《汽車被動(dòng)安全性》PPT課件

1、第四章 汽車被動(dòng)安全性,4.1 概述 4.2 安全的車身結(jié)構(gòu) 4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng) 4.4 安全氣囊系統(tǒng) 4.5 汽車座椅系統(tǒng) 4.6 轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu),4.1 概述,被動(dòng)安全性(事故后汽車安全性)含義：事故發(fā)生時(shí)保護(hù)乘員和步行者，使直接損失降到最小的性能；為防止事故后出現(xiàn)二次傷害的安全性，還應(yīng)考慮防止事故車輛火災(zāi)以及迅速疏散乘客的性能。 分類 外部安全性：包括一切旨在減輕在事故中汽車對(duì)行人、自行車和摩托車乘員的傷害而專門設(shè)計(jì)的與汽車有關(guān)的措施。決定因素包括碰撞后汽車車身變形的狀態(tài)，汽車車身外部形狀。 內(nèi)部安全性：包括事故中使作用于乘客的加速度和力降低到最小，在事故發(fā)生以后提供足夠的生存空

2、間，以及確保那些對(duì)從車輛中營救乘員起關(guān)鍵作用部件的可操作性等有關(guān)措施。決定因素包括車身變形狀態(tài)、客廂強(qiáng)度、碰撞發(fā)生時(shí)發(fā)生后的生存空間尺寸、撞擊面積（車內(nèi)部）、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、乘員的解救、防火,4.1 概述,被動(dòng)安全性汽車碰撞安全性：汽車的被動(dòng)安全性常和汽車碰撞事故聯(lián)系在一起。 汽車碰撞分類,4.1 概述,汽車發(fā)生碰撞時(shí)乘員受傷害原因： 在碰撞時(shí)，汽車結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，汽車構(gòu)件侵入乘客空間，使乘員受到傷害； 碰撞時(shí)，由于汽車結(jié)構(gòu)破壞等原因，使得乘員的部分身體或全部身體暴露在汽車外面受傷； 在碰撞作用下，汽車的速度急劇減小，這使乘員由于慣性作用繼續(xù)前移與汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)碰撞而造成傷害。 汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)： 安全

3、車身結(jié)構(gòu)：減緩一次碰撞的強(qiáng)度，減少一次碰撞帶來的傷害；確保汽車乘員的生存空間，并保證發(fā)生事故后乘員能夠順利逃逸。具體措施包括增大塑性變形，吸收更多的能量；保證乘員生存空間,4.1 概述,汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)： 車身結(jié)構(gòu)的安全性如何，在一定程度上影響到交通事故對(duì)乘員所造成的危害程度，車身的安全設(shè)計(jì)水平，很大程度上決定了車輛的被動(dòng)安全性能，因此在汽車車身機(jī)構(gòu)的布設(shè)上，人們的要求從美觀、舒適進(jìn)而發(fā)展到追求高的安全性。 乘員保護(hù)系統(tǒng)：使用安全帶、安全氣囊等保護(hù)裝置對(duì)駕駛員及乘員加以保護(hù)，以減少二次碰撞造成乘員破損或避免二次碰撞。具體措施包括配置安全帶、 安全氣囊和安全轉(zhuǎn)向柱等。 以達(dá)到保護(hù)駕駛員和乘員的目

4、的,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),安全的車身結(jié)構(gòu)，就是利用車身的前后部的變形有效地吸收撞擊能量，降低事故時(shí)人體的減速度；同時(shí)車室堅(jiān)固可靠，確保乘員的有效生存空間。 從車輛的被動(dòng)安全性考慮，對(duì)汽車外部設(shè)計(jì)的最基本要求應(yīng)是使碰撞的不良后果減輕到最低程度。 設(shè)計(jì)原則： 車身應(yīng)與安全帶、安全氣囊、能量吸收式轉(zhuǎn)向系等圍繞乘員的一些裝置進(jìn)行匹配，完成以下三個(gè)功能： 車身前部構(gòu)件盡量吸收撞擊能量，緩解乘員受到的沖擊；增大乘員室剛度，確保乘員的有效生存空間，同時(shí)還必須保證碰撞后乘員易于逃脫和容易進(jìn)行救護(hù)；碰撞發(fā)生后，結(jié)構(gòu)允許破壞，但要嚴(yán)格控制破壞后的變形，防止車輪、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等剛性部件侵入駕駛室,4.2 安全的

5、車身結(jié)構(gòu),1.車身的變形特性,汽車的碰撞形式：前碰撞（包括偏置碰撞和正面碰撞）、側(cè)面碰撞和追尾碰撞；車撞人和翻車等。 包含所有傷害類型的碰撞事故的概率分布圖：汽車發(fā)生前碰撞的概率在40%左右,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),1.車身的變形特性,正面碰撞 概率分布圖：正面碰撞在汽車事故中發(fā)生頻率最高(16%)采用適當(dāng)?shù)恼媾鲎脖Ｗo(hù)措施，可明顯減少因交通事故造成的人員傷亡。具體有： 正面碰撞時(shí)，車身前部結(jié)構(gòu)和能量吸收及駕駛室變形密切相關(guān)，碰撞能量靠物件的彎曲變形和壓潰變形來吸收，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)前部構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，確定其最佳形狀、厚度等，以提高其能量吸收能力，使作用于乘員上的力和加速度降到規(guī)定的范圍內(nèi)。(

6、有限元分析方法,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),1.車身的變形特性,汽車前部如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、差速器、行走部分等質(zhì)量較大，是不產(chǎn)生變形的部件，在碰撞時(shí)不吸收能量，從而使車身的壓潰變形量變小，為防止這些部件侵入駕駛室，必須采取相應(yīng)措施使之向下轉(zhuǎn)移,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),1.車身的變形特性,側(cè)面碰撞 側(cè)面碰撞車身變形空間小，裝飾件和結(jié)構(gòu)件所能吸收的能量有限，對(duì)乘客危害較大，因此，增加車室剛度，保證乘員的有效生存空間顯得尤為重要。 實(shí)現(xiàn)側(cè)面碰撞防護(hù)的指導(dǎo)思想：將側(cè)碰力有效地轉(zhuǎn)移到車身具有保護(hù)作用的梁、柱、地板、車頂及其他部件，使撞擊力被這些部件分散、吸收，從而極大限度的把可能造成的損害降低到最小程度,4.

7、2 安全的車身結(jié)構(gòu),1.車身的變形特性,側(cè)面碰撞 提高側(cè)面碰撞性能可采取的措施： 車門和立柱應(yīng)有足夠大的剛性，在碰撞時(shí)不應(yīng)發(fā)生大的變形； 考慮到側(cè)撞時(shí)乘客可能會(huì)撞擊到車門內(nèi)板，車門內(nèi)板柔軟。 采用防側(cè)碰安全氣囊，來減輕乘員因二次碰撞造成的傷害,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),1.車身的變形特性,追尾碰撞 一般碰撞速度較低，且尾部有足夠多的碰撞吸能區(qū)間，因此其吸能設(shè)計(jì)相對(duì)前部較低，設(shè)計(jì)要求： 由于乘員傷害主要是頸部沖擊損傷，尾部區(qū)段應(yīng)盡量軟化； 保證發(fā)生追尾碰撞時(shí)行李箱邊緣不能穿過后窗而撞入車廂內(nèi)，并保證燃油系統(tǒng)的完整性,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),1.車身的變形特性,碰撞安全法規(guī) 保護(hù)人群：乘員、路上行人

8、 碰撞類型：前碰撞和側(cè)面碰撞 車型：針對(duì)轎車（目前）指定的 我國：起步較晚，2002年實(shí)施，內(nèi)容只是車輛前部正面碰撞，最主要的法規(guī)關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),2.車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì),從汽車的碰撞安全性考慮，分為A區(qū)即乘客安全區(qū)和B區(qū)即緩沖吸能區(qū),為保證乘員安全，要求車身的前后部能有效吸收碰撞能量，車室要堅(jiān)固可靠，確保乘員的有效生存空間-A區(qū)變形小，B區(qū)剛性足夠小，變形足夠大；存在著矛盾,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),2.車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì),B區(qū)外柔內(nèi)剛的結(jié)構(gòu)，即B區(qū)和A區(qū)交界處設(shè)計(jì)成具有較大剛性的結(jié)構(gòu)，外圍設(shè)計(jì)成具有較小剛性和較好緩沖吸能的機(jī)構(gòu),4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),2.車

9、身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì),汽車碰撞安全性設(shè)計(jì)和改進(jìn)的基本目標(biāo)：合理設(shè)計(jì)汽車的結(jié)構(gòu)，車身結(jié)構(gòu)方面的措施： 前保險(xiǎn)杠：減輕一次碰撞的傷害程度-吸能保險(xiǎn)杠，按照吸能材料和作用原理，可分為： 阻尼型：在保險(xiǎn)杠和車身之間加裝油壓或液氣阻尼元件（阻尼器），通過油的粘性阻尼力抵抗碰撞，吸收碰撞能量。 特點(diǎn)：能量吸收率高，車身部分變形量小，熱敏性能穩(wěn)定,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),2.車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì),彈性型：在保險(xiǎn)杠內(nèi)填充泡沫塑料、蜂窩結(jié)構(gòu)材料等吸能材料。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、成本低、對(duì)上下左右各方向的碰撞均有能量吸收能力。 彈性-阻尼型,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),2.車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì),波紋管型：在保險(xiǎn)杠內(nèi)加裝幾個(gè)矩形

10、波紋管，通過波形管的變形來吸收碰撞能量。 柔性型：采用合成材料制成，通過保險(xiǎn)杠本體材料變形來吸收碰撞能量，碰撞后可恢復(fù)原狀。 能量耗散型：采用金屬切削或彎曲、擠壓變形等手段來消耗碰撞能量。 主動(dòng)作用型：多與主動(dòng)碰撞探測(cè)系統(tǒng)相連根據(jù)探測(cè)系統(tǒng)對(duì)將發(fā)生的碰撞判斷，通過緩沖氣缸將保險(xiǎn)杠自動(dòng)彈出一段距離,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),2.車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì),后保險(xiǎn)杠：車身后部的防撞裝置，倒車時(shí) 側(cè)圍保險(xiǎn)杠：車身側(cè)面的防撞裝置，防止會(huì)車時(shí)與側(cè)面碰撞物之間的擦傷，減輕側(cè)面碰撞沖擊。 救護(hù)網(wǎng)：多設(shè)置在車身前部，防止撞擊后的行人跌下路面繼而受車輪的碾軋。 減輕撞擊行人的彈性裝置：發(fā)動(dòng)機(jī)上部及前風(fēng)窗玻璃周圍布置彈性材料，

11、減輕行人撞擊后再次沖擊的程度-減輕二次碰撞傷害,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),2.車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì),吸能車架結(jié)構(gòu)：利用車架的變形吸收撞擊能量，保證乘員必要的生存空間。（圖4-7） 翻車安全對(duì)策： A.加強(qiáng)車頂縱梁及立柱的強(qiáng)度和剛度 B.在車頂設(shè)置翻車保護(hù)杠,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),3.車身碰撞過程的數(shù)值分析,車身碰撞有限元法分析過程 車身碰撞有限元法：整車的有限元分析、零部件或結(jié)構(gòu)的碰撞有限元分析等。 計(jì)算結(jié)果作用：可直接用于評(píng)價(jià)車輛或部件的碰撞安全性能，另外可作為車身結(jié)構(gòu)改進(jìn)的意見,4.2 安全的車身結(jié)構(gòu),3.車身碰撞過程的數(shù)值分析,汽車碰撞過程的計(jì)算機(jī)仿真 A.多剛體動(dòng)力學(xué)：主要是運(yùn)用一些無質(zhì)量

12、的彈簧、阻尼以及各種動(dòng)態(tài)鉸來描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 優(yōu)點(diǎn)：建模方便且計(jì)算速度快 缺點(diǎn)：以剛體為代表分析對(duì)象，不能直接用來進(jìn)行車體結(jié)構(gòu)的受撞變形的計(jì)算分析。 B.動(dòng)態(tài)大變形非線性有限元法：通過將連續(xù)的空間系統(tǒng)離散化，利用節(jié)點(diǎn)將實(shí)際結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件聯(lián)系在一起，可用于人體和車輛的詳細(xì)建模，能得到各個(gè)部件的變形、應(yīng)力應(yīng)變分布、速度和加速度分布等。 C.多剛體動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)大變形非線性有限元混合法：既突出有限元的特點(diǎn)又可通過局部的多剛體處理提高計(jì)算速度,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),汽車座椅安全帶是重要的乘員保護(hù)約束系統(tǒng)設(shè)施之一，在減輕碰撞事故中乘員傷害程度方面起著重要的作用。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，佩戴安全帶使碰撞事故

13、中乘員傷亡率減少15%30,發(fā)展：1922年出現(xiàn)在賽車上；1955年開始得到普及，1959年瑞典VOLVO三點(diǎn)式座椅安全帶；1963年開始有有關(guān)安全帶的法規(guī)；1968年美國汽車安全標(biāo)準(zhǔn)FMVSS208要求所有轎車的前方座位處必須有安全帶 ；我國強(qiáng)制使用安全帶條例于1993年7月開始實(shí)施,1.汽車座椅安全帶分類,作用和原理 作用：為了減輕乘員在二次碰撞中受到的傷害，利用安全帶將乘員身體與坐席牽制在一起，減少?zèng)_擊時(shí)身體位移，能有效防止乘員身體與車內(nèi)構(gòu)造物相碰，從而起到一定的保護(hù)作用。 原理：碰撞安全帶在人體作用下產(chǎn)生位移當(dāng)人體作用在安全帶上的力使安全帶的運(yùn)動(dòng)速率超過一定的值后，鎖止機(jī)構(gòu)開始工作安全

14、帶被鎖緊，不能從卷收器中繼續(xù)抽出，將乘員約束在座椅上，防止二次碰撞和被拋離座椅,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),1.汽車座椅安全帶分類,分類 按照其使用的主動(dòng)性 （1）主動(dòng)型安全帶：用人工鎖扣及解扣的安全帶，需要乘員的主動(dòng)操作才起作用。 （2）被動(dòng)型安全帶：車門關(guān)閉或開啟后自動(dòng)鎖扣及解扣的安全帶，不需要乘員動(dòng)作。 按照固定 安裝方式： 兩點(diǎn)式 三點(diǎn)式 全背式,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),2. 安全帶組成,織帶：構(gòu)成安全帶的主體，約束乘員并將力傳遞到安全帶固定點(diǎn)的柔性帶狀物-要求安全帶在規(guī)定伸長(zhǎng)率以內(nèi)有效約束住乘員，并盡量減輕乘員所受的沖擊力，以避免造成人身傷害-具有足夠的強(qiáng)度、延伸性能和吸收能量的

15、性能。 帶扣：既能把乘員約束在安全帶內(nèi)又能快速釋放的連接裝置-作用：結(jié)合或脫開安全帶,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),2. 安全帶組成,卷收器：用于收卷、儲(chǔ)存部分或全部織帶的裝置，是安全帶系統(tǒng)中最復(fù)雜的機(jī)械件。 分類：無鎖式、自鎖式、緊急鎖止式、預(yù)緊式、限力式 導(dǎo)向件：對(duì)織帶進(jìn)行導(dǎo)向或改變方向的零件。 固定件：固定安全帶各部件的結(jié)構(gòu)件 長(zhǎng)度調(diào)節(jié)件：適應(yīng)乘員體形調(diào)整織帶長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu),4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),卷收器： 無鎖式卷收器：在織帶全部拉出時(shí)保持束緊力的卷收器，無法在織帶拉出的位置自動(dòng)鎖緊織帶。 自鎖式卷收器：在任意位置停止拉出織帶時(shí)，鎖止機(jī)構(gòu)能在停止附近自動(dòng)鎖止同時(shí)保持束緊力的卷收器-可在織

16、帶拉出的任意位置自動(dòng)鎖緊織帶。 緊急鎖止式：在汽車正常行駛時(shí)允許織帶自由伸縮，當(dāng)汽車速度急劇變化時(shí)，其鎖止機(jī)構(gòu)鎖止并保持安全帶束緊力約束乘員,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),2. 安全帶組成,卷收器 預(yù)緊式卷收器：在普通安全帶上增加預(yù)緊器 由來： 織帶松弛量：碰撞中乘員慣性前傾運(yùn)動(dòng)開始至開始感應(yīng)到織帶張力時(shí)，織帶有一個(gè)長(zhǎng)度的變化，該長(zhǎng)度的變化量稱為織帶松弛量。 產(chǎn)生因素：乘員衣服的松弛、織帶在卷軸上的纏繞、卷收器的鎖止敏感性等因素。 乘員胸部加速度和頭部傷害指數(shù)與安全帶的織帶松弛量成線性增長(zhǎng)關(guān)系通過較早地產(chǎn)生約束力來減少乘員的前移量,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),2. 安全帶組成,卷收器 預(yù)緊式卷收

17、器：在普通安全帶上增加預(yù)緊器 原理：當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故的一瞬間，乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)它會(huì)帶動(dòng)鎖扣回縮或卷收器回轉(zhuǎn)，使安全帶縮短一定距離，消除安全帶和人體之間的間隙，提高安全帶的作用。 分類： 鎖機(jī)式預(yù)拉緊器：在碰撞事故中快速拉下鎖扣以消除安全帶和乘客的間隙。 煙火式預(yù)緊器：通過加速度傳感器實(shí)現(xiàn)煙火發(fā)生器電子點(diǎn)火，產(chǎn)生高壓氣體驅(qū)動(dòng)卷軸回收，以預(yù)拉緊織帶,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),2. 安全帶組成,卷收器 限力式： 由來：避免織帶拉力過大對(duì)人體造成傷害。 原理：當(dāng)織帶所受的作用力達(dá)到一定值時(shí)，允許卷收器或鎖扣等部件移動(dòng)，從而使安全帶有效長(zhǎng)度變長(zhǎng)。 優(yōu)點(diǎn)：改善安全帶的能量吸收特性，對(duì)乘員施加比較均勻

18、的約束力，降低安全帶所造成的不適感，改善安全帶的佩戴舒適性，提高安全帶的使用率。 缺點(diǎn)：增加碰撞事故中乘員的前移動(dòng)量，注意與安全氣囊協(xié)同工作,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),2. 安全帶組成,2. 安全帶組成,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),1）加設(shè)高度調(diào)節(jié)器 優(yōu)點(diǎn)：獲得較為舒服的肩帶佩帶位置-改善安全帶的佩帶舒適性。（圖4-20） （2）加設(shè)安全帶自動(dòng)佩帶裝置（圖4-21） （3）報(bào)警裝置 （4）氣囊式安全帶：在安全帶的主要長(zhǎng)度部分，將安全帶作成可充氣膨脹的氣囊；安全帶的寬度增加，使人體接觸面加大而減少傷害,4.3 汽車座椅安全帶系統(tǒng),3. 其他提高安全帶安全舒適和方便性的方法,安全氣囊系統(tǒng)是轎車上

19、的一種輔助保護(hù)系統(tǒng)，也稱空氣袋(AIR BAG)。 當(dāng)汽車遭到正面或側(cè)面嚴(yán)重沖撞時(shí)導(dǎo)致減速度急劇變化時(shí)，氣囊迅速膨脹，在駕駛員、乘員與車內(nèi)構(gòu)件之間迅速鋪墊一個(gè)緩沖，利用氣囊排氣節(jié)流的阻尼作用來吸收人體慣性力產(chǎn)生的動(dòng)能，從而減輕人體遭受傷害的程度。 安全氣囊與座椅安全帶配合使用，可為乘員提供有效的防撞保護(hù)，有效降低乘員的傷亡率。需指出的是安全氣囊系統(tǒng)實(shí)際上是安全帶的輔助裝置，只有在使用安全帶的條件下，安全氣囊系統(tǒng)才能充分發(fā)揮保護(hù)乘員的作用。-單獨(dú)使用：減少18%的死亡率；和安全帶配合使用，減少47,4.4 安全氣囊系統(tǒng),其功能包括控制氣囊系統(tǒng)的點(diǎn)火；氣囊系統(tǒng)的故障診斷和判定座位是否有乘員及乘員的

20、類型等,4.4 安全氣囊系統(tǒng),1. 組成和工作原理,組成：控制裝置、氣體發(fā)生器和氣袋,控制裝置：是安全氣囊系統(tǒng)的核心,組成：控制裝置、氣體發(fā)生器和氣袋。 氣體發(fā)生器： 功能：碰撞時(shí)迅速產(chǎn)生大量氣體，并給氣袋充足氣。類型：固體燃料式（煙火式、壓縮空氣式）、混合式,4.4 安全氣囊系統(tǒng),1. 組成和工作原理,氣袋： 功能：發(fā)生碰撞時(shí)其會(huì)通過充氣形成柔軟的氣墊，起到緩沖吸能作用。 要求：充氣過程中有足夠的密封性-保證氣袋有足夠的壓力；一定的透氣或節(jié)流機(jī)制，以便氣袋受撞后能排除其內(nèi)部的氣體而達(dá)到消耗碰撞能量的目的,工作過程：發(fā)生碰撞事故時(shí)，傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度，電子控制系統(tǒng)接收并處理傳感器的信號(hào)，經(jīng)

21、計(jì)算有必要打開氣袋時(shí)，由觸發(fā)裝置發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器收到信號(hào)后，迅速產(chǎn)生大量氣體，在乘員的前部形成充滿氣體的氣囊。一方面,4.4 安全氣囊系統(tǒng),1. 組成和工作原理,乘員的頭部和胸部壓在氣袋上與前面的車內(nèi)物體隔開，另一方面當(dāng)人體和氣袋接觸時(shí)，利用氣囊本身的阻尼作用或氣袋背面的排氣孔排氣節(jié)流作用來吸收乘員慣性力產(chǎn)生的動(dòng)能，達(dá)到保護(hù)乘員的作用,4.4 安全氣囊系統(tǒng),2. 分類,ECU: 組成：中央處理器CPU，存儲(chǔ)模塊、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊 基本功能：分析傳感器產(chǎn)生的信號(hào)識(shí)別碰撞事故；啟動(dòng)點(diǎn)火算法程序，適時(shí)地下達(dá)點(diǎn)火指令；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷處理；碰撞事故的記錄、儲(chǔ)存和系統(tǒng)工作

22、程序的記錄,4.4 安全氣囊系統(tǒng),2.分類,多氣囊系統(tǒng),4.4 安全氣囊系統(tǒng),3. 安全氣囊相應(yīng)法規(guī),4.4 安全氣囊系統(tǒng),4.安全氣囊新技術(shù),開發(fā)質(zhì)量小、折疊體積小的輕小氣囊-舒適性和裝配性好。 改進(jìn)氣袋的展開模式 傳統(tǒng)：充氣沖出后膨脹展開,改進(jìn)：先展開后膨脹避免安全氣囊展開時(shí)的沖擊力和膜張力對(duì)乘員造成的傷害,4.4 安全氣囊系統(tǒng),4.安全氣囊新技術(shù),開發(fā)智能型/自適應(yīng)型安全氣囊： 普通的安全氣囊不能根據(jù)乘客乘坐狀態(tài)， 實(shí)際車速和碰撞烈度來調(diào)整氣囊開啟的速度和強(qiáng)度， 造成了一些因?yàn)闅饽议_啟強(qiáng)度過大而導(dǎo)致的不必要的人員（尤其是兒童）傷亡事件-根據(jù)碰撞的猛烈程度和乘員的狀況決定氣囊是全力展開還是

23、減力展開。 將感知系統(tǒng)、預(yù)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、作用系統(tǒng)集成為一個(gè)完整系統(tǒng),4.4 安全氣囊系統(tǒng),4.安全氣囊新技術(shù),傳感器技術(shù)：除碰撞傳感器外，需各種探測(cè)診斷傳感器，以獲取更多的信息，適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境,4.4 安全氣囊系統(tǒng),5.安全帶和安全氣囊比較,視頻,4.5 汽車座椅系統(tǒng),1.汽車座椅的作用：汽車乘坐舒適性、方便性和安全性,為人體提供良好的支撐。座椅通過對(duì)人體提供合理的體壓分布，可以有效的保證人體在車輛行駛過程中的平衡與平穩(wěn)。 駕駛員的定位系統(tǒng)。通過座椅對(duì)駕駛員的定位，可以使駕駛員獲得良好的視野，并實(shí)現(xiàn)駕駛員對(duì)汽車操縱系統(tǒng)的控制。 為乘員提供舒適的乘坐環(huán)境。座椅中各種人性化的附屬設(shè)備以及豪華

24、配置，能為乘員提供優(yōu)越的乘坐環(huán)境提供保證。 在汽車受到撞擊時(shí)最大限度的保護(hù)乘員的安全。合理的配置頭枕和靠背的軟墊，防止駕駛員或乘員的頸部以及頭部在汽車發(fā)生碰撞時(shí)受到意外傷害,4.5 汽車座椅系統(tǒng),2.汽車座椅系統(tǒng)安全性,定義：汽車座椅在事故發(fā)生時(shí)能最大限度地減少對(duì)駕駛員及乘員造成的傷害能力。 要求：滿足主動(dòng)安全（減輕駕駛員及乘員疲勞）和被動(dòng)安全（和安全帶、安全氣囊一起對(duì)乘員定位的同時(shí)緩解碰撞強(qiáng)度，使傷害最?。M足乘坐舒適性，保證安全的駕駛姿勢(shì)和保護(hù)乘員安全的功能,2.1 座椅的主動(dòng)安全性,座椅系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與駕駛員視野、駕駛員定位以及其它汽車控制系統(tǒng)功能的更好發(fā)揮息息相關(guān)，這些系統(tǒng)之間配合的好壞也

25、不同程度的影響座椅的主動(dòng)安全性,4.5 汽車座椅系統(tǒng),2.1 座椅的主動(dòng)安全性,座椅作為駕駛員以及乘員的定位部件，在人體的重要結(jié)構(gòu)上起支撐作用，使乘員在汽車行駛中保持平穩(wěn)，使事故發(fā)生的可能性減為最?。?另外，舒適的座椅給駕駛員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境、寬闊的視野，使他們心情愉快、精力集中，也可以有效地防止交通事故的發(fā)生，從而提高汽車的主動(dòng)安全性,2.2 座椅的被動(dòng)安全性,保證乘員處于自身生存空間之內(nèi)，并防止其他物體進(jìn)入這個(gè)空間； 使乘員保持一定的姿態(tài)，以便其他系統(tǒng)發(fā)揮作用； 在“二次碰撞”時(shí)吸收碰撞能量，減少對(duì)乘員的傷害,4.5 汽車座椅系統(tǒng),3.座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu),組成：座墊、頭枕、靠背、調(diào)節(jié)

26、裝置、座椅總成與車身連接的固定部件等,座墊： 坐墊一般不會(huì)對(duì)乘員造成直接的沖擊傷害，但其結(jié)構(gòu)可以影響到乘員的運(yùn)動(dòng)過程，以及約束力施加到乘員身體上的方式和外部載荷的絕對(duì)值大小-緩和由車身傳來的沖擊。 一般在滿足乘坐舒適性的前提下，車速越高其駕駛員座椅的坐墊傾角就越大,4.5 汽車座椅系統(tǒng),3.座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu),頭枕： 在發(fā)生后部碰撞時(shí)，引起的頭部與胸部加速度差值，對(duì)于頸部尤其是脊柱以及神經(jīng)系統(tǒng)的影響卻是不可忽視的。-可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部損傷。 頭枕應(yīng)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水平、垂直位置的的調(diào)整，以適應(yīng)乘員位置的變化,4.5 汽車座椅系統(tǒng),3.座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu),靠背(強(qiáng)度設(shè)計(jì)）： 柔性吸能

27、式 在低速追尾碰撞中，座椅的靠背應(yīng)盡量保持柔性，以減少由于靠背剛性給人體帶來的不必要的傷害，例如：乘員身體沿靠背上滑、靠背對(duì)乘員產(chǎn)生回彈以及乘員以非正常坐姿乘坐等 剛性吸能式 然而在高速追尾碰撞中，靠背應(yīng)盡量保持剛性。因?yàn)?，剛性靠背能夠?qū)⒓铀俣确植嫉饺梭w的背部以至全身，這時(shí)人體可在胸部承受35g 以上的加速度,4.5 汽車座椅系統(tǒng),3.座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)裝置：座椅調(diào)節(jié)裝置和靠背傾斜角調(diào)節(jié)裝置。 連接部件：影響到座椅本身的安全性能，要求有足夠的剛度,4.座椅系統(tǒng)安全性能要求,體壓分布要求 振動(dòng)特性要求 強(qiáng)度、剛度要求,兒童安全,1.兒童安全座椅的重要性,4.6 兒童安全,所有車輛的安全設(shè)施

28、都是為成人設(shè)計(jì)的。 國外試驗(yàn)證明，當(dāng)10kg重的兒童在時(shí)速40公里的車上遭到正面撞擊時(shí)，由于慣性定律，兒童將會(huì)瞬間產(chǎn)生30倍(300kg)往前沖的力量，如果父母抱著兒童坐在前座，即使再強(qiáng)壯的手臂，也無法抱住孩子，兒童可能在瞬間脫離了大人的懷抱，或被拋出車外，或撞上擋風(fēng)玻璃。 根據(jù)美國高速公路交通安全局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，若能正確使用兒童安全座椅或臥床，可有效降低兒童車禍時(shí)傷亡率達(dá)七成以上,1.兒童安全座椅的重要性,4.6 兒童安全,美國：法律規(guī)定兒童乘車時(shí)必須使用兒童安全座椅；如果汽車前座安裝有雙安全氣囊，則必須把兒童安全座椅安裝在后座上。違者罰款100300美金。 瑞典：從1982年開始就制訂了法規(guī)，

29、7歲以下的兒童乘車，車上應(yīng)備有保護(hù)兒童安全的裝置，到目前為止，這種安全裝置的使用率已上升到95。 加拿大：體重在18公斤（40磅）以下的兒童，乘車時(shí)必須坐在兒童安全座椅上；較重的兒童，則需扣上安全帶。如果汽車前座安裝有雙安全氣囊，則不能將兒童放在前排座位，違者會(huì)受到罰款處罰,2.國外兒童乘坐安全的有關(guān)規(guī)定,4.6 兒童安全,澳洲: 未滿8歲之孩童，未使用安全座椅的罰款166澳幣。 德國: 未滿12歲且身高未滿150cm之孩童，未使用的罰款80馬克。 英國：未滿3歲之孩童，未使用安全座椅罰款20-500英鎊；3歲以上未滿14歲而身高未滿150cm少年另有規(guī)定。 法國：未滿10歲之孩童，除非例外，

30、否則均需乘坐后座，違者罰款250-1000法郎。 新加坡：未滿8歲之孩童均須使用安全座椅,2.國外兒童乘坐安全的有關(guān)規(guī)定,4.6 兒童安全,針對(duì)兒童乘車安全的相關(guān)法規(guī)在我國一直是空白。我國的兒童座椅安全法規(guī)起草工作從2003年開始，在2007年進(jìn)入立法階段。同時(shí)，中國汽車技術(shù)研究中心汽車標(biāo)準(zhǔn)化研究所也起草了“兒童約束系統(tǒng)”標(biāo)準(zhǔn)（兒童安全座椅標(biāo)準(zhǔn)），屬于國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。但是時(shí)至今日，這些法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)都沒有出臺(tái)實(shí)施,國外已有超過40個(gè)國家出臺(tái)了相關(guān)的法規(guī)，兒童乘車必須使用汽車兒童安全座椅。而且強(qiáng)制在完成正碰、側(cè)碰、后碰后，必須進(jìn)行兒童座椅的安全碰撞測(cè)試,3.我國的相關(guān)規(guī)定,4.6 兒童安全,據(jù)有關(guān)部

31、門統(tǒng)計(jì)，目前我國每年都有超過1.85萬名14歲以下兒童死于交通事故，死亡率是歐洲的2.5倍、美國的2.6倍，交通事故已成為14歲以下兒童的第一死因,4.兒童安全座椅的分類,4.6 兒童安全,根據(jù)固定方式的種類來區(qū)分的，目前共分成三種：歐洲標(biāo)準(zhǔn)的ISO FIX固定方式、美國標(biāo)準(zhǔn)的LATCH固定方式和安全帶固定方式。 歐洲標(biāo)準(zhǔn)的ISO FIX固定方式 ISO FIX(International Standards Organization FIX)兒童安全座椅固定系統(tǒng)，是歐洲從1990年開始設(shè)計(jì)實(shí)施的一種針對(duì)兒童安全座椅接口的標(biāo)準(zhǔn)。目前在歐洲地區(qū)銷售的車型上都會(huì)將這個(gè)接口作為標(biāo)準(zhǔn)配置，在國內(nèi)也有一

32、部分合資汽車廠家提供了這種接口的配置。該配置的特點(diǎn)就是具有兩個(gè)與兒童座椅進(jìn)行硬鏈接的固定接口,4.兒童安全座椅的分類,4.6 兒童安全,目前采用ISO FIX接口的主要車型有：邁騰、晶銳、標(biāo)致408等,4.兒童安全座椅的分類,4.6 兒童安全,美國標(biāo)準(zhǔn)的LATCH固定方式,兒童使用的下扣件和拴帶，從2002年9月1日開始，美國便規(guī)定幾乎所有種類的轎車必須提供LATCH系統(tǒng)的兒童安全座椅固定方式。它與歐洲標(biāo)準(zhǔn)的ISO FIX固定方式最大的區(qū)別是連接方式并不是硬鏈接而是同時(shí)掛鉤方式連接，并且固定點(diǎn)比ISO FIX多一個(gè)，一共三個(gè),4.兒童安全座椅的分類,4.6 兒童安全,安全帶固定方式 這種兒童安

33、全座椅固定方式是使用汽車上安全帶，因此可以通用全世界上任何一個(gè)有安全帶配置車型使用。在國內(nèi)銷售的很多兒童安全座椅都是只支持這種固定方式。 按照兒童年齡和體重共分為5類,LATCH接口的一定也可以裝ISOFIX接口的座椅，但是只有ISOFIX接口的就不能使用LATCH接口的兒童座椅,4.7 轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu),1.由來,正面碰撞時(shí)，碰撞能量使汽車的前部發(fā)生塑性變形-布置在汽車前部的轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱及轉(zhuǎn)向軸在碰撞力的作用下向后移動(dòng)，而人體在慣性力的作用下又要向前沖-駕駛員的胸部和頭部會(huì)碰撞到轉(zhuǎn)向盤而受傷。-在轉(zhuǎn)向系中設(shè)計(jì)并安裝能防止或者減輕駕駛員受傷的機(jī)構(gòu)，以有效地吸收汽車正面碰撞時(shí)的碰撞能量,4.7

34、 轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu),1.轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu)原理,一次碰撞：碰撞能量使汽車的前部發(fā)生塑性變形，安裝在汽車前部的與轉(zhuǎn)向器輸入端相連的轉(zhuǎn)向中間軸在碰撞力的作用下向后運(yùn)動(dòng)。隔絕一次碰撞影響的方法是通過轉(zhuǎn)向中間軸的防撞結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如采用伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸、波紋管式或網(wǎng)格式轉(zhuǎn)向中間軸和可斷開式轉(zhuǎn)向中間軸等。 二次碰撞：碰撞繼續(xù)，碰撞力作用在轉(zhuǎn)向柱的下端，使轉(zhuǎn)向柱向后移動(dòng)；同時(shí)駕駛員在本身慣性作用下沖向轉(zhuǎn)向盤。-通過采用吸收沖擊能量的轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱管結(jié)構(gòu),4.7 轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu),吸能轉(zhuǎn)向盤,碰撞時(shí)，輪轂發(fā)生塑性變形吸收碰撞能量,4.7 轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu),吸能式轉(zhuǎn)向柱管,是能防止或減少碰撞能量傷害駕駛員的轉(zhuǎn)向柱，基本原

35、理是當(dāng)轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊時(shí)，轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生軸向位移，使支架或某些支承件產(chǎn)生塑性變形，從而吸收沖擊能量,性能要求： 正常行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向柱管及其中的轉(zhuǎn)向軸有足夠的強(qiáng)度和剛度； 正面碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向柱管系統(tǒng)能夠從車身結(jié)構(gòu)中以機(jī)械的方式脫離； 正面碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向柱管及其中的轉(zhuǎn)向軸可以被壓縮，轉(zhuǎn)向柱管系統(tǒng)中應(yīng)具有能量吸收元件以吸收碰撞能量,4.7 轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu),吸能式轉(zhuǎn)向柱管,一般形式：伸縮型（依靠自身長(zhǎng)度的收縮，同時(shí)借助這種收縮吸收沖擊能量），波紋管型（波紋管壓縮），網(wǎng)格式（局部強(qiáng)度削弱,網(wǎng)格狀管柱,段開式,吸能原理：材料的彎曲、變形、接觸摩擦、剪斷、折斷或以上幾種的組合,4.8 其他被動(dòng)安全,碰撞時(shí)右腿易受創(chuàng)

36、傷，甚至骨折 大眾公司開發(fā)了COF 在受力超過臨界值時(shí)，制動(dòng)踏板自動(dòng)脫落或折斷,COF 可潰縮式制動(dòng)踏板,減少對(duì)頭部的沖擊 防止火災(zāi)造成的人員傷亡,吸能內(nèi)飾和阻燃內(nèi)飾,汽車安全玻璃 要求： 爆裂后不傷害乘客和行人；保護(hù)乘員不被拋出車外。 一般采用聚氨脂膠合玻璃,4.8 其他被動(dòng)安全,反光安全車身,反光安全車身平時(shí)和普通車身一樣，但在黎明、傍晚、濃霧天氣等光線不良時(shí)，可使其他車輛的駕駛員和行人在遠(yuǎn)處就能清楚地看到該反光安全車身的外觀特征（大小、寬窄、長(zhǎng)短和外形等）和運(yùn)動(dòng)特征，從而提高駕駛員和行人的主動(dòng)觀察能力和對(duì)車輛跟蹤的精確度，做到及時(shí)主動(dòng)避讓。反光安全車身完全克服了傳統(tǒng)車身靠車燈及位置判斷機(jī)

37、動(dòng)車特征的弊端，特別是針對(duì)車輛燈光設(shè)施不齊時(shí)，駕駛員和行人判斷失誤多，易發(fā)交通事故的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。 經(jīng)測(cè)定，濃霧時(shí)反光安全車身不普通車身視野距離可提前530米，夜間可提高50300米，這大大提高了車輛運(yùn)動(dòng)感覺和警示性，增加了安全距離，延長(zhǎng)了駕駛員和行人的主動(dòng)應(yīng)變時(shí)間，提高了行車安全,4.8 其他被動(dòng)安全,行人安全保護(hù),發(fā)動(dòng)機(jī)罩和散熱器罩過渡部位采用的吸能結(jié)構(gòu),車外安全氣囊 福特汽車公司正在探索的發(fā)動(dòng)機(jī)罩安全氣囊是在初始碰撞中為行人提供保護(hù)的一種方式。這種氣囊可為中等以上身材的成年人提供腿部和臀部保護(hù)，為矮小身材的成年人及兒童提供胸部和頭部保護(hù),自適應(yīng)約束技術(shù)系統(tǒng)(ARTS,4.8 其他被動(dòng)安全,

38、美洲豹全新的自適應(yīng)約束技術(shù)系統(tǒng)(ARTS)利用一系列傳感器來監(jiān)測(cè)駕駛員座椅位置、安全帶使用情況、前排乘員乘坐質(zhì)量和位置以及發(fā)生碰撞時(shí)的碰撞烈度和碰撞力的方向等信息，再根據(jù)具體的碰撞特點(diǎn)對(duì)每個(gè)前排乘員氣囊的展開進(jìn)行調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)可進(jìn)一步減少由于氣囊展開不當(dāng)對(duì)乘員造成的傷害。 其主要技術(shù)包括： 座椅滑軌內(nèi)的一個(gè)電子傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量駕駛員座椅的前后位置；駕駛員和前排乘員安全帶帶扣中的傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)乘員是否佩系了安全帶,自適應(yīng)約束技術(shù)系統(tǒng)(ARTS,4.8 其他被動(dòng)安全,位于汽車前橫梁和汽車側(cè)面的碰撞傳感器測(cè)量碰撞的烈度。對(duì)于前排乘客座椅，還設(shè)有一個(gè)質(zhì)量傳感器監(jiān)測(cè)座位上是否有人； 各傳感器將信息傳給系統(tǒng)的中央處理器，中央處理器控制安全帶預(yù)緊的動(dòng)作和氣囊的展開?？梢栽?0ms之內(nèi)做出反應(yīng)； 當(dāng)乘客座椅上沒有坐人時(shí)，乘客氣囊將不展開，以節(jié)省修理費(fèi)用,RescueCar技術(shù),4.8 其他被動(dòng)安全,經(jīng)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生事故后，一般要過5min以上有關(guān)部門才能收到事故報(bào)告。研究表明，在碰撞發(fā)生后的lmin之內(nèi)，由碰撞自動(dòng)通知系統(tǒng)向有關(guān)部門發(fā)出報(bào)告，每年就可以挽救多達(dá)3000人的生命。 福特汽車公司的RescueCar技術(shù)可在碰撞事故發(fā)生后立刻向有關(guān)部門報(bào)告，并在救援人員趕赴