汽车安全-行人安全

行人是道路交通使用者中的弱势群体,人车碰撞的特征是高致死率,高重伤率和高致残率。本文就来谈一谈汽车安全中的行人安全。

汽车从诞生开始,很长一段时间其安全性都是围绕如何保证车内人员的安全,而如何保护车外行人则考虑甚少,毕竟购买车辆的人们只会把自身的安全放在首位。这就要求各国政府把行人的保护列入法规,单靠汽车厂商自觉加强这方面的研发是不可能的。所以到上世纪90年代,各国的行人保护法规慢慢盛行,大大推进了行人保护技术的研究。

事故发生时行人主要伤害部位

从碰撞过程中,假人运动姿态及交通事故中行人伤害部位分布统计表可知,事故发生时,行人主要伤害部位是头部和腿部。

所以,在汽车的前端系统与发动机罩的开发过程中,有许多需要注意的要点。

汽车前端系统包括保险杠面罩、横梁,支架等等零件,是人车碰撞中首先与人接触的汽车部件,会造成行人腿部与膝盖的伤害。评价行人腿部的上海指标有:膝部剪切位移、膝关节弯曲角度、胫骨加速度。基于行人腿部的上海机理,目前的行人腿部保护技术主要集中在前端系统结构的改进和新材料的应用,以增加碰撞空间、提高吸能效果。有研究表明,保险杠的离地高度显著影响下肢损伤指标。并且车头平缓圆润的造型可以增加碰撞时腿部的接触面积,减小腿部伤害。先进的吸能型保险杠可以显著提高行人保护性能,添加副保险杠也可以在碰撞中支撑胫骨,减小膝关节弯曲角度。

而国际研究表明,头部在整个行人身体伤害区域中占到了31%。造成头部伤害的主要部件是发动机罩和前挡风玻璃。行人保护的研究主要有机罩与铰链结构,材料改进等方面。

下面则介绍几种行人安全保护方面的新技术:

1. 发动机盖弹升技术

发动机盖弹升技术能够使发动机在汽车发生碰撞时瞬间鼓起,使得人体不是碰撞在坚硬车壳上,而是碰撞在柔性与圆滑的表面上。汽车在与行人发生碰撞时,如果速度很快,行人腿部就会被撞起,然后头部撞在发动机盖或前挡风玻璃上。发动机盖下面就是坚硬的发动机,如果直接相撞的话,必定会对行人造成非常严重的伤害。因此,要想保护好行人的头部,发动机盖与发动机之间就必须有足够的缓冲距离。

有关专家分析,为达到保护行人的目的,发动机盖的前缘要具有圆滑的表面和柔性(包括在碰撞时前端迅速鼓起或在发动机舱零件和发动机盖前端的排气罩部分留出一定的空间以备变型),发动机盖本身要有5~7.5cm的变型量,通过变型吸收冲击能量以减少对大腿部和头部的伤害。

在这一方面,福特在捷豹XK上采用了爆发式行人撞击引擎盖抬升系统(PDBS: Pyrotechnic Pedestrian Deployable Bonnet System),借助于安装在发动机盖下面的火药,在撞击行人时爆炸,并以50倍的惊人重力加速度,在30ms的瞬间将发动机盖抬升5.0~6.5cm,形成一道缓冲区,从而大幅降低了对行人的头部伤害。此外日产也采用过了发动机盖弹升技术,在前保险杠内安装了碰撞传感器。如果检测到碰撞到行人,车辆就会自动启动发动机盖弹升控制模块,车内配备的弹射装置便可瞬间将发动机罩提高,以减小碰撞时对行人造成的伤害。目前这项技术被配置在英菲尼迪G37上。

2. “行人保护”安全气囊

行人保护安全气囊可避免人体撞击到汽车的前挡风玻璃上。这类气囊共有2种,一是发动机罩气囊,二是前围安全气囊,两者配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。

发动机罩气囊位于保险杠的上方,紧靠保险杠处开始展开。碰撞前由一个碰撞预警传感器激发,可在50~75ms内完成充气,保持充气状态时间可达数秒钟。充气后的安全气囊在前大灯之间的部位展开,由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。气囊的折叠模式和断面设计保证了气囊展开时能与汽车前端的轮廓相合,以保证儿童头部和成人腿部的安全。

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