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前言

我國高等級公路的建設發展迅速,大批高速公路及一、二級汽車專用路相繼建成。隨著高速交通環境的形成,車輛運行速度大幅度提高,安全性間題表現得尤為突出.大客車作為一種特殊的運輸載體,與人的生命息息相關,討論其安全性則具有更重大的意義。我國大客車技術相對比德國、美國、日本等汽車工業發達國家落后,如何在現有條件下提高技術性能,適應高速運行環境對其安全性的要求,是國內客車生產廠和客運組織管理部門以及政府決策機構共同關注的間題。

1與大客車安全性能有關的技術內容.

引發交通事故的因素諸多,除環境和人為因素外,車輛本身的技術狀況是一個重要因素。不斷完善與改進車輛本身的技術狀況,才能避免或減少事故的發生。國外對汽車安全性能進行了長期研究,并制定了有關法規和型式認證制度,對提高汽車產品的安全性起到了促進作用.我國尚無成文的汽車技術法規,目前,仍以強制性標準作為法規的替代性文件,對汽車安全性問題提出要求,涉及以下內容。

1.,主動安全性

客車的主動安全性包括下列內容:

(1)駕駛員視野:它包括駕駛區布置、后視鏡、風窗玻璃除霜系統、風窗玻璃刮水與洗滌系統等的技術要求;

(2)燈光、照明:它包括前照燈、霧燈、位置燈、制動燈、轉向燈、牌照燈及回復反射器等的技術要求;

(3)制動系統及制動性能;

(4)加速控制系統;

(5)轉向系統;

(6)輪胎與輪惘、行駛系統;

(7)車身結構強度;

(8)外廓尺寸限界等。

1.2被動安全性

客車的被動安全性包括以下內容:

(1)乘員碰撞保護:它包括安全帶、座椅、內部凸起物及安全玻璃等;

(2)緊急事故救生:它包括汽車門鎖及側門強度等;

(3)汽車前后部防護及外部凸起物:它包括前、后保險杠等。,

.3預防火災方面

防火安全性包括以下內容:

(l)燃油箱及碰撞時燃油的泄漏量;

(2)內飾及車身材料的燃燒特性等。良好的制動性和操縱穩定性是高速交通環境下大客車應具備的基本特性,而合理的車身強度及舒適的駕駛環境是大客車安全性能的基本要求。

2國產大客車安全性能現狀

面對發展迅速的高等級公路建設,我國的大客車設計與生產水平還來不及適應這一運行環境的變化,主要表現在以下幾個方面。

2.1動力性低,事故應變能力差

國內的大客車底盤種類偏少,可選擇性小。nm長的車型大多選用6120柴油發動機底盤,功率為118kw,12m長車型都選用6130柴油發動機底盤,如陜西汽車制造廠的SX6121、SX681和丹東汽車制造廠的DD6112等客車專用底盤,功率為147kw。由于發動機功率不大,國內大客車最高車速都在95km/h以下,而國外同檔次的客車則都在lookm/h以上。由于動力性低,國產大客車在高速行駛狀況下的應變能力較差,不能迅速縮短同向車輛的車速差,無法保持在公路上速度均勻及行駛暢通的高速車流,從而導致其它性能良好的車輛頻繁超車,使刮擦、追尾碰撞等不安全因素增加。另外,如果駕駛人員在良好的交通環境下持續采用高速行駛,使發動機長時間處于滿負荷工作狀態,由此而引發的發動機故障也是交通事故的潛在根源。

2.2零部件品質差是形成事故的隱患

國內很多客車生產廠的生產水平不高,質量管理混亂,使得數量不少的大客車技術狀況不佳,在持續的高速行駛狀況下出現漏油、漏水和漏氣,輪胎起層、掉塊甚至爆裂,電線因布置不當磨損并引起火災及機構工作失效等。

2.3制動性能達不到高速交通環境的要求

我國標準對大客車制動距離與跑偏量的考核均在中、低車速下進行,高速行駛時的制動效能、其恒定性以及制動時的方向穩定性是一個未知量。另外,我國客車生產現狀是:客車生產廠購進底盤廠生產的底盤進行車身總布置設計與改裝,由于技術人員的技術水平有限,許多總布置設計人員很少考慮制動性與操縱穩定性等方面的問題,因而,導致大客車制動性能不佳。加之,制動系統綜合質量不高,常出現制動跑偏、側滑、制動距離長甚至在高速下喪失制動的現象。目前,我國大客車上安裝ABS裝置極少,而日本大型客車在90年代初的安裝率已超過90%。

2.4高速操縱穩定性差

由于生產質量與整車性能的綜合匹配不佳等諸多原因,國產大客車操縱穩定性不夠理想,出現低速方向盤沉重,高速時,方向盤發飄、前輪擺振及不易控制等不良現象。

2.5部分大客車車身強度達不到安全要求

由于車身強度不足,如車輛相撞、追撞和翻車后,乘客因車身起不到安全防護作用而造成嚴重的傷亡,歐洲經濟委員會ECE法規以動態試驗的方法規定了車身正面碰撞、側面碰撞、后面追撞以及翻車時車身強度要求的安全條件,可供借鑒。

2.6火災隱患大

許多國產大客車在相碰后油箱起火,部分車型內飾材料仍沿用非阻燃材料,因而,大客車的火災隱患大。

2.7專用安全裝置的安裝率低

電子防抱死制動、防撞氣囊、防撞安全保護轉向機及安全帶等專用安全裝置的裝車率極低。迄今,我國尚未頒布有關大客車強制安裝安全帶的法規,因此,安全帶實際裝車率很低,佩帶率幾乎為零。3國產大客車安全保障對策

3.1制動系統

3.1.1合理選擇同步附著系數,。值

底盤生產廠在作總布置設計時,要合理分配前后制動器的制動力,使同步附著系數在0.6以__L。這是因為高速運行狀態下在潮濕路面上制動時,后軸易發生嚴重側滑甚至喪失方向穩定性。選擇較大?。值后,在低附著系數情況下制動時,能保證始終前軸先抱死拖滑,從而可以減小后軸抱死引起后軸側滑,使車輛喪失穩定性。

另外,從附著系數?。的表達式

甲。~I矛日一bh‘可知,當軸距I一和前后制動器制動力分配系數俘不變(即底盤廠提供的底盤參數不變時),客車改裝廠在進行總布置時,整車質心位置(b—質心距后軸距離,h?！|心離地高)會影響附著系數的大小,質心高度增大(hg增大)和質心前移(b增大)會使甲。值減小。因此,總布置設計入員應驗算甲。位,使其不致過小。

3.1.2嚴濟執行國家標準對制動系統的要求

按G“/‘rl3o94一91《客車通用技術條件》的要求,客車應具備行車(常用)、應急和駐車制動裝士llt。如果行車制動裝投或駐車制動裝置兼有應急制動的功能,可不另裝應急制動裝置。行車制功裝找應不少」:兩個回路,當一個回路失效時,另一回路應保證車輛有不小于30%的制動效能。但L以產大客車大多數未裝應急制動裝設,在高速情況一F,一旦行車制動出現故障,因無有效的應急措施停車,必然會釀成大禍。儲能彈簧制動器是氣制動車輛上最常用的應急制動器。采用獨立儲氣筒專門給儲能彈簧制動器供氣并配用隨動性能優良的手控制閥后,當氣壓過低報警器發生警告時,就可以使用應急制動,杜絕客車制動失靈引發意外事故。

3.1.3提高制動系統元件質量及工作可靠性

因元件質量不高使制動系統工作可靠性差及喪失工作能力是國產客車常見的現象。例如,制動管路和接頭密封漏氣、漏油、制動分泵皮碗破裂及駐車制動強度達不到要求等。另外,因制動鼓失圓,左右前輪制動器技術狀況不一引起制動跑偏嚴重。作為改進措施,除使用者做好日常維修保養工作外,客車生產企業要提高產品的加工和裝配質量,嚴把檢驗關,保證其工作可靠性。

3.1.4選裝制動力分配調節裝置

為了使前后輪制動力接近理想分配,獲得較高的制動效果,可選裝壓力調節閥來調整前后輪制動器的輸人壓力。壓力調節閥有限壓閥、比例閥及感載比例閥等。通過采用壓力調節裝置,使大客車在不同路面附著系數下獲得相對滿意的制動效果。

3.1.5逐步安裝防抱死裝置(ABS)

大客車上采用ABS后,在緊急制動時,可防止車輪抱死而充分利用輪胎與地面間的峰值附著系數和高的側向附著系數,提高制動減速度,縮短制動距離以及保證客車的方向穩定性,有效地控制制動時車輛的狀態,這是高速交通環境下提高大客車制動穩定性和縮短制動距離的重要舉措。日本三菱公司的試驗表明,在車輪左右兩側路面附著系數分別為0.2和0.5的情況下,以lookm/h的速度制動時,安裝ABS的大客車能夠穩定停車,航向角為0o,而無ABS的大客車不能穩定停車,航向角在48”一900范圍;在附著系數為0.5的路面上以lookm/h的初速度制動時,二者制動距離的差異在4。%以上,這足以表明安裝ABS的重要性。日本從1987年開始在大客車上安裝ABS,規定從1992年4月以后,總重超過12t的大客車上必須安裝,目前,各汽車廠已不限于大型客車,包括中、小型客車也開始安裝ABS。我國對ABS的安裝無強制性要求,只是在標準中提出“宜采用防抱死裝置”。這對提高ABS的裝車率起不到約束作用,我國應逐漸提出對大型客車安裝ABS的強制性要求。考慮到我國的實際情況,可先對大型豪華旅游客車提出安裝要求。作為生產廠,雖然標準或法規未對安裝ABS明確要求,但也應積極嘗試安裝,以提高產品技術水平。

3.2操縱穩定性及轉向系統

轉向拉桿球頭螺母脫落等轉向系零部件工作的失效將引起重大事故,所以,必須從設計、加工及裝配等環節保證其工作可靠性。

一些改裝廠在矛急布置時需加長軸距,而加長軸距會對操縱穩定性和轉向特性造成危害,這一點往往被忽視。從表征汽車穩態轉向特性參數一一穩定性因數K的表達式b一粼一a一乞M一I-z一一K可知,當整車質量M和前后輪側偏剛度值k,、kZ(負值)確定后,加長軸距I、(重心距前確的距離。和。隨之變化),將引起K值的改變。若(譽一李)的值在改變軸距前后沒有變化,,目”囚目~卜’一”一”『’一’心~人’匆產”’“書’~“匕曰“~一人“刊、札私曰“口一~~一,’““一”,,’卜’‘~’‘~’目’則當I才增大時,K值將減小。即由于加長軸距使穩態轉向特性發生變化,若原車表現為不足轉向特性,則軸距加長后使不足轉向量減小或趨于過多轉向特性。而對一輛具有過多轉向特性的汽車而言,無論其在穩態狀況還是在瞬態狀況下均會失去穩定性,在高速狀態下發生激轉、側滑或翻車。

因此,在無必要的情況下,不要改動底盤廠所提供底盤的軸距。若需要做小改動,必須對整車轉向特性進行驗算;若不符合不足轉向特性要求,應設法前后調整重心位置予以滿足。

另外,調整軸距后,轉向梯形的參數也應隨之變化,以確保左右轉向輪之間的運動學關系?？梢园雌囋O計教科書給出的公式,校核實際轉角與理論轉角差值的大小。

3.3防摘系統

3.3.1安全帶及座椅

在高速公路上運行的大客車應裝安全帶,除駕駛員佩帶外,前排座椅也應佩帶。座椅強度要嚴格符合國家標準《汽車座椅強度要求》。為了減小追撞時乘員的傷害程度,一般應安裝座椅頭枕。

3.3.2車身強度

在設計車身時,應充分考慮大客車正面、側面和追尾碰撞以及翻車時的車身強度。目前,我國尚未以法規形式對車身強度提出強制性要求。而歐洲經濟委員會ECE法規對這方面的內容作了如下規定,可供參考借鑒。

(1)正面碰撞對車身強度的要求:以48.3~53.Ikm/h的車速對固定的沖撞壁撞車時,車內應保持乘員能夠生存的空間;為救出乘員,以車門不用工具仍能開啟者為合格。

(2)側面撞車時對車身強度的要求:用質量為1lookg的可動沖撞壁,以35~38km/h的速度從側面頂撞汽車,以車內有乘員可以生存的空間者為合格。

(3)后面沖撞時對車身強度的要求:用約為空車質量60%的可動沖撞壁,以35~38km/h的速度從后面頂撞汽車,以車后縱向凹陷量小于75mm者為合格。

(4)翻車時對車身強度的要求:用空車質量60%的可動沖撞壁,以35~38km/h的速度沖擊車頂骨架,以骨架的變形量在13omm以下者為合格。

3.3.3保險杠

國產大客車的保險杠普遍抗撞性能較差,有些甚至用玻璃纖維作保險杠材料,僅起到造型上的裝飾作用。保險杠應選用剛性和塑性較好的材料,設計成多曲面組合的槽形或箱形結構,并同車架縱梁和側圍立柱牢固連接,既考慮與整車造型協調,又要充分考慮抗撞緩沖性能。

3.3.4碰撞時對乘員的保護

為防止碰撞時乘員受傷害,徐采用夾膠和鋼化等安全玻璃外,車室內部應無棱角分明的凸起物,扶手及內行李架等應采取軟化處理。為了保證重大事故后乘員能迅速撤離現場,通往安全出口的通道必須有足夠的面積,安全門附近應不布置座椅或布置靠背可翻轉座椅,保證通道暢通。應減小車內地板級段差,地板上鋪設防滑材料,以防人摔倒。防撞氣囊和安全保護型轉向機可以防止客車碰撞時駕駛員受傷害,所以,應在大客車上積極推廣應用。

3.4駕駛環境

駕駛環境的好壞將直接影響駕駛員本身。視野寬闊、舒適的環境可以提高駕駛員行車的安全性。為此,可采用大型風窗以減少駕駛員的視野死角,駕駛區布置應符合人機工程學的要求,儀表板軟化包裝,并采用高質量、清晰醒目的無反光透過式儀表。雨刮器驅動電機的功率應保證雨刮器工作可靠,刮臂長度盡量長些,以保證有效的刮刷面積。除霜系統最好能實現自動控制。全自動空調在國外豪華客車上已使用多年,國內應組織力量進行開發研制。

燈光是夜間行車的安全保證,國產大客車上普遍燈光較弱,應采用照度強的雙聯或多聯燈具。

反光鏡應充分保證駕駛員的間接視野,可以采用流線型、大面積、多個后視鏡及下視鏡,如增設反光鏡的除霜裝置,效果更好。

3.5其它

3.5.1防止火災

為了防止碰撞時引起燃油燃燒,燃油箱前端距車身最前端的距離應不小于600mm。另外,其四周距排氣管道不小于300mm。使用汽油時,加油口應離車門框soomm以上;使用柴油時,應離門框25omm以上,以防乘客不慎用明火引燃燃油。內飾選用阻燃性好的材料。車身地板、地毯、座椅墊料和面料、護板等都應選用不燃或阻燃性材料制作,以提高防火安全性。

3.5.2提高動力性和動力傳動系統的工作可靠性

高動力性能可以提高對客車事故的應變能力。根據對國外大客車資料統計,一般,普通大客車的發動機功率在140~Zlokw左右,旅游客車在147~280kw左右。我國大客車的發動機功率普遍偏低,應在積極開發大功率發動機基礎上改善大客車的動力性能。

3.5.3提高懸掛系統的工作可靠性

如客車懸掛系統工作失效將導致重大事故,應予高度重視。懸掛系統的工作特性與車輛操縱穩定性密切相關。在選擇懸架型式與參數時,應將平順性與操縱穩定性兼并考慮。