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汽车诞生之后的100多年以来,在改变人们生活节奏的同时,也同样在给当今社会带来不少麻烦:全世界每年至少120万人因交通事故丧生,造成约5000亿美元的经济损失。当然这并没有阻碍汽车社会的发展,人类最大的优势就在于有办法解决各种遇到的困难。下面我们就来看看,汽车在不断进化的过程中,衍生出了哪些技术来提高安全性,来同人类“和平共处”的。

被动安全科技(一)

安全车身结构

什么样的车身最安全?这可能是多年以来一直困扰消费者的问题。如果按照常识来讲,肯定是车身强度越高,使用的钢板越厚越“结实”。但是在车辆发生碰撞时,情况就远没有这么简单了。

在2009年,美国IIHS(美国公路安全保险协会)进行了一项非常有代表性的碰撞测试:一辆2009款的雪佛兰Malibu(迈瑞宝)中型轿车同一辆超过5.3米的1959年款雪佛兰Bel Air全尺寸轿车进行50%偏置对撞,结果出乎大家的想象:碰撞后两车均产生了严重的变形,但不同的是迈瑞宝仅限于发动机舱,驾驶舱基本被完整地保留了下来,而Bel Air的情况则严重得多,A柱严重变形,如果车内有驾驶员,生还几率非常渺茫。

两车的碰撞结果验证了如今汽车车身结构的进化。也从侧面印证了车辆并非越大越重就越安全。说到车身安全结构设计,我们不得不提一位伟大的先驱:被誉为汽车被动安全之父的贝拉·巴恩伊。他在1951年申请的专利改变了汽车结构的设计理念。巴恩伊首次提到了安全车身结构——通过车身前部结构的变形来吸收碰撞产生的能量,从而最大程度降低对车内乘员的伤害。

这一想法最终在奔驰的W120(如今E级轿车的前身)上得以实现,通过安全车身的设计,令这一代奔驰轿车具备了领先的被动安全性,并且车身能量缓冲区的设计也被之后的汽车工程师们广泛采用。值得一提的是,中国第一代国产轿车同这一代奔驰的“浮筒”式设计如出一辙,事实上上海轿车正是奔驰W128(采用6缸发动机的豪华轿车,S级的前身)逆向研发的产物。

被动安全科技(二)

安全带

如果说安全带是在汽车安全史上近100年来最重要的发明,我想恐怕没有人有异议。在安全带应用在车上的半个多世纪以来,安全带已经拯救了无数的生命。汽车事故调查表明,在发生正面撞车时,如果系了安全带,可使死亡率减少57%,侧面撞车时可减少44%,翻车时可减少 80%。

安全带的作用是将车内乘员同车辆相对固定,从而在发生碰撞或者翻车时避免乘员在发生事故时同车内部件相撞,发生二次事故。安全带最早的雏形是19世纪初由英国工程师乔治·凯利发明的,最早被用于保证那些高空作业人员的安全。

而安全带被应用于汽车,最早可以追溯到上世纪50年代。那时福特汽车就已经把座椅安全带作为选装配置。

福特Fairlane。

在初期汽车都使用的是两点式安全带,这样仅能够固定成员的腰部,由于腰部以上部位没有固定,有证据表明这样在发生事故时可能导致腰椎受伤。于是工程师开始继续他们的改进道路。1959年,世界上第一款装备了三点式安全带的汽车沃尔沃PV544正式交付。沃尔沃的瑞典工程师尼尔斯·博林凭借自己的天才发明,拯救了无数的生命。值得一提的是,这位天才工程师曾经在萨博参与过飞机弹射座椅的研发。

被动安全科技(三)

安全气囊

安全气囊的设想可能最符合人们的常识:当车辆发生碰撞时,车内乘员直接飞向一个柔软的大气袋中,冲击力被化解于无形。

当初发明安全气囊的初衷也是为了取代安全带,成为车辆发生碰撞时保护车内成员的惟一屏障。安全气囊最早分别由德国工程师沃尔特·林德勒和美国人约翰·赫特雷克于1953年申请了专利。但林德勒的设计由于气囊弹出速度过慢而失去了应用的价值。

美国人赫特雷克的发明为如今的安全气囊打下了基础。赫特雷克曾在美国海军服役,他从鱼雷的原理中吸取灵感,创立了如今安全气囊的基本原理。他曾经同当时美国的主要汽车公司进行接洽,遗憾的是没有一家公司肯为之投入资金。另外令人唏嘘的是,在他的专利过期之后的1971年,福特才试验性地在车上安装了安全气囊。

在上世纪70年代,福特和通用的部分车型提供了安全气囊作为选装设备,但没过几年,两家公司相继将安全气囊从配置清单内移除,原因是消费者对其并不感冒。在随后的时间内,两家公司一直对安全气囊有着抵触情绪,认为其脱离实际。这种情况一直延续到上世纪90年代。

1981年,奔驰在旗舰车型S级(W126)上首次推出了SRS安全气囊。这是现代安全气囊的雏形。在这套安全气囊中,预紧式安全带也作为与之相匹配的设备同时出现。值得注意的是,奔驰注意到在整个被动安全保护系统中,安全气囊仅仅是一种补充的安全装备,这也是其名称SRS(Supplemental Restraint System,补充安全约束系统)的由来。

在美国,克莱斯勒于1988年成为了第一家将安全气囊作为标准配置的汽车公司。并在随后的一年中,克莱斯勒为旗下所有本土生产的车型都装备了驾驶员侧安全气囊。

随着技术的进步,安全气囊在车内不同的位置都得到了广泛应用。比如说安装在座椅侧方的侧安全气囊、车辆A柱上的安全气帘、仪表板下方的膝部气囊,甚至是安全带气囊以及行人安全气囊等等。安全气囊的出现,无疑进一步提升了车辆的被动安全系数。

主动安全科技(四)

主动安全上的探索

“防患于未然”比“亡羊补牢”更加行之有效,这一点对于汽车安全来说同样如此。提高车辆的操控性,避免在紧急时刻失控从而发生事故,是工程师们对于主动安全最早的认知。其中最重要的一点是能够让车辆平稳地停下来。

对于刹车系统的研究,最早是在航空领域。上世纪20年代末,为了能够让飞机着陆时能够平稳地停下来,法国工程师加布里埃尔·瓦赞为飞机设计了一套ABS,即刹车防抱死系统的雏形。这套系统通过飞轮和液压系统巧妙地实现了对轮胎的平稳制动,从而避免了在刹车的过程中轮胎抱死失控。

而ABS在汽车上的应用最早出现在上世纪70年代。1970年,克莱斯勒为旗下的豪华轿车帝国(Imperial)装备了最早的车用ABS系统。当时这款车装备了克莱斯科同本迪克斯(Bendix)公司研发的三通道、四传感器的ABS系统。当时克莱斯勒为其起名为“可靠制动系统”(Sure brake)。

最早装备ABS的车型:1970年款克莱斯勒帝国

随着电子系统在汽车上的普及,毫无疑问如今的汽车变得越来越友好了。1995年,有3家汽车公司同时推出了ESC电子稳定系统。奔驰首先将这套系统应用于自己的旗舰车型——S600Coupe上,这套奔驰同博世共同研发的系统称为ESP(Electronic Stability Program ,电子稳定程序);宝马的则称为DSC(Dynamic Stability Control ,动态稳定控制),装在了7系上;同年丰田则在皇冠Majesta上推出了功能相近的系统,丰田称之为VSC(Vehicle Stability Control,车辆稳定性控制)。

首款装备ESP的轿车:奔驰S600 coupe

ESC主要通过电子程序单独控制车辆轮胎的制动和发动机的输出,从而增加车辆在行驶过程中的稳定性。比如说车辆在过弯时发生转向过度(甩尾),它会对车辆外侧的轮胎进行制动,而当车辆转向不足时,它会降低发动机的动力,同时对弯道内侧的轮胎进行制动,帮助车辆平稳过弯。

ESC的出现,可以令车辆在最大程度上沿着驾驶员意图的路线上行驶,像一只无形的手一般帮助驾驶员控制车辆,因此我们可以说如今人们的驾驶技术较以前有了很大的提高,当然,这也要归功于车辆安全技术的进步。

ESC可以说是车辆安全技术的又一个里程碑,根据美国高速公路安全保险协会(IIHS)调查结果,ESC可以减少1/3的致命事故。如今,包括美国、加拿大、欧洲在内的国家均强制要求将ESC作为乘用车的安全配置,ESC得到了广泛普及。

试想未来的汽车还将会具备哪些先进的安全装备?如今人们在车在主动安全技术上的探索已经取得了相当可观的成就。在各种传感器的帮助下,盲点辅助、主动巡航、车道保持、自动泊车技术已经不是什么新鲜的玩意。从技术上讲,如今车辆已经具备了自动驾驶的能力。并且许多公司已经相继推出了自动驾驶技术,即便我们很不心甘情愿,但是还不得不承认:如果排除了人为因素,90%以上的交通事故将会得以避免。如果未来“司机”这个职业被消灭,那么本文中提到的这些安全技术,也很有可能随之一起消失。

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