汽車側面碰撞安全性能研究

趙念文

摘 要：在人們日常生活中，汽車相互碰撞是一種十分常見的交通事故類型，所以開展好汽車側面碰撞安全性能研究工作至關重要。文章通過分析汽車側面碰撞研究狀況，對汽車側面碰撞安全性能提升策略展開探討，以期為切實提升汽車側面碰撞安全性能提供一定依據。

關鍵詞：汽車;側面碰撞;安全性能

中圖分類號：U464 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）23-122-02

Research on Safety Performance of Vehicle Side Impact

Zhao Nianwen

（Shanghai Motor Vehicle Testing and Certification Technology Research Center Co. Ltd.， Shanghai 201805）

Abstract： In people's daily life， car collision is a very common type of traffic accident， so it is very important to carry out research on the safety performance of vehicle side collision. This paper analyzes the research situation of side impact of automobile and discusses the safety improvement strategy of vehicle side collision， in order to provide a basis for improving the safety performance of vehicle side collision.

Keywords： Car; Side impact; Safety performance

CLC NO.： U464 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）23-122-02

引言

全球各國汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，汽車已然成為人們日常生活中不可或缺的交通工具。自汽車誕生以來，伴隨汽車保有量的逐年升高，由于汽車交通安全事故所引發(fā)的人員傷亡、財產損失也呈現(xiàn)出不斷增大趨勢。相關調查統(tǒng)計顯示，國外交通事故死亡人數中，由于正面碰撞造成死亡的占比約70%，由于側面碰撞造成死亡的占比約30%[1]。而在我國交通環(huán)境中，道路路口多以平面交叉為主，由側面碰撞造成死亡的比例要高于國外。在汽車碰撞事故中，由于汽車側面部位十分薄弱，缺乏有力的吸能區(qū)域，加之被碰撞位置距離乘員距離頗近，因此汽車側面碰撞相比正面碰撞對乘員造成的傷害更大，控制也更難。因此，對汽車側面碰撞安全性能進行研究探討，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 汽車側面碰撞研究狀況

汽車與汽車側面碰撞的形式，主要包括有90°直角側碰、小角度同速度方向側碰以及小角度反速度方向側碰等。結合基本數學幾何關系而言，在相同初始速度條件下，尤以90°直角側碰造成的損傷程度最大，小角度同速度方向側碰造成損傷程度最小。在此前提下，不管是汽車相關檢測部門在制定安全法規(guī)時，還是研究人員開展側碰研究過程中，大多將90°直角側碰作為主要研究對象[2]。在當前交通碰撞事故頻發(fā)的大環(huán)境下，汽車側面碰撞交通事故相較于正面碰撞事故或追尾事故，其對乘員的人身安全可構成更大的威脅。所以，汽車行業(yè)不斷加大了對汽車側面碰撞安全性能的研究力度，以期為行車人員提供更可靠的安全保障。因為現(xiàn)代汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，汽車速度不斷加快，路面狀況越來越復雜，新時期對被動安全技術提出了越來越嚴苛的要求，汽車側面碰撞安全性能也應當緊隨時代發(fā)展腳步，實現(xiàn)不斷的升級突破。汽車側面碰撞事故不僅會對車體結構帶來機械損失，更是會使行車人員面臨生物層面、心理層面的損傷。所以，研究人員必須要切實在汽車側面碰撞安全性能研究中需求突破，不斷提升汽車的碰撞安全性能，使汽車可切實成為人們安全可靠的交通工具。

在行車過程中突遇交通事故時，所駕駛的汽車與外部物體相互間發(fā)生碰撞，該種情況可將其稱作“一次碰撞”，緊接著因為力的傳導，汽車外部受力傳輸至內部結構中，內部結構繼而與行車人員也發(fā)生碰撞，該種情況可將其稱作“二次碰撞”。結合汽車碰撞的一次碰撞、二次碰撞的實際特征，在開展汽車側面碰撞研究過程中應當從以下三方面內容著手：其一，車身結構的耐撞性研究。在駕駛員駕駛汽車遭遇交通事故時，受車速過快影響，汽車難以立即制動，汽車與外部物體發(fā)生碰撞過程中會致使汽車結構出現(xiàn)變形，進一步造成汽車零部件轉至汽車內室，對行車人員的生存空間構成壓縮，最終使行車人員人身安全受到極大威脅。其二，人體碰撞生物力學研究。這一研究旨在依照汽車碰撞時對人體各部位所造成的損傷，利用極限傷害值的相關研究，降低碰撞對人體造成的傷害。人體碰撞生物力學由此被提出，且以期通過對人體碰撞生物力學的研究，有效掌握汽車形成的傷害機理，為研究人員在研究過程中更有效描述相關生物力學響應提供有力依據。其三，行車人員約束系統(tǒng)及汽車內室研究。這一研究依托調節(jié)安全帶、安全氣囊的相關技術參數，使它們可為行車人員提供更安全可靠的保障，同時，適度減少二次碰撞對行車人員帶來的傷害，收獲理想的保護效果。

2 汽車側面碰撞安全性能提升策略

2.1 控制車門形變

從車門內側到座椅外側設置有一個最小距離，引發(fā)側面碰撞時車門結構變形量應當不可大于這一最小距離，如此一來方可使行車人員在遭受碰撞事故后擁有足夠的生存空間，防止被擠壓在車內。為了達到這一要求，首選方式即為在車門內裝置車門防撞桿;另外，還應當對門檻加強梁、座椅橫梁、窗臺加強板等采取必要的強化處理;與此同時，應當保證A柱、B柱、C柱與門檻、頂蓋安裝滿意，并保證門鉸鏈、門鎖安全性。因為汽車碰側面撞過程中形成的撞擊力經由車門傳輸至門框，使得門框受力，所以門框強度重要影響著車門的變形程度，而門鉸鏈、門鎖安全性則重要影響著在汽車碰撞過程中車門是否會被打開或掉落[3]。

2.2 控制二次碰撞速度

在提升汽車結構側面強度的同時，引發(fā)汽車側面碰撞時還會產生一定的側方加速度，汽車結構強度與碰撞后二次速

度呈正相關關系，因此在設計汽車結構過程中，應當調節(jié)好汽車結構強度與碰撞二次速度的有效關系。結合相關外部研究統(tǒng)計數據可知，側面碰撞時行車人員胸部遭受的傷害高低與B柱腰帶撞擊的速度密切相關。與此同時，B柱在變形情況下，腰帶部位的變形速度為最大值。所以，要想縮減汽車側面碰撞時對行車人員胸部造成的傷害，必須要控制好B柱腰帶部位的塑性變形速度，為縮減對人體腹部、盆骨帶來的傷害，則應當控制好對應部位汽車結構的變形速度，在這個過程中，可于汽車內部相關部位添加一定的吸能材料，縮減在傳遞時車內板的碰撞能量，通過這一途徑以達到控制車門內側變形速度的目的;同時，依托提升汽車結構四周門框牢固性，提升行車人員座椅架剛度，借助座椅的支撐及緩沖力，以達到控制二次碰撞速度的目的[4]。

2.3 安全氣囊的應用

安全氣囊裝置于車內前方、側方及車外三個部位，對于汽車側面碰撞防護通常為側面安全氣囊和側面安全氣簾。側面氣囊系統(tǒng)作用于保護汽車側面碰撞時行車人員的安全，通常裝置于車門內，或裝置于前部座椅靠背的外側。汽車發(fā)生側面碰撞后，汽車結構嚴重變形，往往會使得無法開啟車門，行車人員被困于車中，側面安全氣囊有助于保護行車人員源于側面碰撞引發(fā)的胸部、腹部、腰部的傷害，確保身體上肢活動能力及逃生能力。除去側面安全氣囊以外，在車頂兩側會裝置兩條管狀氣囊，也就是側面安全氣簾，它們可減輕來自車頂上部的下壓力，達到對行車人員頭部、頸部進行保護的目的。

3 結束語

總而言之，隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，汽車行業(yè)為人們帶來諸多便利的同時，也對人們提出了諸多新的要求。面對高發(fā)的汽車側面碰撞交通事故，相關人員必須要不斷進行實踐研究，提高對我國汽車現(xiàn)狀的有效認識，控制車門形變，控制二次碰撞速度，加強對安全氣囊的有效應用等，積極促進汽車側面碰撞安全性能的有效提升。

參考文獻

[1] 何昌鏨，彭曉陽，程博.汽車側面碰撞安全性研究探討[J].北京汽車， 2010，12（01）：1-4.

[2] 李夢琦，范慕輝，郄彥輝.基于響應面法的汽車側碰安全性優(yōu)化[J]. 河北工業(yè)大學學報， 2017， 46（06）：129-130.

[3] 陳旭，姜亞洲.轎車側面碰撞安全性分析[J].重慶理工大學學報， 2012， 26（08）：1-5.

[4] 馬聰承，蘭鳳崇，陳吉清.泡沫鋁結構改善汽車側碰安全性研究[J]. 機械設計與制造， 2018， 333（11）：197-201+205.