大型客車 

    在主動(dòng)安全性方面，代表客車技術(shù)最前沿的歐盟(ECE)法規(guī)對(duì)大型客車設(shè)計(jì)的基本要求是：車身骨架有足夠的強(qiáng)度，一旦發(fā)生交通事故(碰撞或側(cè)翻)時(shí)，骨架變形后應(yīng)保證留給乘客一定的生存空間，盡量減少乘客被擠傷或壓傷；車內(nèi)座位布置應(yīng)留有一定寬度的過道及行走空間，便于乘客走向車門或安全出口；發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)安裝火災(zāi)報(bào)警器；要求制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備行車制動(dòng)、駐車制動(dòng)、應(yīng)急制動(dòng)及緩速器(或第四制動(dòng)系統(tǒng))四種系統(tǒng)。為了提高制動(dòng)穩(wěn)定性，應(yīng)裝備ABS、

    ASR及廣泛采用制動(dòng)效能更高的盤式制動(dòng)器；在行走系統(tǒng)上采用鋁(鎂)合金車輪及無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎以減少爆胎事故等。

    在被動(dòng)安全性方面，其基本要求是：采用安全玻璃，風(fēng)窗玻璃采用夾層玻璃，即使發(fā)生事故時(shí)玻璃碎片因被膠片粘著而不會(huì)飛散打人；側(cè)車窗應(yīng)是銅化玻璃，破碎后成為無(wú)銳角的小碎片。車身上設(shè)有一定數(shù)量的安全出口(安全門、車頂安全窗或車側(cè)窗)，供乘客發(fā)生交通事故或火災(zāi)時(shí)迅速就近撤離客車。避免乘客座椅結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及座椅與車身的聯(lián)接強(qiáng)度不足而導(dǎo)致座椅擠傷乘客，產(chǎn)生二次傷害；車門在應(yīng)急狀態(tài)下可以從車內(nèi)手動(dòng)打開；車內(nèi)要配置滅火器材，內(nèi)飾應(yīng)軟化無(wú)尖角，材料應(yīng)具有阻燃性能等。這些技術(shù)和配置均可避免或減輕交通事故對(duì)乘客的二次傷害。

    1．設(shè)計(jì)開發(fā)初期應(yīng)考慮的內(nèi)容

    在產(chǎn)品開發(fā)初期，就應(yīng)充分重視大型客車安全性。針對(duì)客車容易發(fā)生的事故，具體應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：①基本性能?？蛙嚨姆€(wěn)定性、制動(dòng)性能、轉(zhuǎn)向性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。②操縱性能和防止錯(cuò)誤操作的警示。③安全保護(hù)裝置和事故防止裝置，保養(yǎng)維修時(shí)的安全措施。④安全監(jiān)視報(bào)警裝置和安全標(biāo)識(shí)。⑤改善駕駛員視野。⑥防止火災(zāi)和輪胎氣壓過低。

    2。主要安全配置設(shè)計(jì)

    (1)制動(dòng)系隨著人們對(duì)汽車安全性能要求的不斷提高，ABS逐漸成為汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件。目前歐、美汽車發(fā)達(dá)國(guó)家已將該系統(tǒng)普遍用于轎車、客車和重型載貨車。目前，我國(guó)生產(chǎn)的絕大部分轎車均安裝ABS系統(tǒng)，但是在客車上安裝該系統(tǒng)的技術(shù)還剛剛起步。按照我國(guó)建設(shè)部CJ／T162？D2002《城市客車分等級(jí)技術(shù)要求與配置》中，大型客車超2級(jí)．超1級(jí)．高級(jí)都要裝備ABS和緩速器；交通部JT／T325-2002《營(yíng)運(yùn)客車類型劃分及等級(jí)評(píng)定》中大型客車、高三級(jí)、高二級(jí)、高一級(jí)必須安裝ABS和緩速器，否則不予評(píng)定高等級(jí)。ABS的最大優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)時(shí)仍然能實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向，避開障礙物，避免發(fā)生車禍。ABS系統(tǒng)附加于原來(lái)的制動(dòng)系統(tǒng)之上，即使發(fā)生故障不能工作，原來(lái)的普通制動(dòng)系統(tǒng)仍能照常工作。經(jīng)試驗(yàn)證明，在客車突然出現(xiàn)緊急情況時(shí)，駕駛員都會(huì)緊急制動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)大力踩下制動(dòng)踏板；但是從開始制動(dòng)到達(dá)到最大制動(dòng)力需一定時(shí)間或者不能達(dá)到最大制動(dòng)力，而且可能在初次碰撞平息后駕駛員會(huì)過早地松動(dòng)制動(dòng)踏板，這樣很容易出現(xiàn)制動(dòng)距離加長(zhǎng)的現(xiàn)象。為解決這些問題，國(guó)外汽車上安裝了輔助制動(dòng)系統(tǒng)。輔助制動(dòng)系統(tǒng)是使行駛中車輛(特別是下長(zhǎng)坡車輛)速度減低或穩(wěn)定在一定速度范圍，但不是用以使車輛停駛的機(jī)構(gòu)，輔助制動(dòng)系統(tǒng)有發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)、電渦流緩速器、液力緩速器、永磁式緩速器等。

    2.轉(zhuǎn)向系

    轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)是大型客車底盤設(shè)計(jì)中很重要的環(huán)節(jié)之一。它不僅影響安全性、操縱舒適性和可靠性，而且還影響使用經(jīng)濟(jì)性。大型客車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及面廣，對(duì)零部件的可靠性要求較高，也是大型客車底盤設(shè)計(jì)中難度大、技術(shù)含量較高的部分。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿等。其中涉及到安全性的研究主要集中在轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向盤領(lǐng)域。

    ①轉(zhuǎn)向柱的設(shè)計(jì)

    通過對(duì)大量事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在正面碰撞發(fā)生時(shí)，客車前部變形往往會(huì)影響到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向盤向駕駛員方向移動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)是相當(dāng)危險(xiǎn)的，于是出現(xiàn)了安全轉(zhuǎn)向柱的概念。在；中擊力大于某一值時(shí)，安全轉(zhuǎn)向柱結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生軸向壓縮變形，從而減小對(duì)駕駛員的沖擊。新型安全轉(zhuǎn)向柱以小球式轉(zhuǎn)向柱的出現(xiàn)為標(biāo)志，并作為一種較成熟的技術(shù)一直沿用至今。其結(jié)構(gòu)是在套筒之間放置幾排小球，其直徑稍大于放置空間。當(dāng)轉(zhuǎn)向柱軸向壓縮時(shí)，金屬球引起套筒的塑性變形，吸收能量。這種安全轉(zhuǎn)向柱可以安裝到不同的車型上，而整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的外形幾乎無(wú)需作任何調(diào)整。通過小球位置的排列，可以加強(qiáng)轉(zhuǎn)向柱縱向抗彎剛性，避免”彎曲”的出現(xiàn)，這在安全柱的設(shè)計(jì)中是十分重要的。

    ②轉(zhuǎn)向盤的設(shè)計(jì)

    近年來(lái)，通過大量的試驗(yàn)和事故分析，研究人員發(fā)現(xiàn)駕駛員的受傷程度與碰撞方向、碰撞嚴(yán)重程度、駕駛員與轉(zhuǎn)向盤的位置對(duì)正程度以及身體各部位的不同承受能力有關(guān)。國(guó)外研究人員在對(duì)轉(zhuǎn)向盤研究過程中提出“自對(duì)正轉(zhuǎn)向盤”的概念，從一系列的臺(tái)架試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，自對(duì)正方向盤對(duì)駕駛員的保護(hù)性能相對(duì)最好。

     (3)安全氣囊的設(shè)計(jì)

    客車正面碰撞安全氣囊一般藏于轉(zhuǎn)向盤內(nèi)、副駕駛員正前方或車門內(nèi)側(cè)。如安裝到轉(zhuǎn)向盤內(nèi)，則對(duì)轉(zhuǎn)向盤的結(jié)構(gòu)提出了新的要求，應(yīng)優(yōu)化考慮轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱的力學(xué)特性如何與安全氣囊匹配，以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如何與安全帶及座椅共同設(shè)計(jì)的問題。

 
    3．改善操縱性能的設(shè)計(jì)及安全保護(hù)裝置

     (1)改善客車操縱性能的設(shè)計(jì)

    根據(jù)統(tǒng)計(jì)，高速公路上50％的傷亡事故是由駕駛員過度疲勞或注意力不集中而造成的。為解決這一問題．可設(shè)計(jì)監(jiān)視系統(tǒng)如用監(jiān)視儀輸入車輛位置的辦法，檢查駕駛員是否打瞌睡或者注意力不集中并通過”刺激”方法給予駕駛員警告，以便及時(shí)糾正。戴一克公司為客車和載貨車設(shè)計(jì)了一種防磕睡系統(tǒng)，其計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別行車道上的標(biāo)記，并通過儀器監(jiān)視車輛行駛路線。如果瞌睡中的駕駛員要把車駛向路溝，警報(bào)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出響聲來(lái)喚醒駕駛員?，F(xiàn)在法國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)在聯(lián)手研制一種監(jiān)測(cè)駕駛員注意力下降的系統(tǒng)，它可以通過聲音或光信號(hào)提醒駕駛員。負(fù)責(zé)這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的法國(guó)圖盧茲西門子？威迪歐汽車公司希望能在2006年底給汽車安裝上這套裝置。其中的一個(gè)視頻傳感器用來(lái)不斷測(cè)量并分析汽車與旁側(cè)車道白線間的距離，另外幾個(gè)傳感器提供關(guān)于轉(zhuǎn)向盤的活動(dòng)情況等。因此，設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)富有個(gè)性化，能夠根據(jù)每位駕駛員的特性作出反應(yīng)，并將這些信息存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)更換汽車駕駛員的時(shí)候，個(gè)性化的發(fā)送器或者一個(gè)形象識(shí)別系統(tǒng)就可以根據(jù)駕駛員的情況發(fā)出相應(yīng)的信息。

    此系統(tǒng)傳送跟蹤車輛到前導(dǎo)車輛距離信號(hào)，同時(shí)使跟蹤車輛自動(dòng)地向制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入信號(hào)，以避免車輛接觸。日本豐田大發(fā)等公司利用激光雷達(dá)作傳感器，并利用風(fēng)窗玻璃顯示器上的蜂鳴器警告駕駛員。美國(guó)為了使車輛之間保持合適距離，其雷達(dá)系統(tǒng)每秒鐘可發(fā)出

    50個(gè)脈沖信號(hào)探測(cè)前面信息。為了控制橫向距離，自動(dòng)化公路上海隔1m設(shè)有一磁性傳感器。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)可利用這些裝置防止汽車過于偏向道路的某一側(cè)。

     ②行駛路線偏離警報(bào)系統(tǒng)

    由于某種原因，在駕駛員未操作轉(zhuǎn)向的情況下車輛開始偏離自己的路線，系統(tǒng)使用聲音信號(hào)警告駕駛員。日本三菱公司利用錄像機(jī)檢測(cè)白色路線標(biāo)記，如駕駛員無(wú)意識(shí)偏離自己的原來(lái)路線，系統(tǒng)使用聲音信號(hào)警告駕駛員。日本馬自達(dá)公司利用CCD攝像機(jī)識(shí)別道路白線，當(dāng)用直觀信號(hào)發(fā)出警報(bào)后，駕駛員沒有使車回到原來(lái)行駛路線，系統(tǒng)便自動(dòng)地使車回到原來(lái)路線。

    ③行人保護(hù)系統(tǒng)

    首先，應(yīng)該采取主動(dòng)措施盡量避免車撞行人。

    然而碰撞有時(shí)也是不可避免的，一旦發(fā)生，則設(shè)法降低人的傷害程度。豐田公司在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)設(shè)置了氣囊，當(dāng)碰撞傳感器確認(rèn)車輛同行人發(fā)生碰撞時(shí)．該氣囊便在車前張開，以減少行人同車碰撞后頭部傷害程度。

    ④緊急門鎖釋放機(jī)構(gòu)

    當(dāng)車輛發(fā)生碰撞后，為使乘員易從被撞車輛中出來(lái)，車門應(yīng)容易打開。豐田和三菱公司開發(fā)的感受碰撞的自動(dòng)門鎖釋放系統(tǒng)特點(diǎn)是當(dāng)碰撞傳感器確認(rèn)已發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)立即自動(dòng)地釋放門鎖。

    ⑤乘員逃逸系統(tǒng)

    就目前國(guó)產(chǎn)客車來(lái)看，有的安全門前座椅擋道，且不能迅速翻移，致使通道狹窄；有的安全門沒有方便開啟的手柄，安全門開啟后無(wú)警報(bào)裝置，最大開啟角度不能保持，出口沒有臺(tái)階等；有的甚至未按規(guī)定設(shè)安全門，而用側(cè)窗兼做安全出口等。這些客車設(shè)計(jì)中的安全隱患，一旦遇到緊急情況，如撞車、火災(zāi)或傾翻等，乘客很難安全迅速地撤離，極有可能造成嚴(yán)重后果。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)客車安全門。

    中型客車

    與大型客車相比，中型客車的主動(dòng)安全設(shè)計(jì)要求基本類似，其不同點(diǎn)主要集中在被動(dòng)安全設(shè)計(jì)上。

    1．碰撞

    如上所述，客車的碰撞是交通事故的主要方面，主要有正面碰撞、斜側(cè)面碰撞以及追尾碰撞。碰撞時(shí)，駕駛員和乘客受傷的主要原因是他們與車身結(jié)構(gòu)發(fā)生了相互作用。

    (1)正面和側(cè)面碰撞

    有資料介紹：客車正面碰撞和側(cè)面碰撞占總事故的40-60％。在正面碰撞中．減速度由保險(xiǎn)杠向車尾逐漸減小。駕駛員由于其所處的位置，首當(dāng)其沖。其中約有一半對(duì)駕駛員造成嚴(yán)重傷害。中型客車除一些采用短頭結(jié)構(gòu)(如子彈頭結(jié)構(gòu))的車型，碰撞時(shí)對(duì)駕駛員的緩沖增大，產(chǎn)生的危險(xiǎn)也較小外，大多數(shù)采用平頭結(jié)構(gòu)，因車身小，駕駛員受傷害的程度更大。

    在設(shè)計(jì)方面，為了減少乃至消除上述危險(xiǎn)，應(yīng)作以下考慮：

    ①局部增強(qiáng)側(cè)壁的承載能力。中型客車車身對(duì)側(cè)面碰撞較敏感，缺乏吸收能量的變形的距離，因而增強(qiáng)側(cè)壁使承載能力強(qiáng)，可提高抗碰撞能力。另外還對(duì)翻轉(zhuǎn)有較好的承受能力。

     ②采用安全座椅。座椅與駕駛室地板的連接應(yīng)很牢固，但與底盤應(yīng)采取柔性連接。碰撞時(shí)，它的作用就像剪切件使駕駛員被推回的量相當(dāng)于前圍的變形量，同時(shí)，也可減少轉(zhuǎn)向柱對(duì)駕駛員的危險(xiǎn)。

    ③保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)是一個(gè)專門課題，不僅要外形美觀，對(duì)客車整體造型起到裝飾作用，而且還要有一定的安全功能。比如，適當(dāng)考慮保險(xiǎn)杠的吸能作用，使保險(xiǎn)杠能減緩一定程度的；中擊，在小的載荷下不至于使車身?yè)p壞。在美國(guó)，保險(xiǎn)杠必須接受8km／h正面碰撞后，保險(xiǎn)杠不應(yīng)損壞。

   ④隔板和扶手的設(shè)計(jì)要適當(dāng)，扶手在碰撞發(fā)生時(shí)應(yīng)能承擔(dān)一定的緩沖作用。若與設(shè)計(jì)思想矛盾，寧可不要。

    正面碰撞和側(cè)面碰撞也可能會(huì)對(duì)乘客的安全造成大的危害。例如，碰撞可能損壞車門及其門框，使得門無(wú)法開啟，使乘客的逃離造成困難甚至不可能。在設(shè)計(jì)車門時(shí)，應(yīng)該考慮到車門與門框?qū)囕v損害不敏感，如車門變形區(qū)在門框的前壁，制成對(duì)稱的開門機(jī)構(gòu)等。2001年，美國(guó)報(bào)道了應(yīng)用泡沫金屬的可能性。這種發(fā)明主要是泡沫鋁合金，它密度小，有極好的彈性和一定的強(qiáng)度，在增加安全性的設(shè)計(jì)中，用作吸收碰撞能量的主要材料．前景看好。

    (2)追尾碰撞

    客車后面發(fā)生的碰撞占總事故的15- 20％。這一類事故發(fā)生時(shí)，應(yīng)更多地考慮乘客的安全。

    ①減少后壁損壞的程度。這主要是考慮到后置發(fā)動(dòng)機(jī)在中型客車上使用。后置發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)客車的總體布置有很多好處，隨著人們對(duì)舒適性要求的提高，這將變成一種大趨勢(shì)。

    ②為乘客提供一定的安全空間?，F(xiàn)代中型客車一般都配備有空調(diào)．它對(duì)乘客空間的占有以及對(duì)乘客安全造成的潛在危害，值得重視。增加車頂高度對(duì)豪華中型客車可以考慮，但是可能又會(huì)產(chǎn)生其它一些問題。比如，用于城市間的中型客車，旅客的小件行李也要占用乘客空間，靠增加車頂高是難以想象的．也不能都放到車的底部行李艙。近年．中國(guó)交通部提出取消頂置行李架，對(duì)于中、低檔次的客車，研究的重點(diǎn)只能是在車內(nèi)空間的分配上，它主要取決于乘客座椅的形狀及其安裝結(jié)構(gòu)。這點(diǎn)比大型客車要求更難更高。

    ③座椅及座椅的固定要有一定強(qiáng)度，從而讓碰撞的慣性力不會(huì)把乘客拋離安全空間。座椅的高度、變形能力等，會(huì)直接對(duì)乘客的頭、手、臉、膝蓋等造成傷害．因此，在車內(nèi)一側(cè)，應(yīng)盡可能平緩過渡。

    使用安全帶和安全氣囊對(duì)防止乘客和駕駛員的傷亡事故有很大的作用，不同組合約束系統(tǒng)的安全效果(絕對(duì)安全為100％)如表1。由于安全帶的效果好，而且價(jià)格低，所以安全帶的使用應(yīng)該大力推廣，車上各個(gè)座位最好都應(yīng)安裝，并通過國(guó)家強(qiáng)制執(zhí)行。

    2．傾翻

    中型客車由于體積小、重量輕，高速行駛下發(fā)生翻轉(zhuǎn)事故比大型客車更危險(xiǎn)。傾翻事故引發(fā)的乘客及駕駛員的傷亡率比其它車型交通事故的高出幾倍，經(jīng)濟(jì)損失更大。傾翻事故中，客車一般翻轉(zhuǎn)到側(cè)面，翻轉(zhuǎn)到底朝上或者翻轉(zhuǎn)幾圈的情況較少。客車翻轉(zhuǎn)事故與車型(城市內(nèi)、城郊、鄉(xiāng)間)也無(wú)關(guān)。大型客車的結(jié)構(gòu)對(duì)傾翻時(shí)保證乘客安全有很大作用，中型客車車身的設(shè)計(jì)可以借鑒。以下是幾個(gè)重要方面：

    (1)確保車頂有足夠的強(qiáng)度，這樣可免除車頂凸起變形危及乘客空間。

    (2)用安全帶防止乘客摔出。

    (3)設(shè)計(jì)配套的座椅。好的座椅可起到保護(hù)乘客的作用，一般的座椅則可能傷及乘客。

    (4)采用吸能設(shè)計(jì)。車的內(nèi)飾、內(nèi)壁用柔性件、塑性件，不僅能吸收翻轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)乘客的沖擊，還可減少對(duì)乘客的碰傷。

    (5)采用承載側(cè)壁護(hù)板．這與提高車頂強(qiáng)度具有相同的意義，可以提高乘客的安全性。

    3．火災(zāi)

    中型客車上發(fā)生火災(zāi)的情況一般來(lái)說(shuō)較少。當(dāng)中型客車使用年限較長(zhǎng)或者維護(hù)不當(dāng)，留下一些火災(zāi)隱患時(shí)在特定條件下會(huì)引起火災(zāi)。諸如：線束短路、供油系統(tǒng)故障、排氣尾管著火、空調(diào)系統(tǒng)泄漏等。

    (1)內(nèi)飾件

    在選用內(nèi)飾件時(shí)，不僅要考慮內(nèi)飾件的可燃程度(國(guó)際GB8410？D94《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》規(guī)定了燃燒速度不許超過100mm／min)．還要考慮到內(nèi)飾件的燃燒生成了哪些毒物，毒性程度的高低。

    (2)隨車工具   

    國(guó)內(nèi)客車除高檔客車以外，很少為乘客配備保證安全所用的隨車工具，如敲窗錘、應(yīng)急剪刀、滅火器、急救箱等。這一點(diǎn)應(yīng)引起各客車廠家的重視。在國(guó)外．客車內(nèi)已安裝熱傳感器、煙霧探測(cè)器等。

    另外，設(shè)置乘客座位數(shù)要讓所有乘客在一定時(shí)間內(nèi)能從車內(nèi)逃離。