汽車側面碰撞安全防護措施分析

1、汽車側面碰撞安全防護措施分析姓名：XXX部門：XXX日期：XXX汽車側面碰撞安全防護措施分析引言我據國外機構統(tǒng)計表明，在汽車碰撞發(fā)生的交通事故中，大約有30%為側面碰撞引發(fā)的交通事故。在公路交通發(fā)達的美國，平均每年約8,000名駕駛員由于側面碰撞致死，在24,000受重傷的人中，約有67%的人是由于汽車對汽車的側面碰撞，我國道路交通較為復雜，車型混雜，這更容易發(fā)生車輛的側面交叉碰撞。在世界范圍內，汽車側面碰撞的研究及相應安全性法規(guī)的制定已成為當前研究的熱點。側面碰撞事故中傷害情況分析據有關機構調查研究，交通事故類型中最多的就是碰撞事故，在各種汽車碰撞事故形式中，側面碰撞事故約占事故總數的30%

2、，僅次于正面碰撞，而在造成死亡和重傷的事故中，側碰事故約占35%。在中國，由于城市道路交通以平面交叉路口為主，側面碰撞事故發(fā)生概率最高，大約有1/3側面碰撞交通事故。在對1998年云南省內各種交通事故形態(tài)所引起的人員致死及致傷率進行的統(tǒng)計中顯示，交通事故中由側面碰撞中所引起的人員致死率高達37.4%，僅次于正面碰撞所引起的致死率，而側面碰撞中所引起的人員致傷率則高于正面碰撞，達到62.6%。在對1999年云南省內各種交通事故形態(tài)所引起的人員致死及致傷率進行的統(tǒng)計中顯示，交通事故中由側面碰撞中所引起的人員致死率高達33%，僅次于正面碰撞所引起的致死率，而側面碰撞中所引起的人員致傷率則高于正面碰撞

3、，達到67%。通過對云南省751位因交通事故死亡者的抽樣調查發(fā)現(xiàn)，有近10.12%的是由于側面碰撞傷害致死，表明在側面碰撞這一交通事故類型中，車內乘員一旦受害，其致死率往往是很高的。交通事故形態(tài)的不同，造成的后果嚴重性也不同。在側面碰撞中導致致命或人體嚴重傷害的主要部位依次是頭部、胸部、腹部、下肢、頸部、脊椎和骨盆，側面碰撞對乘員的頭部和胸部的傷害程度最大。據統(tǒng)計，在我國由于側面碰撞事故導致死亡的案例中有38%是因為乘員的頭部撞到樹或桿上而造成的，統(tǒng)計資料還表明，側面碰撞對人體骨盆和下肢的傷害仍占有很大比例。在側面碰撞事故中，側面柱碰撞是一種特殊形式的碰撞，它對乘員的傷害程度要高于一般的側面碰

4、撞，對乘員頭部和胸部會造成很大的威脅，此外，它對乘員肋骨的傷害程度比一般側面碰撞要大。在碰撞過程中，四肢受害時如不發(fā)生過多的流血，一般較少死亡，人體頸部和脊椎生理構造復雜，即使是輕微沖擊，也會造成嚴重的傷害，導致傷者死亡，所以對道路交通事故中人員傷害的保護應以頭部與胸部為重點保護對象。眾所周知，交通事故中大部分的人身傷害都是因為人體受到外力沖擊所致，車輛的加速度或減速度是造成人體傷害的主要原因。人體對外力的沖擊有一定的承受限度，當外力超過限度時，人體便受到傷害。車內乘員傷亡都是由于汽車碰撞導致乘員與車內部件的碰撞造成的。與汽車正面碰撞相比，汽車側面吸能構件較少，乘員與門內板之間僅存在2030m

5、m勺空間，一旦受到來自側面的撞擊，乘員將受到強烈貫入的沖擊載荷作用，嚴重時危及生命。研究表明，駕駛室（乘員艙）側面的侵入是乘員受到傷害的直接原因，汽車側面碰撞時乘員嚴重死亡和傷害與駕駛室（乘員艙）側面侵入量有很大關系。據美國國家車輛采樣系統(tǒng)NASS統(tǒng)計的側面碰撞時駕駛室側面侵入量與重傷率的關系顯示：駕駛室（乘員艙）側面侵入量與傷害程度等級（重傷率）基本上成線性關系，即侵入量增大時（即變形程度越大），乘員死亡和傷害的比例也就增大，側面撞擊時乘員艙侵入量為8cm時，重傷率為22%而乘員室侵入量達61cm時，重傷率為100%。在側面柱碰撞中，由于剛性柱體相對車身十分狹窄，所以通常會從側面沖進車內，可

6、以說高速碰撞的柱體就如同一把鋒利的鋼刀，可以輕松的撕開整個車身。傷害的主要形式包括：側碰橫梁上門內板及B柱中上部結構的潰塌變形導致乘員頭胸部的傷害；堅硬、突起的幾何外形內飾件（如車門內扶手）會導致乘員腹部的傷害；側碰橫梁下門內板會對骨盆產生垂直的負載，導致骶骨剪切骨折。另外，當發(fā)生側面碰撞時，駕駛室內的儀表板同樣會對乘員的頭部、膝部以及下肢造成不同程度的傷害。典型案例及側面碰撞標準制定的重要性1 .制定汽車側面碰撞法規(guī)的必要性統(tǒng)計資料表明，在交通事故的各種汽車碰撞形式中，側面碰撞所占的比例僅次于正面碰撞，但在側面碰撞中乘員所受的傷害程度比正面碰撞還要高，尤其在我國，側面碰撞導致死亡的比例要高于

7、國外的平均水平。我們從前面統(tǒng)計的結果已看出，在各種汽車碰撞事故形式中，側面碰撞事故發(fā)生概率最高，其致死率僅次于正面碰撞，而致傷率卻居第一。下面是近年來發(fā)生在國內的多起側碰后由于車身中部斷裂導致車毀人亡的交通事故。2005年1月發(fā)生于杭州的廣本雅閣“婚禮門”事件，轎車撞上在浙江杭州高架路中間的隔離墻，車身右側受到撞擊，雅閣車從中斷裂為兩截，造成三死兩傷。2005年2月，一輛廣州本田轎車，在京沈高速沈陽方向445km處撞到左側護攔，巨大的沖擊力使車身右側著地側翻，右側車身外面的一層鋼板完全消失，車身后部斷裂，只剩下左側與車身相連。2005年1月11日，一輛帕薩特在高速上與一輛卡車發(fā)生輕微擦碰后，車

8、體一側被完全撕裂，車內乘客全部死亡。同年1月31日，珠海，一輛帕薩特被小貨車以不到50km/h的速度側面撞擊，司機當場死亡。2006年4月30日凌晨，在杭州某高架橋上發(fā)生一起嚴重的交通事故，一輛載有4名乘客的東風日產天籟轎車撞擊到高架橋的擋墻上，車體從中間截斷，車上一人當場死亡，多人受傷在短短的兩年時間內，發(fā)生了這么多起血淋淋的慘劇，我們不禁要問，這正常嗎？針對這一殘酷的現(xiàn)狀，制定我國汽車側面碰撞乘員保護標準，進一步提高整車安全性能就顯得尤為重要。目前我國實行的車輛安全測試標準遠遠低于歐洲的標準，并且我國的安全標準都僅有達標和不達標之分，而一些諸如“陸風碰撞門”以及頻繁出現(xiàn)的達標車輛被撞成兩截

9、等事故的發(fā)生都讓消費者對汽車的安全性能格外關注，令我們欣慰的是，國家有關部門已注意到這種現(xiàn)實問題并做了一些相應舉措來加以應對。2 .汽車側面碰撞法規(guī)的頒布安全性是消費者購車時要考慮的重要因素，汽車碰撞標準是檢驗或評價汽車碰撞安全性能的重要依據，同時對汽車制造商具有法律上的約束性，從而作為各方必須共同遵守的技術依據，以促進汽車安全性能的提高。國家強制性標準是政府部門對汽車產品安全性能的最低要求，只有通過標準的汽車方可獲得上市資格。在發(fā)達國家，一項嚴格規(guī)范的行業(yè)標準NCAP，即新車評估規(guī)程，成為汽車業(yè)界公認的權威評價體系。其對車型的客觀評價結果是消費者選車時的重要參考系數，同時也能促進汽車廠商提高

10、汽車安全性能設計。有一點非常值得注意，我國部分在售的合資品牌乘用車提供的是該車型在其國內的NCAPF測中的結果，但是車型引進以后，很多車輛會進行不同程度的適應性改造，簡化若干安全配置，比如在國外生產的乘用車中安裝了側面安全氣囊和側面頭部簾式安全氣囊（氣簾），而這些車型在中國境內生產時為了降低成本，而將其取消，這樣做勢必會對汽車的安全性能產生不利影響，所以建立我國自身的汽車產品安全碰撞標準有利于提高在我國境內生產和銷售汽車的安全性能，切實保障國民的生命健康，這也符合國家提出的任何工作都要本著“以人為本”的原則出發(fā)。汽車工業(yè)發(fā)達國家在20世紀80年代初就開始了汽車側面碰撞的試驗研究，并開始制定相應

11、的法規(guī)，雖然我國在汽車側面碰撞試驗研究上才剛剛起步，但起點較高，瞄準國外先進技術，相關工作開展迅速。2006年1月，國家標準化委員會發(fā)布了汽車側面碰撞的乘員保護標準（GB20071-2006,同年7月1日，汽車側面碰撞標準開始正式實施。側碰標準中明確規(guī)定，所有M1類車型（9座以下客車），N1（總質量3.5t及以下貨車）都必須滿足側面碰撞的強制性規(guī)定，側碰不達標的汽車將不能申報公告。1.從側碰法規(guī)看車身安全結構的改進安全車身是所有被動安全設施的基礎，也是車內乘員的最后一道防線。與汽車正面碰撞相比，汽車側面吸能構件較少，乘員與門內板之間僅存在2030mm勺空間，一旦受到來自側面的撞擊，乘員將受到強

12、烈貫入的沖擊載荷作用，嚴重時危及生命。我們從前面的敘述中已經知道，當乘員艙側面侵入增大，乘員死亡與傷害比例也隨之增大，所以汽車發(fā)生側面碰撞時若想保護乘員的安全，最重要的是盡可能地減少乘員艙空間的侵入，也就是讓車體變形和乘員保護系統(tǒng)（如安全帶、氣囊等）盡可能地吸收碰撞能量。并且我們還知道了側面碰撞傷害的主要形式包括：側碰橫梁上門內板及B柱中上部結構的潰塌變形導致乘員頭胸部的傷害；堅硬、突起的幾何外形內飾件(如車門內扶手)會導致乘員腹部的傷害；側碰橫梁下門內板會對骨盆產生垂直的負載，導致骶骨剪切骨折等等。所以側面碰撞法規(guī)針對汽車側門強度提出要求，目的是檢查車側立柱、頂/底支柱連接和門連接等結構強度

13、，以盡量降低在側碰事故中乘員受重傷和致命傷害的風險。保護和減輕乘員在側面碰撞中所受傷害，最根本的方法就是使作用在乘員身上的沖擊力低于可以接受的生物力學極限，為此就必須把側面碰撞中的變形效果和沖擊力降到最低。研究表明，要提高轎車抗側面碰撞能力，不可能僅就某一局部的改進就可以大大降低乘員在側面碰撞時所受到的沖擊，而需要從多方面綜合入手來提高汽車抗側面碰撞能力。從交通事故數據統(tǒng)計結果分析，在側面碰撞事故中90o角碰撞占側面碰撞總數的70%左右，車輛乘員所處空間相對較小，因此乘員更容易受傷，車輛碰撞發(fā)生的部位在車身B柱和車門。實施側撞標準后，汽車的車身結構需要進行相關調整，一般包括側門內安裝加強裝置，

14、如在側門上加裝防撞桿以及A柱、B柱加強等。具體講就是側面設計主要針對車體的側面梁系的設計，它要求車體要一定剛度和強度，通常是在汽車兩側門夾層中間放置一兩根非常堅固的鋼梁，當側門受到撞擊對，防撞鋼梁把碰撞力傳送到A柱、B柱上，如果設計更好的話A柱和B柱應該再把這些力傳送到底盤的上頂，把這個撞擊力化解到最小，因此堅固的防撞桿能大大減輕側門的變形程度，從而能減少汽車撞擊對車內乘員的傷害。Volvo是世界上最早開展側面安全性能研究的公司之一，其專利技術側面碰撞保護系統(tǒng)(SIPS)堪稱是最好的側面保護技術，它對B柱作了專門的強化處理，具有優(yōu)異的抗沖擊性能。B柱彼此之間通過5個高強度的橫板連接成一體，當任

15、何一個B柱受到碰撞的沖擊時，它就會通過橫板快速傳到其他B柱上，使沖擊力能向前、向后、向下快速擴散。車門在側面碰撞時也扮演著極為重要的角色，Volvo公司對車門采用角鋼制成，碰撞時，可以防止車門侵入車艙內傷害到乘客。車門通過特殊結構勾在B柱上，即使受到很大的碰撞力也不會脫落，這樣B柱上的沖擊力就可以有效地向前、向后、向下擴散開來。底座采用激光焊接，具有很高的強度，與B柱一起可以提供最好的側面保護。總而言之，這些設計和結構特征能把側面碰撞中擠入深度和擠入率降到最低，從而最大限度地降低乘客受傷的危險。對于前面所提到的多起側碰后車身中部斷裂的事故，有人認為，這種車身斷裂的情況非常少見，整車斷裂與車身鋼

16、板厚度不無關系?！鞍l(fā)生斷裂的地方是在汽車前底板和中橫梁的搭接部分，這里包含大量拼縫焊接區(qū)，是一個受力集中區(qū)。雖然這里是車身的薄弱點，但產品在出廠前就應該考慮到這個問題，發(fā)生這種斷裂情況可能是由于汽車存在自身缺陷而產生的”。從技術角度講，一般車身是由若干片沖壓件組成，大多數廠家采用點焊進行連接。但點焊存在不連續(xù)性，解決不了焊接處的平整度及縫隙問題，點焊造成焊接點周圍的鋼材應力下降，因此當車輛遭嚴重撞擊時，斷裂部位恰恰就是這些車身焊接部位。因此在汽車設計制造過程中，車身采用超高剛性籠型車體，能有效提高車身防撞性能，盡可能避免因車身斷裂傷及乘員，保護乘員艙人員安全。焊接工藝建議采用激光焊接，因為激光

17、焊接具有連續(xù)性，可以實現(xiàn)鋼材分子層面的結合，使兩塊鋼板結合成一整塊鋼板，從而增加了結合強度。激光焊接主要用于涉及乘員艙的頂蓋與側圍、底板與側圍、尾部以及門框等連接處，能夠大大提高車身的剛性。2.安全氣囊在側面碰撞防護中的應用安全氣囊，也稱輔助乘員保護系統(tǒng)。它是一種當汽車遭到碰撞而急劇減速時能很快膨脹的緩沖氣囊，可以保護車內乘員不致撞到車廂內部，是一種被動安全裝置。氣囊做為車身被動安全性的輔助配置，日漸受到人們的重視。當汽車碰撞后，乘員與車內構件尚未發(fā)生“二次碰撞前”迅速在兩者之間打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員因慣性而移動時“撲在氣墊上”，從而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程度

18、。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，側面碰撞對車內乘員的身體和頭部的傷害程度比正面碰撞還要嚴重，在側面碰撞死亡事故中，頭部傷害占59.27%，胸部傷害占21.98%，而其他部位傷害占18.75%，對駕駛員來說，側面碰撞引起的腦部傷害占到所有因人身威脅而引起腦部傷害的50%。隨著消費者對安全的日益關注，將促使更多的量產車裝備頭部保護裝置。車輛在發(fā)生事故時，車內的氣囊和氣簾可以有效保護車內成員的生命安全，現(xiàn)在的汽車都使用了多氣囊系統(tǒng)，換句話說氣囊、氣簾的個數越多越能有效的保障駕乘人員在發(fā)生交通事故時的生命安全，當然前提是要針對車輛在發(fā)生碰撞時來自各個不同方向的撞擊力合理的安排安全氣囊氣簾的位置及個數。隨著越來越多的安全氣囊系統(tǒng)增加到量產車中，頭部傷害將減少80%-90%可以說氣囊系統(tǒng)的廣泛應用有效地減輕了乘員的碰撞傷害程度。安全氣囊分布在車內前方（正副駕駛位），側方（車內前排和后排）和車外三個方向，對于側面碰撞防護多是側面安全氣囊和側面安全氣簾。側面氣囊系統(tǒng)是保護汽車遭側面碰撞以及車輛翻滾時乘員的安全，一般安裝于車門上，也有安裝于前部座椅靠背的外側。如圖3所示，側面安