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前排中部气囊 安全新境界


2020-06-19


被动式汽车安全防护技术新进展

随着科技进步,一部车拥有6个、8个乃至十余个安全气囊已经十分正常,日前GM车厂更推出全球首款拥有「前排中部气囊」的量产车型,目的是为乘客带来更好的安全保护,美国汽车保险公司的数据预估前排中置气囊能有效挽救在侧面撞击事故中的生命,这项创新未来有望出现在更多的民用车型之内。在汽车的发展历史中,随着高速公路的发展和车辆性能的提高,汽车的行驶速度也越来越快,汽车保有量的增加导致交通越来越拥挤、交通意外事故也更为频繁,车辆安全性能就变得尤为重要。安全气囊是继安全带之后,现代汽车历史上最重要的安全科技突破!这项发明也显着降低车辆发生正面碰撞时、由于巨大惯性力对驾驶及乘客所造成的伤害。


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安全气囊相关科技发展与时俱进


安全气囊的发明要追溯至将近60年前()工程师John Hetrick获得「汽车缓冲安全装置」的美国专利:这位工程师在一次车祸中发现自己和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置的女儿,这次事故让他意识到汽车必须要有更好的防撞设计,两週之后他完成设计图纸并申请专利、这项专利被视为现代安全气囊的雏型。

然而安全气囊从取得专利到大量应用却花了30年之久并经历许多波折,首先是车厂以「成本过高」为理由拒绝加装安全气囊,一直到美国参议院通过公路死伤减少条例并确认了安全气囊的功效后,1998年之后在美国市场销售的新车开始强制安装前座驾驶与乘客的安全气囊。随着零组件成本的降低,今天市场上多数的新车都已将前座安全气囊列为标準配备。

前排中部气囊 安全新境界安全气囊也显着降低车辆发生正面碰撞时、由于巨大惯性力对驾驶及乘客所造成的伤害。
1990年代汽车安全气囊相关科技再次突破,保护乘客头部在车祸时头部严重受创的侧边头部防撞气囊(Head/Torso Airbag)/防撞气帘(Curtain Airbag)开始出现(并在进入21世纪出现革命性进展)。防撞气帘可说是侧边头部防撞气囊的延伸、是指从A柱一直延伸到C柱内的安全气囊设计,防护範围从侧边车顶一路延伸到胸部的高度。美国高速公路安全保险研究院副总裁Susan Ferguson指出气帘是除了车窗以外,车内乘客与侧面撞击车辆之间的唯一防护、它的重要性可想而知。高速公路安全保险研究院是一家专门替保险公司研究专门研究汽车意外成因的研究组织,说他们是最了解交通事故的一群人并不为过!「我不会购买任何一款没有搭载侧边头部防撞气囊与ESP这两项装置的新车。」美国高速公路安全保险研究院(Insurance Institute for Highway Safety)副总裁Susan Ferguson曾说过。

前排中部气囊 安全新境界随着科技进步,一部车拥有6个、8个乃至十余个安全气囊已经十分正常,甚至后座乘客也能得到气囊的保护。
欧盟NCAP的撞击测试指出侧边防撞气帘(效果更胜单一防撞气囊)能够大幅提昇侧撞防护能力,这点可以从搭载防撞气帘的Audi A4车型在NCAP防撞测试中侧撞防护项目得到18分「满分」的结果得到证明!从2001年开始,Audi、BMW与Mercedes-Benz都宣布全车系都将ESP列为标準配备,这三家车厂也都把头部防撞气帘列为全车系的标準配备清单中。侧边头部防撞气囊的重要性也得到NHTSA(美国国家高速公路安全管理局)的认同:NHTSA要求之后,在美国市场上销售的新车款、车重在8500磅(约3.9吨)以上的车辆都安装侧边头部防撞气囊,车重在8500磅或以下的车辆更要在之后强制安装。


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安全气囊相关议题
安全气囊启动时间揭密


汽车安全气囊系统在正面、侧面碰撞过程中的启动时间都有所不同,并且因车型而异。不同的参数被编成控制程式储存在ECU控制器内,在任何碰撞速度情况下,电控单元最佳点火时间(TTF)都不能小于该ECU作用的最短时间。欧洲ECE R94法规规定当车速在56公里/时的情况下,最佳点火时间在正面碰撞时一般约17至20毫秒(ms、指千分之一秒),驾驶座安全气囊的气囊充满时间一般约30至35毫秒;前排乘员安全气囊的气囊充满时间一般比驾驶座安全气囊长约5至6毫秒。而侧边安全气囊由于缓冲区域更小,所以最佳点火时间更短(8至11毫秒)。


前排中部气囊 安全新境界驾驶座安全气囊的气囊充满时间一般约30至35毫秒;前排乘员安全气囊的气囊充满时间一般比驾驶座安全气囊长约5至6毫秒。
安全气囊的使用情况限制


汽车安全气囊并不绝对保证安全,事实上许多车厂都刻意不强调「安全」二字(英文原名中也没有Safety等字眼),在许多情况下安全气囊不会启动,许多驾驶对此并不太清楚。例如当超过引擎中心线30度的正常偏撞和斜撞、侧撞、后方撞击、翻滚以及二次撞击等情况、前座安全气囊都不会启动,一般安全气囊只有在时速超过30公里的情况才会正常作动、而在撞上低硬度物体、车头呈对角碰撞或斜撞时需要比正面对撞更高的车速才能引爆气囊。


前排中部气囊 安全新境界NHTSA(美国国家高速公路安全管理局)要求,在美国市场上销售的新车款,其车重在8500磅或以下的车辆都要安装侧边头部防撞气囊。
前排中置安全气囊提供更多保护


虽然侧边头部防撞气囊(Head/Torso Airbag)/防撞气帘(Curtain Airbag)大幅提昇了防护效果,但仍有车厂希望提供更好的安全防护!去年底GM集团宣布推出汽车产业第一款量产前排中置安全气囊,如此一来在车辆侧面碰撞时能够更有效保护司机和前座乘客。前排中置安全气囊拥有两大新功能:第一是设计用于当前座只有驾驶一个人时,前排中置安全气囊可对坐在非撞击面一侧的乘客提供对玻璃碎片冲击的保护;第二是当前排同时有驾驶和乘客时,在驾驶座位一侧或是乘客座位一侧发生撞击时,前排中置安全气囊可作为司机与前座乘客之间撞击能量的缓冲,并在翻车事故(通常出现于大型SUV车型的意外)中提供有效保护。

前排中部气囊 安全新境界当超过引擎中心线30度的正常偏撞和斜撞、侧撞、后方撞击、翻滚以及二次撞击等情况、前座安全气囊都不会启动。
前排中置安全气囊安装于前排座椅靠近汽车中央处,过去三年GM集团与零组件供应商Takata共同合作开发出这款产品并进行大量测试,目的是达到对乘客保护效果的最佳化。考虑到各种体型的乘客在撞击时的状况不一,安全气囊还加入了缓冲设计的联合专利。GM集团汽车安全和耐撞性部门的执行董事Gay Kent强调:「没有任何保护技术可以覆盖整个车身区域并消除所有潜在伤害,但前排中置安全气囊设计用于与其他安全气囊及安全带共同使用,可形成一个更全面的整合式安全系统。这项科技突破更进一步证明了GM长期以来的承诺:在撞车时与撞车之后持续为乘客提供保护。

前排中部气囊 安全新境界当前座只有驾驶一个人时,前排中置安全气囊可对坐在非撞击面一侧的乘客提供对玻璃碎片冲击的保护;当前排同时有驾驶和乘客、在驾驶座侧或是乘客座侧发生撞击时,前排中置安全气囊可作为司机与前座乘客之间撞击能量的缓冲。
GM集团率先在新车加装前排中置安全气囊的原因是在深入分析了美国国家公路交通安全局的死亡事故资料库之后,发现侧面撞击意外需要更好的防护科技:在2004年至2009年之间的非翻车意外事故中,远端侧面撞击(指乘客坐在汽车的非撞击面一侧)死亡事故的数量佔了繫上安全带乘客撞车总死亡事故总量的11%,而远端侧面撞击死亡事故更佔了所有侧面撞击死亡事故的29%之多!前排中置安全气囊是降低远端侧面撞击事故伤害的最有效答案。GM先进安全系统部门高级工程师Scott Thomas表示:「目前美国联邦法规并没有强制要求装配前排中置安全气囊,但事实是当今没有其他安全气囊能替前排乘客提供与前排中置安全气囊相同程度的保护和缓冲。」长期督促汽车製造商推出更佳安全车型的美国高速公路安全保险研究院会长Adrian Lund也强调他们预测前排中置安全气囊的确能够在侧面撞击的车祸中挽救生命,他也感谢GM和Takata在这一重要领域所做出的贡献。GM表示前排中置气囊将出现于2013款Buick Enclave、GMC Acadia和Chevrolet Traverse等车型内。


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智慧型安全气囊将是未来主流


除了前排前排中置安全气囊之外,另一个发展方向是智慧型安全气囊(Smart Airbags)!随着乘客身高、体重的不同,发生撞击意外时的最佳保护参数也有所差异。而由于电子科技发展的突飞猛进、智慧型安全气囊系统透过车内的多种感测器了解座位上乘客的各种关键数据:例如重量感测器可根据座椅上的重量感知是否坐人?以及乘客是成人还是孩童?

光学感测器可将即时影像数据与存储的空座椅的图片进行比较,进而判别乘客的体型和位置。汽车安全系统供应商TRW Automotive Holdings日前宣布已研发出新一代智慧型安全气囊,在车祸发生时,智慧型安全气囊可以根据乘客的体型以及其他即时数据而自动调整安全气囊启动时的压力及体积大小。TRW Automotive乘客安全系统部门副总裁Norbert Kagerer表示新推出的系统不仅可以适应乘客的体型差异,而且可根据撞车时的速度以及碰撞力量、乘客的位置、乘客有无繫上安全带等众多参数自动做出调整,以最大程度的保护乘客安全。

前述系统将搭配TRW Automotive已研发并生产的安全气囊自动排气系统:如果乘员距离安全气囊太近、安全气囊内置的通风口能够自动排出气体以调整气囊的柔韧度,预计新一代智慧型安全气囊将可在2013年开始正式量产,届时被动式汽车安全防护又将写下一个新里程碑。


前排中部气囊 安全新境界在翻车事故(通常出现于大型SUV车型的意外)中,前排中置安全气囊能够提供有效保护。
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前排中部气囊 安全新境界GM表示前排中置气囊将出现于2013款Buick Enclave、GMC Acadia和Chevrolet Traverse等车型内。
前排中部气囊 安全新境界在车祸发生时,智慧型安全气囊可以根据乘客的体型以及其他即时数据而自动调整安全气囊启动时的压力及体积大小。



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