大型客車
在主動安全性方面，代表客車技術(shù)最前沿的歐盟(ECE)法規(guī)對大型客車設計的基本要求是：車身骨架有足夠的強度，一旦發(fā)生交通事故(碰撞或側(cè)翻)時，骨架變形后應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)動機艙內(nèi)安裝火災報警器；要求制動系統(tǒng)應具備行車制動、駐車制動、應急制動及緩速器(或第四制動系統(tǒng))四種系統(tǒng)。為了提高制動穩(wěn)定性，應裝備ABS、
ASR及廣泛采用制動效能更高的盤式制動器；在行走系統(tǒng)上采用鋁(鎂)合金車輪及無內(nèi)胎子午線輪胎以減少爆胎事故等。
在被動安全性方面，其基本要求是：采用安全玻璃，風窗玻璃采用夾層玻璃，即使發(fā)生事故時玻璃碎片因被膠片粘著而不會飛散打人；側(cè)車窗應是銅化玻璃，破碎后成為無銳角的小碎片。車身上設有一定數(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)生交通事故或火災時迅速就近撤離客車。避免乘客座椅結(jié)構(gòu)強度及座椅與車身的聯(lián)接強度不足而導致座椅擠傷乘客，產(chǎn)生二次傷害；車門在應急狀態(tài)下可以從車內(nèi)手動打開；車內(nèi)要配置滅火器材，內(nèi)飾應軟化無尖角，材料應具有阻燃性能等。這些技術(shù)和配置均可避免或減輕交通事故對乘客的二次傷害。
1．設計開發(fā)初期應考慮的內(nèi)容
在產(chǎn)品開發(fā)初期，就應充分重視大型客車安全性。針對客車容易發(fā)生的事故，具體應考慮以下幾個問題：①基本性能�？蛙嚨姆�(wěn)定性、制動性能、轉(zhuǎn)向性能、機械結(jié)構(gòu)強度等。②操縱性能和防止錯誤操作的警示。③安全保護裝置和事故防止裝置，保養(yǎng)維修時的安全措施。④安全監(jiān)視報警裝置和安全標識。⑤改善駕駛員視野。⑥防止火災和輪胎氣壓過低。
2。主要安全配置設計
(1)制動系隨著人們對汽車安全性能要求的不斷提高，ABS逐漸成為汽車主動安全系統(tǒng)的一個標準件。目前歐、美汽車發(fā)達國家已將該系統(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。按照我國建設部CJ／T162？D2002《城市客車分等級技術(shù)要求與配置》中，大型客車超2級．超1級．高級都要裝備ABS和緩速器；交通部JT／T325-2002《營運客車類型劃分及等級評定》中大型客車、高三級、高二級、高一級必須安裝ABS和緩速器，否則不予評定高等級。ABS的最大優(yōu)點是制動時仍然能實現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向，避開障礙物，避免發(fā)生車禍。ABS系統(tǒng)附加于原來的制動系統(tǒng)之上，即使發(fā)生故障不能工作，原來的普通制動系統(tǒng)仍能照常工作。經(jīng)試驗證明，在客車突然出現(xiàn)緊急情況時，駕駛員都會緊急制動，在短時間內(nèi)大力踩下制動踏板；但是從開始制動到達到最大制動力需一定時間或者不能達到最大制動力，而且可能在初次碰撞平息后駕駛員會過早地松動制動踏板，這樣很容易出現(xiàn)制動距離加長的現(xiàn)象。為解決這些問題，國外汽車上安裝了輔助制動系統(tǒng)。輔助制動系統(tǒng)是使行駛中車輛(特別是下長坡車輛)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構(gòu)，輔助制動系統(tǒng)有發(fā)動機排氣制動、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)設計是大型客車底盤設計中很重要的環(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)濟性。大型客車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，涉及面廣，對零部件的可靠性要求較高，也是大型客車底盤設計中難度大、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)向盤領域。
①轉(zhuǎn)向柱的設計
通過對大量事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在正面碰撞發(fā)生時，客車前部變形往往會影響到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向盤向駕駛員方向移動。這種運動是相當危險的，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，安全轉(zhuǎn)向柱結(jié)構(gòu)會發(fā)生軸向壓縮變形，從而減小對駕駛員的沖擊。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。當轉(zhuǎn)向柱軸向壓縮時，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，而整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的外形幾乎無需作任何調(diào)整。通過小球位置的排列，可以加強轉(zhuǎn)向柱縱向抗彎剛性，避免”彎曲”的出現(xiàn)，這在安全柱的設計中是十分重要的。
②轉(zhuǎn)向盤的設計
近年來，通過大量的試驗和事故分析，研究人員發(fā)現(xiàn)駕駛員的受傷程度與碰撞方向、碰撞嚴重程度、駕駛員與轉(zhuǎn)向盤的位置對正程度以及身體各部位的不同承受能力有關(guān)。國外研究人員在對轉(zhuǎn)向盤研究過程中提出“自對正轉(zhuǎn)向盤”的概念，從一系列的臺架試驗中發(fā)現(xiàn)，自對正方向盤對駕駛員的保護性能相對最好。
(3)安全氣囊的設計
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)，則對轉(zhuǎn)向盤的結(jié)構(gòu)提出了新的要求，應優(yōu)化考慮轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱的力學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計的問題。
3．改善操縱性能的設計及安全保護裝置
(1)改善客車操縱性能的設計
根據(jù)統(tǒng)計，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．可設計監(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，以便及時糾正。戴一克公司為客車和載貨車設計了一種防磕睡系統(tǒng)，其計算機能夠識別行車道上的標記，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，警報系統(tǒng)就會發(fā)出響聲來喚醒駕駛員�，F(xiàn)在法國的一些研究機構(gòu)在聯(lián)手研制一種監(jiān)測駕駛員注意力下降的系統(tǒng)，它可以通過聲音或光信號提醒駕駛員。負責這項技術(shù)開發(fā)的法國圖盧茲西門子？威迪歐汽車公司希望能在2006年底給汽車安裝上這套裝置。其中的一個視頻傳感器用來不斷測量并分析汽車與旁側(cè)車道白線間的距離，另外幾個傳感器提供關(guān)于轉(zhuǎn)向盤的活動情況等。因此，設計的監(jiān)測系統(tǒng)富有個性化，能夠根據(jù)每位駕駛員的特性作出反應，并將這些信息存儲起來，當更換汽車駕駛員的時候，個性化的發(fā)送器或者一個形象識別系統(tǒng)就可以根據(jù)駕駛員的情況發(fā)出相應的信息。
此系統(tǒng)傳送跟蹤車輛到前導車輛距離信號，同時使跟蹤車輛自動地向制動和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入信號，以避免車輛接觸。日本豐田大發(fā)等公司利用激光雷達作傳感器，并利用風窗玻璃顯示器上的蜂鳴器警告駕駛員。美國為了使車輛之間保持合適距離，其雷達系統(tǒng)每秒鐘可發(fā)出
50個脈沖信號探測前面信息。為了控制橫向距離，自動化公路上海隔1m設有一磁性傳感器。汽車導航系統(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)使用聲音信號警告駕駛員。日本三菱公司利用錄像機檢測白色路線標記，如駕駛員無意識偏離自己的原來路線，系統(tǒng)使用聲音信號警告駕駛員。日本馬自達公司利用CCD攝像機識別道路白線，當用直觀信號發(fā)出警報后，駕駛員沒有使車回到原來行駛路線，系統(tǒng)便自動地使車回到原來路線。
③行人保護系統(tǒng)
首先，應該采取主動措施盡量避免車撞行人。
然而碰撞有時也是不可避免的，一旦發(fā)生，則設法降低人的傷害程度。豐田公司在發(fā)動機罩內(nèi)設置了氣囊，當碰撞傳感器確認車輛同行人發(fā)生碰撞時．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緊急門鎖釋放機構(gòu)
當車輛發(fā)生碰撞后，為使乘員易從被撞車輛中出來，車門應容易打開。豐田和三菱公司開發(fā)的感受碰撞的自動門鎖釋放系統(tǒng)特點是當碰撞傳感器確認已發(fā)生碰撞時，系統(tǒng)立即自動地釋放門鎖。
⑤乘員逃逸系統(tǒng)
就目前國產(chǎn)客車來看，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，安全門開啟后無警報裝置，最大開啟角度不能保持，出口沒有臺階等；有的甚至未按規(guī)定設安全門，而用側(cè)窗兼做安全出口等。這些客車設計中的安全隱患，一旦遇到緊急情況，如撞車、火災或傾翻等，乘客很難安全迅速地撤離，極有可能造成嚴重后果。因此在設計中應按照標準設計客車安全門。
中型客車
與大型客車相比，中型客車的主動安全設計要求基本類似，其不同點主要集中在被動安全設計上。
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，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．減速度由保險杠向車尾逐漸減小。駕駛員由于其所處的位置，首當其沖。其中約有一半對駕駛員造成嚴重傷害。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，碰撞時對駕駛員的緩沖增大，產(chǎn)生的危險也較小外，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。
在設計方面，為了減少乃至消除上述危險，應作以下考慮：
①局部增強側(cè)壁的承載能力。中型客車車身對側(cè)面碰撞較敏感，缺乏吸收能量的變形的距離，因而增強側(cè)壁使承載能力強，可提高抗碰撞能力。另外還對翻轉(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很牢固，但與底盤應采取柔性連接。碰撞時，它的作用就像剪切件使駕駛員被推回的量相當于前圍的變形量，同時，也可減少轉(zhuǎn)向柱對駕駛員的危險。
③保險杠的設計是一個專門課題，不僅要外形美觀，對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，適當考慮保險杠的吸能作用，使保險杠能減緩一定程度的；中擊，在小的載荷下不至于使車身損壞。在美國，保險杠必須接受8km／h正面碰撞后，保險杠不應損壞。
④隔板和扶手的設計要適當，扶手在碰撞發(fā)生時應能承擔一定的緩沖作用。若與設計思想矛盾，寧可不要。
正面碰撞和側(cè)面碰撞也可能會對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，使得門無法開啟，使乘客的逃離造成困難甚至不可能。在設計車門時，應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，制成對稱的開門機構(gòu)等。2001年，美國報道了應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度，在增加安全性的設計中，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，應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)動機在中型客車上使用。后置發(fā)動機對客車的總體布置有很多好處，隨著人們對舒適性要求的提高，這將變成一種大趨勢。
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)．它對乘客空間的占有以及對乘客安全造成的潛在危害，值得重視。增加車頂高度對豪華中型客車可以考慮，但是可能又會產(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．中國交通部提出取消頂置行李架，對于中、低檔次的客車，研究的重點只能是在車內(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度，從而讓碰撞的慣性力不會把乘客拋離安全空間。座椅的高度、變形能力等，會直接對乘客的頭、手、臉、膝蓋等造成傷害．因此，在車內(nèi)一側(cè)，應盡可能平緩過渡。
使用安全帶和安全氣囊對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(絕對安全為100％)如表1。由于安全帶的效果好，而且價格低，所以安全帶的使用應該大力推廣，車上各個座位最好都應安裝，并通過國家強制執(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。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)也無關(guān)。大型客車的結(jié)構(gòu)對傾翻時保證乘客安全有很大作用，中型客車車身的設計可以借鑒。以下是幾個重要方面：
(1)確保車頂有足夠的強度，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)設計配套的座椅。好的座椅可起到保護乘客的作用，一般的座椅則可能傷及乘客。
(4)采用吸能設計。車的內(nèi)飾、內(nèi)壁用柔性件、塑性件，不僅能吸收翻轉(zhuǎn)時對乘客的沖擊，還可減少對乘客的碰傷。
(5)采用承載側(cè)壁護板．這與提高車頂強度具有相同的意義，可以提高乘客的安全性。
3．火災
中型客車上發(fā)生火災的情況一般來說較少。當中型客車使用年限較長或者維護不當，留下一些火災隱患時在特定條件下會引起火災。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，不僅要考慮內(nèi)飾件的可燃程度(國際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、應急剪刀、滅火器、急救箱等。這一點應引起各客車廠家的重視。在國外．客車內(nèi)已安裝熱傳感器、煙霧探測器等。
另外，設置乘客座位數(shù)要讓所有乘客在一定時間內(nèi)能從車內(nèi)逃離。
