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前言

我國(guó)高等級(jí)公路的建設(shè)發(fā)展迅速,大批高速公路及一、二級(jí)汽車專用路相繼建成。隨著高速交通環(huán)境的形成,車輛運(yùn)行速度大幅度提高,安全性間題表現(xiàn)得尤為突出.大客車作為一種特殊的運(yùn)輸載體,與人的生命息息相關(guān),討論其安全性則具有更重大的意義。我國(guó)大客車技術(shù)相對(duì)比德國(guó)、美國(guó)、日本等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后,如何在現(xiàn)有條件下提高技術(shù)性能,適應(yīng)高速運(yùn)行環(huán)境對(duì)其安全性的要求,是國(guó)內(nèi)客車生產(chǎn)廠和客運(yùn)組織管理部門以及政府決策機(jī)構(gòu)共同關(guān)注的間題。

1與大客車安全性能有關(guān)的技術(shù)內(nèi)容.

引發(fā)交通事故的因素諸多,除環(huán)境和人為因素外,車輛本身的技術(shù)狀況是一個(gè)重要因素。不斷完善與改進(jìn)車輛本身的技術(shù)狀況,才能避免或減少事故的發(fā)生。國(guó)外對(duì)汽車安全性能進(jìn)行了長(zhǎng)期研究,并制定了有關(guān)法規(guī)和型式認(rèn)證制度,對(duì)提高汽車產(chǎn)品的安全性起到了促進(jìn)作用.我國(guó)尚無(wú)成文的汽車技術(shù)法規(guī),目前,仍以強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)作為法規(guī)的替代性文件,對(duì)汽車安全性問(wèn)題提出要求,涉及以下內(nèi)容。

1.,主動(dòng)安全性

客車的主動(dòng)安全性包括下列內(nèi)容:

(1)駕駛員視野:它包括駕駛區(qū)布置、后視鏡、風(fēng)窗玻璃除霜系統(tǒng)、風(fēng)窗玻璃刮水與洗滌系統(tǒng)等的技術(shù)要求;

(2)燈光、照明:它包括前照燈、霧燈、位置燈、制動(dòng)燈、轉(zhuǎn)向燈、牌照燈及回復(fù)反射器等的技術(shù)要求;

(3)制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)性能;

(4)加速控制系統(tǒng);

(5)轉(zhuǎn)向系統(tǒng);

(6)輪胎與輪惘、行駛系統(tǒng);

(7)車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;

(8)外廓尺寸限界等。

1.2被動(dòng)安全性

客車的被動(dòng)安全性包括以下內(nèi)容:

(1)乘員碰撞保護(hù):它包括安全帶、座椅、內(nèi)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(cè)門強(qiáng)度等;

(3)汽車前后部防護(hù)及外部凸起物:它包括前、后保險(xiǎn)杠等。,

.3預(yù)防火災(zāi)方面

防火安全性包括以下內(nèi)容:

(l)燃油箱及碰撞時(shí)燃油的泄漏量;

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

2國(guó)產(chǎn)大客車安全性能現(xiàn)狀

面對(duì)發(fā)展迅速的高等級(jí)公路建設(shè),我國(guó)的大客車設(shè)計(jì)與生產(chǎn)水平還來(lái)不及適應(yīng)這一運(yùn)行環(huán)境的變化,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1動(dòng)力性低,事故應(yīng)變能力差

國(guó)內(nèi)的大客車底盤種類偏少,可選擇性小。nm長(zhǎng)的車型大多選用6120柴油發(fā)動(dòng)機(jī)底盤,功率為118kw,12m長(zhǎng)車型都選用6130柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)功率不大,國(guó)內(nèi)大客車最高車速都在95km/h以下,而國(guó)外同檔次的客車則都在lookm/h以上。由于動(dòng)力性低,國(guó)產(chǎn)大客車在高速行駛狀況下的應(yīng)變能力較差,不能迅速縮短同向車輛的車速差,無(wú)法保持在公路上速度均勻及行駛暢通的高速車流,從而導(dǎo)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?cè)藛T在良好的交通環(huán)境下持續(xù)采用高速行駛,使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于滿負(fù)荷工作狀態(tài),由此而引發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障也是交通事故的潛在根源。

2.2零部件品質(zhì)差是形成事故的隱患

國(guó)內(nèi)很多客車生產(chǎn)廠的生產(chǎn)水平不高,質(zhì)量管理混亂,使得數(shù)量不少的大客車技術(shù)狀況不佳,在持續(xù)的高速行駛狀況下出現(xiàn)漏油、漏水和漏氣,輪胎起層、掉塊甚至爆裂,電線因布置不當(dāng)磨損并引起火災(zāi)及機(jī)構(gòu)工作失效等。

2.3制動(dòng)性能達(dá)不到高速交通環(huán)境的要求

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大客車制動(dòng)距離與跑偏量的考核均在中、低車速下進(jìn)行,高速行駛時(shí)的制動(dòng)效能、其恒定性以及制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性是一個(gè)未知量。另外,我國(guó)客車生產(chǎn)現(xiàn)狀是:客車生產(chǎn)廠購(gòu)進(jìn)底盤廠生產(chǎn)的底盤進(jìn)行車身總布置設(shè)計(jì)與改裝,由于技術(shù)人員的技術(shù)水平有限,許多總布置設(shè)計(jì)人員很少考慮制動(dòng)性與操縱穩(wěn)定性等方面的問(wèn)題,因而,導(dǎo)致大客車制動(dòng)性能不佳。加之,制動(dòng)系統(tǒng)綜合質(zhì)量不高,常出現(xiàn)制動(dòng)跑偏、側(cè)滑、制動(dòng)距離長(zhǎng)甚至在高速下喪失制動(dòng)的現(xiàn)象。目前,我國(guó)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(guò)90%。

2.4高速操縱穩(wěn)定性差

由于生產(chǎn)質(zhì)量與整車性能的綜合匹配不佳等諸多原因,國(guó)產(chǎn)大客車操縱穩(wěn)定性不夠理想,出現(xiàn)低速方向盤沉重,高速時(shí),方向盤發(fā)飄、前輪擺振及不易控制等不良現(xiàn)象。

2.5部分大客車車身強(qiáng)度達(dá)不到安全要求

由于車身強(qiáng)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(hù)作用而造成嚴(yán)重的傷亡,歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)ECE法規(guī)以動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的方法規(guī)定了車身正面碰撞、側(cè)面碰撞、后面追撞以及翻車時(shí)車身強(qiáng)度要求的安全條件,可供借鑒。

2.6火災(zāi)隱患大

許多國(guó)產(chǎn)大客車在相碰后油箱起火,部分車型內(nèi)飾材料仍沿用非阻燃材料,因而,大客車的火災(zāi)隱患大。

2.7專用安全裝置的安裝率低

電子防抱死制動(dòng)、防撞氣囊、防撞安全保護(hù)轉(zhuǎn)向機(jī)及安全帶等專用安全裝置的裝車率極低。迄今,我國(guó)尚未頒布有關(guān)大客車強(qiáng)制安裝安全帶的法規(guī),因此,安全帶實(shí)際裝車率很低,佩帶率幾乎為零。3國(guó)產(chǎn)大客車安全保障對(duì)策

3.1制動(dòng)系統(tǒng)

3.1.1合理選擇同步附著系數(shù),。值

底盤生產(chǎn)廠在作總布置設(shè)計(jì)時(shí),要合理分配前后制動(dòng)器的制動(dòng)力,使同步附著系數(shù)在0.6以__L。這是因?yàn)楦咚龠\(yùn)行狀態(tài)下在潮濕路面上制動(dòng)時(shí),后軸易發(fā)生嚴(yán)重側(cè)滑甚至喪失方向穩(wěn)定性。選擇較大?。值后,在低附著系數(shù)情況下制動(dòng)時(shí),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(cè)滑,使車輛喪失穩(wěn)定性。

另外,從附著系數(shù)?。的表達(dá)式

甲。~I矛日一bh‘可知,當(dāng)軸距I一和前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)俘不變(即底盤廠提供的底盤參數(shù)不變時(shí)),客車改裝廠在進(jìn)行總布置時(shí),整車質(zhì)心位置(b—質(zhì)心距后軸距離,h。—質(zhì)心離地高)會(huì)影響附著系數(shù)的大小,質(zhì)心高度增大(hg增大)和質(zhì)心前移(b增大)會(huì)使甲。值減小。因此,總布置設(shè)計(jì)入員應(yīng)驗(yàn)算甲。位,使其不致過(guò)小。

3.1.2嚴(yán)濟(jì)執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的要求

按G“/‘rl3o94一91《客車通用技術(shù)條件》的要求,客車應(yīng)具備行車(常用)、應(yīng)急和駐車制動(dòng)裝士llt。如果行車制動(dòng)裝投或駐車制動(dòng)裝置兼有應(yīng)急制動(dòng)的功能,可不另裝應(yīng)急制動(dòng)裝置。行車制功裝找應(yīng)不少」:兩個(gè)回路,當(dāng)一個(gè)回路失效時(shí),另一回路應(yīng)保證車輛有不小于30%的制動(dòng)效能。但L以產(chǎn)大客車大多數(shù)未裝應(yīng)急制動(dòng)裝設(shè),在高速情況一F,一旦行車制動(dòng)出現(xiàn)故障,因無(wú)有效的應(yīng)急措施停車,必然會(huì)釀成大禍。儲(chǔ)能彈簧制動(dòng)器是氣制動(dòng)車輛上最常用的應(yīng)急制動(dòng)器。采用獨(dú)立儲(chǔ)氣筒專門給儲(chǔ)能彈簧制動(dòng)器供氣并配用隨動(dòng)性能優(yōu)良的手控制閥后,當(dāng)氣壓過(guò)低報(bào)警器發(fā)生警告時(shí),就可以使用應(yīng)急制動(dòng),杜絕客車制動(dòng)失靈引發(fā)意外事故。

3.1.3提高制動(dòng)系統(tǒng)元件質(zhì)量及工作可靠性

因元件質(zhì)量不高使制動(dòng)系統(tǒng)工作可靠性差及喪失工作能力是國(guó)產(chǎn)客車常見(jiàn)的現(xiàn)象。例如,制動(dòng)管路和接頭密封漏氣、漏油、制動(dòng)分泵皮碗破裂及駐車制動(dòng)強(qiáng)度達(dá)不到要求等。另外,因制動(dòng)鼓失圓,左右前輪制動(dòng)器技術(shù)狀況不一引起制動(dòng)跑偏嚴(yán)重。作為改進(jìn)措施,除使用者做好日常維修保養(yǎng)工作外,客車生產(chǎn)企業(yè)要提高產(chǎn)品的加工和裝配質(zhì)量,嚴(yán)把檢驗(yàn)關(guān),保證其工作可靠性。

3.1.4選裝制動(dòng)力分配調(diào)節(jié)裝置

為了使前后輪制動(dòng)力接近理想分配,獲得較高的制動(dòng)效果,可選裝壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)整前后輪制動(dòng)器的輸人壓力。壓力調(diào)節(jié)閥有限壓閥、比例閥及感載比例閥等。通過(guò)采用壓力調(diào)節(jié)裝置,使大客車在不同路面附著系數(shù)下獲得相對(duì)滿意的制動(dòng)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(dòng)時(shí),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(shù)和高的側(cè)向附著系數(shù),提高制動(dòng)減速度,縮短制動(dòng)距離以及保證客車的方向穩(wěn)定性,有效地控制制動(dòng)時(shí)車輛的狀態(tài),這是高速交通環(huán)境下提高大客車制動(dòng)穩(wěn)定性和縮短制動(dòng)距離的重要舉措。日本三菱公司的試驗(yàn)表明,在車輪左右兩側(cè)路面附著系數(shù)分別為0.2和0.5的情況下,以lookm/h的速度制動(dòng)時(shí),安裝ABS的大客車能夠穩(wěn)定停車,航向角為0o,而無(wú)ABS的大客車不能穩(wěn)定停車,航向角在48”一900范圍;在附著系數(shù)為0.5的路面上以lookm/h的初速度制動(dòng)時(shí),二者制動(dòng)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(kāi)始在大客車上安裝ABS,規(guī)定從1992年4月以后,總重超過(guò)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(kāi)始安裝ABS。我國(guó)對(duì)ABS的安裝無(wú)強(qiáng)制性要求,只是在標(biāo)準(zhǔn)中提出“宜采用防抱死裝置”。這對(duì)提高ABS的裝車率起不到約束作用,我國(guó)應(yīng)逐漸提出對(duì)大型客車安裝ABS的強(qiáng)制性要求。考慮到我國(guó)的實(shí)際情況,可先對(duì)大型豪華旅游客車提出安裝要求。作為生產(chǎn)廠,雖然標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)未對(duì)安裝ABS明確要求,但也應(yīng)積極嘗試安裝,以提高產(chǎn)品技術(shù)水平。

3.2操縱穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向拉桿球頭螺母脫落等轉(zhuǎn)向系零部件工作的失效將引起重大事故,所以,必須從設(shè)計(jì)、加工及裝配等環(huán)節(jié)保證其工作可靠性。

一些改裝廠在矛急布置時(shí)需加長(zhǎng)軸距,而加長(zhǎng)軸距會(huì)對(duì)操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向特性造成危害,這一點(diǎn)往往被忽視。從表征汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性參數(shù)一一穩(wěn)定性因數(shù)K的表達(dá)式b一粼一a一乞M一I-z一一K可知,當(dāng)整車質(zhì)量M和前后輪側(cè)偏剛度值k,、kZ(負(fù)值)確定后,加長(zhǎng)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(yù)一李)的值在改變軸距前后沒(méi)有變化,,目”囚目~卜’一”一”『’一’心~人’匆產(chǎn)”’“書(shū)’~“匕曰“~一人“刊、札私曰“口一~~一,’““一”,,’卜’‘~’‘~’目’則當(dāng)I才增大時(shí),K值將減小。即由于加長(zhǎng)軸距使穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性發(fā)生變化,若原車表現(xiàn)為不足轉(zhuǎn)向特性,則軸距加長(zhǎng)后使不足轉(zhuǎn)向量減小或趨于過(guò)多轉(zhuǎn)向特性。而對(duì)一輛具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性的汽車而言,無(wú)論其在穩(wěn)態(tài)狀況還是在瞬態(tài)狀況下均會(huì)失去穩(wěn)定性,在高速狀態(tài)下發(fā)生激轉(zhuǎn)、側(cè)滑或翻車。

因此,在無(wú)必要的情況下,不要改動(dòng)底盤廠所提供底盤的軸距。若需要做小改動(dòng),必須對(duì)整車轉(zhuǎn)向特性進(jìn)行驗(yàn)算;若不符合不足轉(zhuǎn)向特性要求,應(yīng)設(shè)法前后調(diào)整重心位置予以滿足。

另外,調(diào)整軸距后,轉(zhuǎn)向梯形的參數(shù)也應(yīng)隨之變化,以確保左右轉(zhuǎn)向輪之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。可以按汽車設(shè)計(jì)教科書(shū)給出的公式,校核實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角差值的大小。

3.3防摘系統(tǒng)

3.3.1安全帶及座椅

在高速公路上運(yùn)行的大客車應(yīng)裝安全帶,除駕駛員佩帶外,前排座椅也應(yīng)佩帶。座椅強(qiáng)度要嚴(yán)格符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車座椅強(qiáng)度要求》。為了減小追撞時(shí)乘員的傷害程度,一般應(yīng)安裝座椅頭枕。

3.3.2車身強(qiáng)度

在設(shè)計(jì)車身時(shí),應(yīng)充分考慮大客車正面、側(cè)面和追尾碰撞以及翻車時(shí)的車身強(qiáng)度。目前,我國(guó)尚未以法規(guī)形式對(duì)車身強(qiáng)度提出強(qiáng)制性要求。而歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)ECE法規(guī)對(duì)這方面的內(nèi)容作了如下規(guī)定,可供參考借鑒。

(1)正面碰撞對(duì)車身強(qiáng)度的要求:以48.3~53.Ikm/h的車速對(duì)固定的沖撞壁撞車時(shí),車內(nèi)應(yīng)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(kāi)啟者為合格。

(2)側(cè)面撞車時(shí)對(duì)車身強(qiáng)度的要求:用質(zhì)量為1lookg的可動(dòng)沖撞壁,以35~38km/h的速度從側(cè)面頂撞汽車,以車內(nèi)有乘員可以生存的空間者為合格。

(3)后面沖撞時(shí)對(duì)車身強(qiáng)度的要求:用約為空車質(zhì)量60%的可動(dòng)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(shí)對(duì)車身強(qiáng)度的要求:用空車質(zhì)量60%的可動(dòng)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(xiǎn)杠

國(guó)產(chǎn)大客車的保險(xiǎn)杠普遍抗撞性能較差,有些甚至用玻璃纖維作保險(xiǎn)杠材料,僅起到造型上的裝飾作用。保險(xiǎn)杠應(yīng)選用剛性和塑性較好的材料,設(shè)計(jì)成多曲面組合的槽形或箱形結(jié)構(gòu),并同車架縱梁和側(cè)圍立柱牢固連接,既考慮與整車造型協(xié)調(diào),又要充分考慮抗撞緩沖性能。

3.3.4碰撞時(shí)對(duì)乘員的保護(hù)

為防止碰撞時(shí)乘員受傷害,徐采用夾膠和鋼化等安全玻璃外,車室內(nèi)部應(yīng)無(wú)棱角分明的凸起物,扶手及內(nèi)行李架等應(yīng)采取軟化處理。為了保證重大事故后乘員能迅速撤離現(xiàn)場(chǎng),通往安全出口的通道必須有足夠的面積,安全門附近應(yīng)不布置座椅或布置靠背可翻轉(zhuǎn)座椅,保證通道暢通。應(yīng)減小車內(nèi)地板級(jí)段差,地板上鋪設(shè)防滑材料,以防人摔倒。防撞氣囊和安全保護(hù)型轉(zhuǎn)向機(jī)可以防止客車碰撞時(shí)駕駛員受傷害,所以,應(yīng)在大客車上積極推廣應(yīng)用。

3.4駕駛環(huán)境

駕駛環(huán)境的好壞將直接影響駕駛員本身。視野寬闊、舒適的環(huán)境可以提高駕駛員行車的安全性。為此,可采用大型風(fēng)窗以減少駕駛員的視野死角,駕駛區(qū)布置應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)的要求,儀表板軟化包裝,并采用高質(zhì)量、清晰醒目的無(wú)反光透過(guò)式儀表。雨刮器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率應(yīng)保證雨刮器工作可靠,刮臂長(zhǎng)度盡量長(zhǎng)些,以保證有效的刮刷面積。除霜系統(tǒng)最好能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。全自動(dòng)空調(diào)在國(guó)外豪華客車上已使用多年,國(guó)內(nèi)應(yīng)組織力量進(jìn)行開(kāi)發(fā)研制。

燈光是夜間行車的安全保證,國(guó)產(chǎn)大客車上普遍燈光較弱,應(yīng)采用照度強(qiáng)的雙聯(lián)或多聯(lián)燈具。

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

3.5其它

3.5.1防止火災(zāi)

為了防止碰撞時(shí)引起燃油燃燒,燃油箱前端距車身最前端的距離應(yīng)不小于600mm。另外,其四周距排氣管道不小于300mm。使用汽油時(shí),加油口應(yīng)離車門框soomm以上;使用柴油時(shí),應(yīng)離門框25omm以上,以防乘客不慎用明火引燃燃油。內(nèi)飾選用阻燃性好的材料。車身地板、地毯、座椅墊料和面料、護(hù)板等都應(yīng)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(dòng)力性和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的工作可靠性

高動(dòng)力性能可以提高對(duì)客車事故的應(yīng)變能力。根據(jù)對(duì)國(guó)外大客車資料統(tǒng)計(jì),一般,普通大客車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率在140~Zlokw左右,旅游客車在147~280kw左右。我國(guó)大客車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率普遍偏低,應(yīng)在積極開(kāi)發(fā)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上改善大客車的動(dòng)力性能。

3.5.3提高懸掛系統(tǒng)的工作可靠性

如客車懸掛系統(tǒng)工作失效將導(dǎo)致重大事故,應(yīng)予高度重視。懸掛系統(tǒng)的工作特性與車輛操縱穩(wěn)定性密切相關(guān)。在選擇懸架型式與參數(shù)時(shí),應(yīng)將平順性與操縱穩(wěn)定性兼并考慮。