汽車安全概論課件：汽車行駛安全性能 -

汽車行駛安全性能§1汽車的制動(dòng)性§2汽車操縱穩(wěn)定性及其評(píng)價(jià)§3駕駛室人機(jī)環(huán)境與安全性汽車行駛安全性能

——是指汽車在行駛過程中避免發(fā)生交通事故的能力。屬于主動(dòng)安全的范疇，主要包括3部分：汽車制動(dòng)性；汽車操縱穩(wěn)定性；汽車駕駛環(huán)境（汽車視野、汽車燈光、汽車操縱機(jī)構(gòu)等）?！?汽車的制動(dòng)性1.汽車制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)與制動(dòng)原理汽車制動(dòng)性

——是指汽車在行駛中能強(qiáng)制地降低行駛速度以至停車且維持行駛方向穩(wěn)定性，或在下坡時(shí)保證一定行駛速度的能力。

作用于汽車車輪上的驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力、側(cè)向力如下圖1.1制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)（三項(xiàng)）制動(dòng)效能：指在良好路面上汽車以一定初速制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離，或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。這是最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。制動(dòng)效能恒定性：指汽車高速行駛或下長坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能保持的程度。分為抗熱衰退性能和抗水衰退性能兩方面。制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性：指汽車在制動(dòng)過程中按預(yù)定軌道（直線或預(yù)定彎道）行駛，不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。在汽車安全檢測項(xiàng)目中，制動(dòng)性能為強(qiáng)制性安全檢驗(yàn)項(xiàng)目。制動(dòng)效能的恒定性

分為制動(dòng)器的抗熱衰退性能和抗水衰退性能兩方面。制動(dòng)器的抗熱衰退性能是指汽車在高速行駛時(shí)或下長坡過程中連續(xù)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器溫度升高后與未升高前即冷態(tài)時(shí)相比，其制動(dòng)性能保持的程度。汽車在下長坡頻繁制動(dòng)過程中，摩擦副溫度可達(dá)300-4000C，使得制動(dòng)器摩擦力顯著下降，導(dǎo)致制動(dòng)效能下降。制動(dòng)器的抗水衰退性能

——是指汽車在涉水時(shí)制動(dòng)性能保持的程度。汽車涉水行駛，因水的潤滑作用使摩擦付的摩擦系數(shù)下降引起制動(dòng)效能降低，稱水衰退。要求：經(jīng)過若干次制動(dòng)后應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)迅速恢復(fù)原有的制動(dòng)效能。汽車制動(dòng)性與交通安全的關(guān)系汽車的制動(dòng)性差，或?qū)е轮苿?dòng)距離增加，或制動(dòng)跑偏，或制動(dòng)側(cè)滑引發(fā)交通事故。隨著高速公路的迅速發(fā)展，汽車平均行駛車速大幅度提高，汽車在高速行駛時(shí)緊急制動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較之低速行駛時(shí)緊急制動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差別明顯。由于高速行駛時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性大，對(duì)制動(dòng)性能的要求明顯提高。1.2汽車的制動(dòng)原理

利用與車身（或車架）相連的非旋轉(zhuǎn)元件——制動(dòng)蹄（或制動(dòng)鉗）和與車輪（或傳動(dòng)軸）相連的旋轉(zhuǎn)元件——制動(dòng)鼓（或制動(dòng)盤）之間的相互摩擦阻止車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，實(shí)現(xiàn)減速，目前技術(shù)條件下主要通過車輪制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)。利用車輪制動(dòng)器對(duì)行駛中的汽車實(shí)現(xiàn)制動(dòng)是通過兩對(duì)摩擦副完成的。第一對(duì)摩擦副：車輪制動(dòng)器

當(dāng)駕駛員踏下制動(dòng)踏板時(shí)，通過制動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使車輪制動(dòng)器中非旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄與旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鼓（或非旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗與旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)盤）相互作用，對(duì)運(yùn)動(dòng)中的車輪產(chǎn)生摩擦力矩，如圖。第二對(duì)摩擦副：車輪輪胎與地面由于輪胎與路面間的附著作用，車輪產(chǎn)生的摩擦力矩通過車輪與路面的接觸點(diǎn)給路面一個(gè)向前的切向力，而路面同時(shí)給車輪一個(gè)與行駛方向相反即向后的切向反作用力作用于輪胎，以阻止汽車前進(jìn)，迫使汽車減速直至停止行駛。2.滑轉(zhuǎn)率與路面附著系數(shù)

2.1汽車制動(dòng)時(shí)車輪運(yùn)動(dòng)的兩種狀態(tài)

兩種狀態(tài)：減速滾動(dòng)和抱死拖滑

當(dāng)制動(dòng)踏板力較小時(shí)，制動(dòng)器摩擦力矩也較小，即地面制動(dòng)力小于附著力時(shí)，車輪未抱死時(shí)做減速滾動(dòng)；

當(dāng)?shù)孛嬷苿?dòng)力達(dá)到附著力，車輪抱死不轉(zhuǎn)時(shí)則出現(xiàn)抱死拖滑。

由于地面制動(dòng)力是滑動(dòng)摩擦的約束反力，其數(shù)值大小不能超過附著力，即有：汽車的地面制動(dòng)力首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力，但同時(shí)又受到地面附著條件的限制。只有在汽車具有足夠的制動(dòng)器制動(dòng)力，同時(shí)地面又能提供高的附著力時(shí)，才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。汽車制動(dòng)印痕的變化過程（1）隨著制動(dòng)強(qiáng)度的不斷增加，車輪的運(yùn)動(dòng)逐漸由滾動(dòng)向滑動(dòng)變化。在堅(jiān)硬路面上，汽車在制動(dòng)過程中留下的清晰的輪胎花紋印痕，稱為“壓印”；而輪胎從局部滑移到全滑移過程中留下的花紋壓印長度逐步加大變成連為一片的粗黑印痕，稱為“拖印”，此時(shí)車輪已被制動(dòng)器抱死?；D(zhuǎn)率的定義：在S小于1的條件下，S越大，滑移成分越多即愈接近抱死。汽車制動(dòng)印痕的變化過程（2）S=00＜S＜1S=12.2路面附著系數(shù)路面附著系數(shù)是指附著力與車輪法向（與路面垂直的方向）壓力的比值。它是描述汽車運(yùn)動(dòng)過程中輪胎抓地能力的重要參數(shù)，有縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)之分?？v向附著系數(shù)是地面縱向力與垂直反力的比值；側(cè)向附著系數(shù)是側(cè)向力與垂直反力的比值。對(duì)于汽車制動(dòng)過程而言，其路面縱向附著系數(shù)的最大值不是理論上的純滾動(dòng)狀態(tài)，而是在滑轉(zhuǎn)率=15%-20%的部分滑動(dòng)狀態(tài)。路面附著系數(shù)隨滑轉(zhuǎn)率的變化關(guān)系3.汽車的制動(dòng)過程與制動(dòng)距離汽車的制動(dòng)過程簡圖如下：圖中t1——駕駛員反應(yīng)時(shí)間，是駕駛員從接收（感知）到緊急情況的信息到至開始出現(xiàn)反應(yīng)動(dòng)作將右腳移動(dòng)到制動(dòng)踏板上所經(jīng)歷的時(shí)間，一般t1=0.3-1.0s；t2——制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間，是駕駛員從踩下制動(dòng)踏板到汽車制動(dòng)減速度達(dá)到最大值時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間，包括制動(dòng)系傳遞遲滯時(shí)間與制動(dòng)力增長時(shí)間兩部分，對(duì)于液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，t2=0.2-0.25s；對(duì)于氣壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，t2=0.4-0.9s；t3——持續(xù)制動(dòng)時(shí)間，是指駕駛員在使汽車保持最大制動(dòng)減速度j條件下即汽車以最大制動(dòng)效能進(jìn)行制動(dòng)直至汽車完全停止所經(jīng)歷的時(shí)間；t4——制動(dòng)解除時(shí)間，是指駕駛員放松制動(dòng)踏板至制動(dòng)力消失的時(shí)間，此時(shí)制動(dòng)減速度為零（j=0），規(guī)定t4不得超過0.3s。

討論汽車制動(dòng)性能時(shí)，一般所說的制動(dòng)距離是指駕駛員從踩下制動(dòng)踏板到汽車停住為止所駛過的距離，即汽車在t2+t3時(shí)間段內(nèi)所駛過的距離。總制動(dòng)距離包括駕駛員反應(yīng)時(shí)間t1，即汽車在t1+t2+t3時(shí)間段內(nèi)所駛過的距離。影響駕駛員反應(yīng)時(shí)間的主要因素：駕駛員反應(yīng)時(shí)間與其年齡、性別、經(jīng)驗(yàn)等有關(guān)，一般為0.3～1.0s。就年齡而言，20-25歲左右的駕駛者反應(yīng)時(shí)間最短，隨著年齡的增長，反應(yīng)時(shí)間有延長的趨勢。從整體方面看，男性的反應(yīng)時(shí)間比女性短。疲勞駕駛、酒后駕車也是影響反應(yīng)時(shí)間的重要因素。

汽車制動(dòng)效果滑轉(zhuǎn)率在15%-20%時(shí)制動(dòng)效果最佳，這是因?yàn)榇嘶D(zhuǎn)率能使汽車同時(shí)獲得較大的縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)，即汽車縱向制動(dòng)性能最好，側(cè)向穩(wěn)定性也同時(shí)很好。具有一般制動(dòng)系統(tǒng)的汽車難以同時(shí)滿足此要求，近年來在汽車上廣泛使用的制動(dòng)防抱死裝置（ABS）能夠滿足此要求，并可以顯著地改善汽車制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能和方向穩(wěn)定性。影響附著系數(shù)的因素：道路種類及材料、路面狀況、輪胎材料、結(jié)構(gòu)、氣壓、胎面花紋、磨損程度以及汽車的行駛速度等因素。制動(dòng)效能及其恒定性

汽車制動(dòng)效能的程度評(píng)價(jià)指標(biāo)：制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離。制動(dòng)距離是指駕駛員從踩下制動(dòng)踏板到汽車停住為止所駛過的距離，即汽車在t2+t3時(shí)間段內(nèi)所駛過的距離。制動(dòng)減速度與制動(dòng)器制動(dòng)力及附著力相關(guān)。當(dāng)所有車輪抱死滑移時(shí)，最大制動(dòng)減速度為：影響汽車制動(dòng)距離的主要因素①制動(dòng)器作用的時(shí)間——與制動(dòng)系統(tǒng)的類型有關(guān)；制動(dòng)系統(tǒng)的類型：液壓制動(dòng)系統(tǒng)，氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。液壓制動(dòng)系統(tǒng)的作用時(shí)間一般都較短（0.2s左右），而氣壓制動(dòng)系統(tǒng)作用時(shí)間相對(duì)較長（0.4s左右），對(duì)制動(dòng)距離的影響明顯。希望：制動(dòng)器作用的時(shí)間——短。②制動(dòng)器的制動(dòng)力——大；③最大制動(dòng)減速度——高；④制動(dòng)時(shí)的初始車速——低。

附著力（或制動(dòng)器制動(dòng)力）越大，制動(dòng)初速度越低，制動(dòng)距離越短。對(duì)以制動(dòng)效能為對(duì)象的評(píng)判指標(biāo)一般為：制動(dòng)初速度從100km/h到停車即100km/h→0km/h的制動(dòng)距離，小于42m為制動(dòng)性能優(yōu)秀；42—45m為制動(dòng)性能合格；大于45m為制動(dòng)性能較差。

4.制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性（1）制動(dòng)跑偏制動(dòng)時(shí)汽車自動(dòng)向左或向右偏駛的現(xiàn)象稱為“制動(dòng)跑偏”。引起制動(dòng)跑偏的原因制造、調(diào)整誤差造成的左、右制動(dòng)器制動(dòng)力不相等；設(shè)計(jì)造成的懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿運(yùn)動(dòng)干涉；汽車質(zhì)心位置左右不對(duì)稱，導(dǎo)致左、右輪負(fù)荷不相等而引起制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。

我國GB7258—2012規(guī)定，新注冊車：前軸的不相等度不應(yīng)大于20%，后軸的不應(yīng)大于24%；在用車：前軸不應(yīng)大于24%，后軸的不應(yīng)大于30%。（2）制動(dòng)側(cè)滑

制動(dòng)側(cè)滑是指汽車制動(dòng)時(shí)某一軸的車輪或兩軸車輪同時(shí)發(fā)生橫向滑移的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況是高速行駛中的汽車制動(dòng)時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑，這時(shí)汽車常發(fā)生不規(guī)則的急劇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使汽車部分或完全失去操控。當(dāng)后輪先于前輪向外側(cè)方向發(fā)生側(cè)滑時(shí)，因汽車的轉(zhuǎn)向半徑減小引發(fā)“甩尾”現(xiàn)象。由于此條件下轉(zhuǎn)向半徑減小，將使離心力進(jìn)一步增大，離心力的進(jìn)一步增大將加劇甩尾，嚴(yán)重時(shí)使汽車打轉(zhuǎn)甚至傾翻。

影響制動(dòng)側(cè)滑的因素路面附著系數(shù)；車輪抱死及抱死順序；制動(dòng)時(shí)初速度；載荷及載荷轉(zhuǎn)移；側(cè)向力源。（3）汽車前軸喪失轉(zhuǎn)向能力

汽車前輪喪失轉(zhuǎn)向能力是指在彎道上制動(dòng)時(shí)汽車不再按原來彎道行駛而沿彎道切線方向駛出和按直線行駛時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤汽車仍按直線方向行駛的現(xiàn)象。

當(dāng)前輪抱死或前輪先抱死時(shí)，因側(cè)向附

著系數(shù)為零，不能產(chǎn)生任何地面?zhèn)认蚍醋饔昧?，汽車基本上沿直線方向行駛，屬于穩(wěn)定行駛狀態(tài)，但喪失轉(zhuǎn)向能力。§2汽車操縱穩(wěn)定性及其評(píng)價(jià)

1.汽車操縱穩(wěn)定性的意義汽車的操縱穩(wěn)定性包括操縱性和穩(wěn)定性兩個(gè)方面。操縱性是指汽車在行駛過程中能夠確切地響應(yīng)駕駛員指令的能力；（聽話，服從）穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，受到外力擾動(dòng)后恢復(fù)原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力。實(shí)際中汽車的操縱性和穩(wěn)定性兩者相互影響，密不可分，操縱性的喪失將導(dǎo)致汽車的側(cè)滑和側(cè)翻，穩(wěn)定性的喪失往往使汽車失去操控性而處于危險(xiǎn)狀態(tài)，因而，汽車保持良好的操縱性和穩(wěn)定性對(duì)于確保行車安全非常重要。操縱穩(wěn)定性不好的汽車在行駛過程中的主要表現(xiàn)①“發(fā)飄”：當(dāng)汽車以較高速度行駛時(shí)，在駕駛員未發(fā)出任何改變當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指令的情況下，車輛自行的不斷變換運(yùn)動(dòng)方向使駕駛員及乘員感到漂浮不定。②“反應(yīng)遲鈍”：在駕駛員對(duì)汽車實(shí)施轉(zhuǎn)向操作后，車輛或是沒有及時(shí)的響應(yīng)，或是轉(zhuǎn)向動(dòng)作遲緩。③“喪失路感”：操縱穩(wěn)定性良好的汽車，在轉(zhuǎn)彎時(shí)駕駛員能通過方向盤以及車身的側(cè)傾及時(shí)感知轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，而操縱穩(wěn)定性不好的汽車，在車速較高或急劇轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)使駕駛員喪失這種感知性，從而會(huì)影響駕駛員對(duì)汽車轉(zhuǎn)彎瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。④“失去控制”：操縱性差的汽車在車速超過某一臨界值后，可能會(huì)出現(xiàn)駕駛員完全不能通過方向盤指令控制汽車行駛方向的情況。

2.輪胎的側(cè)偏特性

2.1輪胎側(cè)偏力與側(cè)偏現(xiàn)象側(cè)偏力：汽車在行駛過程中，由于路面的側(cè)向傾斜、側(cè)向風(fēng)或曲線行駛時(shí)的離心力等的作用，車輪中心Y軸方向?qū)⒆饔糜袀?cè)向力Fy，相應(yīng)的地面上產(chǎn)生地面?zhèn)认蚍醋饔昧?。?cè)偏現(xiàn)象：彈性輪胎在側(cè)向力作用下，即使側(cè)向力未達(dá)到附著極限，車輪行駛方向發(fā)生偏離車輪平面的現(xiàn)象。2.2輪胎側(cè)偏特性

——是指側(cè)偏力及回正力矩與側(cè)偏角之間的關(guān)系。車輪滾動(dòng)過程中，當(dāng)存在側(cè)向力作用時(shí)，輪胎接觸印跡的中心線與車輪平面之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)夾角α，這個(gè)角稱為輪胎側(cè)偏角。側(cè)偏角α的數(shù)值與側(cè)向力Fy的大小相關(guān)。

側(cè)偏剛度是決定汽車操縱穩(wěn)定性的重要輪胎參數(shù)。為保證汽車在高速下直線行駛的穩(wěn)定性，輪胎應(yīng)具有較大的側(cè)偏剛度（在FY一定時(shí)希望側(cè)偏角越小越好）。側(cè)偏剛度大的輪胎側(cè)偏性能好，即轉(zhuǎn)彎能力、抗側(cè)滑能力強(qiáng)。2.3影響側(cè)偏特性的主要因素①輪胎的結(jié)構(gòu)形式；②扁平率；

子午線輪胎較斜交胎的側(cè)偏特性好。還有：輪胎垂直載荷（承載量）、輪胎的充氣壓力、路面種類及干濕狀況、行駛速度對(duì)輪胎側(cè)偏剛度（側(cè)偏力）亦有不同程度的影響。3.汽車操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)比較復(fù)雜既有時(shí)域評(píng)價(jià)，也有頻率域評(píng)價(jià)；既有穩(wěn)態(tài)評(píng)價(jià)，也有瞬態(tài)評(píng)價(jià)；既有位移輸入評(píng)價(jià)，也有力（力矩）輸入評(píng)價(jià)；既有開環(huán)評(píng)價(jià)，也有閉環(huán)評(píng)價(jià)；既有客觀評(píng)價(jià)，也有主觀評(píng)價(jià)。3.1轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的時(shí)域響應(yīng)

這是一種最基本的評(píng)價(jià)汽車操縱穩(wěn)定性好壞的方法，從穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與瞬態(tài)響應(yīng)兩方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。其試驗(yàn)方法參見GB/T6323.6-1994汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)，GB/T6323.2-1994汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)（轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入）。1）穩(wěn)態(tài)響應(yīng)在汽車等速直線行駛時(shí)，急速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤至某一轉(zhuǎn)角時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤并維持此轉(zhuǎn)角不變，即給汽車以轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入，一般汽車經(jīng)短暫時(shí)間后便進(jìn)入等速圓周行駛，稱為轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。汽車的等速圓周行駛，即汽車轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，是表征汽車操縱穩(wěn)定性的一個(gè)重要的時(shí)域響應(yīng)，一般也稱它為汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分為三種類型：不足轉(zhuǎn)向;中性轉(zhuǎn)向;過多轉(zhuǎn)向。操縱穩(wěn)定性良好的汽車應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。一般汽車不應(yīng)具有過多轉(zhuǎn)向特性，也不應(yīng)具有中性轉(zhuǎn)向特性，因?yàn)橹行赞D(zhuǎn)向汽車在使用條件變動(dòng)時(shí)，有可能變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向特性。2）瞬態(tài)響應(yīng)在等速直線行駛與等速圓周行駛這兩個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)之間的過渡過程便是一種瞬態(tài)。一輛等速直線行駛的汽車，在t=0時(shí)，駕駛者急速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤至角度，并維持此轉(zhuǎn)角不變（即轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入）時(shí)得到的曲線即汽車瞬態(tài)響應(yīng)曲線，如下圖。對(duì)于汽車瞬態(tài)響應(yīng)而言，通常希望進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間越短越好，該時(shí)間越短，表明進(jìn)入穩(wěn)態(tài)響應(yīng)越快。3.2轉(zhuǎn)向回正性能

——是指汽車在一定的場地、環(huán)境及車速下從曲線行駛回復(fù)到直線行駛的一種過渡過程能力，是一種轉(zhuǎn)向盤力輸入下的時(shí)域響應(yīng)。此圖所示的殘留橫擺角速度為零，表明汽車在受到轉(zhuǎn)向操縱后，能夠自主的從曲線行駛狀態(tài)回復(fù)到直線行駛狀態(tài)。

3.3轉(zhuǎn)向輕便性

轉(zhuǎn)向輕便性是評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤輕便程度的特性。轉(zhuǎn)向輕便性好的汽車，駕駛員在駕車過程中不易疲勞，可以提高行駛安全性。轉(zhuǎn)向輕便性主要依靠轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)向輪的定位來保證?，F(xiàn)代轎車采用轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)解決轉(zhuǎn)向輕便問題。高速“路感”與低速“輕便性”從汽車行駛安全來講，汽車高速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤上應(yīng)有足夠的操縱力，即保持所謂的“路感”，否則容易引發(fā)交通事故；而汽車低速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向阻力較大，需要提供助力，以保證轉(zhuǎn)向的輕便性。轉(zhuǎn)向輕便性的評(píng)價(jià)指標(biāo)有：轉(zhuǎn)向盤最大作用力矩、轉(zhuǎn)向盤最大作用力、轉(zhuǎn)向盤作用功、轉(zhuǎn)向盤平均摩擦力矩、轉(zhuǎn)向盤平均摩擦力等。3.4急劇轉(zhuǎn)向能力汽車在緊急避讓時(shí)的急劇轉(zhuǎn)向能力通常用蛇行試驗(yàn)方法來檢驗(yàn)。蛇行試驗(yàn)是研究汽車瞬態(tài)閉環(huán)響應(yīng)特性的一種重要試驗(yàn)方法，能夠考核汽車在接近側(cè)滑或側(cè)翻工況下的操縱性能，綜合評(píng)價(jià)汽車行駛穩(wěn)定性及乘坐舒適性。3.5側(cè)向風(fēng)穩(wěn)定性

高速行進(jìn)中的汽車經(jīng)常受到側(cè)向風(fēng)的襲擾作用，如車輛高速駛經(jīng)城市街道兩旁高大建筑物、山體隧道、大橋橋墩，高速公路上會(huì)車、超車時(shí)，都會(huì)有速度很高的側(cè)向風(fēng)作用于車身。側(cè)向風(fēng)產(chǎn)生的側(cè)向氣動(dòng)力引起輪胎側(cè)偏，汽車將偏離行駛方向，從而降低汽車的操縱穩(wěn)定性。這種偏離由駕駛員調(diào)整轉(zhuǎn)向盤來修正，駕駛員連續(xù)調(diào)整轉(zhuǎn)向盤會(huì)導(dǎo)致極度過早疲勞和增加危險(xiǎn)性。側(cè)風(fēng)敏感性試驗(yàn)是表征汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性的一個(gè)重要方法。該試驗(yàn)過程可分為4個(gè)的時(shí)間階段：車身駛?cè)雮?cè)風(fēng)帶（0-t1時(shí)刻）；車身完全處于側(cè)風(fēng)帶（t1-t2時(shí)刻）；車身開始駛出側(cè)風(fēng)帶（t2-t3時(shí)刻）；車身完全離開側(cè)風(fēng)帶（t3時(shí)刻以后），如上圖所示。§3駕駛室人機(jī)環(huán)境與安全性1.汽車視野

——是指駕駛員行車時(shí)眼睛所能看得見的空間范圍。駕駛員在駕車過程中，80%的信息靠視覺獲得，確保良好的視野是預(yù)防交通事故的必要條件。按視野獲得方式的不同，汽車視野可分為直接視野和間接視野。

直接視野

間接視野直接視野

——是指駕駛員在駕駛狀態(tài)時(shí)，直接透過前風(fēng)窗玻璃、車門玻璃和后風(fēng)窗玻璃，所能直接、清晰地看到道路范圍的大小。包括前方視野、側(cè)方視野，其中前方視野最重要。前方視野

——是指駕駛員在駕駛座位上時(shí)通過前風(fēng)窗玻璃觀察到的空間范圍。一般而言，前風(fēng)窗玻璃面積越大，前方視野則越好。汽車的前方視野與駕駛室車窗的尺寸、形狀和支柱的結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩的形狀、駕駛室座椅的高度以及坐墊和靠背之間的傾角等因素相關(guān)。側(cè)方視野

——是指駕駛員通過側(cè)門玻璃或側(cè)窗玻璃觀察到的空間范圍。間接視野

——是指駕駛員借助內(nèi)、外后視鏡觀察到的汽車側(cè)面、后方視區(qū)范圍。間接視野對(duì)超車、倒車、轉(zhuǎn)彎、制動(dòng)等行駛工況的安全行駛具有重要作用。一般汽車的車外后視鏡都使用凸面鏡。汽車的車外后視鏡在左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)，其水平方向和垂直方向均可調(diào)整角度。需要注意的是：駕駛員觀察失誤與視野盲區(qū)是兩回事，兩者不可混為一談。1.1汽車駕駛員眼橢圓背景：眼橢圓的概念是隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展被提出的，特別是汽車工程師們?yōu)榱吮ＷC大多數(shù)汽車駕駛員擁有良好的視野特性提出和發(fā)展起來的。眼橢圓首先由美國汽車工程師協(xié)會(huì)制定成標(biāo)準(zhǔn)SAEJ941，國際標(biāo)準(zhǔn)組織引用該標(biāo)準(zhǔn)制定了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4513。駕駛員眼橢圓的定義及圖形

眼橢圓是指不同身材的駕駛員按自己的意愿將座椅調(diào)整到合適位置，并以正常的駕駛姿勢入座后，其眼睛位置在車身坐標(biāo)系中的統(tǒng)計(jì)分布圖形。由于該圖形呈橢圓形，故稱為駕駛員眼橢圓。其英文名稱為eyellipse，是由眼睛eye和橢圓ellipse組合而成的。眼橢圓圖眼橢圓的意義

眼橢圓的確立為研究汽車視野性能提供了科學(xué)的視野原點(diǎn)基礎(chǔ)，可以作為汽車視野校核的基準(zhǔn)。在汽車概念設(shè)計(jì)中起著重要的作用。其主要應(yīng)用有：汽車風(fēng)窗玻璃透明區(qū)及刮掃面積與部位校核；方向盤、儀表板、前門窗人機(jī)設(shè)計(jì)；汽車后視鏡位置設(shè)計(jì)及視野校核；A立柱雙目障礙角的測量。圍繞前方視野定義的視野單目視野：用一只眼睛能看到的視野；雙目視野：同時(shí)用兩只眼睛能看到的視野，左右單目視野重疊的部分；雙邊視野：分別用兩只眼睛所能看到的視野；邊緣視野：指投向注視點(diǎn)的外側(cè)區(qū)域，其大小約為90°。1.2前方視野

前風(fēng)窗垂直視野前風(fēng)窗垂直方向上的視野性受駕駛室前風(fēng)窗上橫梁和前風(fēng)窗下橫梁（或發(fā)動(dòng)機(jī)罩）的限制。國標(biāo)規(guī)定：駕駛員以正常駕駛姿勢能看見汽車前方12m處，高5m的標(biāo)竿（交通信號(hào)燈高度），如上圖所示。

視野障礙與視野盲區(qū)擋住駕駛員視線的物體稱為視野障礙。視野障礙進(jìn)一步分為單眼障礙和雙眼障礙。單眼障礙是僅一只眼能看到的，且其后有該眼不能看到的區(qū)域的物體；雙眼障礙是指在雙眼視野中的、使得在其后用一只左右眼都不能看到的區(qū)域的物體。視野盲區(qū)是指駕駛員處于正常駕駛位置，并且當(dāng)其眼睛和頭部在正?；顒?dòng)范圍內(nèi)時(shí)，因視野障礙而看不到的區(qū)域。按照眼的使用情況，盲區(qū)有單眼盲區(qū)、雙眼盲區(qū)之分。在車身總布置中，需要考慮的盲區(qū)主要有儀表板盲區(qū)，A、B、C柱盲區(qū)等。汽車A柱、B柱、C柱位置圖視野隨車速變化圖隨著汽車行駛速度的提高，注視點(diǎn)前移，視野變窄，周界感減少

1.3后方視野

是一種依靠內(nèi)、外后視鏡實(shí)現(xiàn)的間接視野，從車輛安全運(yùn)行的要求來看，后視鏡大體應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：①在公路，特別是高速公路多車道超車或換道行駛時(shí)，通過內(nèi)外后視鏡（包括補(bǔ)盲外后視鏡）可向駕駛員提供左右兩側(cè)及后方的交通狀況信息；②在繁華市區(qū)，車內(nèi)外后視鏡可向駕駛員提供汽車周圍行人、自行車、摩托車等各種障礙物及其交通情況的信息；③汽車倒車時(shí)，駕駛員通過內(nèi)外后視鏡可觀察到汽車后部、側(cè)面的障礙物及交通狀況。

5類不同后視鏡及其要求（略）。1.4倒車?yán)走_(dá)

——全稱叫“倒車防撞雷達(dá)”，也叫“泊車輔助裝置”，是汽車泊車或倒車時(shí)的安全輔助裝置。組成：超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴器）等部分。工作原理：根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會(huì)與任何障礙物相撞的原理設(shè)計(jì)開發(fā)的。即探頭裝在后保險(xiǎn)桿上，其數(shù)量有2、3、4、6、8個(gè)不等。探頭可在最大水平120度和垂直70度范圍發(fā)射超聲波搜尋目標(biāo)，能夠準(zhǔn)確探索到那些低于后保險(xiǎn)桿高度而駕駛員從后窗難以看見的障礙物如花壇、路肩及蹲在車后玩耍的小孩等，并及時(shí)報(bào)警。倒車?yán)走_(dá)探頭工作原理示意圖可視倒車?yán)走_(dá)顯示器2.汽車燈光

屬于汽車主動(dòng)安全的范疇，分為照明和燈光信號(hào)（含反射器）兩大類。照明燈光分為車外照明和車內(nèi)照明。2.1汽車照明設(shè)備類別、功能及明細(xì)

分為車輛前端照明設(shè)備、后端照明設(shè)備和車輛內(nèi)部照明設(shè)備3部分。車輛前端照明設(shè)備的功用：——照亮道路，以便駕駛員能看清道路交通狀況并能及時(shí)地分辨障礙物，注意來車；方便迎面車輛識(shí)別。車輛前端照明設(shè)備包括：近光/遠(yuǎn)光前照燈、霧燈、輔助行駛燈、轉(zhuǎn)向燈、駐車燈、側(cè)向標(biāo)志/間距燈（顯示車輛寬度）。車輛后端照明設(shè)備功用：照明、指示車輛的運(yùn)行狀況。起照明作用的設(shè)備包括：停車燈、尾燈、霧燈、轉(zhuǎn)向燈、駐車燈、間距燈（寬車）、倒車燈、牌照燈等。指示車輛的運(yùn)行狀況：制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、倒車改變方向或危險(xiǎn)狀況。車輛內(nèi)部照明設(shè)備

要求：車輛處于運(yùn)行狀態(tài)下優(yōu)先方便駕駛員接觸和操縱車輛內(nèi)部各種手柄、開關(guān)，觀察各種儀表，以向駕駛員提供必要的信息，便于駕駛員集中精力駕駛（使駕駛員分心駕駛的可能性盡可能?。?duì)儀表板照明的設(shè)計(jì)與布置應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)的要求，方便駕駛員認(rèn)讀信息和操縱各種手柄與開關(guān)。儀表板的照明以前采用燈光照明技術(shù)，現(xiàn)已被耐用的發(fā)光二極管（LED）取代。2.2汽車燈光的安裝要求

汽車燈光標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，在國家汽車強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系中所占數(shù)量最多。目前我國M、N、O類汽車燈光強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)共有14項(xiàng)，占我國已發(fā)布的汽車強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)的1／5。各種汽車燈光的作用與安裝要求見表3.5。2.3汽車前照燈

是汽車燈光中最重要的一種，以保證汽車在夜間或能見度較低的環(huán)境下的安全行駛。根據(jù)發(fā)光光源不同，前照燈分為燈絲光源前照燈、氣體放電光源前照燈和發(fā)光二極管（LED）前照燈。氣體放電光源前照燈又稱HID（HighintensityDischarge）氙氣燈，是指內(nèi)部充滿包括氙氣在內(nèi)的惰性氣體混合體的高壓氣體放電燈。

夜間氙氣燈效果與普通燈效果對(duì)比圖

LED前照燈

將白色LED作為光源，具有重量輕、安裝深度小、耗能低、壽命更長、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。LED前照燈響應(yīng)快，亮燈無須熱啟動(dòng)時(shí)間，色溫超過5000k，更接近于日光，使行車更為安全。

自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)AFS

能根據(jù)轉(zhuǎn)向角和車速的變化自動(dòng)調(diào)整前照燈光束照射方向，增加了汽車行駛前方的照射區(qū)域，從而提高了汽車夜間行駛的安全性。2.4智能車燈當(dāng)前車燈技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向是智能車燈。智能車燈系統(tǒng)的特點(diǎn)是能夠根據(jù)車輛周圍環(huán)境的亮度及車速變化實(shí)時(shí)對(duì)車燈照明的亮度以及范圍進(jìn)行調(diào)整，使得在夜間高速駕駛時(shí)視野能夠更加清晰。智能燈光系統(tǒng)包括遠(yuǎn)近光燈自動(dòng)切換、亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)、照明范圍自動(dòng)整調(diào)等多種功能，該系統(tǒng)由微電腦控制，微電腦從車內(nèi)的電子傳感器獲得信息，由傳感器來辨別各種照明狀況。

3.汽車操縱機(jī)構(gòu)

——是指車內(nèi)供駕駛員用來操縱汽車的各種裝置。可分為一級(jí)操縱裝置和二級(jí)操縱裝置。一級(jí)操縱裝置主要指有關(guān)汽車運(yùn)動(dòng)性能的，如轉(zhuǎn)向盤、加速踏板、離合器踏板、制動(dòng)踏板、換擋手柄等；二級(jí)操縱裝置則指車內(nèi)其它操縱裝置，如點(diǎn)火開關(guān)、刮水器開關(guān)、照明開關(guān)等，駕駛員通過這些裝置控制汽車使其安全運(yùn)行。

3.1汽車的實(shí)際H點(diǎn)

H點(diǎn)是實(shí)車測得的人體軀干與大腿相連的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)“胯點(diǎn)”（Hippoint）位置，見右圖。當(dāng)H點(diǎn)三維人體模型按規(guī)定的步驟放在汽車座椅中時(shí)，人體模型上左右兩H點(diǎn)標(biāo)記連接線的中點(diǎn)即為汽車的實(shí)際H點(diǎn)。該點(diǎn)表示汽車駕駛員或乘員入座后，膝關(guān)節(jié)中點(diǎn)在車身中的實(shí)際位置。H點(diǎn)對(duì)汽車結(jié)構(gòu)布置的作用①汽車實(shí)際H點(diǎn)是與操作方便性及乘坐舒適性相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)這是由特定的駕駛坐姿決定的，駕駛員在操作時(shí)身軀上部的活動(dòng)是繞通過H點(diǎn)的橫向水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的；②汽車實(shí)際H點(diǎn)是確定眼橢圓在車身中位置的基準(zhǔn)點(diǎn)車身側(cè)視圖上眼橢圓的定位要以H點(diǎn)作為基準(zhǔn)進(jìn)行確定；③在車內(nèi)布置操縱裝置時(shí)，要考慮駕駛員的手伸及界面，而汽