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汽车安全防撞系统(安全是汽车的底线:50年5000起事故调查,奔驰安全技术如何进化?)

2024-06-02 09:48:02 来源: 爱一说车 点击:5

安全是汽车的底线:50年5000起事故调查,奔驰安全技术如何进化?

乔善勋/文

在某新势力车企还在研究“冰箱、彩电、大冰箱”的时候,汽车的发明者奔驰公司在50多年前已经成立事故研究调查中心调查事故和搜集相关数据了。

就像“安全是民航的生命线”,安全何尝不是一辆车的生命线?

航空从诞生时最危险的交通工具,经过一百多年的演变成为最安全的交通工具,离不开人们对事故的调查和研究,并留下数以千计的事故调查报告,可以说是千千万万的航空人从悲剧中汲取知识来改善所有人的安全。

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奔驰公司也是走的这条路。

奔驰190碰撞测试——汽车安全发展里程碑

1959年9月10日,一辆带有奔驰190与17吨重的障碍物相撞。测试车辆拆除了车门,以便拍摄到驾驶舱的人体模型的动作。这辆奔驰190奠定了当今车辆安全的基础,也让奔驰成为全球首家引入系统碰撞测试的汽车制造商,标志着汽车安全研究的又一里程碑。

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1969年,奔驰公司成立了“梅赛德斯-奔驰事故研究中心”,到2018年时,该中心已经研究了超过5000起事故。

现在,位于辛德尔芬根的车辆安全技术中心 (TFS)每天都会听到多次巨大的碰撞声,每年大约有1000次碰撞。工程师将一辆车撞到墙上或另一辆车上。并不是因为他们喜欢毁坏汽车,而是为了提升安全性。

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交通事故是每一名驾驶员的噩梦,奔驰的目标是致力于无事故驾驶。现在车辆配备的辅助系统能避免碰撞或减轻后果。

一辆车在批量生产前,需要在计算机上进行1.5万次事故模拟,并在TFS进行大约150次真实碰撞测试。

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奔驰车辆安全技术中心建筑面积5.5万平方米,检测大厅有8100平方米。工程师使用高速摄像机(每秒拍摄1000多张)记录撞车过程。

TFS最长的轨道超过200米,为了获得精确数据,轨道必须保持尽量水平,公差是每100米5毫米。地基更是用500根混凝土深入地下18米。

这可以让奔驰工程师以任何可以想象的角度测试汽车碰撞,甚至可以进行自动驾驶操作并随后发生碰撞。还可以模拟两辆移动车辆可能发生的不同重叠角度的碰撞或侧面碰撞测试。

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图、TFS拥有四个碰撞轨道,每个轨道都能独立操作

近年来,事故调查和重建工作发生了重大变化。工程师用现代化的3D激光扫描仪替代了卷尺测量车道和痕迹。

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现在不仅事故现场发生了变化,车辆本身也发生了显著变化。事故研究的目的是评估现代驾驶辅助系统的影响,以及调查碰撞的价值。

梅赛德斯-奔驰事故研究中心的起源

1969年1月,一个寒冷、灰蒙蒙的冬日,德国巴登乌尔登堡州的政府官员和高级警官与当时的戴姆勒-奔驰股份公司的代表在该州内政部进行了几个小时的会谈。当时奔驰提出一项不同寻常的请求——呼吁警方协助重建和分析涉及梅奔车型的道路交通事故。

工程师的想法是使用真实世界事故的数据,以提高车辆乘员的安全性。实际上奔驰公司在2年前进行的为期6个月的试点项目中已经获得了该领域的初步经验。1967年1月至6月间,奔驰员工和警方合作,对伯布林根地区和A8⾼速公路上发生的严重道路交通事故进行调查。

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这次会议的主要目的是将研究项目置于更广泛的范围中。警官表示愿意合作,并向各部门发出一项请求支持的公报。事故研究在1969年4月29日正式启动,随后内政部门向所有相关警察部门发出指令。

该指令要求警察部门通过电话向奔驰公司通报任何道路交通事故,并允许该公司代表检查事故报告并向值班人员询问事故情况。内政部门给出的理由是:内政部支持戴姆勒‑奔驰公司的研究,因为它对道路安全具有普遍影响。

德国警方和奔驰的合作是成功的,奔驰事故研究的覆盖范围在接下来几年里扩大了数倍,从巴登巴登延伸至乌尔姆,从曼海姆延伸至康斯坦茨。

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奔驰工程师用50年研究了5000起事故,这也转化为公司的一笔宝贵的安全数据库。现如今,研究人员就像NTSB的研究员一样,每当事故发生,他们就被召集,对严重事故进行第一手检查。

工程师在事故现场从一系列基本问题开始着手:事故是如何发生的?碰撞后车辆的位置如何?是否有任何痕迹?

现在工程师可以用3D激光扫描仪来扫描事故现场所有标记和环境的三维信息。

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工程师对涉案奔驰车进行研究时,会抛出几个问题。溃缩区表现如何?客舱是否有变形?安全气囊和安全带预紧器是否启动?碰撞后的奔驰车型的内部有什么不同寻常之处?乘客是否受伤?如果受伤,他们的伤势如何?

所有这些问题的答案和信息都会被记录在数据库中,每个案例包含1200多个参数。数据库包括数十张照片、草图和目击者描述。一旦收集到相关信息,研究人员就可以系统地重建实际碰撞。

工程师将数据录入计算机,可以转化为可视化资料。他们能够通过将痕迹长度与设计数据和受损奔驰车的操作行为信息相结合来重建事件的实际顺序。然后研究人员可以在屏幕上查看车辆在碰撞之前、期间和之后的移动情况。

此外,计算机模拟还提供了从不同角度观察事故现场的视图。然后将结果与其他事故的数据进行比较,从而使汽车工程师能够逐步编制所涉及的典型伤害的准确图片,并获得开发新的、甚至更有效的安全系统所需的知识。

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梅赛德斯事故研究中心的调查结果向工程师们表明,该品牌长期以来在安全方面毫不妥协的立场已经得到了回报。对交通事故的分析表明,多年来,乘坐奔驰出行时受伤的风险一直在持续下降。

奔驰通过事故研究保持该品牌相对于竞争对手汽车制造商的技术优势方面发挥了重要作用。这是因为工程师能够快速地将这些知识应用到实际中。多年来,此类研究的结果多次为新型、开创性安全系统的开发提供了基础。

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60年代末,当梅赛德斯‑奔驰首次开始系统性事故分析时,专家们最初专注于改善乘客舱内部的保护。尽管当时奔驰车型已经配备了安全带,但真正使用的人却很少。对于许多前座乘客来说,这种放任的态度导致了方向盘、仪表板或挡风玻璃的撞击,导致头部严重受伤。

因此,事故研究人员开始着手识别车内的危险撞击点,并建议改进导致严重伤害的各种开关和手柄的设计。同样,仪表板和内饰材料也经过重新考虑,以确保安全。从那时起,设计工程师就青睐吸能材料。

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工程师还通过事故分析改进车身结构。在重建与迎面而来的车辆的典型碰撞时,事故研究人员很快意识到车辆通常会不对称地相互碰撞。身体前部的结果是一侧比另一侧受到的影响更严重。专家将这种类型的碰撞描述为偏移碰撞。

在德国道路上大约一半的所谓正面碰撞中,碰撞实际上只影响到车辆前部左侧 30% 至 50%。另外25%的此类碰撞中,碰撞发生在车辆前部乘客侧。

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这一发现对汽车设计产生了重大影响。鉴于法律要求对平坦墙壁进行完整的前端碰撞作为乘用车的安全测试,但这仅代表现实世界事故的一小部分,奔驰决定走得更远。

根据奔驰自身事故研究的结果,工程师早在1974年就引入了首次偏置碰撞测试,并继续开发了一种设计原则——即使在车辆前部受到极端局部载荷时也能提供较高的乘员安全性。该解决方案以叉形构件的形式实现--车身结构前部两侧的刚性纵向部分。

这些叉形构件中的每一个都位于前壁的前面并朝向侧裙和驱动轴驼峰,这使得碰撞的冲击力在驼峰、地板和侧板之间均匀传播,从而使乘客舱基本上保持完好。1979年推出的W 126系列S级轿车,是梅赛德斯第一款采用前叉式车身的车型,专门用于防止前端碰撞。如今这种新的设计原则为车辆乘员提供了更有效的保护,而不仅仅是在发生偏移碰撞的情况下。

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图、奔驰S级W126

经过多年持续的事故观察,奔驰发现有必要进一步修改测试程序,于是他们又开发了针对可变形障碍物的偏移碰撞测试。在这次试验中,铝结构可以复制对方车辆的碰撞溃缩区,从而能够更真实地分析物体在撞击过程中是如何变形的,而不是与刚性混凝土或钢障碍物发生碰撞时的情况。

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图、奔驰E级W213

由奔驰联合开发的可变形护栏碰撞测试现已成为Euro NCAP(新车评估计划)的一部分,并成为欧洲所有新乘用车的强制性测试。

未完待续

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