,但價(jià)格很是昂貴,即使是超豪華轎車目前也基本為選配系統(tǒng)。相信不久將來(lái)這一更高級(jí)的系統(tǒng)也會(huì)被中高級(jí)轎車所選用。

  所用車型:凱迪拉克、雷克薩斯、林肯、梅塞德斯-奔馳S系。

 

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