百年汽车安全历史

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如果现代汽车制造商想起一百年前的汽车实例,那肯定会感到恐惧:蹄形制动器和坚固的转向柱(如山峰)对准驾驶员的胸膛。 但在1950年代之前,这种汽车已经量产。 然后,汽车制造商很少关心驾驶员和乘客的安全。 重点主要放在速度上,其次是便利性。 直到20世纪中叶,汽车安全才是最重要的生产阶段,因此值得一提。 让我们回顾一下汽车安全系统发展的迷人历史,以及它们如何影响现代工业。

第一步

直到20世纪初,带ICE的第一批车身更像是马拉的马车。 最初,有些车型甚至没有地板,只有乘客座位,折叠车顶和原始的前隔板保护罩。 这种汽车的发动机通常直接位于座椅下方。 到20世纪初,大约有20种基本的身体类型,以马车为例,以法国名字命名。

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逐渐地,越来越多的耐用金属开始用于人体结构中。 大约在同一时间,打开和关闭的身体之间发生了对抗。 例如,1911年在美国制造的第一台Mercer Type 35 Raceabout跑车具有敞开的车身,而英国的Lanchester具有完全密封的版本。 在随后的几年中,汽车制造商开始越来越倾向于封闭的车身,因为它们更实用,更可靠,而开放式选件更可能是设计要素。

1905年,德国机械工程师Frederick R. Simms在Simms-Welbeck车辆上安装了第一批保险杠,该保险杠中装有气动元件以吸收冲击能量。 因此,保险杠成为了汽车不可或缺的一部分,杜森伯格和林肯等美国公司率先为其保险杠赋予了独特的外观。

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出人意料的是,在上世纪初,有些汽车能够达到100 km / h的速度,因此迫切需要安装有效的制动系统。 看起来很奇怪,第一个是对我们来说更熟悉的盘式制动器,这是英国人弗雷德里克·兰切斯特(Frederick Lanchester)在1902年申请的专利。但是,它们并未得到广泛使用,因为使用它们会产生很多噪音和嘎嘎声。

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直到1940年代和50年代,皮带制动器首先得到普及,然后是鼓式制动器,其鼓垫牢固地隐藏在鼓内。 最初,制动器仅安装在后轮上。 四轮制动系统仅在1910年出现在Arrol-Johnston车型上。 1921年,第一台液压制动器出现在Model A Duesenberg上。 踩下踏板时,液压制动系统需要大量的精力,因此,路易斯·雷诺在1923年发明了第一台机械助力器并申请了专利,该助力器已开始安装在所有雷诺系列汽车上。 1966年,第一个双回路制动系统(机械和液压)才开始在沃尔沃汽车上安装。

随着速度和汽车数量的增加,工程师开始引入系统以促进驾驶过程并消除道路上的许多危险时刻。 因此,到1916年,大多数美国汽车已经配备了雨刮器,到1920年代初,开始安装了第一个电动大灯。 1938年,所有凯迪拉克量产车都配备了后视镜,刮水器和雾灯。

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1928年,福特A车首次安装了防震挡风玻璃。 由于苏格兰人约翰·博伊德·邓洛普(John Boydl Dunlop)的工作,他在1887年发明了自行车充气轮胎并申请了专利,他的发明迅速转移到了汽车上。 因此,开车出行变得更加安全和舒适。 1904年,美国大陆航空开发了第一个压纹轮胎,从而大大提高了汽车的可控制性。 米其林于1946年开发了第一批具有帘线径向排列的轮胎。顺便说一下,这种轮胎在今天仍然得到广泛使用。 1912年,美国人埃弗德·巴德(Evard Budd)在他的车间发明了第一个全金属车身,​​直到1928年才被广泛使用。

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随着赛车运动的日益普及,汽车制造商开始更加关注汽车的可控制性,因此在1930年代开始制造具有承重车身的汽车。 这是通过将全金属主体与刚性框架相结合来实现的。 结果,承重元件的可维护性和寿命随着汽车总质量的显着降低而增加。 第一辆带有支撑体的量产车是1934年发布的前轮驱动雪铁龙Travant Avant。 后来,汽车开始代替承重车身,而是安装了承重框架,从而降低了平台降落,提供了额外的车身保护并降低了噪音。 首批此类机器是1939年发布的“大众KdF”系列。

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被动安全

到1950年代,汽车逐渐开始不仅成为一种奢侈品,而且已经成为一种通用的交通工具,通过引入各种系统和设备,要求驾驶员和乘客提高安全性,这些系统和设备在将来被称为被动系统。
在1940年代后期,沃尔沃提出了降低冲击力的高强度框架(“外壳”)的概念。 将来,这家瑞典公司将为汽车安全的发展做出巨大贡献,但首先是第一要务。 上世纪中叶,许多汽车制造商开始对自己的汽车进行碰撞测试。

1950年代初期,戴姆勒-奔驰员工贝拉·巴雷尼(Bela Bareni)后来被公认为“被动汽车安全之父”,提出了当时创建安全驾驶室的革命性想法。

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这个概念是一个抗冲击的“外壳”的组合,该“外壳”具有足够的自由空间供乘客使用,并且会因位于汽车前后部的冲击能量吸收区域而起皱纹。 该技术的本质是由于身体元素变形而产生的动能转换。 因此,与障碍物的接触时间增加了大约十倍,反过来减小了负载。

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该开发项目获得了公众的认可,并通过了许多碰撞测试,包括正面碰撞。 自1952年以来,第一批使用能量吸收车身元素的汽车便是American Premium Packard乘用车。第一款完全融合了巴雷尼提出的被动安全原理的汽车是梅赛德斯·奔驰W111,该车于1959年进入市场。 g。

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在1954年,同一辆巴雷尼(Bareni)提出了带有折叠元件的原型转向柱,在发生碰撞时不会对驾驶员造成严重伤害。 长期以来,这种发展一直处于阴影之中,但是几年后,它显示出了其比伸缩式刚性结构所具有的全部优势。

1956年,福特开始批量生产带有五点式安全带的汽车,但该技术并未得到广泛使用。 顺便说一句,早在1885年,美国爱德华·克莱格霍恩(Edward Kleghorn)就获得了汽车安全带的第一项专利。在20世纪初,飞机的乘员和飞行员最常使用安全带。 1959年,沃尔沃开始为量产车配备可靠的三点式安全带时,情况发生了根本变化。 人们普遍认为,这种发展并不是创新的:最早的三点式安全带早在1902年就出现了。但是,瑞典公司Nils Bolin的工程师能够对技术进行重大改进,使其尽可能可靠和易于使用。 鲍林开发皮带已有一年多的时间,在这段时间内,他研究了大约20,000起事故报告。

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沃尔沃之后,到1964年,全新的美国汽车开始配备三点式安全带,两年后,该设备成为美国的标准配置。 1960年,沃尔沃开始在量产车中安装带衬里的前面板,从而减少了面部和胸部受伤的数量。 该公司还是最早在1964年开始测试儿童安全座椅并将其安装在汽车上的公司之一。

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值得注意的是,直到1960年代初,儿童安全座椅才被认为是一种安全功能,而是被用来将儿童抬高至其他乘客的视线高度。 1978年,美国成为第一个通过有特殊儿童约束的儿童强制运输法的国家。 1967年,沃尔沃的另一项重要发明是用于保护乘客颈部和头部免受后座撞击影响的座椅头枕,并在两年后成为美国的标准。 这种形式的头枕在市场上持续了将近30年,直到1995年,有源模型才首次出现在Saab 9-5上,由于惯性,该模型激活了一种特殊的机制,可以在倾斜头部之前使头部靠垫接近,从而减小了撞击力。 萨博在1971年也成为第一家在生产型汽车上安装吸能挡风玻璃的公司,并在1977年在车门上安装了侧防护梁。

逐渐地,车身材料变得更耐用,更轻巧,并且内部元件开始由皱折或柔软的材料制成。 但是,被动安全中最重要的要素也许仍然是安全气囊。 美国工程师早在1968年就对安全气囊进行了首次实验,以保护坐在前排座位上的驾驶员和乘客,仅五年后,它们同时出现在通用汽车和雪佛兰量产车中。

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自1980年以来,梅赛德斯S级轿车首次采用了电子控制安全气囊。此后,安全气囊技术发生了许多变化(在发生碰撞之前分析乘客的位置,根据情况调整操作算法),但总体操作原理保持不变这一天
前气囊的巨大成功使沃尔沃在1994年推出了850型,该车型实现了侧面安全气囊以及安装在前门中的加强筋。 该公司决定走得更远,并在S80轿车上安装了充气窗帘,以保护乘客免受侧面冲击。 1996年,起亚为Sportage SUV配备了安全气囊,以保护膝盖。

在2000年代中期,在保护行人的国际组织的倡议下,开始在车辆上安装车载引擎盖,在热解弹盒的帮助下,它们可以自动升起以在碰撞时保护行人。 捷豹XK和雪铁龙C6是首批采用这项技术的汽车。 在2012年,同一辆沃尔沃汽车开始为V40引擎盖中内置的行人安装安全气囊。

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主动安全

直到21世纪初,开发工作主要是通过改善车身和各种系统来提高被动安全性。 但并非毫无用处-半个世纪以来,汽车的建设性安全性增长了数倍,挽救了数千人的生命。 但是,这并不能阻止发展:已经创造的技术正在不断改进,创造了新的材料等等。 近来,重点已放在主动安全系统的引入上,即主动减少事故发生时人为因素的技术。 尽管这个阶段仍处于积极发展的阶段,但已经做了很多工作。

一切始于1970年代,当时梅赛德斯-奔驰和其他几家公司开始开发电子防抱死制动系统(ABS),该系统可防止车轮在紧急制动过程中锁死,从而帮助驾驶员避免失控。 1978年,这项技术首次出现在梅赛德斯-奔驰450 SEL车型上,此后便开始在许多国内外汽车上安装。

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在1995年,梅赛德斯(Mercedes)推出了第一个实用的解决方案,即一种简化停车过程的技术,称为Parktronic。 该系统由几个超声波传感器和一个蜂鸣器指示器(蜂鸣器)组成。 该技术的原理非常简单:传感器测量到障碍物的距离,并且蜂鸣器通过更改声音信号来警告驾驶员何时停止。

从1987年到1992年,梅赛德斯-奔驰与博世共同开发了一种用于汽车的电子稳定控制系统,该系统被称为“电子稳定程序(ESP)”。 1995年,该技术完成并命名为“电子稳定控制”(ESC)。 自1997年以来,第一批提供这些系统的汽车就是梅赛德斯A级。

1990年代中期,GPS技术鼎盛时期,人为地将精度降低到100米。 授权将该系统用于民用目的允许在汽车中引入新的自动化系统。 1997年,在梅赛德斯汽车上,两年后,宝马e38和丰田Celsior开始使用自适应巡航控制技术,该技术自动保持给定速度。

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巡航控制取决于ABS和ESC系统-如果它们失败,则该功能将被禁用。
1997年,负责汽车独立碰撞测试的欧洲委员会开始评估欧洲NCAP被动和主动安全性。 沃尔沃S40成为第一款保护成人乘客的四星级汽车,雷诺·拉古纳(Renault Laguna)在2001年被公认为第一款五星级。

2007年,沃尔沃在S80轿车上引入了盲点监控技术,一年后,XC60装备了另一项创新技术-自动制动。 您可以在我们的博客中了解汽车电子和安全系统领域的其他创新。

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总结

当然,在一篇文章的框架内,不可能完全描述汽车安全系统的发展。 唯一可以肯定地说的是,一百多年来,汽车的变化已经面目全非。 现在,这不仅是一种运输手段,而且还是引进创新技术的平台。 近年来,大多数公司已转向开发无人驾驶汽车,这需要创建新的安全系统。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN406999/


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