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1、个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途基于保护行人的车外安全装置研究综述摘要：汽车作为目前陆地上的主要交通工具, 其交通事故造成的人员死亡占各类事故死亡人数的首位。汽车的安全性设置越来越受到人们的重视，以往的汽车安全设计考虑的是驾驶员和乘客的安全，而忽视了对车外行人的保护，本文分析了国内外车外保护行人安全装置的研究现状. 指出了其中存在的问题. 最后,展望了车外保护行人安全装置的发展方向。提出一种车外安全气囊通过传感器监测碰撞信号来控制安全气囊沿发动机罩打开，提高在碰撞过程中对行人的保护。关键词：交通安全；碰撞；安全气囊；发动机罩；传感器0 引言在发生交通事故时对行人的伤害，其特征是
2、幼儿和老人居多，6岁以下的幼儿为21%。60岁以上的老人为40%。作为事故的原因，大多数因为奔跑和从车辆前后横穿造成的。行人的伤害有一次碰撞时由保险杠产生的下肢伤害，向发动机罩、挡风玻璃等二次碰撞时的伤害，接下去对路面的三次碰撞产生的伤害。二次碰撞时头部伤害最为严重，从碰撞部位来说挡风玻璃的框架最重要，负伤人数的一半是30km/h以下的撞车事故发生的，死亡人数的一半是50km/h以下发生的。对行人采取保护时，必须掌握撞车时行人的动作状态，其不仅因撞车速度、体位，而且因车辆前部形状差别很大，同时着眼于车辆前部发动机罩的高度长度的分析采取必要的措施加强碰撞过程中对行人的保护。以往采取的行人保护措施
3、有缓冲吸能式保险杠，缓冲式发动机罩，汽车前安围全气囊等，这些设施均在一定程度上实现了对行人的保护。本文针对在碰撞过程中的三次碰撞特征提出了沿发动机罩延伸的安全气囊，在碰撞时有ECU控制其打开，覆盖汽车这一部位的坚硬点，将更加有效地加强对行人的保护。1研究现状1.1缓冲吸能式保险杠碰撞事故发生机率最高的是汽车前部的碰撞，且首先涉及到前部保险杠的碰撞。缓冲吸能式保险杠不仅考虑到内部被动安全性，而且也顾及外部被动安全性。它通过软化保险杠和前散热罩从而加强在碰撞过程中的吸能特性。该装置在保险杠中设置了高吸能能力的吸能体，而吸能体在车辆发生碰撞时能有效吸收碰撞能量，从而提高了车辆碰撞时对驾乘人员和车外行
4、人的保护作用，并可避免或减轻车辆发动机室碰撞损坏，有效地提高了车辆保险杠的被动安全保护功能。新型的吸能体采取由吸能单元块体组成的技术措施，不仅保持了高的吸能能力，而且又能使吸能体的制造简便易行，有利于达到在具有较高的碰撞能量吸收能力的前提下，减轻因此而附加的重量。此外，采用吸能单元块体的技术措施可以更加合理地利用保险杠内的有限空间来提高吸能效果。其碰撞效果图如图1所示。图1 碰撞效果图1.2 吸能式发动机罩在二次碰撞中，由于发动机罩存在铰链区域等硬点，而且发动机罩与下部发动机之间变形空间较小，因此很容易造成二次碰撞中对行人的头部冲击。为提高发动机罩对行人头部的保护，提出在发动机罩板加内垫的方法
5、和使用后沿自升式罩板，但前者受到空间不足的影响使得效果有限，而且对于头部落在吸能区外的情况，撞击损伤得不到改善，后者当汽车与行人发生碰撞时，碰撞传感器将信号传递给相应的ECU，ECU发出指令使发动机罩后边沿升起一定高度以提供足够的吸能空间。但是采用该方法对传感器精确性要求非常高，价格也较昂贵。还有通过改进普通铰链结构，设计了一种压溃式铰链。该铰链在汽车与行人头部发生撞击时使机构发生塌陷， 增加了发动机罩的变形空间，从而达到提高行人头部保护效果的目的。压溃式铰链如图2所示。图2 压溃式铰链1.3汽车前围安全气囊车外气囊系统又叫保险杠内藏式气囊。当汽车在正面碰撞行人时，安装在保险杠上的若干个超声波
6、探测器探测到前方障碍物，并测出障碍物距车的距离。便发出信号给控制器，控制器接收信号并进行处理，然后传给显示器和声音报警装置，提醒司机作出相应的判断。同时给气体发生器发出信号，气体发生器接收信号给气囊充气。当检测到障碍物接近时气囊打开，那么撞在人身上的就不是坚硬的保险杠，而是充满气体的气囊。气囊缓解了撞击力，起到缓冲作用，降低了撞击力所造成的伤害，有效地保护了被撞者的生命。效果图如图3所示。图3 汽车前围安全气囊2保护行人装置的发展趋势在汽车的安全性受到人们重视的同时，在汽车碰撞中对行人的保护也越来越受到重视。基于在碰撞中的三次碰撞特点，对于行人的保护装置的主要发装趋势如下。1）实现保护的最大化
7、。在碰撞中既要考虑到各年龄段人群，同时不同人的身高和体重的差异也要考虑在内。2）不同的车速采取不同的保护措施。车速在碰撞过程中起着重要的因素，三次碰撞理论的建立就是基于车辆的行驶速度，要求新的保护装置能够根据车速的不同采取不同的保护措施。3）实现系统的智能化。由于碰撞发生的时间极短，在这个过程中人往往来不及反应，这就要求新型保护装置能够自动采取措施，弥补人类的生理缺陷。3 总结1）本文通过分析现阶段汽车碰撞过程中的特点，同时总结了吸能式保险杠，吸能式发动机罩，汽车前围安全气囊的优点和存在的不足，提出了一种更加有效的保护措施。设想了一种发动机罩安全气囊，能够覆盖汽车前部的整个坚硬点，减少碰撞过程
8、中的冲击力，减少对行人的伤害。2）该系统完全改变了传统的汽车碰撞吸能方式，其主要特点是通过降低碰撞力与缓冲速度的作用，减少一次碰撞和二次碰撞产生的冲击力，达到保人又保车的效果使损失减少，避免发生事故后造成较大的经济损失，从根本上突破了汽车碰撞被动）安全的理论、大大提高了汽车的碰撞安全性。3）尚待解决的问题:a.传感器的安装 如何确定超声波传感器的安装位置能够准确而广泛的监测障碍物的距离。二次碰撞传感器的安装位置和一次碰撞过程怎样更好的结合从而控制发动机罩安全气囊的打开减少对行人的头部碰撞。b.气囊的材料区别于汽车内部安全气囊，外侧安全气囊要承受更大的撞击力和爆发力,这就要求开发新材料，采用新工
9、艺来满足车外安全气囊耐冲击、耐摩擦、耐高温的要求。c.气囊的展开在二次碰撞中如何保证气囊沿发动机罩展开，覆盖整个发动机罩坚硬点，同时覆盖风挡玻璃坚硬点。参考文献：1 吴锋飞. 车外安全气囊E/B.百度专利 ，2006-11-08.2 肖永清，杨忠敏.汽车的发展与未来M.北京: 化学工业出版社,2003.3 吴关昌，陈倩译. 汽车的安全M.北京:机械工业出版社,1988.4 高延龄.汽车运用工程M.北京：人民交通出版社,1998.5 葛如海，王群山. 缓冲吸能式保险杠的低速碰撞实验和仿真J.农业机械学报，2006，372）：29-32.6 葛如海，吴淼，陈晓东，基于行人保护的发动机罩铰链研究J. 基金工程：科技部国家科技支撑计划资助工程2007BAK35B02）.6 / 6
