整車總布置設計對碰撞控制策略的影響

摘要：現代交通運輸工具的發明和使用極大地便利了人們的日常生活，同時也促進了社會經濟的快速發展，而且隨著現代科學技術的不斷發展創新，人們對交通運輸工具的功能性和安全性的要求不斷地提高。在汽車生產制造領域，車輛的安全性是制造商也是汽車購買者最為關注的汽車性能之一，尤其是汽車應對碰撞的安全系數即汽車碰撞控制策略是生產制造商和消費者的關注重點。在生產制造汽車的各個環節和過程中，整車總布置設計對汽車碰撞控制的安全系數具有重要的影響作用，所以本文旨在探討整車總布置設計對汽車碰撞控制策略的影響以及在汽車的總布置過程中該如何設計才能提高汽車應對碰撞的安全系數，提高車輛的安全性，從而保障車輛使用者的生命和財產安全。

關鍵詞：汽車總布置設計;碰撞控制策略;車輛安全指數;具體舉措

0 ?引言

科學技術的發展給人類的生產生活和社會實踐帶來了巨大的變革，影響著人們的實踐和日常生活方式。現在這個快節奏的社會已經離不開汽車這種交通工具，汽車行業已經蔚為大觀，汽車的消費人群逐漸擴大，然而在汽車生產與使用不斷擴大的同時交通事故也頻頻發生，尤其是中國因交通事故造成的死亡人數居世界首位，這當然與中國人口基數大有關，但為了保障公民的生命和財產安全，減少交通事故造的人員傷亡，我們也應該積極尋求有效措施，不斷提高汽車安全性能和加強交通管制。

1 ?整車總布置設計

車輛的安全系數以及汽車應對碰撞的控制安全系數這些作為車輛生產制造商的重要考慮項目，在汽車生產的各個環節中，能夠影響汽車應對碰撞的控制能力提高安全性的環節就是整個車輛的總體布置設計，通過對車輛不同部件的空間、位置的尺寸、高度、角度等調節和配置，使汽車能夠最大程度地保護乘員的安全，減少碰撞造成的撞擊傷害，所以車輛的整車總布置設計對車輛的碰撞控制安全能力具有重要作用。本章節筆者將對整車總布置設計的概念即內涵、整車總布置設計與車輛碰撞控制策略的關系以及車輛碰撞控制策略的重要性展開詳細論述。

1.1 整車總布置設計的內涵

汽車整車總布置設計是指在汽車的總體方案確定后，對車輛的總成和部件進行空間布置，并校核初步選定的各部件結構和尺寸是否符合整車尺寸和參數的要求，使其達到最佳組合，得到合理的車輛總布置方案。整車總布置設計的主要內容是在滿足操作方便性、乘坐舒適性、使用安全性和國家法規要求的原則基礎上確定車身內外尺寸，確定乘坐與操作空間，校核各項性能及法規要求的尺寸數據，從而完成整個車輛的設計和布置。

1.2 整車總布置設計與車輛碰撞控制策略的關系

整車總布置設計中關于車輛各個部件、空間的布局、位置、尺寸以及角度等的設計都會直接影響到車輛碰撞控制的效果，簡而言之就是通過整車總布置設計可以設定以及優化改善車輛碰撞控制策略，有效降低車輛碰撞造成的危害和損失，提高車輛對撞擊的安全防御能力。車輛的安全指數以及應對碰撞的安全防御系數的提升必需經納入整車總布置設計的考慮范圍中，而最終安全系數的提升也依賴于車輛的設計布置環節。

1.3 優化車輛碰撞策略的重要性

首先交通事故頻繁發生以及造成的巨大的人員傷亡和財產損失讓我們必需對交通運輸的安全性重視起來，減少交通事故發生頻率，降低人員傷亡和財產損失，從而保證人民的權益和幸福，維護和諧穩定的社會秩序。所以提高交通運輸工具的安全指數和應對突發事故的安全防御能力是有效保障人員生命和財產安全的重要措施。

其次消費者在購買和使用汽車時，車輛的安全指數以及應對突發狀況（如撞擊）的安全防御機制是他們的重要考慮內容，作為車輛的使用者當然希望能夠擁有一輛安全可靠值得信賴的汽車來保障出行交通安全，所以安全性能將會直接影響消費者是否購買車輛。以滿足消費需求為導向的市場經濟要求車輛生產制造商在設計制造汽車的過程中必需不斷提高自身汽車品牌的安全性，在滿足舒適、經濟、適用的同時又能提供安全保障，滿足消費者需求，以此提升品牌的市場競爭力，獲得競爭優勢和經濟效益。

車輛撞擊碰撞是造成人員傷亡和財產損失的主要和絕大部分因素，所以提升車輛的安全性能最重要的就是優化和改善車輛碰撞控制策略，提高車輛應對撞擊碰撞的安全指數和防御能力，以此降低事故危害。所以在車輛總布置設計環節中，必需對車輛各個部件的位置、尺寸、安裝角度以及空間比例進行合理規劃和多次試驗檢驗，從而提升車輛應對撞擊的防御能力和安全指數。

2 ?優化車輛碰撞策略的具體方案

上文筆者已談到整車總布置設計與車輛車輛碰撞控制策略的關系，即整車總布置設計中關于車輛各個部件、空間的布局、位置、尺寸以及角度等的設計會直接影響車輛應對碰撞控制的效果，車輛碰撞控制能力依賴于車輛的設計布置環節中通過不斷地實驗檢驗對車輛各部件及各部件的位置、尺寸、安裝角度和比例等進行調整，從而在滿足便利、舒適、經濟、適用等原則的同時保證安全性能最大化。

下文筆者將對整車總布置設計中需要納入考量和調整的因素進行論述，以此來闡述優化車輛碰撞策略的具體方案。

2.1 車身總體的區域設計布局

為提高車輛抵御碰撞的控制能力和安全系數，首先應該對車身總的空間、位置、尺寸進行合理的布局和規劃。從安全性的角度考慮整個車輛可以分為三個區域：前撞區域;后撞區域和乘坐區域，由于這三個區域在發生撞擊時承受的撞擊力度不同，以及需要緩沖和分擔撞擊的功能不同，所以在進行整車總布置設計的過程中，應該根據不同區域的功能和安全系數要求進行空間、位置、尺寸、角度以及部件的設計和安裝，從而最大程度地保障乘員的安全。乘坐區域是重點保護的區域，所以在車輛的整車總布置設計過程中必需對各個區域的空間、位置、尺寸進行科學的設計和合理布局，確定整車長度、寬度、高度。

在實際的車輛撞擊事故中，前撞區域和后撞區域是遭受撞擊最多的區域，且車輛碰撞控制策略的目的就是保障乘坐區域乘員的安全，所以在設計前撞和后撞區域時，這兩個區域的長度、寬度以及硬度可以在符合車聲整個設計美觀、經濟、舒適、適用的基礎上盡可能的長、寬和“軟”，從而達到有效承受、緩釋撞擊力度的效果，而乘坐區域相對而言就需要更加堅實和“硬”一些，能夠承受經前后撞區域緩釋過后的撞擊力度，并盡可能的不變形，所以車門、立柱、門檻梁等結構必需進行加固，采用硬度高的材料，從而最大程度保證乘坐區域乘員的安全。

2.2 懸置系統的結構及位置設計

車輛懸置系統的穩定性和結構位置同樣對車輛碰撞控制防御能力具有重要的影響作用。車輛的懸置系統主要功能是無論在車輛處于靜止或運動狀態下都能夠承載車輛發動機并保持其與車身其他部件的相對穩定。懸置系統的結構和位置將直接影響碰撞效果，所以在設置懸置系統時應當經過反復的模擬計算和實驗，在彈性安裝的基礎上確保始終保證發動機等動力裝置與車身的相對穩定，確保在所有狀況下甚至遭受碰撞的情況下能夠承受動靜載荷，并使發動機總成在所有方向上的最大位移不與其他部件發生摩擦碰撞。

2.3 縱梁設計

車輛的縱梁主要包括前縱梁和上上縱梁，首先我們來談前縱梁的設計需注意的地方。前縱梁是發動機艙內的主要承載件，也是能夠有效抵御碰撞關鍵部件。在車輛發生碰撞時，碰撞產生的沖擊和力度將會通過縱梁向整個車身傳遞，從而使得車身乘坐區域受到沖擊力發生變形，由于壓力即碰撞所產生的力度與縱梁的接觸面積大小也有關系，所以在設計車輛的縱梁時，應當針對縱梁的長度、寬度和具體的區域進行合理設計，縱梁必需穩固牢靠，且受理強度上前部相對較弱而后部要強，從而起到緩釋和有效化解沖撞力度的作用，以減少對乘坐區域的沖擊力。

車輛的上縱梁與前縱梁和側圍組成了車身的一個封閉結構，而且上縱梁的穩固也會直接影響車輛受到撞擊時車身的穩定性和安全性，所以在整車總布置設計中，上縱梁的設計應該與前縱梁和側圍的設計相配合，形成一個固定穩固的結構，有效抵御撞擊風險。

2.4 座椅設計

座椅承受是乘坐人員產生的壓力的主要部件，也是發生碰撞時支撐和承受人身體關鍵部件，座椅的高度、坐墊深度、椅背的傾斜角度、座椅受力的強度和硬度等都對車輛在受到沖撞搖晃后的人的生命安全具有重要影響，所以結合整個車身、乘坐區域的空間必需反復模擬實驗座椅的角度、高度、硬度和受力強度，使得車輛在遭受撞擊后座椅能夠有效的支撐人體并減少對人體的沖撞力度。

2.5 保險杠設計

保險杠能夠在車輛發生偏位置碰撞時吸收和緩釋掉一部分沖撞力度，平衡汽車沖撞造成局部區域受力過重的情況，從而有效提高汽車碰撞控制能力。所以保險杠使用的材料應該與前縱梁的強度匹配的基礎上選取高強度鋼或者合成的高強度材料，能夠抵御撞擊造成的彎曲變形。

2.6 其他相關設計

除了通過提升以上五個方面的設計外，還應注意車輛的轉向系統設計和各種支架設計等，這些都對車身遭受碰撞后的穩定性具有影響作用。在設計轉向系統時應該使轉向盤的韌性好、剛度小，減少撞擊時對駕駛員的沖撞力度;此外車內的其他支架盡量避免設置在前部縱梁的前部，減少碰撞時對前縱梁的撞擊力度，從而保證前縱梁的吸能作用。

3 ?結語

汽車的安全性以及應對碰撞的控制防御能力是影響車輛購買者購買汽車的重要參考因素，同時為了生產更加安全、舒適、適用的汽車，有效保障車輛使用者的生命和財產安全，車輛的生產制造商在車輛的設計和制造過程中必需將車輛的安全系數納入車輛設計的環節當中，在整車總布置設計中通過不斷改善和提升車身總體的區域設計布局、懸置系統的結構及位置設計、縱梁設計、座椅設計、保險杠設計以及其他相關設計來優化車輛碰撞控制策略，從整車總布置設計中不斷完善車輛碰撞控制策略，減少交通事故造成的人員傷亡和財產損失。

參考文獻：

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作者簡介：沈艷艷（1985-），女，河北衡水人，本科，中級工程師，研究方向為整車開發結構布置及性能分析。