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关注行人安全
文/ 占强

  汽车安全性,不仅体现在对车内乘客的保护上,同时也体现在对道路行人的安全保护方面。目前,保护车辆内部人员安全的技术已被广泛采用,而保护车外行人安全的技术却还没有得到足够地重视,这不能不说是一大缺憾。从今年10月起,欧盟国家新生产的乘用车将被要求安装主动行人保护系统,表明行人安全已经开始受到广泛地重视,各个汽车厂家也开始研究相关的对策来提升行人安全性,本刊就此作一简单介绍,希望给国内读者以借鉴。

行人安全刻不容缓

  据统计,每年全世界约有120万人死于道路交通事故,道路交通伤害是全球人类第10大死亡原因。中国的道路交通伤害死亡人数和死亡率居世界前列。公安部公布的统计数字显示,我国道路交通事故死亡人数1999年是8.4万人,2000年9.2万人,2001年10.4万人,2002年10.9万人,2003年10.5万人,2004年达到10.7万人。有专家预测,中国道路交通事故死亡率在未来10年仍将在此徘徊。

  在交通发达国家的交通死亡事故中,机动车驾驶员与交通弱者(行人、乘员、骑自行车人)的死亡之比是3∶1,而我国则恰恰相反,这一比例为1∶3,就是说有75%以上的死亡人数为交通弱者。国内道路大多是行人、自行车、摩托车和汽车混行,行人、自行车、摩托车造成的交通事故比例也就非常高。在欧洲,有12%的交通事故死亡者为行人,在美国为11%,中国则超过50%。因此提高行人的交通安全,降低交通事故对行人的伤害,更应该成为我国汽车设计者的重要任务。

  近年来,随着国内汽车市场竞争的加剧,汽车安全设备的普及率已经很高,但都主要集中在乘员保护的主、被动安全方面,如安全气囊、ABS等,而没有涉及到行人、骑自行车人的保护。这样虽然汽车越来越安全,交通事故死亡人数却居高不下。目前,我国在行人安全保护技术方面还没有相应法规,但有关行人安全保护的研究已经引起有关方面的关注,据专业人士介绍,我国有关行人安全保护的标准可能会在3~5年内实行。国内的汽车厂家也该未雨绸缪,开始行人安全性方面的研究了。

行人安全-从钢板开始

  汽车是一个钢铁巨物,行人以血肉之躯去撞它,肯定要吃亏。要想更好地保护路上行人的安全,首先就必须提升汽车钢板的安全性,使车在撞到行人时能更好地保护行人。最近,德国最大的钢铁巨头蒂森克虏伯(ThyssenKrupp)公司研发了一种可以提高行人安全性的发动机罩结构,它的内表面具有特殊的几何形状,当发生车祸时,可以有效地吸收碰撞时的能量,从而减小对行人的伤害。采用这种结构的汽车将可以提前满足2010年的欧盟行人安全标准。

  在发生人车事故时,行人会被汽车撞飞,然后头部落到发动机罩上,造成伤害。发动机罩仅是一层非常薄的钢板,它下面就是发动机。如果车速比较快的话,行人的头就会穿过发动机罩,直接撞到发动机缸盖上,产生严重的伤害。撞击时,发动机罩的性能除了与钢板的厚度有关外,更为重要的是钢板内部支撑车体的钢梁的设计,要想更好地保护路上的行人就必须改进汽车的设计。

  最新的欧盟法规规定,各汽车厂家必须修改汽车前部的外形设计,要求在撞到行人的头部时,各部分受力都比较均衡,能有效地吸收能量。如果发动机罩和发动机之间的空间满足不了碰撞时的要求(即行人的头部会撞到发动机),就必须加装传感器控制系统来快速提升发动机罩。

  欧盟评价发动机罩对行人的保护是否合格的一个重要指标叫HIC值,它代表头部受到碰撞时的伤害程度,它与头部撞到发动机盖时的速度及严重程度有关。从2005年10月1日开始,欧盟正式开始执行行人保护标准,要求新上市的乘用车必须满足以下要求:用质量为3.5kg试验假人以35km/h的速度撞向发动机罩头部2/3的区域的HIC伤害值要小于1000,而尾部的1/3区域要小于2000。到2010年,欧洲将实施更为严格的第二阶段标准,这时将用2个质量分别为3.5kg、4.5kg的假人(分别代表儿童和成人的头部),以40km/h的速度撞向发动机罩,要求发动机罩的所有区域的HIC伤害值都要小于1000,这就要求发动机罩的设计结构更为复杂。

  为了帮助汽车厂家达到这个要求,蒂森克虏伯钢铁公司自己也开展了发动机罩开发工作。对于外表面,开发者采用冷轧两相钢DP 30/50,它厚0.60mm,抗压强度为500 MPa;内表面采用具有良好可塑性的IF钢,而且由于内表面具有独特的形状结构,可以产生非常突出的行人保护性能。研究人员设计了10种不同的内表面形状,并分析了他们的行人保护性能。借助于先进的计算机模拟技术,工程师们最终找到了一个最为合理的表面形状,这种形状的发动机罩同时具有良好的硬度和吸能作用。

  在40km/h碰撞试验时,成人假人的HIC伤害值仅为883,而儿童假人的HIC伤害值更小,为669。在所有区域的HIC伤害值都小于1000,因此也就提前满足了2010年的欧洲第二阶段行人安全标准。同时,这种结构的发动机罩的强度也优于现有车型,在撞车时的安全性能也更好。


最温柔的豹

  捷豹(JAGUAR)是英国著名的高档跑车品牌,以强悍的跑车性能而著称。令人惊讶的是,它也有温柔的一面。在今年法兰克福车展上推出的2007款捷豹XK,采用了最新的行人撞击保护系统,对路上的行人更加温顺、友善,可以称得上是世界上最温柔的豹了。

迎接行人安全时代,全球独创行人安全保护系统

  汽车安全经历了两个时代,第一个时代是现在的乘客安全时代——依靠车内的主动与被动安全设备,给驾驶员和乘客提供最好的安全性。而下一个时代则是行人安全时代,一辆真正合格的汽车不仅要能保护好车内乘客,还要关怀路上的行人,捷豹2007款新XK就提前做好了迎接新时代的准备。
捷豹新XK在世界上首次采用了“火药弹起发动机罩系统(Pyrotechnic Deployable Bonnet System,PDBS)”。这套全球首创的行人保护系统,藉由安装在发动机罩下面的火药,在撞到行人时,可以瞬间引爆,在0.03s的时间内将发动机罩抬升数寸,在发动机罩和发动机之间形成一个“缓冲保护垫”,大幅降低行人被撞击后猛然倒在发动机罩时的撞击力度,减轻对行人的冲击。

依靠火药撞击原理,实现瞬间保护

  我们知道,车祸发生的时间非常短暂,单纯依靠人的反应是根本不可避免的。于是捷豹公司的工程师们借鉴了火药快速爆炸的原理,开发了这套PDBS系统。它可以在0.03s内,将发动机盖抬起,这个时间比人眨眼睛的时间还要短,可谓是在眨眼之间完成对行人的保护。

  由于捷豹位于英国的Coventry研发中心,动用上百人的设计团队与实地测试,再加上超过千次的计算机仿真,才推出了这套安全系统。在今年法兰克福车展的展示中,新XK的这套行人保护系统将重达18kg的发动机盖,在0.03s的速度瞬间抬升50~65mm,瞬间动能大约高达50倍的重力加速度。这意味着,在设计时就可将发动机罩表面高度降低50~65mm左右,对于XK这类车身特别低斜的高性能跑车非常重要。

新型保险杆内置被动避震筒,降低行人腿部的伤害

  发动机盖下的火药系统用于保护行人的头部,而汽车前面的保险杠则用于保护行人的腿部,为了迎接行人安全时代的到来,传统的保险杠也需要作专门的改进。捷豹新XK在前保险杆设计了专用的被动避震筒。被动避震筒由压缩性极好的泡沫塑料材料制成,被动避震筒与塑料保险杠之间还有一定间隙,以分散和降低撞击的力道,从而大大减小对行人腿部的伤害。

  汽车除了撞人之外,还可能撞到汽车或硬的物体,如果这时还像对待行人那样“温柔”,显然就不合适了。因此,捷豹新XK在前面保险杆内亦装有传感器,它能识别到底是撞到了人还是其他物体,并据此决定撞击的力度。也就是该温柔的时候温柔,该强硬的时候强硬。


安全诠释豪华

  奔驰顶级车型S级无疑是豪华车的典范。它的豪华不仅体现在高档的配置和超凡的乘坐舒适性上,同时也体现在安全性方面。它采用了很多领先的最新安全技术,从而成为诠释豪华的重要部分。今年推出的奔驰S级在同级车型中率先加装了行人安全配置,为其豪华性增添了新色彩。

  从2005年10月1日起,欧洲将实施新的行人安全标准,要求所有新上市的车型必须满足强制性的碰撞测试。但是,对于作为豪华车领域标杆的新奔驰S级来说,仅仅满足这些基本的碰撞测试是远远不够的。最好和最有效的措施是提前避免这些灾难,这就是奔驰独创的主动行人保护理念。它包括可以避免撞到行人的制动辅助系统,可以在夜间拐弯处识别行人的主动灯光系统等。

制动辅助系统提供行人保护

  奔驰新S级装备了一项可以避免行人车祸的主动安全技术——制动辅助系统。它可以预先设置制动踏板的制动力,如果有碰撞危险,就会在几分之一秒内计算出合理的制动辅助力度,即使在驾驶员所给的制动踏板力过小时也能立刻生效。这样就可以显著地缩小汽车的制动距离。试验表明,以100 km/h的车速行驶在干路面上时,制动距离可以减小45%左右。

  制动辅助系统不仅可以防止汽车追尾事故,更可以有效地保护路上行人。在奔驰的驾驶测试中,55名驾驶员以50 km/h的车速行驶在城市中,这时突然有个小孩出现在街道上,此时避免撞到小孩的惟一途径就是紧急制动,测试结果显示,有驾驶辅助系统比没有的事故率降低26%左右。

  新S级是世界上第一个装备制动辅助系统的车型,它使驾驶员在应对紧急状况时更加从容。借助于先进的雷达测距技术,它可以扫描车辆前面区域的情况,并计算出所需要的制动力。如果驾驶员踩下制动踏板,制动辅助系统就可以立刻发出所需的最佳制动力,而传统的制动系统则需要一定的反应时间。在自动选择最优制动力后,新的辅助系统还可以识别驾驶员的制动意图,因此就可以有效地防止行人意外事故,最好的应付各种状况。

夜视辅助系统

  根据德国交通事故统计,55%的交通事故都是行人在夜里过马路时因为光线不好而发生的。因此奔驰在新S500上配备了最新的夜视系统(Night View Assist),它采用了创新性的红外技术,进一步降低了车辆在黑暗行驶情况下的事故风险。

  与普通车灯不同,新奔驰S级装备了两个大功率的红外前大灯,可在近光时将驾驶员的视野扩展至150m以上,且因为使用的是肉眼看不到的红外线,因此不会令迎面车辆中的驾驶员感觉不适。此外,在前窗内部还安装有红外摄像机,它可记录前方道路的反射影像,并将影像在仪表板中显示出来,因此,无论是行人、骑车人、停驻车辆还是其他障碍物在夜视系统下均清晰可见,有了这个系统,显然可以让驾驶者对安全的控制范围大幅增加。这是红外照明技术在汽车领域的首次应用。

  为了检验这种新型车灯的实际效果,奔驰的工程师们进行了多次实地试验。在对比测试中,驾驶装备新型夜视系统车辆的驾驶员比驾驶普通车辆的更容易发现路面上的障碍物。驾驶员可以很容易地识别出210m远的拐角处的试验假人,这比采用普通车灯的车型远了40m,大大提高了路面上行人的安全性。在夜晚,由于光线反射的因素,传统的车灯系统很难发现穿深色服装的行人,奔驰的夜视系统由于采用了红外照明技术,不管任何颜色的行人都能被迅速识别出来。试验证明,新S级可以识别出164m远处穿深色服装的行人,而用普通车灯仅能看清72m以内的行人,行人安全性提高了125%。

  晚上开车最怕的就是对面驶来的车辆光线太强而晃到自己的眼睛,即使在这种情况下,新S级的驾驶员也能看清140m以内的路况,而普通车型的视野范围只有可怜的50m左右,这对路上的行人无疑是个大好事。夜视辅助系统使行人在晚上安全多了。


世界汽车第十一期P112-117
 

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