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汽车研发中的重要环节


□ 张 雷 刘凯威

  内容摘要:随着汽车科技的不断创新,汽车的安全设计得到了长足的进步和发展,人们的出行也变得更加安全、可靠。汽车安全设计的不断发展,成为汽车驾乘员以及行人安全的重要保障,也成为汽车品质的象征和发展的关键。
  关键词:汽车安全设计、被动安全,主动安全、智能保护
  
  从第一辆汽车的出现至今经历了100多年的发展史,汽车对于人类生活的重要性日益提高,它已成为现代人生活的一部分,在车辆的性能越来越好、车速越来越高的同时,交通事故的出现也越来越频繁,因此在汽车安全性方面的开发设计越来越受到重视。为了维持汽车消费者的安全,让其获得最佳的保障,安全设计已成为现代汽车设计中最重要的一环,安全配备的成本在汽车生产的比重之中亦越来越高。
  提到汽车安全性,就不能不提到被人们称为“汽车安全之父”的德国人巴恩伊先生(Bela Barenyi),他是梅赛德斯一奔驰公司的安全工程师,他的工作奠定了当代汽车安全设计的基础。这位先驱为世界汽车工业带来了包括安全转向、溃缩区设计及侧撞防护系统等2500多项汽车安全发明,直接和间接地挽救了数百万人的生命。巴恩伊先生在戴姆勒一奔驰公司工作期间被授予了绝对的权力,这意味着可以从批量生产理念的约束中解脱出来,专注于开发设计理念,并将理念变为现实。他主持开发了“带有安全车身的汽车”,其车身中间为刚性结构,前端和后端
  
   为柔性结构,这实际上就是溃缩缓冲区车身设计的基础。这种超前的汽车安全思想与当时一味地寻求统一刚性车身的设计理念背道而驰。第一辆采用此项专利技术的车身采用塑性设计,巴恩伊最初通过纵梁的设置实现这一概念,他设计的车身中部的纵剖面是笔直的,并与车身覆盖件共同形成一个坚固的安全空间,而车身前端和后端的支撑结构是弯曲的。这意味着在发生事故时它们会产生变形,从而吸收部分冲击力,并保护乘客免受冲击力的伤害。巴恩伊的很多创新设计非常具有前瞻性,超越了当时汽车设计生产的理念,因此,往往在很多年后才在量产的轿车中得到应用。他的许多观念至今仍然是汽车安全设计的基本理念。
  汽车安全设计的不断发展,成为汽车驾乘员以及行人安全的重要保障,也成为汽车品质的象征和发展的关键。随着汽车科技的不断创新,汽车的安全设计得到了长足的进步和发展,人们的出行也变得更加安全、可靠。说到汽车设计,很多人首先会想到的是汽车的造型设计。其实,造型不仅要满足美学、空气动力学、制造等一系列标准,更要兼顾对车内外人员的安全考虑。初期的汽车时速都很低,第一辆汽车的产生是因为设计者想设计一款比马车快而且更加安全的交通工具,当时的道路系统也并不发达,都是走马车的路,道路狭窄、崎岖不平。但很快马车造型的汽车已满足不了人们的要求,因为它很难抵挡风雨的侵袭,美国福特汽车公司在1915年生产出一种新型的福特T型车,这种车的驾驶室部分很像一个大箱子,并装有门和窗,人们把这类车称为“箱型汽车”。作为高速车来讲,箱型车不够理想,因为它的阻力大,大大妨碍了汽车前进的速度。所以人们又开始研究一种新的车型——流线型汽车,随后的汽车设计都在不断提高汽车速度的前提下改变造型。随着汽车不断的普及和行车速度的提升,交通事故的出现和汽车的安全问题就逐步被人们重视起来,汽车的安全技术也会随着交通事故数量的迅速攀升而不断地发展进步。用户在购买汽车时,安全性可能是最关心的问题之一,从车身的重量、车身抗冲击能力、材料的强度等主动安全到安全气囊的个数等诸多被动安全设施都受到人们高度重视。但今天,安全带和安全气囊等被动安全防护系统已经不能满足未来车辆的设计需求。随着电子技术高科技的不断发展,汽车的安全体系也随之从“被动”安全
   走向“主动”安全体系。(图1、2)
  尽管我们对于乘车安全很在乎,也很在意汽车本身的安全设计,但对于主动安全与被动安全各种配备与设计的区别却不甚明了。一般而言,主动安全配备是指发生撞击之前作动的辅助装置。这些装置在车辆接近失控时便会开始作动,以各种方式介入驾驶的动作,希望能利用机械及电子装置,保持车辆的操控状态,全力让驾驶人能够恢复对于车辆的控制,避免车祸意外的发生。未来汽车安全研究的重点就是依靠搭载智能安全系统来避免事故的发生。这就意味着汽车自身可以感知到即将发生的事故,对事故进行准确的判断后,主动采取应急的措施,避免车祸的发生。
  新款的奔驰S级轿车的夜视系统就是这样一套智能化设施,它通过全新的主动技术明显改善了夜间的照明效果,并能够主动采取相应的安全预防措施。据相关部门统计,夜间行驶发生交通事故的死亡人数占到了总交通事故的60%,这—数字说明对道路交通的参与者,特别是行人,夜间发生事故的危险系数将大大增加。虽然现代汽车照明设备可以提供出色的照明效果,但仍然有一个问题尚未解决:为了不影响逆向车道驾驶员的视线,普通前大灯近光灯的照射范围只有30米远,所有光线没有直接照射到的地方,驾驶员都很难看清楚,或者根本看不见。远光灯虽然可以改善,但由于存在晃眼的问题因此只能在很少的情况下使用。奔驰新S级轿车全新的夜视辅助系统利用其自己发出的主动红外线光源工作,因此不发出热信号的物体也可以被发现并自动采取相应措施。此主动夜视系统能够使驾驶员辨别出距离210米左右路旁身着浅色衣服的试验假人,比使用近光复式氙气大灯时提早41米左右。而在行人身着黑色衣服时,驾驶员能够辨别出距离164米左右的试验假人,比使用近光复式氙气大灯时提早92米左右。这意味着采用夜视辅助系统可以将夜间行车安全性提高125%以上。(图3)
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摘自:装饰 2009年第04期  
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