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清华大学周青教授演讲稿



  乘员保护系统比普通了解的座椅和座椅安全带要保护得更多。包括座椅,座椅安全带、安全气囊,膝部的碰撞垫,一般是在正前面,膝关节碰撞垫,足部碰撞垫是在下部,如果是侧碰,里面有侧面碰撞缓冲垫、扶手等等。

乘员保护系统的功能,我们前面看到汽车前部结构希望吸收更多的能量,那个能吸收有60、70%的能量,下一部分剩余能量希望由乘员保护系统吸收,基本上就是车体的大小,大概是50厘米、80厘米,看车的大小在这一段空间里面我们希望乘员保护系统能够给乘员施加一定的作用力,中学物理很清楚,力乘以距离就是所吸收的能量,也就是说你向前惯性运动80厘米没有受到力,最后一定要撞到什么东西,撞到玻璃或者是方向盘上,撞力就要很高,所以就要最大优化距离和力,而距离往往是车身内部结构给定,主要的设计就是力,力的大小设计必须合适,如果是太高,那么安全带或者是安全气囊给乘员的力本身就要引起伤害,如果太低显然不能吸收足够多的量。比如说座椅安全带虽然不断,但是就像橡皮筋,也拉不住你,最后乘员能量还是要吸收,就导致比较高的受伤。乘员保护系统大家比较关注就是安全气囊和安全带,安全气囊现在有很多种,正面保护气囊,侧面保护气囊、侧面保护气垫等等,越来越多。

  我希望给各位展现一下安全气囊的展开过程,整个汽车碰撞过程只有0.1秒左右,也就是100毫秒左右,该受伤、该死亡,该变形都已经结束了,就是100毫秒里面安全气囊必须发挥作用。那么安全气囊从0开始,只有10至30毫秒的时间展开并到位,剩下20毫秒的时间和乘员发生碰撞,吸收乘员的碰撞力量。如果你是90毫秒才到位,那就只剩10毫秒了,所以如果在这么短时间内到位,化学爆炸是唯一能够在如此短的时间内展开安全气囊的手段,没有别的道路。也就是说得再通俗一点,每一个安全气囊都是定时炸弹。安全气囊的展开速度在初始阶段非常快,大约达到每小时200公里,所以这个力量非常非常大,但是大家可以放心,你只要不是在200公里接触到它,它的衰减速度也是非常大,从200公里衰减到0,只要充分展开的时候就从200公里衰减到0,你可以不从初始阶段涉及到。这就不能不谈到安全气囊的利和弊,如果乘员离安全气囊太近,太近有多种原因,你坐得太近,或者是小孩没有坐下来,而是站在座椅上,或者是没有座椅安全带的约束,在碰撞过程中或者是刹车的过程中,身体往前太多,安全气囊爆破的时候已经离它10米或者是20米,这样就有可能被安全气囊打伤,在中国现在至少没有报道过,但是不等于没有,在国外已经很多很多了。所以乘员必须在适当的位置,我不是说你主动,这是设计的问题,当安全气囊全部展开与之接触才能得到最大的保护,所以从这个角度来说,安全气囊设计是一个非常难的技术课题,不是安全气囊厂商能够做到的,安全气囊厂商只是针对展开速度和大小能够设计,最后要由整车厂设计与车匹配。国内有的厂告诉我说这个车装安全气囊能不能反馈,我说没有这么简单,不是说你装了5个安全气囊你就能通过法规,要看你这个车设计怎么样,所以我的个人观点安全气囊并非越多越好。为什么这么说?等我讲完座椅安全带就能清楚了。

  我个人认为很多专家也会同意我的观点,座椅安全带是最有效的乘员保护装置,我们从能量角度来看座椅安全带的功能。首先在碰撞过程中,乘员保护的核心问题是如何转移和吸收这么大的碰撞功能,我们不希望能量再增加,而座椅安全带至少不给整个系统增加新的能量,它只是吸收能力,所以说它即使不发生保护功能,它也至少不添乱,而安全气囊就不然,安全气囊首先要给系统注入新的能量,这是爆炸的过程,然后因为设计的非常巧妙、非常好,所以吸收处理自身的爆炸能力,再处理碰撞能力,这样对这个设计的要求就非常高,你等于平白无故给系统增加能量。


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