安全,是當今汽車界永遠熱門的話題。隨著汽車對于人類生活的重要性日益的提高,汽車已成為每個現(xiàn)代人生活的一部分。而從第一輛汽車發(fā)明以來,車禍這個字亦成為人類生活的一部分。當車輛的性能越來越好、速度越來越快,讓車禍所可能造成的風險代價也越來越高。為了保證汽車消費者的安全,讓其獲得最佳的保障,安全設計已成為現(xiàn)代汽車設計之中最重要的一環(huán),安全配置的成本,在汽車生產(chǎn)的比重之中越來越高。在數(shù)十年的發(fā)展之下,從底盤的設計、車體的打造,每一關鍵零組件的設計與安全,均已加入了安全的考量。
在新一期的網(wǎng)易《技術大講堂》之中,我們將介紹主動安全與被動安全的各種配置與設計。一般的消費者往往為“主動”與“被動”兩個字眼所迷惑。一般而言,主動安全與被動安全配置的區(qū)分,主要是以發(fā)生意外時的撞擊做為區(qū)分。主動安全配置主要是指發(fā)生撞擊之前所做動的輔助裝置。這些裝置在車輛接近失控時便會開始啟動,以各種方式介入駕駛的動作,希望能利用機械及電子裝置,保持車輛的操控狀態(tài),全力讓駕駛人能夠恢復對于車輛的控制,避免車禍意外的發(fā)生。
而所謂的被動安全裝置,則是在車禍意外發(fā)生不可避免,車輛已經(jīng)失控的狀況之下,對于乘坐人員進行被動的保護作用,希望通過固定裝置,讓車內的乘員固定在安全的位置,并利用結構上的引導與潰縮,盡量吸收撞擊的力量,最大限度確保車內乘員的安全。常見的ABS、VSC等駕駛上的輔助裝置,便是屬于主動安全配置;而安全帶、氣囊及籠型車體結構,便是被動安全配置與設計。
安全駕駛最重要
在此必須提醒所有的網(wǎng)友,主動安全配置與被動安全配置,在汽車行駛上都屬于「輔助」裝置,都是在車輛超越操控極限的情形之下,進行輔助的裝置。裝配這些輔助裝置,并不能確保行車的絕對安全,僅能降低車禍意外發(fā)生的機率及傷害的程度。真正安全行車的關鍵,仍在于適當?shù)谋pB(yǎng),確保車輛機構的正常運作以及安全的駕駛行為。
ABS,是汽車主動安全輔助系統(tǒng)之中,最為大家所熟知的輔助系統(tǒng),也是一般消費者最容易接觸到的主動安全輔助系統(tǒng)。 ABS,是Antilock Brake System的縮寫,中文的翻譯全名為防鎖死剎車系統(tǒng)。顧名思義,在ABS的輔助之下,就能夠防止車輛在剎車時發(fā)生鎖死的現(xiàn)象,進而提升車輛的操控性能,增加行車的安全。
ABS系統(tǒng)
打滑失控=合力大于抓地力
正如大家所知道的,車輛行駛于地面上,靠的是車輪與地面之間的摩擦力,一般在汽車的領域內我們稱之為抓地力。車輪與地面之前的抓地力是有限度的,因此如果作用在車輪上加速、轉向、剎車等各種力量的合力超過車輪與地面之間的抓地力,車輪與地面將會由原本滾動的方式轉成滑動的方式,并變得無法依方向盤的轉向進行操控,發(fā)生失控打滑的狀況。
ABS核心部件
意外狀況正確處理方式:減速+閃避
在駕駛車輛時,遇上前方有事故或是障礙物的狀況是不可避免的。在駕駛人全力踏下剎車踏板的情形,雖然能夠讓剎車力大幅度的提升,讓車輛有效的減速,但是剎車力過大的情形,便可能超過車輪與地面之間的抓地力,造成打滑失控的狀況。而在失控的狀況之下,車輛將依慣性方向前進,無法依駕駛對于方向盤的操作進行轉向,無法進行閃躲的動作。除非車輛滑動的摩擦力以及阻力足以在障礙前將車輛停下,否則車輛將因慣性作用而撞上障礙物。
有無ABS的情況對比
ABS系統(tǒng)的功能在于讓駕駛在緊急剎車的同時,依舊保持有操控的能力,讓其在減速的同時,仍能保有閃躲的能力。
ABS避免鎖死打滑
ABS便是為避免上述緊急剎車失控打滑現(xiàn)象所發(fā)明的。配置有ABS系統(tǒng)的車輛,會利 用車輪的感知器,監(jiān)測車輪是否發(fā)生鎖死的狀況。當車輪發(fā)生鎖死狀況時,ABS系統(tǒng)會介入剎車系統(tǒng)之下,釋放剎車的壓力,讓被鎖死的車輪剎車放開,讓車輪恢復滾動,讓車輛重新取得操控的能力,并再恢復剎車的壓力,讓車輛繼續(xù)減速。如此反覆,以分時的概念,讓車輛的剎車系統(tǒng),不斷的進行剎車─放開─剎車─放開的操作,讓車輛在剎車的間斷之間,保有操控的能力,讓車輛能閃避障礙,避免事故的發(fā)生。
有無ABS的情況對比
正確使用ABS
先進的ABS系統(tǒng),在1秒鐘之內均可以進行數(shù)次至十數(shù)次上述的動作,讓車輛的滑動降至最低,以在維持良好的剎車效果的同時,維持車輛的操控及閃躲能力。在緊急剎車時,駕駛僅需以最快的速度踏下踏板,ABS便會適時的介入剎車的操作。當ABS系統(tǒng)作動時,剎車踏板將因為剎車系統(tǒng)內壓力的反覆釋放,而出現(xiàn)反震的現(xiàn)象。此為正,F(xiàn)象,駕駛人請勿驚慌,并繼續(xù)以用力踏下踏板,維持ABS系統(tǒng)作動,以保有剎車與轉向的力量。切勿因此放開踏板!若放開踏板將讓車輛失去剎車的效果,增加危險。
TCS的英文全名為Traction Control System,中文翻譯為循跡防滑控制系統(tǒng)。TCS系統(tǒng)的目的正是維持車輛行進的軌跡,讓其符合車輛駕駛者的操控。
TCS系統(tǒng)對于低附著力路面行駛尤為重要
有無TCS系統(tǒng)的行駛狀態(tài)
由于在現(xiàn)實世界之中,路面的狀況并不如理論狀況完美均勻,依道路鋪面材料及使用狀況,常會出現(xiàn)路面摩擦系數(shù)不同的狀況;而在積砂、積水、結冰等路段,路面的摩擦系數(shù)的差異更是大。在這種情形之下,若車輛的左側車輪與右側車輪所處的路面狀況不同,所能獲得的抓地力亦不同,在加速的情形下,便可能造成抓地力較低的車輪打滑,驅動力降低,而狀況較佳的路面抓地力較佳,驅動力較大,讓車輛向抓地力較低的方向偏離原有的路線。
當這種現(xiàn)象出現(xiàn)時,偵測到車輪打滑的現(xiàn)象,TCS系統(tǒng)將會發(fā)送訊號給引擎控制電腦,降低引擎的輸出,并控制剎車系統(tǒng),讓車輪不再打滑,讓車輛回復正常方向,依循原有軌跡前進。
TCS系統(tǒng)能確實將動力傳遞至路面,避免打滑狀況的發(fā)生,減少油料的無謂浪費及輪胎的磨耗。同時能讓車輛更依照駕駛的意志行駛,提升行駛安全。
在剎車的時候,車輛四個車輪的剎車卡鉗均會作動,以將車輛停下。但由于路面狀況會有變異,加上減速時車輛重心的轉移,四個車輪與地面間的抓地力將有所不同。傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng)會平均將剎車總泵的力量分配至四個車輪。從上述可知,這樣的分配并不符合剎車力的使用效益。EBD系統(tǒng)便被發(fā)明以將剎車力做出最佳的應用。
EBD是Electronic Brake-Force Distribution的縮寫,中文全名為電子剎車力分配系統(tǒng)。配置有EBD系統(tǒng)的車輛,會自動偵測各個車輪與地面將的抓地力狀況,將剎車系統(tǒng)所產(chǎn)生的力量,適當?shù)胤峙渲了膫車輪。在EBD系統(tǒng)的輔助之下,剎車力可以得到最佳的效率,使得剎車距離明顯地縮短,并在剎車的時候保持車輛的平穩(wěn),提高行車的安全。而EBD系統(tǒng)在彎道之中進行剎車的操作亦具有維持車輛穩(wěn)定的功能,增加彎道行駛的安全。
ABS+EBD日益成為相輔相成的配置
與汽車產(chǎn)品對于人類生活的重要性與日俱增,駕駛汽車已成為普遍的行為,不論男女老少,均是 汽車產(chǎn)品的主要使用者。傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng),其設計是將駕駛施加于剎車踏板上的力道以固定的倍數(shù)放大。因此對于體力較弱的使用者而言,其可能面臨剎車力道不足的問題,而若是在緊急的狀況下,將可能造成事故的發(fā)生。而工程師便針對這個問題,開發(fā)出BAS(Brake Assist System)剎車力輔助系統(tǒng),以工程技術,補足體力的不足,讓駕駛均能產(chǎn)生足夠的剎車力,預防意外。
BAS對于女性駕駛者來說最為實用
BAS系統(tǒng)在車輛行駛的過程之中,會全時監(jiān)測剎車踏板的動作。當感知器偵測到剎車踏板以極快的速度踏下,系統(tǒng)將其解釋為駕駛人需要進行緊急剎車的動作,BAS系統(tǒng)便會在對剎車系統(tǒng)進行加壓,使其產(chǎn)生最大的剎車力量,讓車輛能有最佳的制動效果,以提高行車的安全。
氣囊,是大家再熟悉不過的被動安全配置。其英文正式名稱為SRS(Supplement Restraint System)輔助約束系統(tǒng),而依其結構亦常直接稱呼為Airbag。
氣囊選用高強度的布囊,平時折疊扁平地收納在車內飾材料之中。當車輛發(fā)生撞擊意外時,碰撞傳感器偵測到意外發(fā)生后,便會啟動氣囊。氣囊將會迅速的充氣,做為乘員與車輛之間的緩沖體,避免人體因為撞擊到車體的結構或是破損的玻璃等物品而受傷。而在達成緩沖效果之后,氣囊的機構亦會迅速排氣,以避免阻擋駕駛人的視線及救援工作的進行。
氣囊是安全帶的輔助被動安全裝置,在碰撞時充氣,做為乘員的緩沖裝置,以免人員受到更嚴重的傷害。駕駛座的氣囊一般在方向盤中間,而副駕駛座位于前方中控臺上。依空間與設計不同,形狀也有所不同。
為追求氣囊充氣的效率,現(xiàn)在氣囊均配置有炸藥包,以引爆的方式,在短時間內產(chǎn)生大量的氣體。由于引爆產(chǎn)生的能量極大,因此氣囊炸開時會產(chǎn)生極大的沖擊力量,對于人員可能會造成傷害。而以成人為設計標準的氣囊,對于未成年的乘客更有致命的可能,因此未成年的乘員請搭乘于后座,以防萬一。
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