摘 要 传统汽车安全技术的制动力是汽车自身产生的，但在雨、雪等恶劣天气，地面附着系数变小或者在制动过程需要较大地面制动力时，由于地面附作力不足而难以保证汽车的安全刹车距离，进而导致交通事故的发生。传统意义的安全措施不能在特殊汽车工况下起到应有的作用，因此我们可以考虑到利用非接触力的作用来增加汽车制动力的大小进而保证汽车驾驶的安全性。电磁力在磁悬浮列车的成功应用及超导技术的不断发展为汽车的电磁防撞安全技术提供了可能。
关键词 汽车安全技术；制动力；摩擦系数；主动安全技术；电磁防撞装置
中图分类号：U461 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0118-01
电磁力在汽车主动安全技术中的探究
1 研究背景
人们对驾驶安全要求的不断提高，汽车安全技术的不断发展和完善，使得汽车的安全技术日益成熟并逐步向智能化发展。传统汽车设计是以提高汽车自身的性能为主，一切技术围绕车开展进行，可以说汽车技术是当今科技发展成果的主要展现，相对而言对车以外的外部因素的考虑应用不足，交通事故很大一部分是由于外部因素造成的，如驾驶人员的疲劳驾驶，驾驶员的驾驶素质，雾霾，雨雪等恶劣天气的影响，地面摩擦系数的降低，先进的制动系统受到制动力制动距离的影响等，在恶劣的驾驶环境中，先进的汽车技术无法达到预期的自动效果。
2 传统的安全方式
1）随着汽车保有数量的不断增加，交通事故频频发生，传统的汽车安全理念急需改观，安全带、安全气囊、保险杠等多传统的被动安全方法并不能有效解决交通事故的发生，随着科技的进步，目前汽车安全分为主动安全和被动安全。主动安全是通过预先的防范，避免事故发生，被动安全则是在事故发生过程中或事故发生后，尽量减少损害的方法与措施，主动安全技术越来越体现它的重要性，它可以避免人员及车辆的损伤，尤其是可以避免事后由于交通堵塞引起的间接经济损失，可以防患于未然。但实践证明，主动安全系统并不能完全取代被动安全系统，无论多么精密的技术设备都不可能完全避免交通事故的发生。这其中最大的原因是地面制动力不足引起的，由于地面制动力的不理想而无法保证安全制动距离。
2）在交通事故无法避免时，汽车在碰撞过程中，通过减少汽车刚度，来达到缓冲吸能的目的，日系车尤为突出。汽车结构缓冲吸能技术主要是通过合理设计汽车结构，使汽车碰撞部位达到最大塑性变形，或使汽车碰撞时带动其他缓冲吸能装置（如液压装置、气动装置或机械储能装置等）以达到缓冲吸能的目的。美国通用汽车公司，提出了一种可自动伸缩式的前保险杠结构，当事故将要发生时，主动将保险杠伸出车体，与碰撞物先行碰撞，达到缓冲吸能的目的。这种装置体积、质量较大，会造成保险杠不稳定，且高速碰撞时吸收的能量也很有限。长沙理工大学研究人员提出一种螺纹剪切式汽车碰撞智能吸能控制系统，在即将发生碰撞事故时，启用此装置，达到缓冲吸能的目的。这种装置也只能应用于低速碰撞，且制造成本较高。
3）传统的安全方式由于汽车在高速运行时，本身具有巨大的惯性力，在驾驶员遇到紧急情况时不可避免的发生交通事故，造成财产损失，人身伤亡。
3 电磁力应用的可行性分析
1）电磁力是一种非常强的非接触力，电磁力的变化是非线性变化，通过ANSYS的电磁力仿真实验可得到电磁力主要集中在最后1～300 mm的距离内，此时电磁力增长非常快，距离为10 mm时，电磁力为2.77*10^7 N；当距离为300～1000 mm时，电磁力变化很小，当距离为1000 mm时，电磁力只有9.58 N，当两车距离大于1米时，电磁力基本消失，由此电磁力的作用就是相当于增大了汽车的缓冲距离，产生的电磁力比直接碰撞的力小很多，同时由于电磁力主要作用在底盘上，不会对汽车的车头造成损坏，因此电磁力的应用即可以减少车祸对车辆的损害也可以减少车祸对人的伤害。
2）现代汽车多采用承载式车身，并且是一个薄壁结构。当汽车发生碰撞时，多是利用汽车车身的折叠和破裂来吸收能量，相当于以自毁的方式来减轻车上人员可能遭受的伤害。但是由于汽车发生碰撞时的能量巨大，汽车变形吸能后会导致驾驶室急剧压缩，甚至导致驾驶员死亡或者腿部被卡住而无法自救或者后续救援。如果采用电磁防撞装置，产生的电磁力主要集中在车身底部，也就是整个汽车上刚度最大的部位，使汽车制动迅速，并且变形小，事故后的维修费用大大降低，最主要的是不会伤害到车上人员。
由于电磁力只能对很短距离内起到最大作用且具有方向性，所以不会对道路和其他车辆发生干扰，为可行性提供了实际理论依据。
4 电磁防撞系统的初步构思
汽车电磁防撞系统是利用电磁铁的同性相斥的原理，通过产生电磁排斥力，实现两车的减速停车。在汽车头部和尾部放置超导线圈，利用汽车自带电能，利用电能形成强大电磁场进而利用电磁力同性相排斥来增加制动力，防止汽车相撞。汽车防撞系统对高速同向行驶的汽车防撞系统效果最好。
电磁防撞系统的优势，根据对汽车交通事故的分析结果表明，在所发生的交通事故当中，高速路汽车追尾碰撞造成的事故占到65%以上，交通事故对社会和人民群众的经济财产安全造成了极大的危害。利用成本低廉的电磁防撞系统，对于充分发挥现有汽车主动安全技术基础上，提高运输效率、保障交通安全、改善城市环境等方面具有很现实的意义。
参考文献
[1]王丽.电磁防撞系统的探讨[J].科技信息，2011（36）.
[2]鲁忠武.使汽车智能化的主动安全技术[J].汽车与安全，2000（11）.
[3]佟国栋.基于超声波测距的汽车电磁防撞装置[J].中国现代教育装备，2012（9）.
[4]王岳.高温超导材料及其应用前瞻[J].材料开发与应用，2013（4）.
[5]杨秀芳.汽车主动安全技术的发展现状及趋势[J].重庆工学院学报（自然科学版），2008（04）.
[6]何正威.汽车电磁防撞系统探究[J].创新科技，2014（7）.