从实验数据来看,正面碰撞时,当驾驶室侵入量为15cm时,重伤率为20%;驾驶室侵入量达61cm时,重伤率高达52%。所以,汽车发生碰撞时若想保护乘员的安全,最重要的是尽可能减少驾驶室空间的侵入,并让汽车车身尽可能地吸收碰撞冲击能量。
下面有一组实验(见图12),红车采用整体式车身,白车为非整体式车身,实验现场采用科学摄取照片的方式记录汽车碰撞瞬间。在实验中,汽车以相同的速度,碰撞相同固定障碍物,实验人员对对整体式结构汽与非整体式汽车的碰撞过程的各个阶段进行了比较。对于采用整体式车身的红车而言,在碰撞的各个阶段,乘员室的变形量都较小,碰撞后,乘员室无明显变化;而非整体式汽车(白色)在碰撞后,碰撞冲击直接威胁到乘员的安全。
汽车正面碰撞的车身设置除能尽可能的减小乘员室安全结构的变形,还应减小车身减速度(即汽车碰撞的冲击能量能瞬息减小,并且尽量减小对乘员室乘员的冲击力),碰撞过程中车门不能自动打开,碰撞后可以不使用工具打开至少一侧的一个车门。汽车车身前部也应进行一系防碰撞结构设计,这主要是防碰撞横梁、车身横梁与纵梁连接构件、车身纵梁、前指梁、翼子板、减震器座等,如图13所示,黄色结构是汽车车身主要的防碰撞构件。
(3)汽车车身前部的防碰撞结构
汽车车身前部是碰撞概率发生最高的部分,正面碰撞的概率在67%左右,但碰撞死亡率只占碰撞死亡总人数的31%。汽车车身在车身的前部不论什么车型,包括紧凑型车、经济型车、中级车、高级车的各种汽车在车身前部都设计了一系列防碰撞性能的结构。
各种车型的汽车车身前部都有相类似结构,汽车车身前部一般主要由图14所示构件组成。需要指出,汽车车身前部结构,各种车型的构件形状尺寸不完全相同,但总体结构和其主要功能是相同的。
汽车发动机前置前轮驱动的车身前部,在防碰撞设计方面都有相同的结构,如图15所示,汽车车身前部的结构具有吸收冲击能量的功能。图中车身前部横梁(红色),为车身前部布置在车身最前部的防碰撞结构,一般能够吸收一定的碰撞冲击能量。车身横梁与纵梁连接件(图中黄色部分)可以吸收碰撞冲击能量,保护车身横梁后部的汽车构件,也防止碰撞冲击力直接碰撞冲击汽车车身纵梁。汽车车身纵梁是汽车车身前部主要防碰撞结构,它将在碰撞中吸收大多数冲击能量,防止碰撞冲击能量危及乘员室的安全空间。如果冲击力很大将使车身纵梁变形,碰撞冲击力将使减震器座产生移位或变形(图中黄色构件),减震器座也是车身前部的吸能构件,主要的功能是吸收冲击能量和冲击力,不让碰撞冲击力冲击乘员室。从汽车前部结构可以看出,整体式汽车车身结构的前部结构中车身纵梁和减震器座的碰撞损坏变形将影响汽车动力和行驶功能,这是因为整体式车身结构汽车前轿直接与减震器连接,车身纵梁与减震器的损坏将直接影响汽车的正常行驶。