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汽车安全法规汽车安全汽车碰撞试验汽车安全法规汽车安全防护技术中国交通事故死亡人数比例高美国日本欧盟中国美国日本欧盟中国四国交通事故次数比较四国交通事故死亡人数比较中国的道路交通事故次数并不高，仅为美国道路交通事故次数的39%，日本道路交通事故次数的83%，欧盟国家道路交通事故次数的63%，但死亡人数却很高，是美国道路交通事故死亡人数的2.8倍，日本道路交通事故死亡人数的12.3倍，欧盟国家道路交通事故死亡人数的3倍。2006年全国共发生道路交通事故378781起，造成89455人死亡，在交通事故中，保证人员安全性已经成为一个刻不容缓的问题。汽车安全主动安全重点是将车轮悬架、制动和转向的性能达到最好的程度，尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性，减少行车时所产生的偏差。例如安装制动防抱死装置ABS以提高制动性能防止甩尾现象，安装驱动防滑装置ASR防止汽车产生侧滑，采用转向动力辅助减轻驾驶者的疲劳程度，采用新式光源提高照明射程，等等。被动安全外部安全性，它包括一切旨在减轻事故中汽车对外部人员的伤害而专门设计与汽车有关的措施。例如塑性保险杠、凹进式流水槽，内藏式门把手，减少凸出物体、物体外形采用园弧形，增大点接触面，等等。内部安全性，它包括一切旨在减少在事故中作用于车内乘员的冲击力，事故发生后能提供足够的生存空间而专门设计的防范措施。例如车厢的变形程度，乘员的生存空间尺寸，约束装置（安全带）、转向装置，乘员的解救等。汽车安全性主动安全性被动安全性碰撞安全性针对一次碰撞针对二次碰撞碰撞后安全性防火撤离动力性操纵稳定性制动性舒适性信息性前后保险杠，车门刚度，吸能尾部护栏，无前凸零件，外部覆盖件软化吸能方向盘，安全带，安全气囊轿车与人碰撞，行人动态示意图见图4-1。从图中看出，首先行人腿部碰撞到保险杠上，然后骨盆与发动机罩前段接触，最后头部撞到发动机罩或风挡玻璃上。此时行人被加速到车速，即所谓的“一次碰撞”。由于汽车制动使行人与汽车分离，行人以与碰撞速度相近的速度撞到路面上，这是“二次碰撞”。有的交通事故还发生行人被汽车辗压，这是“三次碰撞”。图4-1撞人事故中行人动态示意图决定行人伤害严重程度的主要因素是一次碰撞的部位和汽车与人体碰撞的部件形状与刚度。汽车前部的形状参数和刚度对碰撞的影响可见图4-2。保险杠是汽车安全性的一个关键部件。为了减轻事故中受伤程度，行人与保险杠的碰撞部位应在膝盖以下为好，此时希望保险杠降低，但过低会加大人的头部在发动机罩或挡风玻璃上的撞击速度，因此保险杠高度一般为330~350mm较为适宜。另外，保险杠应没有尖角和突出部位，并应适当轮化。图4-2汽车前部的形状参数和刚度对碰撞的影响福特福克斯完全正面碰撞14.28分头部：5分颈部：2分胸部：4.03分大腿：2分小腿：1.25分40％偏置碰撞15.83分头颈部：4分胸部：3.86分大腿：4分小腿：3.97分侧面碰撞14.27分头部：4分胸部：3.36分腹部：2.91分骨盆：4分加分项驾驶员侧安全带提醒装置：1分加分总分：45.4星级：★★★★★东风日产天籁完全正面碰撞13.54分头部：5分颈部：2分胸部：3.62分大腿：2分小腿：0.92分40％偏置碰撞15.47分头颈部：4分胸部：3.47分大腿：4分小腿：4分侧面碰撞15.08分头部：4分胸部：3.51分腹部：3.57分骨盆：4分加分项:驾驶员侧、前排乘员侧安全带提醒装置以及侧面安全气囊及气帘:3分加分总分：47.1星级：★★★★★东风本田思域完全正面碰撞14.57分头部：5分颈部：2分胸部：：3.86分大腿：2分小腿：1.71分40％偏置碰撞15.32分头颈部：4分胸部：3.32分大腿：4分小腿：4分侧面碰撞12.65分头部：4分胸部：1.88分腹部：2.77分骨盆：4分加分项驾驶员侧及前排乘员侧安全带提醒装置：2分加分总分：44.5星级：★★★★一汽奔腾完全正面碰撞12.71分头部：5分颈部：2分胸部：2.04分大腿：2分小腿：1.67分40％偏置碰撞14.50分头颈部：4分胸部：3.02分大腿：4分小腿：3.48分侧面碰撞11.02分头部：4分胸部：1.82分腹部：1.20分骨盆：4分加分项驾驶员侧安全带提醒装置以及侧面安全气囊及气帘：2分加分总分：40.2星级：★★★★起亚赛拉图完全正面碰撞11.26分头部：5分颈部：2分胸部：1.97分大腿：2分小腿：0.29分40％偏置碰撞13.27分头颈部：4分胸部：3.16分大腿：4分小腿：2.11分侧面碰撞8.55分头部：4分胸部：0.55分腹部：0分骨盆：4分总分：33.1星级：★★★海马福美来2代完全正面碰撞12分头部：5分颈部：2分胸部：2.84分大腿：2分小腿：0.16分40％偏置碰撞12.14分头颈部：4分胸部：3.57分大腿：3.21分小腿：1.36分侧面碰撞8.18分头部：4分胸部：0.50分腹部：1.12分骨盆：2.56分总分：32.3星级：★★★五菱雪佛兰Spark乐驰完全正面碰撞7.03分头部：2.48分颈部：0.5分胸部：1.89分大腿：1.4分小腿：0.76分40％偏置碰撞11.95分头颈部：4分胸部：1.87分大腿：3.89分小腿：2.19分侧面碰撞8.21分头部：3.95分胸部：0分腹部：0.29分骨盆：3.97分总分：27.2星级：★★正面碰撞：冲击动能被保险杠、车厢前部前围板区域所吸收的程度和车厢结构强度。侧面碰撞：检查车侧支柱、顶／底支柱联结和门联结等结构强度。车厢变形程度是被动安全中内部安全性设计的重点。汽车碰撞试验分为两大类，模拟试验验和实车试验。从降低成本，方便对某专项进行重复性试验，人为改变实验环境等等需要出发，往往采用模拟试验方法。实车碰撞是用真实汽车整体进行碰撞，这种试验方法能真实反映汽车碰撞的综合指标，是模拟试验不能取代的。实车碰撞有很多种方式，例如：固定壁碰撞试验：将试验用汽车加速到一定的速度，然后用与固定壁（宽不小于3米，高不小于1.5米）垂直的或成一定角度的方向进行碰撞。移动壁碰撞试验：在平台车上装载可移动的壁，加速到一定速度后撞击静止状态下的被试验汽车。常用于侧面撞击和尾部撞击。两车相撞：两台试验车正面、侧面、后面相撞。翻车试验：有下落试验（主要用于检验车顶、车身的强度）和平台翻车试验。碰撞测试过程需要高度仿真的假人，假人头部、四肢和身体各部位安装传感器，电脑输入各个传感器在瞬间碰撞过程中反馈的数据，从而判断出碰撞对车内乘员的伤害程度。与实际试验相比，计算机具有如下优越性：（1）费用低廉。计算机仿真不进行实车的破坏性试验，也不需试验设备，因此可以节省大量的人力、物力、财力。（2）周期较短。CAD/CAM的具体运用，使得虚拟样机的概念逐渐被产品开发人员所接受。使产品在设计、开发阶段就可预测其品质和性能，避免不必要的设计失误并替代部分试验，因此开发周期必然缩短。（3）可重复性。试验过程易受随机因素影响，因此在研究不同系统参数对安全性的影响时，不易得到明确的结果。而仿真依赖于计算机硬件，大多数仿真软件均为参数化设计，可以轻而易举的得到参数改变时的仿真结果。（4）结果信息全面。试验中测得的结果一般都是通过传感器和高速摄影机得到的，而传感器与摄影机的数量与布置是受很多条件限制的，因此结果数据不甚全面。而计算机仿真则不存在以上问题。事故再现建立模型事故再现事故碰撞初始时刻可根据车辆制动轨迹、碰撞痕迹和碰撞点位置、人体受撞击伤害部位和行走方向等综合信息布置场景，通过初始设定一个汽车与行人碰撞的车速，以行人最终落点位置为目标进行多次计算，最后可得出汽车与行人碰撞时车速约为40km/h时能较好地重现实际事故情况，与事故现场图相符合，仿真终止时刻场景如图4所示。欧洲美国日本中国车辆的各种碰撞形态a)正面碰撞b)追尾c)侧面碰撞图4-2车身的安全室结构编号内容12防止转向机构对驾驶员伤害的认证规定29商用汽车驾驶室乘员保护认证规定32追尾碰撞中被撞机动车辆结构调整认证规定33正面碰撞中被撞机动车辆结构性能认证规定（不包括转向轮中心在全车长1/4内的汽车）34燃油系统完整性规定94正面碰撞乘员保护认证规定95侧撞乘员保护认证规定ECE法规对整车碰撞安全性的各项规定编号内容编号内容201乘员撞车身内饰件215保留202头部约束216顶部碰撞保护203驾驶员撞转向机构217公共汽车紧急出口和车窗定位及开启204转向机构后移量218摩托车头盔205窗玻璃材料219风窗玻璃区域的侵入206门锁及约束部件220校车翻滚保护207座椅系统221校车车身连接点强度208乘员碰撞保护222校车乘员座椅和碰撞保护209安全带部件223追尾碰撞保护装置210安全带固定点224追尾碰撞保护211保留301燃油系统完整性212风窗玻璃安装302内饰材料易燃性213儿童约束系统303压缩机天然气汽车燃油系统完整性214侧撞保护304压缩天然气汽车容器完整性美国FMVSS中有关被动安全的法规FMVSS首先规定了车辆与车辆的碰撞形态和试验条件。图中，FMVSS208与欧洲的ECER94和我国的CMVDR294两种安全法规进行了对比。事故发生时乘员保护方面的安全标准碰撞形态和主要试验形态对比(1)头部的耐冲击性和伤害指标(2)胸部的耐冲击和伤害指标(3)颈部伤害指标(4)腿部伤害指标头部耐力曲线WSTC1)胸部3ms准则(g)。胸部是继头部后最应受保护的器官。胸廓骨架包括12块胸椎骨、胸骨和相对刚硬但可以活动的保护壳。人胸部受伤严重程度的容限水平（AIS=4），是指作用在上胸部重心处的线性加速度超过60g的时间不超过3ms。2)胸部压缩量(mm)。胸部压缩量定义了躯干和肋骨之问的最大压缩量。它表明了胸部骨折的情况。3）粘性伤害(m/s)。粘性指标VC(ViscousCriterion)是变形速度v(t)和相对挤压变形量的乘积。4)胸部伤害指数TTI(ThoracicTraumaIndex)日本的汽车技术法规，即汽车安全基准中只有基本的法规要求，而如何判定汽车产品是否符合法规要求的技术标准和型式认证试验规程则是主管部门中的有关机构以各种通知的形式下达全国各地方的下属机构，如各地方运输局、日本自动车工业协会、日本自动车进口协会等。日本安全法规法规和标准内容一内容二欧洲ECER12在汽车以43.8km/h的速度与刚性墙进行90°碰撞的过程中，转向柱和转向轴上端向上、向后的移动量不能超过12.7cm1、人体模块以24.1km/h的速度撞击转向盘时，转向盘作用在人体模块上的力不能超过11110N；2、冲击锤以24.1km/h的速度撞击转向盘时，冲击锤的减速度连续超过80g的时间不能超过3ms，最大减速度不能超过120g美国FMVSS203、FMVSS204在汽车以43.8km/h的速度与刚性墙进行90°碰撞的过程中，转向柱和转向轴上端向后的移动量不能超过12.7cm（同时应记录向上的最大位置）人体模块以24.1km/h的速度水平撞击转向盘时，转向盘作用在人体模块上的水平力不能超过11123N中国GB/T11757—1998在汽车以43.8km/h的速度与刚性墙进行90°碰撞的过程中，转向柱和转向轴上端向上、向后的移动量不能超过12.7cm人体模块以24.1km/h的速度水平撞击转向盘时，转向盘作用在人体模块上的水平力不能超过11123N欧美和我国有关转向机构碰撞性能规定的比较防抱死制动系统（ABS）当汽车处于紧急制动下，普通制动系统将各车轮抱死，使汽车失去方向控制能力，制动性能下降，很容易造成交通事故；为改进汽车的制动性能，特在汽车上装设电子防抱死装置（Anti-lockbrakesystem）,以使汽车最大限度地利用地面的附着力而达到最佳的制动效果。2.1驱动力与附着力2.2滑转率2.3滑转率与附着系数的关系2.1驱动力与附着力汽车行驶时必须满足如下的驱动条件和附着条件：2.2滑转率λD汽车加速行驶时，若作用于驱动轮上的驱动力过大，车轮将发生滑转