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安全是乐趣的前提:5系的高标准全面防护概念

http://www.sina.com.cn  2004年07月27日 10:50  新浪汽车

  公众所了解的安全性通常是一些非常表面化的东西,比如更多的安全气囊、附加的安全带束紧装置或者以更高速度进行的碰撞测试。其实,安全性方面真正的进步蕴涵于所有的细节之中:不在于数量,关键是质量的提高。

  只有单个改进之间达到完美的平衡,才能无愧于高标准的BMW,符合BMW全新5系的要求。不仅要根据全球范围内日益严格的规定和立法,而且要通过美国、欧洲和其他市场上越来越严格的客户测试。那些从真实事故中引发的要求更为复杂,更具挑战性。因此需要为车辆的每个细节进行精确至极的配备。

  在BMW 7系中首次采用的多项主要创新已被成功地引用到BMW全新5系中,并且得到了进一步的改进,使这款新车型在被动安全性方面,成为高档轿车中创新、进取和高效的最新基准。

  出色的车身设计带来理想的效果,一旦发生碰撞事故,乘客所受的冲击被降至最小,而生存空间则增至最大:

  可抵御前端,侧面和后端碰撞及翻车的高强度支撑结构

  变形量得到最佳的控制

  超强坚固的乘客舱

  前端结构中的兼容互动特征

  除了安全气囊,高效防护系统中还包含转向柱、方向盘、座椅、头枕、安全带、安全带束紧装置、带力限制器以及一套完备的安全组件(可以使乘客在撞击时尽可能与车辆同步移动,从而减小冲击力)。

  高级安全电子系统

  经过对来自BMW新7系的安全和信息系统全面的整合和调配,BMW全新5系车辆中主动安全部件的智能管理得到了进一步优化,构成了高级安全电子系统(ASE)。

  ASE的主要部件是分散的智能传感器(卫星)和一个超快数据总线系统,使安全气囊、安全带束紧装置和主动型头枕均可以实现最佳的启动。这套系统的目的在于:当车辆发生碰撞时,迅速以正确的强度启动正确的部件,从而保证人员的最大安全和防护。

  采用分散式卫星传感器是一种实用的创新技术,其主要优点表现在以下方面:

  更快的数据获取和速度交换

  准确识别碰撞和潜在危险

  安全气囊控制系统网络化

  与事故严重程度相适应的安全气囊、安全带束紧装置和主动型头枕的选择性启动

  所需安全部件的启动更为精确、可靠

  蓄电池接头损坏的诊断(一旦需要,可以通过蓄电池安全插口座断电)

  ASE安全电子系统使用单根光纤总线系统(byteflight)来交换和处理传感器信息。这个总线具有高可靠性,以最高速度来传输和交换数据,与遍布车辆各个点的“卫星”及“卫星”之间传递信息。这些分散的“卫星”全部由采用一体式传感器技术的控制单元组成,可以做出智能化判断并启动某个执行元件(用于安全气囊、安全带束紧装置等)。单独的传感器可以实现抑制系统中烟火部件(安全气囊、安全带束紧装置、主动型头枕等)的最佳管理,只有真正需要的部件才会被启动。

  为了满足越来越严格的安全需求,BMW与相关系统供应商共同合作开发了byteflight总线系统。信号利用可塑byteflight光波导体进行传递,数据传输速度非常快,而且极为可靠。byteflight数据总线是车载网络内的一个集成部件,通过一个中央网关模块与现有的CAN总线和诊断系统联网。

  车身结构

  BMW的研发部门和安全专家拥有丰富的技术与经验,这在车身外壳及其部件的开发中起到了重要作用。轻质铝制前端的采用可谓是BMW工程师的成功创举,不仅获得了最佳安全性,而且还大幅减轻了车身的重量;另外,超大支撑结构中超强的车身面板配合专门设计的加强件,使得硬度标准与车身强度均达到了极高的水平。高强度胶的使用长度超过了65米(大约等于车辆法定连接的50%),进一步减轻了车身重量,帮助形成了最先进的车身外壳结构之一。先进的车身外壳结构还包括车门和保险杠。

  正面碰撞

  车辆发生正面碰撞时,碰撞形式分为完全重叠和部分重叠,碰撞强度也各有不同。但无论如何,车辆前端结构的平衡和协调被认为是将损坏减至最小的关键因素。因此专家们把正面碰撞分为以下几种类型:

  低碰撞力:碰撞力被定义为“低”的轻微碰撞,车速不超过4公里/小时的保险杠碰撞和不超过15公里/小时的小型碰撞事故。这种情况下,我们的关注重点是如何方便地进行修理。这种情况主要通过“冷连接”技术,比如铝制部件的螺栓连接、胶粘和铆接。

  中高碰撞力:这种情况下,车辆的前端和前桥必须吸收碰撞能量,并且在必要时,通过不同的负载路径转移撞击力,避免乘客舱遭受冲击。

  低碰撞力:铝制前端模块由一个铝制横臂、两个螺栓连接的变形盒和一个桥结构组成,后者负责支撑着水箱和大灯,整个前端用螺栓连接在发动机和支撑臂上。保险杠横臂前方的车身面板中整合了能量吸收泡沫塑料元件。在时速4公里/小时以下的碰撞中,泡沫塑料元件能够吸收碰撞能量,避免任何对车身部件和结构的损坏。在碰撞之后,这个塑料盖罩会恢复到其原来的形状。而在速度达到15公里/小时的碰撞中,前端模块能吸收所有的撞击能量,以避免发动机支撑臂的损坏。

  中高碰撞力:对中度和严重正面碰撞的防护而言,焦点问题在于前端变形和乘客舱硬度之间最佳匹配。能量吸收变形量越大,作用在乘客舱及乘客身体上的力就越小。而在部分重叠的碰撞中,防护的目标就是保持仪表板前和搁脚处的存活区域,避免挤压伤害。

  在正面碰撞和部分重叠碰撞中,精确计算的力和负载路径在实际测试中得到验证,可以使撞击力在整个车身机构中得到最佳分布。在严重碰撞中,作用在车辆一侧的力是我们关注的重点,而优化的负载分布可以引导撞击力从撞击点传递到车辆的另一侧,通过前部动态变形吸能区保护搁脚处的舱壁。

  侧面碰撞

  为了保护乘客,使其受力小于生物机械学的极限,必须使侧面碰撞中的变形和受力降到最低。根据实际事故情形,所采取的应对措施分三个级别:

  地板总成中加固的侧门槛将撞击力传送到前排座椅下的两个横臂。座椅支撑框架的尺寸为抵御侧面碰撞进行了适当的调整,并且还与其他部件组成了一个非常稳定的横管副车架。传动轴通道采用特别加固,并用螺栓连接至车桥单元,以便能够将撞击力从撞击点传送到车辆的另一侧。

  车门区域的立柱采用的是三层结构,B柱在门槛区域还采用了进一步加固。车门内置有多个加强形材件,并通过非常稳定的连接和锁销与车身连为一体。座椅和靠背的框架非常稳固,可以为乘客提供充分的保护,A柱之间的仪表板横臂提供了更多的横向支撑。

  车顶框架的所有连接和节点也采用了三层结构。

  由于以上设计和结构的特点,侧面碰撞的挤压深度和挤压程度均被降到最低。

  后端碰撞

  后车身结构的安全组织由两个纵向支撑臂、车桥附近的两个横臂、行李箱底板、后端支撑臂及后部侧墙组成。高度稳定的后保险杠内置能量吸收支撑元件,可降低低速碰撞造成的损坏,并且易于更换。

  翻车

  乘客舱里超强的立柱和横臂可以确保翻车时为乘客保留安全空间。此外,由于挡风玻璃和后窗与车辆相连,进一步加强了在类似事故中的抗变形能力。

  乘客保护系统

  对乘客保护系统(特别是安全带、安全气囊及车内表面和面板)而言,高效地吸收能量减少对乘客的作用力,并能自然地与车身的变形特性相协调是至关重要的。

  安全带系统:驾驶者和前排乘客的安全带系统包含几个装置

  燃爆式安全带束紧装置和安全带应用探测器:燃爆式安全带束紧装置可以在碰撞中消除或降低安全带下部和肩部的松弛现象。安全带应用探测器用来探测安全带的应用情况,如果乘客没有扣上安全带,安全锁钩开关会出现显示并发出声音警告,提醒驾驶者和乘客及时系上安全带。

  惯性卷轴安全带系统和带力限制器:发生剧烈碰撞时,带力限制器可以减少安全带对乘客胸部的压力,将更多的约束功能留给安全气囊。通过与安全气囊的完美配合,在整个碰撞过程中有效平稳地降低作用在乘客身上的动能,减少他们承受的负载与撞击力。

  座椅占用探测器:驾驶者和前排乘客座椅上的传感器垫用来探测座椅上是否有人乘坐,在测量出座椅上的重量超过12千克时,将确认“座椅已经占用”。

  后排座椅安全组件:除了所有三个座椅上标准装备的三点式惯性卷轴安全带外,还可选装更多的附加安全组件及功能:

  胸部侧面安全气囊

  带限力器的惯性卷轴安全带系统

  两个外侧座椅上的安全带束紧装置

  正面安全气囊系统

  前排座椅安全带系统与正面安全气囊相互配合,功能趋于完美,后者还可以根据事故的严重程度分两级触发。驾驶者安全气囊的容量约为53升,前排乘客安全气囊的容量约为125升。在中等程度的事故中,驾驶者和前排乘客安全气囊的压力只有最大值的70%左右,使整个系统不会产生反应。安全气囊压力由两个充气发生器之间的一个点火延迟装置控制,在所有需要充气的情况下,都会触发两个充气发生器,这样,在救助车内的人员及在处置废安全气囊时都会非常安全。

  安全转向柱

  转向柱的主要特点是采用了变形元件,从而可以减轻作用在驾驶者头部和胸部的力,这是由BMW 7系引进而来的技术,并针对BMW 5系做了精心的改进。转向柱上部和下部的连接元件由一个波纹管和滑动块组成,可以削减碰撞中转向系统的向后运动及驾驶室前壁的内凹。

  方向盘后的变形元件可以高效地吸收能量。当驾驶者在其座椅上向前移动时,为带力限制器提供了理想的补充作用。即使驾驶者没有佩带安全带,也可以为驾驶者提供额外的保护。

  主动型头枕

  在选装驾驶者和前排乘客的多功能座椅时,还可提供主动型头枕。根据驾驶者和前排乘客所期望的舒适标准,只需电动调节上部靠背,就可以增加主动型头枕表面和乘客头部之间的距离,最多可达约9度。在发生碰撞时,主动型头枕立即通过启动自主式(燃爆启动)头部支撑功能来减少这个距离,从而防止颈部脊柱损伤。这套系统的另一个优点在于:在发生并不严重的后端碰撞时,修理成本很低,只需更换充气发生器即可。

  侧面碰撞约束系统

  胸部侧面安全气囊、车门衬套与靠手的吸能设计以及高级ITS头部安全气囊均在侧面碰撞中为乘客提供保护。

  位于车顶区域的头部安全气囊是侧面安全气囊的重要补充,这种高级ITS(膨胀管式结构)理念来自于BMW 7系的“帆”元件。高级ITS系统由著名的管状安全气囊和附加的“帆”组成,提供了更多的安全防护。从A柱向后一直延伸到C柱,高级ITS覆盖了整个侧面区域,从而有效地保护着前后排乘客的头部。高级ITS启动时,固定在车顶框架中的帆形件会在管状气囊膨胀至24升时张开。

  这个精密系统提供了若干重要的好处:

  前后侧车窗的更多覆盖

  侧面碰撞或翻车时对乘客的有效约束,防止乘客的头部伸出窗外。这样还可以减少作用在乘客颈部的力,有助于避免头部损伤

  对车窗玻璃碎片和侵入物体的防护更加有效

  为各种体形的乘客提供了更大范围的保护

  这个保护面积超大的系统可以在长达数秒钟内确保车辆结构的安全和稳定,这在翻车和发生二次碰撞的事故中尤其重要。

(编辑:)
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