汽車安全是汽車設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是人們最為關(guān)心的問題之一。目前，各大汽車廠商都在提高燃油經(jīng)濟(jì)性，并在降低汽車排放的同時(shí)，努力提高汽車的安全性。本文不僅從汽車的主動(dòng)安全技術(shù)、被動(dòng)安全技術(shù)以及碰撞試驗(yàn)三方面系統(tǒng)地介紹了汽車安全技術(shù)，而且也從駕駛者的角度介紹了關(guān)于汽車安全方面的知識(shí)和人為因素，從而使交通安全真正把握在我們自己手中。
汽車安全歷來是人們最為關(guān)心的問題之一，它直接關(guān)系到人民生命的安全和財(cái)產(chǎn)的損失。汽車發(fā)展的歷史同時(shí)也是汽車安全性能不斷提高的歷史。目前，各國(guó)都在努力降低交通事故的傷亡率，并且已經(jīng)取得了顯著效果。各主要發(fā)達(dá)國(guó)家每?jī)|車公里死亡人數(shù)都在2人以下，1995年美國(guó)每?jī)|車公里死亡人數(shù)僅為1.1人。隨著2000年的臨近，許多先進(jìn)技術(shù)將被引入汽車安全設(shè)計(jì)。各大汽車廠家也在提高燃油經(jīng)濟(jì)性，并在降低汽車排放的同時(shí)，越來越多的注重提高汽車的安全性能，從而將更加安全的汽車帶入21世紀(jì)。
汽車安全設(shè)計(jì)要從整體上來考慮，不僅要在事故發(fā)生時(shí)盡量減少乘員受傷的機(jī)率，而且更重要的是要在輕松和舒適的駕駛條件下幫助駕駛者避免事故的發(fā)生。本文即從主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)兩方面系統(tǒng)地闡述了現(xiàn)代汽車的安全技術(shù)。
一、主動(dòng)安全技術(shù)
被動(dòng)安全技術(shù)和主動(dòng)安全技術(shù)是保證汽車乘員安全的重要保障。
過去，汽車安全設(shè)計(jì)主要考慮被動(dòng)安全系統(tǒng)，如設(shè)置安全帶、安全氣囊、保險(xiǎn)杠等?，F(xiàn)在汽車設(shè)計(jì)師們更多考慮的則是主動(dòng)安全設(shè)計(jì)，使汽車能夠自己“思考”，主動(dòng)采取措施，避免事故的發(fā)生。在這種汽車上裝有汽車規(guī)避系統(tǒng)，包括裝在車身各部位的防撞雷達(dá)、多普勒雷達(dá)、紅外雷達(dá)等傳感器、盲點(diǎn)探測(cè)器等設(shè)施，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。在超車、倒車、換道、大霧、雨天等易發(fā)生危險(xiǎn)的情況下隨時(shí)以聲、光形式向駕駛者提供車體周圍必要的信息，并可自動(dòng)采取措施，有效防止事故發(fā)生。另外在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)還可儲(chǔ)大量有關(guān)駕駛者和車輛的各種信息，對(duì)駕駛者和車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。例如，根據(jù)日本政府“提高汽車智能和安全性的高級(jí)汽車計(jì)劃”，由日本豐田公司研制成功的“豐田高級(jí)安全汽車”即具有駕駛者困倦預(yù)警系統(tǒng)、輪胎壓力預(yù)報(bào)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)火警報(bào)系統(tǒng)、車前燈自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)、拐角監(jiān)控系統(tǒng)、汽車間信息傳輸系統(tǒng)、道路交通信息引導(dǎo)系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)、SOS停車系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)，以及各向氣囊系統(tǒng)等，其中有些單項(xiàng)設(shè)備已投放市場(chǎng)。
1．制動(dòng)系統(tǒng)
（1）盤式制動(dòng)器
60年代汽車工業(yè)引進(jìn)盤式制動(dòng)器給汽車制動(dòng)技術(shù)帶來了飛躍性進(jìn)步。盤式制動(dòng)器不僅能提供更短的制動(dòng)距離，而且在各種制動(dòng)條件下都具有更加連慣的制動(dòng)性能。現(xiàn)在，許多汽車制造商都提供4輪盤式制動(dòng)器，而且現(xiàn)在的盤式制動(dòng)器具有更強(qiáng)的制動(dòng)性能。
盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)的內(nèi)在優(yōu)點(diǎn)是能夠有效散發(fā)制動(dòng)過程中的摩擦熱。在強(qiáng)烈制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)襯墊和旋轉(zhuǎn)制動(dòng)表面產(chǎn)生的摩擦熱若得不到有效冷卻，將導(dǎo)致制動(dòng)力減弱，此時(shí)駕駛者必須加大踩踏制動(dòng)踏板的力度，否則將導(dǎo)致制動(dòng)距離增長(zhǎng)，從而增加了發(fā)生事故的可能性。采用盤式制動(dòng)器，由于旋轉(zhuǎn)表面暴露在空氣中并直接被通過的氣流冷卻，因此，由摩擦產(chǎn)生的熱量能夠得到有效的冷卻。同時(shí)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)表面因摩擦產(chǎn)生的熱量而膨脹時(shí)，制動(dòng)襯墊仍然自由懸浮在機(jī)架內(nèi)，從而使制動(dòng)襯墊和旋轉(zhuǎn)表面保持最小的距離。
（2）ABS、BAS、EBS和ASR
自80年代后期以來，汽車技術(shù)的最大成就之一，就是汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（AntiBlockingSystem，簡(jiǎn)稱ABS）的實(shí)用并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了制動(dòng)輔助系統(tǒng)BAS、電子制動(dòng)系統(tǒng)EBS和驅(qū)動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置ASR。
ABS系統(tǒng)對(duì)于汽車在各種行駛條件下的制動(dòng)效能及制動(dòng)安全尤為重要，特別是緊急制動(dòng)，能夠充分利用輪胎和路面之間的峰值附著性能，提高汽車抗側(cè)滑性能并縮短制動(dòng)距離，充分發(fā)揮制動(dòng)效能，同時(shí)增加汽車制動(dòng)過程中的可控性。ABS由傳感器、液力調(diào)制器總成和微電腦組成。當(dāng)車輪抱死時(shí)，信號(hào)由傳感器傳遞至微電腦，經(jīng)過判斷后給液力調(diào)制器發(fā)出減小制動(dòng)壓力的指令，制動(dòng)蹄放松，車輪滾動(dòng)；繼續(xù)制動(dòng)，壓力增加，抱死后又重復(fù)上一過程，如此反復(fù)，直到車輪完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
ABS能縮短制動(dòng)距離，并能防止車輛在制動(dòng)時(shí)失控，從而減少事故發(fā)生的可能性。但如果采用點(diǎn)剎的辦法或制動(dòng)不夠有力，車輪就不會(huì)被抱死，ABS就沒有機(jī)會(huì)發(fā)揮作用，從而達(dá)不到預(yù)期的效果。為此，汽車工程師們?cè)O(shè)計(jì)了制動(dòng)輔助系統(tǒng)BAS（brake-assist-system），即讓現(xiàn)有的ABS具有一定的智能，能測(cè)出駕駛者的緊急制動(dòng)并讓ABS工作。BAS分機(jī)械式和電子控制式兩種。機(jī)械式BAS實(shí)際上是在普通制動(dòng)加力器的基礎(chǔ)上稍加修改而成，在制動(dòng)力量不大時(shí)，它起到加力器的作用，隨著制動(dòng)力量的增加，加力器壓力室的壓力便增大，啟動(dòng)ABS。電子控制式BAS的制動(dòng)加力器上有一個(gè)傳感器，向ABS控制器輸送有關(guān)踏板行程和移動(dòng)速度的信息，如果ABS控制器判斷是緊急制動(dòng)，它就讓加力器內(nèi)一螺線閥門開啟，加大壓力室內(nèi)的氣壓，以提供足夠的助力。
傳統(tǒng)的汽車制動(dòng)系統(tǒng)管路長(zhǎng)，閥類元件多。對(duì)于長(zhǎng)軸距汽車或多軸汽車或汽車列車來說，氣體傳輸路線長(zhǎng)，速度慢，常產(chǎn)生制動(dòng)滯后現(xiàn)象，導(dǎo)致制動(dòng)距離增大，安全性能降低，而且制動(dòng)系的成本也比較高。如果將制動(dòng)系的許多閥省去，制動(dòng)管路以電線代替，用電控元件來控制制動(dòng)力的大小和各軸制動(dòng)力的分配，便是汽車的電子制動(dòng)系統(tǒng)EBS（ElectronicBrakingSystem）。ABS的制動(dòng)系可以沿用傳統(tǒng)的閥類控制元件，而EBS則是完全的電控制動(dòng)系統(tǒng)。EBS可以實(shí)現(xiàn)ABS的功能，只需在EBS的控制器里設(shè)計(jì)相應(yīng)的防抱死程序就行了。汽車制動(dòng)系統(tǒng)的電子化，還容易與其它電控系統(tǒng)結(jié)合在一起，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油和點(diǎn)火的控制、主動(dòng)或半主動(dòng)懸架、自動(dòng)換檔和防碰撞系統(tǒng)的控制等，為汽車實(shí)現(xiàn)電子化提供了良好條件。此外，EBS還具有監(jiān)控作用。在汽車起步、勻速或加（減）速過程中，電子控制器還可監(jiān)視各車輪的速度或加速度，一旦發(fā)現(xiàn)某一車輪有打滑趨勢(shì)，便可對(duì)打滑車輪實(shí)現(xiàn)部分制動(dòng)，使其它車輪獲得更大的驅(qū)動(dòng)力矩，以便順利起步或加速。同時(shí)EBS還容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的故障自動(dòng)診斷，隨時(shí)將制動(dòng)系統(tǒng)的故障通過警報(bào)系統(tǒng)報(bào)告駕駛員，以便及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，從而保證行車安全。
驅(qū)動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置ASR（AntispinRegulator）主要用來防止汽車在起步、加速時(shí)車輪的滑轉(zhuǎn)，保證汽車的加速過程中的穩(wěn)定性并改善在不良路面上的驅(qū)動(dòng)附著條件。驅(qū)動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置又稱電子防滑系統(tǒng)，它還可以使無差速鎖的汽車在冰雪路面和泥濘道路上起步并改善其通行能力，還可能防止在車速較高并通過滑溜路面又轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車后部的側(cè)滑現(xiàn)象?？傊?，由于ASR防止了車輪的滑轉(zhuǎn)，便可最大限度地利用發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩，保證汽車有足夠的縱向力、側(cè)向力和操縱力，使汽車在起動(dòng)、轉(zhuǎn)向和加速過程中，在滑溜和泥濘路面上和在山區(qū)上下坡過程中都能穩(wěn)定地行駛，既可保證行車安全，減小車輪磨損和燃油消耗，又能改善汽車的驅(qū)動(dòng)性能。ASR往往是ABS或EBS的擴(kuò)展，并共用它們的部件裝置。
2．牽引力輔助系統(tǒng)
牽引力輔助系統(tǒng)是建立在ABS的功能基礎(chǔ)上的，它使ABS不僅在制動(dòng)過程中維持牽引力的控制，而且在加速過程中也能發(fā)揮牽引力控制的作用。
它的基本組件與四輪ABS的相同。
與ABS在制動(dòng)過程中通過釋放制動(dòng)壓力的辦法來防止車輪抱死的情況相反，牽引力輔助系統(tǒng)在加速時(shí)向驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力來防止車輪的滑轉(zhuǎn)。通過增加ABS計(jì)算機(jī)的邏輯線路，使它能夠比較驅(qū)動(dòng)輪和非驅(qū)動(dòng)輪的速度。當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)與非驅(qū)動(dòng)輪相比變得越來越大時(shí)──意味著它們開始滑轉(zhuǎn)──則計(jì)算機(jī)立即向正在滑輪的車輪發(fā)出采取制動(dòng)措施的指令。
牽引力輔助系統(tǒng)提高了汽車的加速性能和在滑溜路面的可控性，而且提高了汽車在冰雪路面上的爬坡能力。無論何時(shí)，只要駕駛者應(yīng)用制動(dòng)裝置或車速超過25英里/小時(shí)，牽引力輔助裝置便自動(dòng)脫開?，F(xiàn)在，正在研制的下一代牽引力輔助系統(tǒng)將在所有的速度下都能運(yùn)行。隨著先進(jìn)的電子技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也將根據(jù)制動(dòng)狀態(tài)的需要而自動(dòng)增大或縮小。
