汽车的安全性

1.5.3　汽车的安全性

从发明使用汽车至今已有百余年的历史，各项产品技术日臻完善，标准法规趋于全球统一，尤其是在安全、环保、节能等方面更是如此。我国从20世纪90年代开始逐步建立、实施、完善了汽车强制性标准体系，其内容主要参照欧洲ECE／EEC（EC）汽车技术法规，并跟踪欧、美、日三大汽车技术法规体系的协调成果。目前，我国汽车强制性标准体系包括标准78项，已发布66项。涉及汽车安全性的要求包括主动安全、被动安全两方面。主动安全是指交通事故发生前采取的安全性技术措施，以尽可能避免事故发生，包括制动系统、转向系统、轮胎与承载、照明与信号装置等方面的技术规定与产品；被动安全则是指事故发生时利用车辆结构设计以及被动安全性装置，尽可能减轻驾驶员、乘员及车外行人的受伤害程度。由此可以看出，世界各国对汽车制动、转向等系统的安全性要求是非常重视的。我国汽车行业实施的强制性检验有47项，涉及制动与转向系统要求的包括以下标准：《制动软管》（GB16879—1997）、《汽车制动系统结构、性能和试验方法》（GB12676—1999）、《机动车运行安全技术条件》（GB7258）、《载重汽车轮胎》（GB9744—1997）、《汽车转向系统基本要求》（GB17675—1999）等。目前我国对汽车新产品的管理要求中，针对强制性标准要求和产品的功能设计要求，从设计、工艺控制、质量检验等各方面来保证车辆的技术水平和产品质量，使之符合国家法规、市场与用户的需求。以下从制动系统、车辆超载等进行有关的性能与使用安全技术分析。

1）制动系统

制动装置是汽车装设的全部制动和减速系统的总称，其功能就是使行驶中的汽车减速或停驶，或使已停驶的汽车保持不动。制动系统包括行车制动系、应急制动系、驻车制动系、辅助制动系和自制动系等部分，各有不同的作用与技术要求，由供能装置、控制装置、传能装置、制动器、制动管路等主要部分构成。从制动装置的工作原理可以分析汽车的行车制动过程。汽车正常行驶中，根据需要，驾驶员操作制动踏板，通过液压或气压的传力方式促动各车轮制动器工作，按要求达到减速或停车的目的。这个过程中涉及许多力的分配调节、助力影响、结构设计、材料选用、系统匹配等技术关键。制动装置需要转换和吸收的动能与汽车制动初速度的平方和总质量成正比，需要转换和吸收的势能则与汽车总质量和道路坡度成正比；其需要产生的制动力则与汽车的总质量成正比。制动器是将汽车的动能以摩擦方式转化为热能并加以吸收的机构，其结构设计、材料选用与整车匹配密切相关，要保证发出足够的制动力，还要有足够的能量、容量以及符合使用要求的耐磨寿命。

随着现代汽车技术的发展、道路条件的改善和运输组织方式的变革，大型、重载、高速车越来越多，对制动系统提出了更高要求，因此在车辆整体设计和制造中也应进行合理的匹配才能适应实际需要。如果在实际使用中车辆严重超载，就改变了车辆的设计使用条件和技术状态，引起一系列的参数变化，导致制动效能降低甚至机件损坏，引发事故。

2）车辆超载的危害

一般情况下，车辆超载时制动过程中的动能损耗大幅度增加（如载重8吨、总重13吨的车装到总重20吨，超载85%左右，制动过程中的能耗增加54%左右），对制动器的热容量要求相应增加。一方面，在制动器正常工作的情况下，制动过程延长、制动距离或时间加长，可能造成制动不及时的事故；另一方面，由于制动器的设计匹配、制造与检验中基本是按照规定负荷进行的，一旦对制动器热容量要求增加，超出了原设计范围，引起热衰退，大大降低其制动效能和使用寿命，引发事故。尤其是货运汽车大多采用鼓式制动器，容易出现制动鼓受热变形，使蹄与鼓中间接触进而降低了接触面积、制动效能下降，引起机械衰退；同时其结构上散热性能差，对制动效能极为不利。

车辆超载，尤其是在下长坡过程中，除了上述情况外又增加了势能变化，车辆的受力分布前移，使制动器特别是前轮制动器负荷大幅度快速增加。一旦制动效能降低或失效，会发生操纵失控、车毁人亡的惨剧。

车辆超载，轮胎负荷增加，长时间频繁制动使胎温升高、摩擦加剧，尤其是前胎载荷转移较大，易造成爆胎，引发事故。另外，由于重型车多是使用多轴、双胎，如果由于选用轮胎强度不足或出现装载不匀、轮胎气压不均、道路不平的冲击、紧急制动过程中的载荷转移等情况，也容易引起爆胎。重型车爆胎经常引发连锁反应，出现恶性事故。

超载车辆在行驶和制动过程中还会给轮胎螺栓、半轴、悬挂系统等带来附加载荷与冲击载荷，改变了这些机械零件的受力状态与应力分布，一旦超过了零件或材料的强度界限或超出设计许可范围，极易造成断裂或过度疲劳损伤，出现故障，处理不当可能造成事故。

车辆超载后，制动力分配参数改变，前轴负荷增加，其制动器负荷大，出现车轮抱死的几率变大，尤其是在下坡、转向过程中容易增加侧滑或甩尾倾向，车辆行驶稳定性变差，影响行车安全。

液压制动的车辆在夏季行车或长时间山区行车时，制动液温度过高产生泡沫阻碍液压传输形成“气阻”现象，影响行车制动稳定性或制动效能，也可能引发事故。

由摩擦学理论可知，随温度升高摩擦系数下降，即所谓的温度效应，因而对制动力要求也会相应增加。总的来说，鼓式制动器在结构上更不利，受影响更大。同时还由于目前许多维修企业或配件供应商仍使用国家禁止的石棉类摩擦片，温度升高到一定程度时，会分解为焦油状物或分解蒸发，大大降低摩擦系数，使制动失效。