福特汽車安全新技術之被動安全技術

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：wl04qc1b 類別：品牌汽車維修時間：2006-12-10

    據美國公路交通安全署的估計，安全氣囊自29世紀80年代應用以來，在美國已經挽救了數以萬計的生命。
    福特汽車公司進一步擴展了被動安全性的思想。
    a)正在探索的發動機罩安全氣囊是在初始碰撞中為行人提供保護的一種方式。這種氣囊可為中等以上身材的成年人提供腿部和臀部保護，為矮小身材的成年人及兒童提供胸部和頭部保護；
    b)前圍安全氣囊可在風窗底部提供二次保護，有助于減少在初始碰撞中被甩到車內壁上的行人頭部受傷的危險；
    c)研究人員發現，盡管鋁與鋼具有不同的性質，但通過采用恰當的設計和工藝，可以達到與鋼相同的抗撞性能，包括變形和參量吸收的程度。大型車輛減輕質量之后，在與較小型的汽車相撞時就會具有更好的相容性。
2.1 外部安全氣囊
    福特汽車公司的行人安全車采用了兩種可在碰撞中對行人進行保護的新穎的安全氣囊。這兩種氣囊一個是發動機罩氣囊；一個是前圍安全氣囊。兩者配合使用可減少最常見的行人傷亡事故。
    發動機罩氣囊在保險杠上方緊靠保險杠處開始展開。碰撞前由一個碰撞預警傳感器激發，50-75ms內完成充氣。充氣后的安全氣囊約有1371mm寬、558mm高、127mm厚。在前照燈之間的部位展開，由保險杠頂面向上伸展到發動機罩表面以上。氣囊的折疊模式和斷面設計保證了氣囊展開時能與汽車前端的輪廓相合。
    格棚與發動機罩下部區域在沒有氣囊覆蓋的情況下可能造成中等以上身材的成人和兒童胸部和頭部受傷。
    發動機罩氣囊保持充氣狀態時間可達數秒鐘，而車內氣囊保持充氣狀態的時間不超過100ms。
    發動機罩氣囊還可在一種特殊形式的車與車碰撞中可為乘員提供保護。當汽車側面受到另一部件撞擊時，車內乘員的頭部可能會被撞過來的汽車發動機罩碰傷。此時，發動機罩氣囊就可以為這個危險的部位提供一個緩沖。
    前圍氣囊系統的作用是提供二次碰撞保護，防止乘員被甩到發動機罩上后頭部被風窗底部碰傷。該系統包括兩個氣囊，各由汽車中心線向一側的A立柱延伸，每個前圍氣囊寬約686mm，高約305mm，厚約127mm。氣囊由傳感器探測到行人與保險杠發生初始碰撞后觸發。
    在行人翻到發動機罩上滾向風窗這段時間內，大約是100ms的時間，氣囊將完成充氣，充氣之后，兩個氣囊沿風窗低部將左右A立柱之間的汽車整個寬度完全覆蓋，不僅蓋住了風窗玻璃底部，還蓋住了刮水器擺軸與發動機罩支座等致命的“硬點”。不過，氣囊不會完全封住駕駛員的視線。
    由于前圍氣囊所用的碰撞傳感器比較簡單，有望比發動機罩氣囊更早投產。發動機罩氣囊的碰撞預警探測相當復雜，正在進行廣泛的研究，以確定啟動兩種氣囊系統的最佳方式。
2.2 使用鋁材，更輕的質量提供與鋼材同樣的結構強度
    福特P2000輕質鋁樣車的研制小組特地多做了幾個底盤，以便進行碰撞試驗，來驗證安全性能否與預期相符。
    福特的工程師們通過長期試驗證明，只要采用適當的設計和制造工藝，鋁可與鋼一樣，能夠滿足聯邦碰撞試驗標準。
    新型P2000鋁制汽車的工程分析表明，它能夠達到其安全性目標。早期的1994型鋁制汽車通過實際測試，證實可以滿足所有安全性方面的要求。在正面碰撞試驗中，按政府試驗要求，以56km/h的車速正面與一個靜止的剛性障壁相撞，結果表明，1994型鋁制汽車的抗撞性能不亞于傳統的鋼制汽車，有些地方甚至優于傳統的鋼制汽車，完全超過了美國公路交通安全署的標準要求。
2.2.2 制造
    大批量生產鋁制汽車要解決很多重大的問題。鋁的質量強度比很高，但其延展性比鋼差，也不能采用點焊或其它便于連接的傳統的裝配技術。
    鋁材有多種合金型式。汽車設計人員可以針對具體應用選擇最佳的材料。福特汽車公司的鋁制汽車使用了多種鋁合金來提供所需的抗撞性、抗凹陷性和易加工性。
    要開發一種適合大批量生產鋁制汽車的裝配技術還需要做進一步的細化工作。實際上至今為止，各汽車制造商都只是在小批量生產鋁制汽車，有些鋁制汽車采用了空間構架結構，這種結構不適于大批量生產。因此，未來鋁制汽車的研究將集中在如何改進制造和裝配技術上。福特汽車公司通過對一些有選擇產品(如鋁發動機罩)的長期試用，已證實鋁有可能成為制造汽車車身、車架與結構件的一種安全材料。
2.3 美洲豹ARTS
    美洲豹全新的自適應約束技術系統(ARTS)利用一系列傳感器來監測駕駛員座椅位置、安全帶使用情況、前排乘員乘坐質量和位置以及發生碰撞時的碰撞烈度和碰撞力的方向等信息，再根據具體的碰撞特點對每個前排乘員氣囊的展開進行調節。該系統可進一步減少由于氣囊展開不當對乘員造成的傷害，特別是對于身材較小的前排乘員。
    其主要技術包括：
    a)座椅滑軌內的一個電子傳感器負責測量駕駛員座椅的前后位置；駕駛員和前排乘員安全帶帶扣中的傳感器負責監測乘員是否佩系了安全帶；位于汽車前橫梁和汽車側面的碰撞傳感器測量碰撞的烈度。對于前排乘客座椅，還設有一個質量傳感器監測座位上是否有人；
    b)各傳感器將信息傳給系統的中央處理器，中央處理器控制安全帶預緊的動作和雙級前氣囊的展開。可以在10ms之內做出反應；
    c)根據碰撞烈度和乘員數據，前氣囊可以按高或低能量能展開；
    d)當乘客座椅上沒有坐人時，乘客氣囊將不展開，以節省修理費用；
    e)駕駛員氣囊采用星形折疊方式折收以便徑向展開，進一步減小距離轉向盤較近的駕駛員的傷害；
    f)超聲波傳感器用于探測前排乘員準確的乘坐位置。如果前排乘員未處于正常的乘坐位置，將禁止相應氣囊的展開，從而減少氣囊造成的傷害。
2.4 兒童安全
    在汽車后擱板、頂棚或地板上設有固定點可用來固定上系帶或拉帶來限制兒童座椅的移動。
    一種先進的裝接系統可以和標準的兒童座椅配合使用，使椅架能夠快速可靠地掛接到汽車結構中的一個金屬桿上。這套系統可以提供一個極其可靠和方便的剛性固定點。
    后向兒童安全座椅系統中的座椅的掛接和拆卸都十分方便。安全座椅架成為汽車結構的一部分，確保兒童座椅的裝接不會出錯。
    對于已經長大到無法使用幼兒座椅但尚不能舒服地使用成人腰肩式安全帶的兒童，可采用墊高座椅，這樣安全帶的佩系更為合適。
2.5 防側翻安全系統
    防側翻安全系統利用先進的側面氣囊和傳感器來防止乘員在翻傾事故中被甩出，這些側面氣囊將從頂棚展開，覆蓋側窗玻璃的大部分。當監測汽車側傾率和加速度的傳感器確認馬上就要側翻時，便觸發此氣囊，新的氣囊技術使氣囊可保持充氣6s，以便在較長時間的翻傾中提供連續的保護，氣囊可為前兩排座椅的乘員提供覆蓋保護。
2.6 AdvanceTrac系統
    AdvanceTrac系統可在惡劣的行駛條件下，或在駕駛員對道路情況判斷錯誤的情況下提高汽車穩定性。該系統對駕駛員的操作(如轉向、油門和制動)及相應的汽車響應(橫搖、橫向加速度車輪轉速)進行監測，當探測到有失控的情況時，就按需要對一個或多個車輪施加制動來恢復控制。