補(bǔ)充知識(shí)汽車被動(dòng)安全性

1、2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt1 113.1 概述13.2 車身結(jié)構(gòu)13.3 安全帶13.4 安全氣囊13.5 座椅13.6 轉(zhuǎn)向系2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt2 2被動(dòng)安全性被動(dòng)安全性 指事故發(fā)生時(shí)保護(hù)乘員和步行者，使直接損失降至最低的能力。 分為車外被動(dòng)安全性和車內(nèi)被動(dòng)安全性 一次碰撞 （汽車與障礙碰撞）和二次碰撞 （駕駛員與車內(nèi)物體碰撞）被動(dòng)安全系統(tǒng)被動(dòng)安全系統(tǒng) 安全車身結(jié)構(gòu) 外部安全 乘員保護(hù)系統(tǒng) 內(nèi)部安全2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt3 3l功能 盡可能緩沖和吸收車輛及乘員運(yùn)動(dòng)能量 確何乘員有效生存空間，

2、且易于逃脫和車外救護(hù)2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt4 4l前碰撞l側(cè)面碰撞l追尾碰撞l翻滾2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt5 52022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt6 6編輯編輯pptppt2022/2/2572022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt8 82022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt9 9l側(cè)面碰撞時(shí)載荷傳遞路徑2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt10102022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt11112022-2-252022-2-25編輯編輯

3、pptppt1212編輯編輯pptppt2022/2/25132022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt1414l汽車防撞鋼梁（視頻） 一輛車應(yīng)該有前后兩根防撞U型鋼梁（3mm厚)。前面一根，在正面碰撞時(shí)候起作用，后面一根，在被追尾時(shí)候起作用。 2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt1515l理想的安全汽車結(jié)構(gòu)變形lP85,圖4-42022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt1616l1. 前保險(xiǎn)杠（圖4-6） 作用：吸能，避免重要部件損壞 分類：阻尼型，彈性型等l2.后保險(xiǎn)杠l3.側(cè)圍保險(xiǎn)杠l4. 吸能車架（圖4-7）l5.翻車安全對(duì)策編輯編輯pp

4、tppt編輯編輯pptppt本田雅閣被動(dòng)安全本田雅閣被動(dòng)安全本田雅閣車身被動(dòng)安全技術(shù)本田雅閣車身被動(dòng)安全技術(shù)2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt1919本田雅閣車身被動(dòng)安全技術(shù)本田雅閣車身被動(dòng)安全技術(shù)編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt1. 車身碰撞有限元分析過(guò)程 P89,圖4-9,圖4-102.車身碰撞過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真 1)多剛體動(dòng)力學(xué)方法 采用 MVMA2D,MADYM02D等軟件 2)動(dòng)態(tài)大變形非線性有限元法 3)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編輯編輯pptppt基于基于HyperworksHyperworks的車身碰撞有限元分析的車身碰撞有限元分析

5、A cars colliding with wall based on A cars colliding with wall based on Hyperworks finite element softwareHyperworks finite element software 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) 袁顯舉袁顯舉 本文利用本文利用HyperworksHyperworks有限元軟件的高精度計(jì)算能力來(lái)分有限元軟件的高精度計(jì)算能力來(lái)分析車身的剛性碰撞，同時(shí)對(duì)碰撞過(guò)程中乘員的姿態(tài)變化以及析車身的剛性碰撞，同時(shí)對(duì)碰撞過(guò)程中乘員的姿態(tài)變化以及所受沖擊進(jìn)行簡(jiǎn)單模擬。最終通過(guò)分析結(jié)果對(duì)車身的設(shè)計(jì)參所受沖擊進(jìn)行簡(jiǎn)

6、單模擬。最終通過(guò)分析結(jié)果對(duì)車身的設(shè)計(jì)參數(shù)提出修改意見(jiàn)。數(shù)提出修改意見(jiàn)。編輯編輯pptppt編輯編輯pptpptl維特C6R GT2賽車的CAD三視圖和透視圖 編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt292913.3.1 安全帶分類13.3.2 安全帶組成13.3.3 安全帶改進(jìn)2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt3030l安全帶的發(fā)明者Nils Bohlinl沃爾沃公司l1959年l三點(diǎn)式安全帶2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt3131l1.安全帶的作用與原

7、理 將乘員約束在座椅上，減小二次碰撞危險(xiǎn)l2.安全帶分類主動(dòng)型人工鎖扣、解扣被動(dòng)型-車門關(guān)閉、開(kāi)啟后自動(dòng)鎖扣、解扣兩點(diǎn)式-腰帶、肩帶三點(diǎn)式-連續(xù)、分離，兼有腰帶、肩帶功能全背式-馬甲式 見(jiàn)圖4-14編輯編輯pptppt2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt3333編輯編輯pptppt2022/2/2534卷收器卷收器插板插板織帶織帶鎖扣鎖扣調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)件2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt3535l組成 織帶：高強(qiáng)度，能量吸收性，耐磨，延伸性 GB規(guī)定抗拉強(qiáng)度達(dá)到 22260 N以上 帶扣（插板）、帶扣鎖（鎖扣）：快速約束、解脫 卷收器：卷收器：無(wú)鎖止卷收器

8、、自鎖式卷收器、緊急鎖止式卷收器 調(diào)節(jié)件：調(diào)節(jié)織帶長(zhǎng)度 預(yù)張器 ：發(fā)生撞車事故時(shí)，預(yù)先張緊并鎖住安全帶，彌補(bǔ)了緊急鎖止卷收器的不足。編輯編輯pptppt卷收器分為自鎖式卷收器和緊急鎖止式卷收器。l自鎖式卷收器可自由地將織帶拉出，一旦將織帶拉到所需長(zhǎng)度之后即自動(dòng)鎖緊。如果在拉出過(guò)程即使尚未達(dá)到所需長(zhǎng)度而中途停頓，也會(huì)被自動(dòng)鎖緊，只能使其縮回重拉。 l緊急鎖止卷收器在汽車正常行狀態(tài)下，織帶隨乘員需要自由伸縮，但當(dāng)汽車速度急驟變化時(shí)，其鎖止機(jī)構(gòu)鎖止并保持束緊力。傳感方式有三種：感受織帶拉出加速度的、感受汽車加速度的和復(fù)合式。 2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt37375. 緊急

9、鎖止卷收器緊急鎖止卷收器2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt3838l織帶預(yù)拉緊器（預(yù)張器 ）l限荷器:移動(dòng)卷收器放松織帶，減小拉力l 圖4-19, 銷軸擠壓支架梯形長(zhǎng)槽,槽變形使卷收器沿支架的長(zhǎng)槽向上滑動(dòng),限制最大拉力。l高度調(diào)節(jié)器l自動(dòng)緊急鎖止l安全帶自動(dòng)佩帶裝置2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt3939l預(yù)拉緊式安全帶是指在發(fā)生撞擊的一瞬間10ms，卷收器會(huì)自動(dòng)將安全帶往回拉一段距離約40mm，以消除安全帶與身體之間的間隙，減小乘員的位移。l（雅力士、POLO、邁騰、新君威） 鎖機(jī)式：P95,圖4-17 煙火式（爆燃式安全帶）P96 ,圖4-18

10、編輯編輯pptppt2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt4141安全氣囊(Supplemental Restraint System，SRS)，也稱輔助乘員保護(hù)系統(tǒng)。在1953年，第一個(gè)氣囊專利誕生，但是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平限制，還不能把這種想法或?qū)＠吨T實(shí)現(xiàn)，1980年，在部分汽車上安裝了安全氣囊2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt42422022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt43432022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt4444疊氮化疊氮化納納2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt45451.控制裝

11、置傳感器 機(jī)械式傳感器(P99, 圖4-24,圖4-25) 機(jī)電式傳感器 電子式傳感器2.氣體發(fā)生器 煙氣式 、 壓縮式、 混合式3.氣袋編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt2022/2/2547編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt固定觸點(diǎn)固定觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt2022/2/2551編輯編輯pptppt（1）氣袋材料: 尼龍66（2）氣袋: 涂層（3）氣袋: 漏氣特性（4）氣袋: 排氣機(jī)構(gòu)排氣方向不得與氣袋膨脹方向一致編輯編輯pptppt1. 按傳感器類型1)機(jī)械式安全氣囊 (P102, 圖4-28，一體式)2)機(jī)電式3)電子式（采用多個(gè)傳感器

12、， ECU控制，判斷準(zhǔn)確）2. 按安裝位置1)駕駛員側(cè)氣囊(方向盤氣囊)2)前排乘員安全氣囊(儀表板氣囊)2022/2/2553編輯編輯pptppt3)側(cè)撞安全氣囊a)胸部側(cè)撞安全氣囊(安裝于車門側(cè))b)頭部側(cè)撞安全氣囊(安裝于車頂門框,管狀、簾 式)4)后座椅安全氣囊(安裝于靠背上部)3. 其它類型氣囊 充氣膝部軟墊，充氣地毯2022/2/2554編輯編輯pptpptl美國(guó) FMVSS 208乘員碰撞保護(hù) 美國(guó) FMVSS 214側(cè)面碰撞防護(hù)l歐洲 ECE R94 正面碰撞乘員保護(hù)法規(guī) 歐洲 ECE R95 側(cè)面碰撞保護(hù)法規(guī)l國(guó)標(biāo) GB 115512022/2/2555編輯編輯pptppt

13、在美國(guó)，因?yàn)榘踩珰饽蚁到y(tǒng)是按駕駛員不配戴座椅安全帶來(lái)設(shè)計(jì)的，氣囊體積大、充氣時(shí)間長(zhǎng)。所以，安全氣囊系統(tǒng)在較低的減速度閾值時(shí)，即汽車在較低的車速(20km/h左右) 行駛而發(fā)生碰撞時(shí)，就引爆點(diǎn)火劑，使充氣劑(疊氮化鈉)受熱分解給氣囊充氣。編輯編輯pptppt 在日本和歐洲，由于安全氣囊系統(tǒng)是按駕駛員配戴座椅安全帶來(lái)設(shè)計(jì)的，氣囊體積小、充氣時(shí)間短，所以設(shè)定的減速度閾值較高，汽車在較高車速(30km/h左右) 行駛而發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊系統(tǒng)才能引爆點(diǎn)火劑使充氣劑受熱分解給氣囊充氣。編輯編輯pptpptl輕小型氣囊（新型尼龍、薄層、無(wú)涂層氣袋）l氣袋展開(kāi)模式（先展開(kāi)后膨脹）l智能型氣囊（兩次動(dòng)作SRS

14、，多級(jí)氣體發(fā)生器）l傳感器新技術(shù)（傳感與診斷、側(cè)碰傳感、乘員位置、座椅位置、臨界體重傳感）2022/2/25582022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt5959l周先生在杭州的八下里一汽豐田4S店購(gòu)買了一款價(jià)值19萬(wàn)元的卡羅拉轎車，今年3月的一次撞擊中車頭受損嚴(yán)重，并且他本人也在撞擊中受傷，在前臉損毀的情況下，這輛車的安全氣囊居然沒(méi)有打開(kāi)。2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt60602022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt61612022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt6262l(1)如果正面碰撞的嚴(yán)重程度超出設(shè)計(jì)的臨界值，相

15、當(dāng)于以約25km/h(公里/小時(shí))的車速?gòu)街弊苍诠潭ɑ虿荒茏冃蔚恼系K物上，則SRS前空氣囊應(yīng)張開(kāi)。l(2)在某些碰撞中，車輛前向減速度非常接近設(shè)計(jì)的臨界值，但SRS前空氣囊和座椅安全帶預(yù)張緊器可能不會(huì)一起激活。2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt6363l以下?tīng)顩r可能不會(huì)導(dǎo)致正面安全氣囊打開(kāi)：主要包括三種情況l(1)(1)側(cè)面碰撞側(cè)面碰撞l(2)(2)追尾追尾l(3)(3)翻車翻車2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt6464l其中編號(hào)9就是前空氣囊傳感器，從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)傳感器位置在和前車輪平行的位置，而周先生的車輛前部明顯還沒(méi)有潰縮到這個(gè)位置。202

16、2-2-252022-2-25編輯編輯pptppt6565 由于車輛并沒(méi)有正面碰撞，實(shí)際碰撞位置是車輛的右側(cè)前大燈位置，兩車相撞后，被撞車輛由于慣性繼續(xù)行駛導(dǎo)致卡羅拉前臉被拉扯變形，而且對(duì)于周先生稱80公里的速度相撞表示懷疑，因?yàn)楫?dāng)車輛已80公里時(shí)速相撞的時(shí)候車輛前部會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的形變，而實(shí)際上車輛在進(jìn)一步檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)并沒(méi)很明顯的潰縮現(xiàn)象，也就是說(shuō)車輛碰撞的強(qiáng)度確實(shí)沒(méi)有達(dá)到激發(fā)安全氣囊的程度，所以安全氣囊未彈起。2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt6666l13.5.1 座椅系統(tǒng)概述l13.5.2 座椅系統(tǒng)安全結(jié)構(gòu)l13.5.3 座椅系統(tǒng)安全性能要求2022-2-252022-

17、2-25編輯編輯pptppt67671.座椅系統(tǒng)的作用及要求主要作用定位駕駛員（駕駛、視野）；支撐人體、保持平穩(wěn)；減振；保護(hù)乘員。編輯編輯pptppt主要要求良好的靜態(tài)特性足夠的強(qiáng)度和剛度良好的振動(dòng)特性滿足整車布置的要求（距離、空間、視野）良好的造型2022/2/25682022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt69692. 座椅系統(tǒng)的安全性研究?jī)?nèi)容:l汽車尾部碰撞的乘員保護(hù)（沃爾沃）l頭枕與座椅背后沖擊能量吸收l(shuí)設(shè)計(jì)理念柔性設(shè)計(jì)及剛性設(shè)計(jì)剛?cè)岵⑦M(jìn)，軟硬兼施編輯編輯pptppt2. 座椅系統(tǒng)的安全性座椅系統(tǒng)作為被動(dòng)安全的功能:l保證乘員的生存空間;l保持乘員姿態(tài);l吸收能量。如：

18、座椅脫離車體，靠背不牢，乘員下滑（潛水），頭枕過(guò)低。2022/2/25702022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt7171l1. 座椅分類l2. 座椅安全結(jié)構(gòu) 骨架 座墊 調(diào)節(jié)裝置 靠背 連接部件 頭枕頭枕2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt7272l頭枕 被追尾時(shí)，防止頸部受傷 固定式 可拆式（P112，表4-2，表4-3） 可調(diào)節(jié)型 不可調(diào)節(jié)型l（GB11550-1995） 位置和尺寸要求 強(qiáng)度和吸能性要求（靜載、沖擊試驗(yàn)）2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt73732022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt7474l沃

19、爾沃頭頸保護(hù)系統(tǒng)（視頻）沃爾沃頭頸保護(hù)系統(tǒng)（視頻）2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt7575l1. 體壓分布要求 （圖 4-42）l坐墊部分坐墊部分/ /靠背部分靠背部分 左右對(duì)稱 無(wú)明顯異常值 坐骨附近壓力最高，向四周減小 第四五節(jié)腰椎骨處壓力最大l座椅設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)要求（座椅設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)要求（P114P114，7 7條）條）2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt7676l2. 振動(dòng)特性要求 彈性特性 RN杰恩威上下振動(dòng)容許極限圖（圖4-44）l3. 強(qiáng)度剛度要求 靜強(qiáng)度剛度要求（P116, 4條） 沖擊和交變載荷要求2022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt7777編輯編輯pptppt2022/2/2578編輯編輯pptpptl13.6.1 轉(zhuǎn)向管柱與駕駛員正面碰撞關(guān)系l13.6.2 轉(zhuǎn)向系防傷機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理l13.6.3 能量吸收式轉(zhuǎn)向柱管2022/2/25792022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt8080一次碰撞:汽車前部變形，轉(zhuǎn)向中間軸后移， 隔絕碰撞。編輯編輯pptppt二次碰撞: 碰撞繼續(xù)發(fā)生，管柱后移，駕駛員前傾。吸能式轉(zhuǎn)向柱的作用是：吸收二次碰撞能量和駕駛員的部分慣性能量2022/2/25812022-2-252022-2-25編輯編輯pptppt82821.