车辆侧面碰撞中的躯干保护与安全气囊协同机制
字数 1173 2025-12-11 03:51:27

车辆侧面碰撞中的躯干保护与安全气囊协同机制

  1. 侧面碰撞的基本特点与伤害风险:首先,车辆侧面结构与正面相比,缓冲吸能空间(如发动机舱、行李舱)极为有限。当发生侧面碰撞时,侵入的障碍物(如另一辆车的车头、电线杆等)与乘员躯干(胸、腹、盆骨区域)之间的距离很短,撞击能量直接通过车门和侧围结构传递至乘员身体。主要伤害风险包括肋骨骨折、内脏器官(如肺、肝、脾)损伤、骨盆骨折以及脊柱损伤。这种伤害模式与正面碰撞有很大不同。

  2. 乘员躯干的侧面保护核心:侧气囊与侧气帘:为应对上述风险,现代车辆在座椅外侧或车门内安装侧面胸部/躯干安全气囊,在车窗上方安装侧面头部安全气帘。躯干保护主要依靠侧气囊:在侧面碰撞发生的瞬间(通常在数毫秒内),传感器检测到横向加速度或压力骤变,触发侧气囊在乘员与车门内饰板之间迅速展开,形成一个能量吸收垫,分散并缓冲对乘员胸腔和腹部的冲击力,防止硬质内饰件直接撞击身体。

  3. 安全带的“锚固”作用与协同机制:在侧面碰撞中,座椅安全带的作用从正面碰撞的“限制前冲”转变为关键的“锚固定位”。三点式安全带将乘员身体稳固在座椅上,特别是骨盆和肩部。这一“锚固”至关重要,它确保:第一,乘员身体不会在撞击初始阶段过度横向移动,从而以相对正确的姿态迎接侧气囊的展开保护;第二,防止乘员在碰撞中身体上滑或侧向旋转,确保头部能受到侧气帘的有效保护。没有安全带的约束,侧气囊和气帘的保护效果将大打折扣。

  4. 座椅侧翼与骨盆支撑结构的被动防护:除了主动安全气囊,车辆座椅的侧向支撑结构也起着重要的被动防护作用。设计良好的座椅侧翼在侧面碰撞中能提供最初的横向支撑,帮助控制骨盆和上半身的初始位移。部分高端车型还配备主动式座椅侧翼,在碰撞预感阶段提前充气或收紧,提前做好支撑准备,与安全气囊形成更紧密的协同。

  5. 传感器网络的精准触发与多级点爆策略:为了实现最佳保护,侧气囊系统依赖于精密的传感器网络(通常包括位于车门、B柱或车底的加速度传感器和/或位于车门内的压力传感器)。系统能根据碰撞的位置(前门、后门区域)、严重程度速度,精确决定触发哪些气囊(如仅触发撞击侧气囊)以及气囊的充气强度(多级点爆)。例如,对于低速碰撞,气囊可能以较低强度充气,减少不必要的冲击;而对于高速严重碰撞,则全力充气以提供最大缓冲。

  6. 系统整合与性能验证:最终,车辆侧面躯干保护是一个集成系统,其性能通过计算机仿真和实车侧碰测试(如NCAP测试中可变形移动壁障以50km/h撞击车辆侧面)进行验证。工程师需要优化车门防撞梁结构、内饰吸能材料、气囊展开形状与时机、安全带约束力以及座椅结构之间的协同,确保在各种碰撞角度和重叠率下,都能有效降低乘员躯干受到的伤害风险,特别是对肋骨压缩量、内脏器官压力和骨盆加速度等生物力学指标进行严格控制。

车辆侧面碰撞中的躯干保护与安全气囊协同机制 侧面碰撞的基本特点与伤害风险 :首先,车辆侧面结构与正面相比,缓冲吸能空间(如发动机舱、行李舱)极为有限。当发生侧面碰撞时,侵入的障碍物(如另一辆车的车头、电线杆等)与乘员躯干(胸、腹、盆骨区域)之间的距离很短,撞击能量直接通过车门和侧围结构传递至乘员身体。主要伤害风险包括肋骨骨折、内脏器官(如肺、肝、脾)损伤、骨盆骨折以及脊柱损伤。这种伤害模式与正面碰撞有很大不同。 乘员躯干的侧面保护核心:侧气囊与侧气帘 :为应对上述风险,现代车辆在座椅外侧或车门内安装 侧面胸部/躯干安全气囊 ,在车窗上方安装 侧面头部安全气帘 。躯干保护主要依靠侧气囊:在侧面碰撞发生的瞬间(通常在数毫秒内),传感器检测到横向加速度或压力骤变,触发侧气囊在乘员与车门内饰板之间迅速展开,形成一个能量吸收垫,分散并缓冲对乘员胸腔和腹部的冲击力,防止硬质内饰件直接撞击身体。 安全带的“锚固”作用与协同机制 :在侧面碰撞中, 座椅安全带 的作用从正面碰撞的“限制前冲”转变为关键的“锚固定位”。三点式安全带将乘员身体稳固在座椅上,特别是骨盆和肩部。这一“锚固”至关重要,它确保:第一,乘员身体不会在撞击初始阶段过度横向移动,从而以相对正确的姿态迎接侧气囊的展开保护;第二,防止乘员在碰撞中身体上滑或侧向旋转,确保头部能受到侧气帘的有效保护。没有安全带的约束,侧气囊和气帘的保护效果将大打折扣。 座椅侧翼与骨盆支撑结构的被动防护 :除了主动安全气囊,车辆座椅的 侧向支撑结构 也起着重要的被动防护作用。设计良好的座椅侧翼在侧面碰撞中能提供最初的横向支撑,帮助控制骨盆和上半身的初始位移。部分高端车型还配备 主动式座椅侧翼 ,在碰撞预感阶段提前充气或收紧,提前做好支撑准备,与安全气囊形成更紧密的协同。 传感器网络的精准触发与多级点爆策略 :为了实现最佳保护,侧气囊系统依赖于精密的传感器网络(通常包括位于车门、B柱或车底的加速度传感器和/或位于车门内的压力传感器)。系统能根据碰撞的 位置 (前门、后门区域)、 严重程度 和 速度 ,精确决定触发哪些气囊(如仅触发撞击侧气囊)以及气囊的 充气强度 (多级点爆)。例如,对于低速碰撞,气囊可能以较低强度充气,减少不必要的冲击;而对于高速严重碰撞,则全力充气以提供最大缓冲。 系统整合与性能验证 :最终,车辆侧面躯干保护是一个 集成系统 ,其性能通过计算机仿真和实车侧碰测试(如NCAP测试中可变形移动壁障以50km/h撞击车辆侧面)进行验证。工程师需要优化车门防撞梁结构、内饰吸能材料、气囊展开形状与时机、安全带约束力以及座椅结构之间的协同,确保在各种碰撞角度和重叠率下,都能有效降低乘员躯干受到的伤害风险,特别是对肋骨压缩量、内脏器官压力和骨盆加速度等生物力学指标进行严格控制。