1、精選優質文檔-傾情為你奉上汽車安全技術發展歷程摘要：任何技術的產生都是有原因的，汽車安全技術也不例外。隨著汽車的不斷普及，汽車數量的不斷增多，汽車速度的不斷加快，交通事故也就逐步被人們重視起來。當交通事故的數量逐步累積的時候，汽車安全技術也就應運而生。關鍵詞： 汽車 安全技術 發展歷程汽車安全技術如今對每輛汽車都必不可少，但在汽車發明之初，誰又會想到汽車會隱藏高速的危險。那汽車安全技術又經歷了怎樣的發展歷程呢？這里從安全配置的引入出發來看看汽車安全技術經歷了怎樣的路程。汽車的安全性能由兩部分組成，一部分是預知和規避危險、并防止事故于未然的主動安全；另一部分則是當事故發生時防范駕乘人員受到傷害的

2、被動安全。在安全技術的發展初期主要以被動安全技術的發展為主；到了后期防范于未然的主動安全技術已經運用的越來越普及。先來看汽車的被動安全技術的發展狀況。安全車身那些從事汽車安全技術研發的工程師們對比拉·巴恩伊這位“汽車安全之父”充滿了敬仰。確實，巴恩伊這位天才的汽車設計師，在汽車安全領域做出了現代人難以想象的突破，他的很多安全理論至今仍是汽車研發的基礎和標準。1939年8月1日，巴恩伊第一次來到了位于斯圖加特市郊辛德芬根區(Sindelfingen)的奔馳汽車廠上班，當時他腦子里只有一個目標：在汽車技術領域掀起一場革命。當時他在一個9×12米大小的木板房里開始了自己的設計研發

3、工作。從他的第一個項目就能看出，這個年輕人將開創被動安全技術的新紀元。他為Mercedes-Benz 170 V 敞篷轎車設計了一種全新的平板車架，這種平板車架不僅比當時系列車型采用的X橢圓管車架對于震動敏感度明顯減少，而且在發生側面撞擊時能為駕乘者提供更好的安全保護。作為當今汽車安全車身技術的基礎，巴恩伊在他的“Terracruiser”（1945）和“Concadoro”（1946）的新車方案中率先提出了他對被動安全的設想和未來車身的設計結合在一起思想。其中，六座的“Terracruiser”在車身中部設計了異常堅固的乘坐艙，并且前面和后面分別與塑性變形碰撞緩沖區彈性連接，它們在事故發生時

4、能吸收碰撞所產生的動力能量。類似的安全特性在三座的“Concadoro”上也有所體現。“Concadoro”車身采用三廂結構設計，單排的座椅使得駕駛艙可以前后調整。此外，設計方案已經有了帶擋板的方向盤和安全轉向柱。而這個時候，汽車巨子豐田汽車尚未誕生，本田汽車仍然在專注于它的摩托車技術。安全帶一名叫尼爾斯的瑞典人發明了沿用至今的三點式安全帶。20世紀40年代，通用汽車公司率先在別克汽車上將安全帶作為標準配置。隨著安全帶拯救了越來越多的生命，人們也逐漸意識到安全帶的重要作用，世界各國紛紛通過立法將安全帶的安裝和使用作為強制性規定。自安全帶面世以來，全世界已有長達1000萬公里的安全帶安裝進超過1

5、0億輛汽車內，其長度足以圍繞地球赤道250圈。40年內無數生命因安全帶而獲救，證明了安全帶"生命保護繩"的作用。安全帶的發明和使用是當今汽車安全的專家VOLVO，早在上世紀40年代，VOLVO汽車的安全設計也開始啟程，20世紀40年代，VOLVO在PV444型車上配置了諸如膠合擋風玻璃和安全車廂的框架機構等創新配置，這種設計和奔馳的巴恩伊在轎廂安全設計理念如出一轍。1963年，所有沃爾沃出品的汽車的前座都已經配備3點式安全帶作為標準裝置，布連為了打開龐大的美國市場，于是聯同負責瑞典國內安全帶測試及批核的艾當(Bertil Aldam)博士到美國講學，并向公眾及車廠講解安全帶

6、的優點，可惜收效仍然不大。3點式安全帶開始為人接受始于1967年，布連在美國發表了28000宗意外報告，當中記錄了1966年瑞典國內所有牽涉沃爾沃汽車的交通意外，數字清楚顯示，3點式安全帶不但能夠保住性命，更能在超過半數的個案中，減低甚至避免乘客受傷的機會。現在，不少國家都已強制規定使用安全帶，雖然大部分地區只要求前座乘客佩戴。但是第一條強制佩戴安全帶的法規直至1971年是才在澳洲的維多利亞省通過，接著陸續有其他國家效法，包括1975年的瑞典。然而，美國卻一直沒有聯邦法規規定車中乘客佩戴安全帶，目前美國的安全帶使用率約為6065，因為部分州政府已訂立有關法規。至于歐洲，使用率大概是七成，但由于

7、地理及文化因素，各地的差異頗大。當然，最理想的是達到100，但這個目標短期內還是遙不可及。其實，汽車最初面世時，已經有人發覺只要用一條帶，將臀部縛在座椅上，便能令顛簸的身子穩定下來，尤其是當時的馬路凹凸不平，經常把車上人顛個半死。可是，即使這種圍繞式安全帶早于1907年已經注冊，可是也一直未受重視。直至第二次世界大戰，才有人開始認真研究安全帶的實際用途，但他們卻非汽車業人士，而是當時發展迅速的航空工業從業人員。布連發明的3點式橫放v型安全帶出現后，情況才扭轉過來，這種簡單而安全的設計模式，基本上一直沿用下來。早于1967年已將3點式安全帶定為后座標準裝置的沃爾沃，更將使用權開放給其他汽車制造商

8、，日后的改良也集中于提高效率及使用時的舒適和方便性。3點式安全帶的第一次改革于1968年出現，當時一種名叫固定轉芯的小裝置，首次應用在前座安全帶上，3年后后座也采用了。由于可以容許乘客有更多的活動自由，省卻了因適應不同人體形而作出特別調校的麻煩，而且閑置時亦不會礙手礙腳，終于鞏固了現代安全帶的模式。不過，直到1986年，后排中間的座位才成功安裝3點式安全帶，令全車乘客都可以得到周全的安全保護。1990年，早已把3點式安全帶列為所有座位的標準裝置的沃爾沃汽車再進一步，增設了一種附加設備安全帶束緊器(Belt Tensioner)，它能夠藉著感應器于制動時作出的反應，收緊安全帶，加強保護力。安全氣

9、囊安全帶的問世拯救了無數人的生命，但僅僅有安全帶的汽車卻又帶來了另外的一個問題。就是那些車速太快的車主在事故后脊柱折斷的事故發生率在不斷的攀升。由于安全帶的束縛，身體被死死固定在座位上，安頭部毫無固定只能依著慣性遷移，于是車禍后的結果是在減少死亡率的同時增加了脊柱損傷人數。這時候安全氣囊應運而生，安全氣囊能夠有效的保護激烈碰撞導致的頭部移動，從而保護脊柱。隨著汽車工業的發展，近年來安全氣囊幾乎成了各個汽車廠商轎車的標準配備了，保護汽車乘員的想法最先產生于美國。1952年美國汽車生產者聯合會在理論上闡述了這樣一種汽車安全系統的必要性。幾乎同時，這種系統的原理圖也繪制了出來。1953年8月,美國人

10、約翰.赫特里特首次提出了“汽車用安全氣囊防護裝置”，并在美國獲得了“汽車緩沖安全裝置”專利。真正實現安全氣囊的商用仍然是汽車安全的始祖戴姆勒奔馳，由于當時技術水平的限制，還不能把這種想法或專利付諸實現。到了1980年，奔馳公司開始實現這種設想，它在自己生產的部分汽車上安裝了安全氣囊。而從1985年起，在全部供應美國市場的汽車上都有安裝了這種安全系統。隨后，又出現了第一個保護駕駛員旁前排座乘員頭部的氣囊。目前，世界上很多國家都有要求在新車上必須安裝氣囊。例如在美國，相應的法規已從1989年起實施該法規要求一定要安裝大尺寸的氣囊。而歐洲的專家們則認為最好的方案應該是：安全帶和小尺寸氣囊的配合使使用

11、。所以，歐洲的公司只生產小尺寸氣囊。現在，在汽車上，一個氣囊安裝在駕駛盤上，一個安裝在駕駛員旁前排乘員的前面。側面氣囊或者裝在車門上，或者裝在座椅靠背上，氣囊用尼龍制成，材料厚度為0.45mm。為了保證氣囊的氣密性，在其內表面涂復薄薄一層合成橡膠或硅橡膠。在氣囊的內表面固定有專門的帶子，這些帶子在氣囊充氣時能使其保持一定形狀。氣囊側面設有許多孔，這些孔用來快速從氣囊中排出氣體。這點十分重要的，否則，人就會被氣囊推向后面或被一個氣囊或幾個氣囊擠住而受傷。為避免氣囊因長期疊置而成硬塊，在氣囊內部覆蓋一層特殊的材料，它可使氣囊的有效使用期達到15年。后來，安全氣囊又有了新的發展：從單獨配備在駕駛位到

12、前排全部配備，再到側氣囊的配備。后續又有了安全氣囊的衍生安全裝置安全氣簾的應用，在安全技術的改進上，我們還需要更快，因為每天死于交通事故的人口仍然相當龐大。安全氣囊目前在國內還沒有強制使用，部分自主品牌汽車并沒有將安全氣囊作為標準配置，但不久后標配氣囊將是廠家不得不做的選擇，因為消費者對安全的需求不得以成本來計算。安全頭枕安全氣囊很好的解決了汽車發生正碰時的脊柱向前移位問題，但向前過后還會被安全帶往后拉又怎么辦？汽車被追尾呢？那又如何來保護脊柱呢？于是安全頭枕悄然而生。在發生追尾事故的時候，前方車輛乘客最容易受到傷害的部位就是頸部和頭部。安全頭枕是在車輛受到來自后部沖擊的情況下，乘客的身體擠壓

13、座椅的聯動機構，在聯動機構的作用下，頭枕同時向上向前快速移動，最大限度地防止頭部猛烈后仰，從而保護乘客的頭部和頸部安全。目前也又大規模應用的趨勢。被動安全只是能在事故發生后盡量減少損失，那能不能有種方式來預防事故的發生呢？于是就有了主動安全技術的大規模普及。汽車防抱死系統（ABS）眾所周知，剎車時不能一腳踩死，而應分步剎車，一踩一松，直至汽車停下，但遇到急剎時，常需要汽車緊急停下來，很想一腳到底就把汽車停下，這時由于車輪容易發生抱死不轉動，從而使汽車發生危險工況，比如前輪抱死引起汽車失去轉彎能力，后輪抱死容易發生甩尾事故等等。安裝ABS就是為解決剎車時車輪抱死這個問題的，裝有ABS的汽車，能有

14、效控制車輪保持在轉動狀態而休會抱死不轉，從而大大提高了剎車時汽車的穩定性及較差路面滌件下的汽車制動性能。ABS是通過安裝在各車輪或傳動軸上的轉速傳感器等不斷檢鍘各車輪的轉速，由計算機計算出當時的車輪滑移率(由滑移率攏了解汽車車輪是否已抱死)，并與理想的滑移率相比較，做出增大或減小制動器制動壓力的決定，命令執行機構及時調整制動壓力，以保持車輪處于理想的制動狀態。因此，ABS裝置能夠使車輪始終維持在有微弱滑移的滾動狀態下制動，而不會抱死，達到提高制動效能的目的。ABS技術是英國人霍納摩爾1920年研制發明并申請專利，早在20世紀30年代，ABS就已經在鐵路機車的制動系統中應用，目的是防止車化在制動

15、過程中抱死，導致車輪與鋼軌局部急劇摩擦而過早損壞。1936年德國博世公司取得了ABS專利權。它是由裝在車輪上的電磁式轉速傳感器和控制液壓的電磁閥組成，使用開關方法對制動壓力進行控制。20世紀40年代末期，為了縮短飛機著陸時的滑行距離、防止車輪在制動時跑偏、甩尾和輪胎劇烈磨耗，飛機制動系統開始采用ABS，并很快成為飛機的標準裝備。20世紀50年代防抱制動系統開始應用于汽車工業。1951年Goodyear航空公司裝于載重車上；1954年福特汽車公司在林肯車上裝用法國航空公司的ABS裝置。1978年ABS系統有了突破性發展。博世公司與奔馳公司合作研制出三通道四輪帶有數字式控制器的ABS系統，并批量裝

16、于奔馳轎車上。由于微處理器的引入，使ABS系統開始具有了智能，從而奠定了ABS系統的基礎和基本模式。ABS的實用有效的防止了汽車緊急制動時的車輪抱死現象，從而使得汽車行車穩定性大大加強（不會出現緊急制動時甩尾，轉向失靈等現象）。電子制動力分配系統（EBD）ABS僅僅是防止輪胎抱死，但如果路面狀況不一樣則兩側輪胎就需要不同的制動力，EBD作為ABS的輔助裝置應運而生。EBD能夠根據由于汽車制動時產生軸荷轉移的不同，而自動調節前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩定性。汽車在制動時，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和

17、左后輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會導致在汽車制動時四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動時容易造成打滑、傾斜和車輛側翻事故。EBD用高速計算機在汽車制動的瞬間，分別對四只輪胎附著的不同地面進行感應、計算，得出不同的摩擦力數值，使四只輪胎的制動裝置根據不同的情況用不同的方式和力量制動，并在運動中不斷高速調整，從而保證車輛的平穩、安全。如今ABS+EBD的主動安全已經基本實現普及，只有極少數的自主品牌由于考慮價格的問題而沒有裝上。牽引力控制系統（TCS）牽引力控制系統的作用是使汽車在各種行駛狀況下都能獲得最佳的牽引力。汽車在行駛時，加速需要驅動力，轉彎需要側向力。這兩個力都來源于輪胎對地面的摩擦力

18、，但輪胎對地面的摩擦力有一個最大值。在摩擦系數很小的光滑路面上，汽車的驅動力和側向力都很小。如果為了獲得較大的驅動力，一個勁兒地踏緊油門踏板，使驅動力超過了輪胎和地面之間的最大摩擦力即附著力，這樣不但不能獲得所期望的驅動力，反而影響了汽車的行駛穩定性。汽車在轉彎時，如果節氣閥開度過大，將使驅動輪打滑。那么這時汽車的轉向性會出現什么變化呢?前輪驅動汽車的前輪如果打滑，汽車將出現轉向不足的現象，即汽車偏離了轉向圓弧，跑到轉向圓弧之外去了。后輪驅動汽車的后輪如果打滑，汽車將出現過度轉向現象，即汽車偏離了轉向圓弧，跑到轉向圓弧之內去了，嚴重時汽車會產生旋轉。所以在冰雪路面上，為了防止汽車驅動輪打滑，必

19、須小心翼翼地控制油門。牽引力控制系統的作用是，在汽車加速時自動地控制驅動力，以便使輪胎的滑動量處于合理的范圍之內，從而保持汽車行駛的穩定性。這和防抱死制動系統的作用大同小異，防抱死制動系統的作用是防止輪胎抱死，提高汽車制動時的行駛穩定性。牽引力控制系統的控制裝置是一臺計算機。利用計算機檢測4個車輪的速度和轉向盤轉向角，當汽車加速時，如果檢測到驅動輪和非驅動輪轉速差過大，計算機立即判斷驅動力過大，發出指令信號減少發動機的供油量，降低驅動力，從而減小驅動輪輪胎的滑轉率。計算機通過轉向盤轉角傳感器掌握司機的轉向意圖，然后利用左右車輪速度傳感器檢測左右車輪速度差；從而判斷汽車轉向程度是否和司機的轉向意

20、圖一樣。如果檢測出汽車轉向不足(或過度轉向)，計算機立即判斷驅動輪的驅動力過大，發出指令降低驅動力，以便實現司機的轉向意圖。目前TCS還沒有僅僅在中高級以上的車型上大規模運用。電子車身穩定系統（ESP）ESP技術是汽車安全技術上的又一項革命性技術。電子穩定程序ESP整合了ABS和TCS的功能，并且增加橫擺力矩控制防側滑的功能。在緊急操控，如快速轉向、反向轉向、緊急變道、緊急避讓等危急情況下，ESP能夠幫助駕駛者保持對車輛的控制。電子穩定程序ESP時刻待命。每秒25次監測微處理器, 比較駕駛者的意圖是否與車輛行駛的方向一致。如果車輛運動的方向不一致轉向不足或者轉向過度 ESP能夠監測出危急的情況

21、并立即作出反應。為了實現以上功能，ESP?利用車輛制動系統來操控車輛回到正確的軌道。精確的制動力直接作用于單個車輪，比如反向轉向不足時的內后輪，或者過度轉向時的外前輪。這些選擇性的制動干涉，車輛就可以按駕駛者的意圖作出反應。為了最優的行駛穩定性，ESP不但能夠干涉制動，而且能夠直接作用于發動機以加速車輪。ESP充分降低了操控過程的復雜性，并降低了對駕駛者的需求。車輛失控或側滑，已經被證實是預碰撞階段主要的危險因素。一項關于碰撞側滑事故的國際性對比證實：至少20%的致傷的交通事故和40%的致命的交通事故，都是由車輛側滑引起的。此項數據來自全球范圍，所以可被認為是相對保守的統計數據。例如，一項德國

22、深度交通事故的研究（GIDAS）數據表明：交通事故中由側滑引起的嚴重傷害比率高達48%。在許多國家，ESP在車輛上的廣泛使用已經允許評估它在真實碰撞中的效果。評估ESP效果的研究已經在日本、德國、瑞典、法國和美國進行過。所有這些研究使用了不同的方法和不同類型的汽車，包括轎車和SUV，但都確認了ESP在不同路面的益處。由于有更多早期數據的研究中發現現在已經被證實，并且更多精確的分析使得人們對一系列條件下ESP的有效性有了更詳細的理解。毫無疑問，ESP在降低單車車輛（轎車和SUV）事故上高度有效。研究估計ESP降低了30%-50%的轎車單車致命事故和50%-70%的SUV單車致命事故。ESP技術第一次運用是奔馳轎車，后來技術慢慢普及，如今已經基本成為了中高級轎車的標配裝置。當然中級以下的車型目前還很難配備ESP技術，不過那只是時間問題。盲點信息系統（BLIS）2001年沃爾沃概念車上首次出現了盲點信息系統，如今盲點信息系統已經在