淺談現(xiàn)代汽車的安全技術(shù)

1、鄭州交通職業(yè)學院“鄭州交通職業(yè)學院畢業(yè)論文（設(shè)計）”為宋體一號加粗居中字體。畢 業(yè) 論 文黑體小二字；論文題目的字體要加粗居中；一律三號宋體字；論文題目：淺談現(xiàn)代汽車的安全技術(shù)所屬系別 車輛工程系 專業(yè)班級 焊接技術(shù)及自動化1班 姓名 石兵輝 電 話撰寫日期 2013 年 04 月摘 要隨著社會的進步，人們生活水平日益提高。而汽車作為人類的代步工具也隨著人類對物質(zhì)的追求和第三次工業(yè)革命的浪潮發(fā)生了巨大的變化，本文從汽車主動安全技術(shù)和被動安全技術(shù)論述了汽車這些年的變化，文章從主動安全技術(shù)中防抱死制動系統(tǒng)（ABS），電子制動力分配系（EBD），電子穩(wěn)定程序（ESP），巡航

2、系統(tǒng)（ACC），盲點檢測系統(tǒng)（BSD），緊急剎車輔助系統(tǒng)(EBA)，車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDWS)，倒車警告、倒車影像、車外攝像頭衛(wèi)星導航與車距控制系統(tǒng)。以及被動安全技術(shù)包括乘坐倉完整性和能量吸收裝置等的設(shè)計，現(xiàn)代安全帶，安全氣囊裝置，以及兒童安全等說明了汽車安全的重要性。同時汽車的安全色也在很大的程度上影響著汽車的安全，人們既要選自己喜歡的又要考慮到汽車的安全，讓自己買的舒心開的放心。關(guān)鍵詞：汽車，主動安全，被動安全，裝置，安全技術(shù) AbstractWith the progress of the society, people life level is increasing day by

3、day. And car transport as humans as humans pursuit of material and the third wave of the industrial revolution, great changes have taken place, this article from the automobile active safety technology and passive safety technology discussed the auto change over the years, the article from the activ

4、e safety technology in the anti-lock braking system (ABS), electronic brake-force distribution (EBD), electronic stability program (ESP), cruise control (ACC), blind spot detection (BSD) system, emergency brake assist system (EBA), lane departure warning system (LDWS), reversing warning, reversing c

5、ar video, car camera, satellite navigation and control system. Integrity and passive safety technology including a storehouse and energy absorption device design, modern seat belt, airbag device, and the children's safety, etc. Points out the importance of automotive safety. Auto safety color at

6、 the same time also to a large extent, affect the safety of the car, people should choose their favorite and want to consider the safety of the car, let oneself buy comfortable rest assured.Keywords: automobile, active safety, passive safety, device 目 錄1引言12主動安全技術(shù)12.1剎車系統(tǒng)12.1.1盤式制動器12.1.2 ABS、BAS、EB

7、S和ASR12.1.3電子制動力分配系統(tǒng)(EBD)22.1.4電子穩(wěn)定程序(ESP)22.2巡航系統(tǒng)(ACC)32.3盲點檢測系統(tǒng)(BSD)32.4緊急剎車輔助系統(tǒng)(EBA)32.5 車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDWS)32.6倒車警告、倒車影像、車外攝像頭43被動安全技術(shù)43.1乘坐倉的設(shè)計43.2安全帶53.3安全氣囊54其他汽車安全技術(shù)64.1兒童安全技術(shù)64.2汽車安全色65總結(jié)7參考文獻8致 謝91引言交通安全歷來是人們最為關(guān)心的問題之一，它直接關(guān)系到人民生命和財產(chǎn)的損失。汽車發(fā)展的歷史同時也是汽車安全性能不斷提高的歷史。目前，世界各國都在努力降低交通事故的傷亡率，并且已經(jīng)取得了顯著效果。隨

8、著科學技術(shù)的發(fā)展，許多先進技術(shù)將被引入汽車安全設(shè)計。汽車設(shè)計在提高燃油經(jīng)濟性、降低汽車排放的同時，越來越多的注重提高汽車的安全性能，從而將更加安全的汽車帶入美好的明天。2主動安全技術(shù)被動安全技術(shù)和主動安全技術(shù)是保證汽車乘車人員安全的重要保障。過去，汽車安全設(shè)計主要考慮被動安全系統(tǒng)，如設(shè)置安全帶、安全氣囊、保險杠等。現(xiàn)在汽車設(shè)計師們更多的考慮的則是主動安全設(shè)計，使汽車能自己“思考”，主動采取措施，避免事故的發(fā)生。這種汽車上裝有汽車規(guī)避系統(tǒng)，包括裝在車身各部位的防撞雷達、多普勒雷達、紅外雷達等傳感器，盲點探測器等設(shè)施，由計算機進行控制。2.1剎車系統(tǒng)2.1.1盤式制動器近年來，汽車速度在不斷提高，

9、貨車和大客車的總重不斷增加。另外，轎車的重心普遍降低和廣泛采用小直徑寬斷面的輪胎，使制動器安裝位置受到限制，因此在重型貨車和轎車上采用制動熱穩(wěn)定能較好的盤式制動器的日益增多。而盤式制動器可分為鉗盤式制動器和全盤式制動器兩種。2.1.2 ABS、BAS、EBS和ASR自80年代后期以來汽車技術(shù)的重大成就之一就是汽車制動防抱死系統(tǒng)的實用并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了剎車輔助系統(tǒng)BAS、電子制動系統(tǒng)EBS和驅(qū)動力調(diào)節(jié)裝置ASR。個輪速感應(yīng)器和一個內(nèi)含電滋閥的閥門總成。電子控制單元通過輪速感應(yīng)器傳來的脈沖變動來掌握車輪的運行狀況。當某一個車輪有可能產(chǎn)生抱死狀態(tài)時，電子控制單元就會向電滋閥發(fā)出指令，使其通過快速開關(guān)

10、來達到控制剎車，調(diào)整轉(zhuǎn)速的目的。一般來說，這種快速開關(guān)閥門的動作每秒鐘可達12次之多。某些高級車型的ABS可以擁有四套回路系統(tǒng)，即“四回路ABS”。這種高科技產(chǎn)品主要有電子式和機械式兩種類型。電子式安全系數(shù)較高，價格也高，原來只是配置在大型豪華轎車之上，現(xiàn)在，中小型普通轎車也開始配置；機械式安全系數(shù)較低，價格也低，一般只在商用車上使用。在我國，東風汽車公司自1992年開始組織開發(fā)ABS，并于1995年12月通過技術(shù)鑒定。四川車安技術(shù)開發(fā)公司研制的“車安”牌ABS，已經(jīng)在部分微型車上使用。ABS已成為20世紀汽車科技的主流，所有汽車都配置ABS的時代已經(jīng)為期不遠。著名馬克思主義教育家馬卡連柯在談

11、到人的自制力時曾經(jīng)比方說：“沒有制動器就不可能有汽車”?？梢姡嚨闹苿酉到y(tǒng)與人自制力一樣，都是須臾不可離開的東西。但是，傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)雖然可以起到緊急剎車的作用，卻容易導致汽車輪胎的抱死。當輪胎被抱死之后，由于慣性，汽車仍然會在路面上滑行一段距離。輪胎由滾動變?yōu)榛?，磨擦系?shù)減小，附著系數(shù)降低，汽車橫向位移，極易導致磨損、爆胎、側(cè)滑、甩尾等事故的發(fā)生。為了克服傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的抱死現(xiàn)象，人們發(fā)明了“ABS防抱死制動系統(tǒng)（AntilockBrakingSystem）。該系統(tǒng)的原理就是緊急剎車時，既保持輪胎轉(zhuǎn)動，又防止輪胎抱死，以維持最大的剎車力量；同時也對車輪進行迅速、準確、有效、安全的控制，使車

12、輪的縱向附著系數(shù)達到峰值，側(cè)向附著系數(shù)也保持較高狀態(tài)，從而達到提高制動速度、縮短制動距離、穩(wěn)定制動方向、防止車輪抱死的效果。2.1.3電子制動力分配系統(tǒng)(EBD)EBD能夠根據(jù)由于汽車制動時產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動調(diào)節(jié)前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩(wěn)定性。汽車在制動時，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。它必須配合ABS使用，在汽車制動的瞬間，分別對四個輪胎附著的不同地面進行感應(yīng)、計算，得出摩擦力數(shù)值，根據(jù)各輪摩擦力數(shù)值的不同分配相應(yīng)的剎車力，避免因各輪剎車力不同而導致的打滑，傾斜和側(cè)翻等危險，同時當緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在ABS動作之前就已經(jīng)平衡了每一

13、個輪的有效地面抓地力，可以防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移，并縮短汽車制動距離。2.1.4電子穩(wěn)定程序(ESP)它是綜合了ABS（防抱死制動系統(tǒng)）、BAS（制動輔助系統(tǒng)）和ASR（加速防滑控制系統(tǒng)）三個系統(tǒng)，功能更為強大。它實際上也是一種牽引力控制系統(tǒng)，與其它牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但控制驅(qū)動輪，而且控制從動輪。它通過主動干預(yù)危險信號來實現(xiàn)車輛平穩(wěn)行駛。如后輪驅(qū)動汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過多情況，此時后輪失控而甩尾，ESP便會放慢外側(cè)的前輪來穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過少時，為了校正循跡方向，ESP則會放慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向。目前ESP有3種類型：能向4個車輪獨立施加制動力的四通道或四輪系統(tǒng)；能對兩個前輪獨立施加制

14、動力的雙通道系統(tǒng)；能對兩個前輪獨立施加制動力和對后輪同時施加制動力的三通道系統(tǒng)。2.2巡航系統(tǒng)(ACC)采用雷達傳感器，實時監(jiān)測車輛與前面車輛（物體）的距離，進而提醒駕駛員注意保持車距。通過減輕駕駛員勞動強度來增強駕駛的舒適，通過減少追尾碰撞的危險增加駕駛的安全性，通過穩(wěn)定速度來增加汽車的節(jié)能與環(huán)保。2.3盲點檢測系統(tǒng)(BSD)采用24GHZ雷達傳感器檢測車輛盲區(qū)內(nèi)是否有行人或者其他車輛，進而報警，增強了汽車駕駛員的可控性、安全性。2.4緊急剎車輔助系統(tǒng)(EBA)在正常情況下，大多數(shù)駕駛員開始制動時只施加很小的力，然后根據(jù)情況增加或調(diào)整對制動踏板施加的制動力。如果必須突然施加大得多的制動力，或

15、駕駛員反應(yīng)過慢，這種方法會阻礙他們及時施加最大的制動力。許多駕駛員也對需要施加比較大的制動力沒有準備，或者他們反應(yīng)得太晚。EBA通過駕駛員踩踏制動踏板的速率來理解它的制動行為，如果它察覺到制動踏板的制動壓力恐慌性增加，EBA會在幾毫秒內(nèi)啟動全部制動力，其速度要比大多數(shù)駕駛員移動腳的速度快得多。EBA可顯著縮短緊急制動距離并有助于防止在停停走走的交通中發(fā)生追尾事故。EBA系統(tǒng)靠時基監(jiān)控制動踏板的運動。它一旦監(jiān)測到踩踏制動踏板的速度陡增，而且駕駛員繼續(xù)大力踩踏制動踏板，它就會釋放出儲存的180巴的液壓施加最大的制動力。駕駛員一旦釋放制動踏板，EBA系統(tǒng)就轉(zhuǎn)入待機模式。由于更早地施加了最大的制動力，

16、緊急制動輔助裝置可顯著縮短制動距離。2.5 車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDWS)車道偏離預(yù)警系統(tǒng)是指一種通過報警的方式輔助駕駛員避免或者減少車道偏離事故的系統(tǒng)。一個車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會試圖控制車輛以防止可能發(fā)生的碰撞事故。美國國家公路交通安全管理局開展的“采用智能車輛道路系統(tǒng)對策的道路偏離避撞警告項目”研究將車輛偏離預(yù)警系統(tǒng)分為“縱向”和“橫向”車道偏離警告兩個主要功能?？v向車道偏離警告系統(tǒng)主要用于預(yù)防那種由于車速太快或方向失控引起的車道偏離碰撞，橫向車道偏離警告系統(tǒng)主要用于預(yù)防由于駕駛員注意力不集中以及駕駛員放棄轉(zhuǎn)向操作而引起的車道偏離碰撞。該系統(tǒng)提供智能的車道偏離預(yù)警，在無意識（駕駛員未打轉(zhuǎn)向燈）

17、偏離原車道時，能在偏離車道0.5秒之前發(fā)出警報，為駕駛員提供更多的反應(yīng)時間，大大減少了因車道偏離引發(fā)的碰撞事故，此外，使用LDWS還能糾正駕駛員不打轉(zhuǎn)向燈的習慣，該系統(tǒng)其主要功能是輔助過度疲勞或長時間單調(diào)駕駛引發(fā)的注意力不集中等情況。2.6倒車警告、倒車影像、車外攝像頭倒車警告這項技術(shù)用于在駕駛期間以及駐車時，針對您盲區(qū)中的轎車或物體向您發(fā)出警告。通常，該系統(tǒng)會在您行車時已經(jīng)進行響應(yīng)；它可能會使后視鏡內(nèi)的一個警告標示進行閃爍，同時會發(fā)出聲音警告，該系統(tǒng)是一個短程檢測系統(tǒng)。如：上海通用別克君越車內(nèi)后視鏡就配備此功能，反光鏡左邊會有一個車體形狀的圖標，前/后雷達在偵測障礙物時警告標示會給駕駛者以視

18、覺和聽覺上的警告。倒車影像和后視攝像機是一體，不僅保護您的轎車，還能夠避免在倒車時意外傷及兒童和動物。倒車已經(jīng)從向下傾斜后視鏡或發(fā)出聲音警告到實時查看。新一代技術(shù)包括一個攝像機，它可以與導航系統(tǒng)協(xié)同工作，對您身后的一切進行廣角拍攝，然后反映在車內(nèi)屏幕上，從而幫助您倒車或掛接拖車。3被動安全技術(shù)隨著科學技術(shù)的發(fā)展，汽車主動安全技術(shù)將在交通安全中起著越來越大的作用。但盡管如此，仍然不可避免的會發(fā)生意外情況，此時汽車的被動安全技術(shù)將是避免乘車人員受傷或死亡的唯一保障。被動安全技術(shù)包括乘坐倉完整性和能量吸收裝置等的設(shè)計，現(xiàn)代安全帶，安全氣囊裝置，以及兒童安全等內(nèi)容。3.1乘坐倉的設(shè)計環(huán)繞乘車人員周圍的

19、車體結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是在車輛發(fā)生碰撞時限制車體的變形，減少乘車人員受傷的風險。側(cè)門防撞鋼梁是指在車門內(nèi)部結(jié)構(gòu)中加上橫梁（從外面并看不到），用以加強車輛側(cè)面的結(jié)構(gòu)，進而提高側(cè)面撞擊時的防撞抵抗力，以提升側(cè)面的安全?；趥?cè)面撞擊的概率，消費者在選購車子的時候，一定把防側(cè)撞鋼梁這一項重要的安全配置考慮進去；安全玻璃有兩種鋼化玻璃與夾層玻璃。鋼化玻璃是在玻璃處于熾熱狀態(tài)下使之迅速冷卻而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的強度較高的玻璃，鋼化玻璃破碎時分裂成許多無銳邊的小塊，不易傷人。夾層玻璃共有3層，中間層韌性強并有粘合作用，被撞擊破壞時內(nèi)層和外層仍粘附在中間層上，不易傷人。汽車用的夾層玻璃，中間層加厚一倍，有較好的安全性而被

20、廣泛采用；車體設(shè)計的一系列特征都以實現(xiàn)這一功能為目的的，如“防撞壓損區(qū)”、車門防護梁以及車頂加固物、汽車門鎖等。3.2安全帶安全帶是50年代開始作為選裝件裝配汽車的，但直到現(xiàn)在，它仍是最基本的乘員保護裝置，它的作用在于能夠在正面碰撞、后面碰撞、有角度碰撞以及翻車事故發(fā)生時防止乘員從座位上甩出，幫助乘員減少受傷的風險。預(yù)緊式安全帶（PRETENSIONERSEATBELT）也稱預(yù)縮式安全帶。這種安全帶的特點是當汽車發(fā)生碰撞事故的一瞬間，乘員尚未向前移動時它會首先拉緊織帶，立即將乘員緊緊地綁在座椅上，然后鎖止織帶防止乘員身體前傾，有效保護乘員的安全。預(yù)緊式安全帶中起主要作用的卷收器與普通安全帶不同

21、，除了普通卷收器的收放織帶功能外，還具有當車速發(fā)生急劇變化時，能夠在0.1秒左右加強對乘員的約束力，因此它還有控制裝置和預(yù)拉緊裝置。3.3安全氣囊安全帶是最基本的乘員保護裝置，汽車設(shè)計師又為汽車設(shè)計了保障安全的補充裝置安全氣囊，從而大大降低了中等、嚴重正面碰撞中乘員受傷的風險。安全氣囊傳感器一般也稱碰撞傳感器，按照用途的不同，碰撞傳感器分為觸發(fā)碰撞傳感器和防護碰撞傳感器。觸發(fā)碰撞傳感器也稱為碰撞強度傳感器，用于檢測碰撞時的加速度變化，并將碰撞信號傳給氣囊電腦，作為氣囊電腦的觸發(fā)信號；防護碰撞傳感器也稱為安全碰撞傳感器，它與觸發(fā)碰撞傳感器串聯(lián)，用于防止氣囊誤爆。按照結(jié)構(gòu)的不同，碰撞傳感器還可分為

22、機電式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器以及機械式碰撞傳感器。防護碰撞傳感器一般采用電子式結(jié)構(gòu)，觸發(fā)碰撞傳感器一般采用機電結(jié)合式結(jié)構(gòu)或機械式結(jié)構(gòu)。機電結(jié)合式碰撞傳感器是利用機械的運動（滾動或轉(zhuǎn)動）來控制電氣觸點動作，再由觸點斷開和閉合來控制氣囊電路的接通和切斷，常見的有滾球式和偏心錘式碰撞傳感器。電子式碰撞傳感器沒有電氣觸點，目前常用的有電阻應(yīng)變式和壓電效應(yīng)式兩種。機械式碰撞傳感器常見的有水銀開關(guān)式，它是利用水銀導電的特性來控制氣囊電路的接通和切斷。4其他汽車安全技術(shù)4.1兒童安全技術(shù)在行車過程當中，兒童可能會誤將車門打開，而造成一定的危險，有了兒童鎖可有效的避免危險。當兒童鎖閉合后，后排車門只能從

23、外面打開，避免車輛在行駛過程中兒童無意中或誤操作打開車門而造成的危險。同時汽車安全中還有專業(yè)的兒童安全座椅，兒童安全座椅是一種系于汽車座位上,供兒童乘坐且有束縛設(shè)備并能在發(fā)生車禍時,束縛著兒童以最大限度保障兒童安全的座椅。兒童安全座椅的分類根據(jù)固定方式的種類來區(qū)分的，目前共分成三種：歐洲標準的ISOFIX固定方式、美國標準的LATCH固定方式和安全帶固定方式。4.2汽車安全色目前市場上車身顏色越來越豐富。汽車顏色不僅是汽車外表包裝和品牌識別的標志，其中更包含著安全因素。在國外，澳大利亞、英國等國家較早前就展開了汽車顏色與安全的研究。澳大利亞最大的財產(chǎn)保險集團(IAG)的研究員就汽車顏色與交通事

24、故發(fā)生頻率之間的關(guān)系進行了一番研究，結(jié)果表明：撞車等交通事故的發(fā)生與汽車顏色的視認性有密切的聯(lián)系。汽車顏色在不同的情況和環(huán)境下，例如白天與黑夜、天氣的好壞以及周圍物體的顏色等等，對行駛安全的影響是不同的。 一般情況下，人們對汽車顏色的選擇多是從個人喜好角度來考慮。為此，大陸汽車俱樂部針對200名車主和準車主做了問卷調(diào)查，其中89%都是憑個人喜好來選擇汽車顏色，僅有3%考慮到安全因素；當問及汽車顏色與安全之間的關(guān)系時，有55%的人表示不知道之間的關(guān)聯(lián)。當然，顏色是車主個性的體現(xiàn)，能反映車主的情感和身份，但如果僅僅從喜好的角度來考慮對汽車顏色的選取是不夠的。  色差及

25、灰度差分析：淺色系更安全 從顏色理論的客觀角度，選取灰度差與色差兩個指標來衡量車輛顏色與外界環(huán)境顏色的反差程度，車輛顏色與外界環(huán)境顏色反差大的車輛則更容易被人眼辨識，所以具有比較高的顏色安全性。在本次試驗中，由于在清晨以及傍晚時段光線不充足，從而測試車輛的具體顏色不容易被辨識，所以用車輛與周圍環(huán)境的灰度差來描述車輛在外界環(huán)境中是否容易被人眼所識別是一種合理的方法。經(jīng)過色差及灰度差分析，淺色系車輛更容易被識別5總結(jié)雖然人們采用各種方法來保證駕駛員的安全，但是如何避免事故發(fā)生才是我們對于未來車輛安全的討論重點。因為只有最大程度地減少事故發(fā)生率，才能最好地體現(xiàn)車輛安全?？梢灶A(yù)見，主動安全將

26、成為未來汽車安全技術(shù)發(fā)展的重點和趨勢。在不斷完善被動安全系統(tǒng)的同時，逐漸地發(fā)展和應(yīng)用主動安全系統(tǒng)，盡量避免事故的發(fā)生，結(jié)合行人保護的概念和技術(shù)的引入，完善對行人的保護是當今汽車安全的發(fā)展趨勢。通過數(shù)據(jù)總線進行系統(tǒng)集成，可以將汽車安全的很多方面，例如防駕駛瞌睡裝置、輪胎壓力監(jiān)測報警裝置、行人碰撞保護裝置集成在一起，提高汽車的安全性能。未來智能行人保護系統(tǒng)(IPPS)、高級駕駛員輔助系統(tǒng)、保持車道狀態(tài)系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)、高靈敏度雷達傳感器和激光雷達技術(shù)的應(yīng)用將大大提高汽車主動安全的水平。歐盟委員會和日本政府已頒布了新法規(guī)來保護行人和其他易受傷的道路使用者。相信隨著技術(shù)和立法的不斷完善，汽車主動安全技術(shù)將成為未來汽車安全技術(shù)發(fā)展的重點。它將與被動安全技術(shù)一起發(fā)揮作用，保證駕駛員和行人的安全。汽車安全性已經(jīng)不僅是個技術(shù)問題，在某種程度上也是一個重要的社會問題。汽車的主動安全性因其定位于防患于未然，所以有著廣闊的發(fā)展前景，越來越受到汽車生產(chǎn)企業(yè)、政府管理部門和消費者的重視。在汽車業(yè)群雄逐鹿的今天，中國汽車工業(yè)必須順應(yīng)汽車主動安全技術(shù)發(fā)展的方向，在我國有計劃、有步驟地發(fā)展現(xiàn)代汽車主動安全技術(shù)是勢在必行的。目前國內(nèi)主動安全技術(shù)的研發(fā)還比較滯