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汽车被动安全技术
摘 要：近年来汽车以前所未有的速度进入中国家庭,伴随着汽车 热的升温,汽车
安全开始成为社会关注的热点,一辆汽车如果动力稍差些,载人拉货少一些,油耗
高一些都是可以容忍的,但安全问题绝对不可讨价还价。本文阐述了汽车安全技
术的定义，介绍了我国 汽车被动安全的相关技术及国内外汽车安全技术的发展现
状。通过对汽车技术的分析，指出了汽车被动安 全技术的重要性及发展趋势。
关键词: 被动安全技术 安全气囊 安全带

随着全球汽车流量的增加和车速的提高，汽车事故增多，所引起的人员伤亡
和财产损失严重，已 成为一个不容忽视的社会问题。针对这一问题而设置的安全
防护装置是现代汽车结构的重要组成部分。而 被动安全系统（也称乘员安全系统）
在事故发生时最大限度降低对人员的伤害。在碰撞事故中，要使车厢 的变形减至
最小，并且要使乘员在车厢内移动发生第二次碰撞的机会最小。侧门防撞杆、安
全车 身、安全玻璃、预紧式安全带、安全气囊、智能安全气囊、乘员头颈保护系
统（WHIPS）及各种安全 电子装置即具有这样的防护作用。
汽车被动安全技术涉及的问题很多，其核心是要在汽车碰撞事故中最 大限度
地保护乘员。而汽车碰撞过程是一个复杂的瞬时物理过程，它包括成百上千个零
件的复杂 变形和相互作用，具有很强的非线性特性，其中包括以大变形、大应变
为特征的几何非线性，以弹性变形 为特征的材料非线性，以不同零部件表面接触
摩擦作用为特征的边界非线性。这些非线性特性综合作用的 结果是，使汽车碰撞
过程的分析变得非常复杂。但多年来经过国内外科学家和工程师的艰苦努力和不断创新，发明了一系列汽车碰撞缓冲吸能的结构和装置，在汽车碰撞事故中有效
地保护了乘员。采用 现代被动安全性措施挽救了大量人的生命，其社会效益和经
济效益是巨大的。
一、汽车被动安全技术的定义
汽车被动安全性，是指交通事故发生后，汽车本身减轻人员伤害 和货物损失
的能力。汽车的安全安全性包括主动安全性和被动安全性，主动安全性指的是车
辆能 够提供的主动的避免危险的能力，而被动安全性是指在事故中能提供给的安
全性。汽车被动安全技术是指 车子在发生事故后能对车内乘客及外部行人提供避
免或降低伤害的保护措施，常见的有：安全带，安全气 囊，还有车体结构方面的
改进措施也算。

二、汽车被动安全的相关技术
被动安全是汽车安全性的一个重要方面，被动安 全主要是指在发生危险的情
况下，汽车保护驾驶员或者乘员的生命财产安全的能力或者性能，如汽车的碰 撞
安全性。随着技术的发展，被动安全技术也得到了长足的发展。目前的一些被动
安全装置主要 有：
1.安全气囊（i-SRS）系统
安全气囊的研究起步于20世纪80年代后期，2 0世纪90年代开始得到迅速
发展。安全气囊的装车使用大大降低了碰撞中乘员受伤的危险。安全气囊主 要由
传感器、气体发生器、气囊系统等3部分组成。传感器的功能是检测、判断车体
所经受的撞 击信号，决定是否启动安全气囊；气体发生器的功能是在传感器的控
制下根据信号指示产生点火动作，点 燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊
迅速膨胀展开保护乘员。气囊一般装在转向盘毂内紧靠缓冲垫 处，其容量约50
L—90 L，气囊的材料要求具有很高的抗拉强度，同时气囊设有安全阀，当充气
过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免乘客挤压受伤。安全气
囊所用的充气气 体多是氮气或一氧化碳。
传统安全气囊的设计是在发生正面撞车事故时避免车内乘员的头部、颈部和胸 部
强烈撞击在仪表盘、方向盘或挡风玻璃上。在后面碰撞、翻车或大多数侧面碰撞
的情况下，它 不会被引发。随着技术的发展，安全气囊的保护范围将进一步扩大，
从现在的前排乘员前方保护扩展到前 排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧
面以及车外行人。侧面安全气囊、发动机罩宽幅气囊、车外气 囊等产品不断推出。
同时，安全气囊已出现智能化，能识别乘员席有无乘员、有无逆向儿童座椅以及乘员身材大小、重量，坐姿、是否系戴安全带等，并根据上述信息调整动作，以
求最大限度地减少失 误和保护乘员。根据美国国家高速公路交通安全局的调查，
由于安全气囊的使用，小客车的驾驶死亡率减 少了11%，而正面撞击则更降低了
30%，另某一权威单位的调查，辅助气囊约可以减少八成左右的头 部及颈部的伤
害，而对于胸部的伤害也可以降低二到三成，因此对于事故人的保护辅助气囊仍
具 有很大的功效。重要的安全防护观念：那就是开车请记得系上安全带，因为辅
助气囊必须与安全带配合才 能发挥最大的功效
2.安全带
安全带的历史悠久，它的作用是当汽车发生急转弯或正面碰 撞、后面碰撞、
有角度碰撞以及翻车事故时，约束乘员尽可能保持原有的位置不动，避免与车内
坚硬部件发生碰撞并防止乘员从座椅上甩出而造成伤害。汽车上使用的安全带，

按固定方 式分为两点式、斜挂式、三点式和四点式4种，由织带、安装固定件、
卷收器和调节件等部件组成。安全 带在交通事故中，对驾驶员和乘员有着重要的
保护作用，特别是在高速公路上行车时，其作用更加明显。 研究表明，使用安全
带能够减少乘员在碰撞事故中50%的死亡率。
安全带的设计除了传统惯 性束紧式安全带外，近年来更有先进的预拉式安全
带及束力限制式安全带，所谓的预拉式安全带就是当事 故发生时，安全带系统除
了传统的惯性束紧外，更可以产生将安全带回拉的力量，避免向前移动的行程过
大或产生过大的冲击，提高安全带的安全性，另一种就是束力限制式安全带，此
种安全带可以进 一步的保护人在事故发生时，由于安全带束力过大产生的胸部及
颈椎的伤害，其设计的方式是当安全带束 紧的同时，当束力达到某一力量以上时，
安全带系统会稍许的松开，使束紧的力量不会再升高的设计方式 ，使人的胸部所
受的冲击力以及颈部的折弯力不至于够大，是一种更先进的安全带保护系统。但
不论何种安全带，请各位仍必须正确使用方能发挥其功能。

3.安全头枕
随着高 速公路的迅速增加，车辆高速运行的情况不断增多，高速公路上发生
最多的事故是追尾撞车。

即使车速只有10kmh，发生碰撞时，车辆的加速与
减速的力量全部挤压在人脆弱的颈部，如 果得不到汽车头枕的保护，车内驾乘人
员的颈部很容易受伤。发生追尾事故时，即使车速较低，也会对驾 驶员的背部和
颈部造成损伤。安全头枕的主要作用是在汽车发生碰撞事故(尤其是受追尾碰撞)
时，抑制驾乘人员头部后倾，以防止或减轻对颈部的损伤。


在发生交通事故时， 碰撞所产生的巨大冲击力全都挤压在脆弱的颈部，使驾
乘人员的脊椎很可能受到伤害，严重者甚至会导致 神经系统出现问题导致瘫痪，
甚至危及生命。有了汽车头枕的存在，便可以有效地缓冲事故发生时巨大的 瞬间
冲击力，从而保护脆弱的颈骨，降低颈部受到伤害的几率
。

4.安全玻璃
汽车发生碰撞事故时，挡风玻璃的性能如何对高速行驶的汽车安全性影响较大。汽车安全玻璃一般具有足够大的变形余量和柔性，一方面可保证正常状况下
良好的视觉效果，另 一方面能防止碰撞时乘员从窗中飞出时，玻璃不对其头颈部
位造成较严重伤害。安全玻璃包括强化玻璃和 夹层玻璃

5.汽车座椅
汽车座椅是汽车中将乘员和车 身联系在一起的重要内饰部件，它直接影响到
整车的舒适性和安全性。所谓座椅的安全性是指汽车座椅能 有效地防止汽车事故
的发生，并在事故发生时能最大限度地减轻对驾驶员及乘员造成伤害的能力。汽车座椅要与安全带和安全气囊一起对乘员定位的同时缓解碰撞的强度，吸收乘员
与之碰撞时产生的能 量，使乘员的损伤指标达到最小。从座椅的安全性能考虑，
其结构可分为靠背、头枕、座垫、座椅总成与 车身相连接的固定部件。
6.靠背
靠背的强度设计分柔性吸能式和刚性吸能式两种。不同的 碰撞条件，两种靠背的
保护效果是不同的。在高强度碰撞时，刚性靠背的设计概念对于正常坐姿、按标< br>准状态使用约束系统的成员来讲是合理的。但是，在发生低强度尾部碰撞时刚性
靠背座椅会引起乘 员身体沿靠背向上滑动，靠背对乘员产生回弹。
7.吸能车身
当汽车受到撞击时，车身在吸 收一定撞击能量的同时减缓车内乘员的移动程度，
对于保证乘员有足够的生存空间非常重要。在驾驶室中 ，驾驶员部位最容易受到
伤害，因此将转向柱设计为可缩进式，碰撞时能折叠一定的距离，为驾驶员留下
生存空间；前、后保险杠能吸收动能；车门要求有一定的刚度，受撞击后车门要
易于打开；车顶 要有一定的刚度，保证翻车后不能被压扁等。
8.儿童安全装置
儿童安全装置主要指儿童安 全带和儿童座椅。由于儿童的身材比例与成人不
同，并不是成人身材的简单缩小，所以必须对儿童用安全 带和儿童安全座椅进行
特殊设计，以保证儿童的安全。试验结果显示，在发生撞击时，一个体重20 k g
的儿童其质量可达2t，是根本抱不住的。在我国随处可见儿童不加限制地坐在
成人坐位上， 在发生碰撞时是相当危险的。据研究，正确使用儿童安全带和儿童
座椅可使0—1岁的幼儿在事故中的死 亡率减少69％，1—4岁的儿童死亡率减少
47％，5岁以上儿童死亡率减少45％，减少中到重伤5 0％。


三、汽车被动安全技术国内外现状
随着我国成为全球最 大的汽车生产和消费市场(2010年我国汽车产销量分别
达到1826.5万辆和1806.2万辆) ，世界各大汽车制造商均非常重视我国汽车市
场的发展，推出的最新车型基本上与全球同步，促使我国汽 车安全技术总体上与

全球接轨。我国汽车发展半个世纪历史中，有关汽车安全性能的研究 和新技术的
应用发生了日新月异的变化。从最初的保险杠减振系统、乘员安全带系统、安全
气囊 ，到汽车的碰撞试验，防抱制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)、电子稳定
控制 (ESP) ，到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究，汽车的安全
性能正日趋完善，特别是近几年，随 着科学技术的迅速发展，越来越多的先进安
全技术应用到汽车上。
另外，中国汽车技术研究 中心从2006年开始推出“中国新车评价规程
(C-NCAP)，从这几年碰撞结果来看，四星级、五 星级乘用车的比例逐年提高，2010
年消灭了二星级乘用车。C-NCAP的实施，较快并有力地推动 了我国汽车碰撞安
全技术的提升。中国汽车技术研究中心将推出C-NCAP(2012年版)。 汽车 安全技
术大多是集电子、机械、材料甚至化工为一体的高科技产品。性能优异、质量稳
定的安全 技术产品最初随着国外引进车型而装配到汽车中，造成目前我国高端安
全技术产品主要由国外汽车零部件 供应商及其合资企业垄断。
近几年，我国乘用车普遍安装了ABS系统，有效地提高了我国汽车安全 性能。
2009年我国电子稳定控制(ESP)系统安装率在11%左右，与欧洲ESP安装率相比相差很大。 目前，我国M1类汽车前后排位置全部安装了安全带，M2类和M3类
汽车前排座位也 安装了安全带。具有预紧和限力功能的安全带主要应用于我国中
高档轿车上，仅个别中低档轿车高配车型 安全带具有预紧功能。我国乘用车驾驶
员座位基本上都安装了安全气囊，除极个别低档车型外。乘用车越 高档，前后排
座椅安全气囊比例就越高，如安装正面安全气囊(驾驶员侧和乘员侧)及侧面安全
气囊，有不少车型安装了侧面帘式安全气囊。
汽车安全技术的发展
1886年，德国工 程师卡尔·本茨和戈特利布·戴姆勒在不同的地方各自独
立发明了汽油发动机机动车，从而被世人公认为 世界第一辆汽车的发明者，至今
世界汽车工业经过了120年的发展，当代的汽车技术已经非常成熟了。 汽车已经
渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类必不可少的、
最主 要的交通工具，为人类社会的发展与进步起到了至关重要的作用。
随着人类社会的不断发展与进步，汽 车的普及和应用将更加普遍和深入。随
之带来的道路交通安全问题也已成为世界性的大问题。据联合国世 界卫生组织最
新一期的《世界灾难报告》报道：目前，全球每年有超过130万人死于因汽车引
起的道路交通事故，道路交通事故仅次于心脑血管疾病、呼吸系统疾病和恶性肿
瘤之后，已经成为威胁人 类生命的第4大杀手。全球每年因道路交通事故造成的

直接经济损失高达5800多亿美 元。因此，汽车的安全性能对人类生命和财产安
全的影响是不言而喻的。
汽车安全技术中的主 动安全和被动安全是相辅相成、相互补充的，两者缺一
不可。未来的汽车安全技术将向着集成化、系统化 和智能化方向发展。
1）集成化。将汽车主动安全技术与被动安全技术进行融合，会得到更好的
安全保护效果。德尔福公司推出的集成安全系统（ISS）涵盖了汽车上所有的主
要子系统，由50种 不同的技术组成，这些技术集成于一体，协同发挥作用，能
更好地预防交通事故发生。
2）系 统化。将汽车、道路、人作为一个系统来分析研究，让三者相互协调，
达到各自性能的最佳匹配，才能实 现驾驶员行为特征、车辆机械特性及道路设施
和交通法规之间的最优协调，才能达到系统整体的最佳效益 。
3）智能化。随着电子信息等技术的飞速发展，智能技术在汽车安全系统上
得到了广泛应用 ，安全技术正逐步走向智能化。全球卫星定位系统（GPS）技术、
智能避撞系统、智能驾驶系统、智能 轮胎、智能悬架、智能安全气囊等将在汽车
上发挥越来越大的作用。
在过去相当长的时间里， 提高车辆安全性都意味着提高被动安全性能，也就
是在发生车辆交通事故时如何更好地保护乘员和行人的 生命安全，而在发达国
家，主动安全性能的研究受到了更大的重视。提高车辆的被动安全性能只能代表< br>过去，而如何更好地避免事故的发生才是未来的目标。
但是实践证明，主动安全系统并不能取代 被动安全系统的作用，就算给车辆
装上处理速度极高的巨型计算机，并配以灵敏度极高的传感器系统，也 不可能避
免所有的交通事故。由此可见，被动安全系统仍然是十分重要的。主动与被动安
全系统 的集成是一股势不可挡的趋势。复杂的整合技术将近距离雷达、远程雷达、
影像传感、转向及翻滚角度传 感、稳定控制电子传感等诸多技术结合在一起，对
驾驶环境实施全面监控，集中比较、分析多方面的数据 ，在必要时启动最适当的
下一级系统，自动地或辅助驾驶者采取正确的防护措施。集成的主、被动系统能
实现更强的安全性能，最大程度地保护车辆、乘员乃至行人的安全，其价值远远
超过了各自独立 、互不相干的防护系统。随着现代科学技术的发展，未来的汽车
安全技术将向着微处理机、软件技术、多 通道传输技术、集成化技术、车载网络

系统、光导纤维传导技术、声纳传感技术、纳米技 术等更先进的技术领域发展。
随着更多的新技术不断地运用到汽车上。可以相信，未来的汽车将越来越安 全，
越来越可靠，越来越人性化，越来越智能化。


参考文献
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