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大型客車安全性設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展探析
 
 

　　大型客車是各種車型中安全性要求最高的一類汽車。在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，為提高和改進(jìn)汽車的安全和保護(hù)性能，制定了一系列安全性法規(guī)（或標(biāo)準(zhǔn)），同時(shí)研究并采用了不少適合大型客車先進(jìn)的安全技術(shù)，取得了良好效果。

　　在主動(dòng)安全性方面，代表客車技術(shù)最前沿的歐盟(ECE)法規(guī)對(duì)大型客車設(shè)計(jì)的基本要求是：車身骨架有足夠的強(qiáng)度，一旦發(fā)生交通事故(碰撞或側(cè)翻)時(shí)，骨架變形后應(yīng)保證留給乘客一定的生存空間，盡量減少乘客被擠傷或壓傷；車內(nèi)座位布置應(yīng)留有一定寬度的過道及行走空間，便于乘客走向車門或安全出口；發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)安裝火災(zāi)報(bào)警器；要求制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備行車制動(dòng)、駐車制動(dòng)、應(yīng)急制動(dòng)及緩速器(或第四制動(dòng)系統(tǒng))四種系統(tǒng)。為了提高制動(dòng)穩(wěn)定性，應(yīng)裝備ABS、 ASR及廣泛采用制動(dòng)效能更高的盤式制動(dòng)器；在行走系統(tǒng)上采用鋁(鎂)合金胎子午線輪胎以減少爆胎事故等。

　　在被動(dòng)安全性方面，其基本要求是：采用安全玻璃，風(fēng)窗玻璃采用夾層玻璃，即使發(fā)生事故時(shí)玻璃碎片因被膠片粘著而不會(huì)飛散打人；側(cè)車窗應(yīng)是銅化玻璃，破碎后成為無銳角的小碎片。車身上設(shè)有一定數(shù)量的安全出口(安全門、車頂安全窗或車側(cè)窗)，供乘客發(fā)生交通事故或火災(zāi)時(shí)迅速就近撤離客車。避免乘客座椅結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及座椅與車身的聯(lián)接強(qiáng)度不足而導(dǎo)致座椅擠傷乘客，產(chǎn)生二次傷害；車門在應(yīng)急狀態(tài)下可以從車內(nèi)手動(dòng)打開；車內(nèi)要配置滅火器材，內(nèi)飾應(yīng)軟化無尖角，材料應(yīng)具有阻燃性能等。這些技術(shù)和配置均可避免或減輕交通事故對(duì)乘客的二次傷害。

　　設(shè)計(jì)開發(fā)初期應(yīng)考慮的內(nèi)容

　　在產(chǎn)品開發(fā)初期，就應(yīng)充分重視大型客車安全性。針對(duì)客車容易發(fā)生的事故，具體應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題。

（1）基本性能�？蛙嚨姆�(wěn)定性、制動(dòng)性能、轉(zhuǎn)向性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。
（2）操縱性能和防止錯(cuò)誤操作的警示。
（3）安全保護(hù)裝置和事故防止裝置，保養(yǎng)維修時(shí)的安全措施。
（4）安全監(jiān)視報(bào)警裝置和安全標(biāo)識(shí)。
（5）改善駕駛員視野。
（6）防止火災(zāi)和輪胎氣壓過低。

　　主要安全配置設(shè)計(jì)

　　1、制動(dòng)系

　　隨著人們對(duì)汽車安全性能要求的不斷提高，ABS逐漸成為汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件。目前歐、美汽車發(fā)達(dá)國(guó)家已將該系統(tǒng)普遍用于轎車、客車和重型載貨車。目前，我國(guó)生產(chǎn)的絕大部分轎車均安裝ABS系統(tǒng)，但是在客車上安裝該系統(tǒng)的技術(shù)還剛剛起步。ABS的最大優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)時(shí)仍然能實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向，避開障礙物，從而有效地避免降低車禍發(fā)生概率。ABS系統(tǒng)附加于原來的制動(dòng)系統(tǒng)之上，所以即使發(fā)生故障不能工作，原來的普通制動(dòng)系統(tǒng)仍能照常工作。

　　經(jīng)試驗(yàn)證明，在客車突然出現(xiàn)緊急情況時(shí)，駕駛員都會(huì)緊急制動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)大力踩下制動(dòng)踏板；但是從開始制動(dòng)到達(dá)到最大制動(dòng)力需一定時(shí)間，而且可能在初次碰撞平息后駕駛員會(huì)過早地松動(dòng)制動(dòng)踏板，這樣很容易出現(xiàn)制動(dòng)距離加長(zhǎng)的現(xiàn)象。為解決這些問題，國(guó)外汽車上安裝了輔助制動(dòng)系統(tǒng)（BAS）。該系統(tǒng)起作用的車速是8km/h，當(dāng)現(xiàn)出緊急制動(dòng)時(shí)，BAS系統(tǒng)會(huì)認(rèn)知這種緊急狀況而在短時(shí)間達(dá)到最大制動(dòng)力。當(dāng)駕駛員的腳離開制動(dòng)踏板、車速降到3km/h以下或者BAS持續(xù)工作20s以上時(shí)，該系統(tǒng)停止工作，從而大大改善了客車的制動(dòng)性能。

　　2、轉(zhuǎn)向系

　　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)是大型客車底盤設(shè)計(jì)中很重要的環(huán)節(jié)之一。它不僅影響安全性、操縱舒適性和可靠性，而且還影響使用經(jīng)濟(jì)性。大型客車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及面廣，對(duì)零部件的可靠性要求較高，也是大型客車底盤設(shè)計(jì)中難度大、技術(shù)含量較高的部分。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿等。其中涉及到安全性的研究主要集中在轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向盤領(lǐng)域。

　�。�1）轉(zhuǎn)向柱的設(shè)計(jì)

　　通過對(duì)大量事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在正面碰撞發(fā)生時(shí)，客車前部變形往往會(huì)影響到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向盤向駕駛員方向移動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)是相當(dāng)危險(xiǎn)的，于是出現(xiàn)了安全轉(zhuǎn)向柱的概念。在沖擊力大于某一值時(shí)，安全轉(zhuǎn)向柱結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生軸向壓縮變形，從而減小對(duì)駕駛員的沖擊。

　　新型安全轉(zhuǎn)向柱以小球式轉(zhuǎn)向柱的出現(xiàn)為標(biāo)志，并作為一種較成熟的技術(shù)一直沿用至今。其結(jié)構(gòu)是在套筒之間放置幾排小球，其直徑稍大于放置空間。當(dāng)轉(zhuǎn)向柱軸向壓縮時(shí)，金屬球引起套筒的塑性變形，吸收能量。這種安全轉(zhuǎn)向柱可以安裝到不同的車型上，而整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的外形幾乎無需作任何調(diào)整。通過小球位置的排列，可以加強(qiáng)轉(zhuǎn)向柱縱向抗彎剛性，避免"彎曲"的出現(xiàn)，這在安全柱的設(shè)計(jì)中是十分重要的。

　�。�2）轉(zhuǎn)向盤的設(shè)計(jì)

　　近年來，通過大量的試驗(yàn)和事故分析，研究人員發(fā)現(xiàn)駕駛員的受傷程度與碰撞方向、碰撞嚴(yán)重程度、駕駛員與轉(zhuǎn)向盤的位置對(duì)正程度以及身體各部位的不同承受能力有關(guān)。國(guó)外研究人員在對(duì)轉(zhuǎn)向盤研究過程中提出"自對(duì)正轉(zhuǎn)向盤"的概念，從一系列的臺(tái)架試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，自對(duì)正方向盤對(duì)駕駛員的保護(hù)性能相對(duì)最好。

　�。�3）安全氣囊的設(shè)計(jì)

　　客車正面碰撞安全氣囊一般藏于轉(zhuǎn)向盤內(nèi)、副駕駛員正前方或車門內(nèi)側(cè)。如安裝到轉(zhuǎn)向盤內(nèi)，則對(duì)轉(zhuǎn)向盤的結(jié)構(gòu)提出了新的要求，應(yīng)優(yōu)化考慮轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱的力學(xué)特性如何與安全氣囊匹配，以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如何與安全帶及座椅共同設(shè)計(jì)的問題。

　　改善客車操縱性能的設(shè)計(jì)及安全保護(hù)裝置

　　1、改善客車操縱性能的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)統(tǒng)計(jì)，高速公路上50%的傷亡事故是由駕駛員過度疲勞或注意力不集中而造成的。為解決這一問題．可設(shè)計(jì)監(jiān)視系統(tǒng)如用監(jiān)視儀輸入車輛位置的辦法，檢查駕駛員是否打瞌睡或者注意力不集中并通過"刺激"方法給予駕駛員警告，以便及時(shí)糾正。

　　戴－克公司為客車和載貨車設(shè)計(jì)了一種防困系統(tǒng)，其計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別行車道上的標(biāo)記，并通過儀器監(jiān)視車輛行駛路線。如果瞌睡中的駕駛員要把車駛向路溝，警報(bào)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出響聲來喚醒駕駛員�，F(xiàn)在法國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)在聯(lián)手研制一種監(jiān)測(cè)駕駛員注意力下降的系統(tǒng)，它可以通過聲音或光信號(hào)提醒駕駛員。負(fù)責(zé)這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的法國(guó)圖盧茲西門子VDO汽車公司希望能在2006年底給汽車安裝上這套裝置。其中的一個(gè)視頻傳感器用來不斷測(cè)量并分析汽車與旁側(cè)車道白線間的距離，另外幾個(gè)傳感器提供關(guān)于轉(zhuǎn)向盤的活動(dòng)情況等。因此，設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)富有個(gè)性化，能夠根據(jù)每位駕駛員的特性作出反應(yīng)，并將這些信息存儲(chǔ)起來，當(dāng)更換汽車駕駛員的時(shí)候，個(gè)性化的發(fā)送器或者一個(gè)形象識(shí)別系統(tǒng)就可以根據(jù)駕駛員的情況發(fā)出相應(yīng)的信息。

　　2、安全保護(hù)裝置

　　（1）車距警報(bào)系統(tǒng)此系統(tǒng)傳送跟蹤車輛到前導(dǎo)車輛距離信號(hào)，同時(shí)使跟蹤車輛自動(dòng)地向制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入信號(hào)，以避免車輛接觸。日本豐田大發(fā)等公司利用激光雷達(dá)作傳感器，并利用風(fēng)窗玻璃顯示器上的蜂鳴器警告駕駛員。美國(guó)為了使車輛之間保持合適距離，其雷達(dá)系統(tǒng)每秒鐘可發(fā)出 50個(gè)脈沖信號(hào)探測(cè)前面信息。為了控制橫向距離，自動(dòng)化公路上每隔1m設(shè)有一磁性傳感器。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)可利用這些裝置防止汽車過于偏向道路的某一側(cè)。

　�。�2）行駛路線偏離警報(bào)系統(tǒng)由于某種原因，在駕駛員未操作轉(zhuǎn)向的情況下車輛開始偏離自己的路線，系統(tǒng)使用聲音信號(hào)警告駕駛員。日本三菱公司利用錄像機(jī)檢測(cè)白色路線標(biāo)記，如駕駛員無意識(shí)偏離自己的原來路線，系統(tǒng)使用聲音信號(hào)警告駕駛員。日本馬自達(dá)公司利用CCD攝像機(jī)識(shí)別道路白線，當(dāng)用直觀信號(hào)發(fā)出警報(bào)后，駕駛員沒有使車回到原來行駛路線，系統(tǒng)便自動(dòng)地使車回到原來路線。

　�。�3）行人保護(hù)系統(tǒng)首先，應(yīng)該采取主動(dòng)措施盡量避免車撞行人。 然而碰撞有時(shí)也是不可避免的，一旦發(fā)生，則設(shè)法降低人的傷害程度。豐田公司在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)設(shè)置了氣囊，當(dāng)碰撞傳感器確認(rèn)車輛同行人發(fā)生碰撞時(shí)．該氣囊便在車前張開，以減少行人同車碰撞后頭部傷害程度。

　　（4）緊急門鎖釋放機(jī)構(gòu)當(dāng)車輛發(fā)生碰撞后，為使乘員易從被撞車輛中出來，車門應(yīng)容易打開。豐田和三菱公司開發(fā)的感受碰撞的自動(dòng)門鎖釋放系統(tǒng)特點(diǎn)是當(dāng)碰撞傳感器確認(rèn)已發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)立即自動(dòng)地釋放門鎖。

　�。�5）乘員逃逸系統(tǒng)�？蛙嚢踩T是一道雖不常用但卻至關(guān)重要的生命之門；而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于安全門平時(shí)不使用，加之為了外形美觀，因此設(shè)計(jì)人員對(duì)安全門設(shè)計(jì)不夠重視，乃至忽視。就目前國(guó)產(chǎn)客車來看，有的安全門前座椅擋道，且不能迅速翻移，致使通道狹窄；有的安全門沒有方便開啟的手柄，安全門開啟后無警報(bào)裝置，最大開啟角度不能保持，出口沒有臺(tái)階等；有的甚至未按規(guī)定設(shè)安全門，而用側(cè)窗兼做安全出口等。這些客車設(shè)計(jì)中的安全隱患，一旦遇到緊急情況，如撞車、火災(zāi)或傾翻等，乘客很難安全迅速地撤離，極有可能造成嚴(yán)重后果。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)客車安全門。
 
 
 
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