汽车安全装置
汽车的安全装置从动力性能和制动性能两方面可以分为主动安全装置和被动安全装置。所谓主动安全装置是指依靠动力性能和制动性能为避免交通事故发生而主动采取的装置。如防抱死制动系统、车距报警装置等等。而被动安全装置是指事故发生时,使乘员所受到的冲撞减少到最低程度而采取的装置。如防撞安全气囊、安全带、防冲击车身等等。
- 词条目录
- 1.1 汽车安全装置行业定义
- 1.2 汽车安全装置的发展历史
- 1.3 汽车安全装置产品分类
汽车安全装置行业定义及分类
汽车安全装置行业定义
汽车的安全装置从动力性能和制动性能两方面可以分为主动安全装置和被动安全装置。所谓主动安全装置是指依靠动力性能和制动性能为避免交通事故发生而主动采取的装置。如防抱死制动系统、车距报警装置等等。而被动安全装置是指事故发生时,使乘员所受到的冲撞减少到最低程度而采取的装置。如防撞安全气囊、安全带、防冲击车身等等。
汽车安全装置的发展历史
汽车安全装置随着汽车诞生的那一天开始,就随汽车的发展而发展。一部汽车如果没有一定的安全性,那么任其拥有再强大的动力性、操控性,同样没有价值可言。
汽车安全装置从刚开始简单的刹车装置,经过一百多年的发展,现在已经形成了一定的水平,汽车的安全性能已得到了一定的保证。现在的汽车安全装置主要包括:制动系统、安全气囊、电子制动力分配装置(EBD)、防抱死系统(ABS)、电子差速(EDL)、防滑驱动系统(ASR)、带制动辅助功能的电子稳定程序(ESP)、电子机械式驻车制动系统、侧面防撞保护梁、三点式安全带、电动调整的安全转向柱、双面镀锌钢板车身、防盗系统、前后驻车报警系统等等。
汽车制动系统可以说是汽车最重要也最基本的一种安全装置。一部停不下来的汽车是没有安全性可言的,制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。
博世公司发明的ABS是汽车安全装置发展史上的一个里程碑,ABS中文译为"防锁死刹车系统"。它相对于传统的刹车装置具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最为先进、制动效果最佳的制动装置。
安全气囊是继ABS防锁死刹车系统之后的在汽车安装置设计方面的另一杰作。汽车安全气囊是一种被动安全系统装置。汽车安全气囊是在发生碰撞后,非常短的时间内,汽车的电子控制单元发出点火指令,气体发生器起爆释放气体,气袋启动后冲破外壳从而形成一个袋体,使像前冲的乘员不至于撞到方向盘或者仪表板或者其他汽车零部件上。气囊起爆后是一个袋体(就像一个充气的气球),能抵消很大一部分由于碰撞而对司乘人员向前的冲量和能量,从而达到保护作用。
汽车的安全装置经过几代人的努力,从最初的最简单的机械刹车和安全带到现在的安全气囊以及ABS防锁死刹车系统。可以说汽车安全装置的一次次飞跃推动着汽车的发展一次又一次进入一个又一个新的高度,也使汽车的价值得到了进一步的提升。那么将来汽车的安全装置将会是什么样子,会向什么方向发展值得期待。
汽车安全装置产品分类
(1)盘式制动器
盘式制动器,顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制,主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。制动盘用合金钢来制造并固定在车轮上,随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动,制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧,分泵的活塞受油管输送来的液压作用,推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动,动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子,迫使它停下来一样。
盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别是高负载时耐高温性能好,制动效果稳定,而且不怕泥水侵袭,在冬季和恶劣路况下行车,盘式制动比鼓式制动更容易在较短时间内令车停下来。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔,以加速通风散热和提高制动效率。
(2)防抱死制动系统(ABS)
ABS是Anti-lock Braking System的缩写。世界上最早的ABS系统是首先在飞机上应用的,后来又成为高级轿车的标准配备,现在则大多数轿车上都装有ABS。众所周知,刹车时不能一脚踩死,而应分步刹车,一踩一松,直至汽车停下,但遇到急刹车时,常需要汽车紧急停下来,很想一脚到底就把车停下来,这时由于车轮容易发生抱死不转动,从而使汽车发生危险状况,比如前轮抱死引起汽车失去转弯能力,后轮抱死容易发生甩尾事故等等。安装ABS就是为了解决刹车时车轮抱死这个问题的,装有ABS的汽车,能有效控制车轮保持在转动状态而不会抱死不转,从而大大提高了刹车时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。ABS是通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器等不断检测各车轮的转速,有计算机计算出车轮滑移率(由滑移率来了解汽车车轮是否抱死),并于理想的滑移率相比较,做出增大或减小制动器压力的决定,命令执行机构及时调整制动压力,以保证车轮处于理想的制动状态。因此,ABS装置能够使车轮始终维持在有微弱滑移的滚动状态下制动而不会抱死,达到提高制动效能的目的。
(3)电子制动力分配系统(EBD)
EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同,而自动调节前后轴的制动分配比例,提高制动效能,并配合ABS提高制动的稳定性。汽车在制动时四只轮胎附着的地面条件往往不一样,比如,有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上,而右前轮与左后轮却附着在水中或泥水中,这种情况会导致在汽车制动时四只轮子与地面的摩擦力不一样,制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机在汽车制动的瞬间,分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应,计算得出不同的摩擦力系数值,使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动,并在运动中不断高速调整,从而保证车辆的平稳安全。
(4)牵引力控制系统(TCS)
TCS又称循迹控制系统。汽车在光滑路面制动时,车轮会打滑甚至使方向失控。同样,汽车在起步或急加速时,驱动轮也有可能打滑,在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。TCS依靠电子传感器探测到从动轮速度低于驱动轮速度时(这是打滑的特征),就会发出信号,调节点火时间,减小气门开度,减小油门,降挡或制动车轮,从而使车轮不再打滑。TCS可以提高汽车行驶稳定性,提高加速性,提高爬坡能力。原来只是豪华轿车上才安装TCS,现在许多普通轿车上也有。TCS如果和ABS相互配合使用,将进一步增强汽车的安全性能。TCS和ABS可共用车轴上的轮速传感器,并与行车电脑连接,不断监视各轮转速,当在低速发现打滑时,TCS会立刻通知ABS动作来减低此车轮的打滑。若在高速打滑时,TCS立即向行车电脑发出指令,指挥发动机降速或变速器降挡,使打滑车轮不再打滑,防止车辆失控甩尾。
(5)电子稳定装置(ESP)
电子稳定装置(Electronic Stability Program,简称ESP),是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级汽车上的。ESP实际上是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会刹慢外轮的前轮来稳定车子;在转向过少时,为了校正循迹方向,ESP则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向。
(6)智能空调
智能空调系统能根据外界气候条件,按照预先设定的指标对安装在车内的温度、湿度、空气清洁度传感器所传来的信号进行分析、判断,及时自动打开制冷、加热、去湿及空气净化等功能。在先进的安全汽车中,其空调系统还与其他系统(如驾驶员打瞌睡报警系统)相结合,当发现司机精神不集中,有打瞌睡迹象时,空调能自动散发使人清醒地香气。
(7)智能钥匙
奔驰CLK双门轿车已采用了智能钥匙,这种智能钥匙能发生红外线信号,既可打开一个或两个车门、行李箱和燃油加注孔盖,也可以操纵汽车的车窗或天窗,更先进的智能钥匙更像一张信用卡,当司机触到门把手时,中央锁控制系统便开始工作,并发射一种无线查询信号,智能钥匙卡做出正确反应后,车锁便自动打开。只有当中央处理器感知钥匙卡在汽车内时,发动机才会启动。
(8)防眩目后视镜
防眩目后视镜一般安装在车厢内,它由一面特殊的镜子和两个光敏二极管及电子控制器组成,电子控制器接受二极管送来的前射光和后射光信号。如果照射灯光照射在车内后视镜上,如后面灯光大于前面灯光,电子控制器将输出电压到导电层上。导电层上的这个电压改变镜面电化层颜色,电压越高,电化层颜色越深,此时即时再强的照射光照射到后视镜上,经防眩目车内后视镜反射到驾驶员眼睛上则显示暗光,不会耀眼。镜面电化层使反射光,根据后方光线的入射强度,自动持续变化以防止眩目。
(9)高位制动灯
一般的制动等(刹车灯)是装在车尾两边的,当驾车人踩下制动踏板时,制动等即亮起,并发出红色的光,提醒后面的车辆注意,不要追尾。当驾车人松开制动踏板时制动等即熄灭。高位制动等也称为第三制动灯,它一般装在车尾上部,以便后方车辆能及早发现前方车辆而实施制动,防止发生汽车追尾事故。由于汽车已有左右两个制动灯,因此人们习惯上也把装在车尾上部的高位制动灯称为第三制动灯。
(10)雨量传感器
雨量传感器暗藏在前挡风玻璃后面,它能根据落在玻璃上雨水量的大小来调整雨刷的动作,因而大大减少了开车人的烦恼,同时也提高了行车的安全度。
雨量传感器不是以几个有限的挡位来变化雨刷的动作速度,而是对雨刷的动作速度做无极限调节。它有一个被称为LED的发光二极管负责发送红外线,当玻璃表面干燥时,光线几乎100%地被反射回来,,这样广电二极管就能接收到很多的反射光线。玻璃上的雨水越多,反射回来的光线越少,其结果是雨刷的动作越快。
(1)侧门防撞杆
众所周知,当汽车受到侧面撞击时,车门很容易受到冲击而变形,从而直接伤害到车内的乘员。为了提高汽车的安全性能,不少汽车公司就在汽车两侧门夹层中间放置一两根非常坚固的钢梁,这就是常说的侧门防撞杆。防撞杆的防撞作用是:当侧门受到撞击时,坚固的防撞杆能大大减轻侧门的变形程度,从而能减少汽车撞击对车内人员的伤害。
(2)安全车身
为了减轻汽车碰撞时乘员的伤亡,在设计车身时着重加固乘客舱部分,削弱汽车头部和尾部。当汽车碰撞时,头部和尾部被压扁变形同时吸收碰撞能量,而客舱不产生变形以便保证乘员的安全。
(3)安全玻璃
安全玻璃有两种钢化玻璃与夹层玻璃。钢化玻璃是在玻璃处在炽热状态下使之迅速冷却而产生预应力的强度较高的玻璃,钢化玻璃碎时分裂成许多无锐边的小块不易伤人。夹层玻璃共有三层,中间层韧性强并有粘合作用,被撞击破坏事,内层和外层仍粘附在中间层上不易伤人。汽车用的夹层玻璃,中间层加厚一倍,由较好的安全性。
(4)预紧式安全带
预紧式安全带的特点是当汽车发生碰撞事故的一瞬间,乘员尚未向前移动时它会拉紧织带,立即将乘员紧紧地綁在座椅上,然后锁止织带防止乘员身体前倾,有效保护乘员安全。预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同,除了普通卷收器的收放织带功能外,还具有当车速发生急剧变化时,能够在0.1秒左右加强对乘员的约束力,因此它还有控制装置与预拉紧装置。控制装置分两种:一种是电子式控制装置,另一种是机械式控制装置。预拉紧装置则有多种形式,常见的预拉紧装置是一种爆燃式的,由气体引发剂、气体发生剂、导管、活塞、绳索和驱动轮组成。当汽车受到碰撞时,预拉紧装置受到激发后,密封导管内底部的气体引发剂立即自繎,引爆同一密封导管内的气体发生剂,气体发生剂立即产生大量气体膨胀,迫使活塞向上移动拉动绳索,绳索带动驱动轮旋转使卷收器卷筒转动,织带被卷在卷筒上使织带被拉回。最后卷收器会紧急锁住织带,固定乘员身体防止身体前倾,避免与方向盘、仪表板和玻璃相碰撞。
(5)安全气囊
安全气囊是现代汽车上引人注目的高技术装置。安装了安全气囊装置的轿车方向盘,平常与普通方向盘没有什么区别,但一旦车前端发生了强烈的碰撞,安全气囊就会瞬间从方向盘内"蹦"出来,垫在方向盘与驾驶者之间,防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。安全气囊面世以来已经挽救了许多人的生命。研究表明,有气囊装置的轿车发生正面撞车,驾驶者的死亡率,大轿车降低了30%,中型轿车降低11%,小型轿车降低14%。
安全气囊主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号,气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气体迅速膨胀,气囊容量在50-90L。同时气囊设有安全阀,当充气过量或气囊压力超过一定值时会自动泄放一部分气体,避免将乘员挤压受伤。安全气体所用的气体多为氮气或一氧化碳。除了驾驶员侧有安全气囊外,有些轿车前排也安装了乘客用的安全气囊(即双安全气囊)。
(6)儿童安全座椅
儿童安全座椅是一种系于汽车座位上,供小童乘坐,有束缚设备,并能在发生车祸时,束缚着小童以保障小童安全的座椅。
儿童安全座椅在欧美发达国家已经得到了普遍使用,这些国家基本上都制定了相当严格的法规对其生产和使用进行指导和规范。随着汽车保有量的迅猛增加,尽管人们采取了种种先进的技术和措施,但目前交通事故造成的儿童伤亡还是要远远高于其它任何原因对儿童造成的意外伤害。因此,正确地选购和使用儿童安全座椅被认为是最能有效防止交通事故造成儿童意外伤害的方法之一。
汽车安全装置行业发展状况分析
2006年,全球74%的新车安装了ABS,ABS已经在全球很多市场成为了标准装配。目前,欧美国家和日本由于引入了牵引控制系统TCS和电子稳定程序ESP,使ABS自身功能得到了加强。而在中国,仅有57%的新轻型车装配了ABS,约3%的车辆装有ESP。相比之下,中国汽车的主动安全系统的装配率还远远低于欧美等发达国家。因此,中国汽车主动安全系统装配率还有待提高,主动安全技术也有待提高。
近年来,中国汽车需求量快速增长,高速公路飞速发展,城市交通日益拥挤,交通事故频频发生,由此带来的汽车行驶安全问题也越来越受到交通主管部门、汽车制造厂商和司乘人员的关注。中国政府已经提出要求,从2004年起,所有9排座以下的轻型车,主副驾驶位置都必须装有安全气囊装置,否则一律不许上路行驶。国内越来越多的汽车安装了安全气囊,安全气囊布需求量快速增长。
受益于安全产品相关法规的逐年增多以及汽车市场的高速增长,汽车被动安全系统如安全气囊也像主动安全系统(ABS、倒车雷达等)一样越来越普及,安全气囊成为中国小型、大型车的标配,主、侧部都会安装,所以安全气囊布将迎来巨大的市场需求。
具体内容详见前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国汽车安全装置行业市场前瞻与投资预测分析报告》。
汽车安全装置行业国际知名企业
瑞典奥托立夫公司(Autoliv)
日本高田公司(Takata)
美国天合公司(TRW)
日本丰田合成公司
美国德尔福公司(Delphi)
韩国现代摩比斯公司(Mobis)
汽车安全装置行业国内领先企业
浙江亚太机电股份有限公司
南方天合底盘系统有限公司
万向钱潮股份有限公司
万安集团有限公司
武汉耀华安全玻璃有限公司
浙江正德制动器有限公司
河南万向系统制动器有限公司
隆中控股集团有限公司
超越(河南)汽车安全自控装置有限公司
黑龙江北方制动系统有限责任公司