汽車主動安全與被動安全系統(tǒng)培訓(xùn)課件

汽車主動平安、被動平安培訓(xùn)內(nèi)容主動安全技術(shù)2汽車安全概述31被動安全技術(shù)33車輛42024/4/162據(jù)估計全世界每年約有120萬人死于汽車交通事故傷害，受傷者多達(dá)5000萬人。

汽車交通事故傷害的經(jīng)濟(jì)損失在低收入國家約占國民生產(chǎn)總值的1%，在中等收入國家為1.5%，在高收入國家為2%。每年全球汽車交通事故傷害的損失估計為5180億美元。汽車平安的意義一、汽車平安概述2021年，全國共接報道路交通事故3906164起，同比上升35.9%。造成65225人死亡、254075人受傷，直接財產(chǎn)損失9.3億。2024/4/163一、汽車平安概述汽車環(huán)境人道路操作活動氣象物理精神制約交通平安主要影響因素經(jīng)驗素質(zhì)狀態(tài)路面設(shè)施法規(guī)結(jié)構(gòu)性能狀況2024/4/1642021年，92%的事故死亡人數(shù)因機(jī)動車駕駛?cè)苏厥聦?dǎo)致：超速行駛、未按規(guī)定讓行、無證駕駛、逆向行駛、疲勞駕駛等。一、汽車平安概述2024/4/165汽車平安一、汽車平安概述行人平安駕乘人員平安人的平安主動平安被動平安預(yù)防事故發(fā)生的平安對策。主要與汽車的制動性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、動力性、信息性以及駕駛員工作條件等相關(guān)。事故發(fā)生后，減小事故后果的平安對策。汽車平安分類2024/4/166一、汽車平安概述汽車平安的開展2024/4/167汽車平安開展趨勢一、汽車平安概述2024/4/168二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制1.ABS〔Anti-lockBrakingSystem〕防抱死制動系統(tǒng)1.前輪速度傳感器2.制動壓力調(diào)節(jié)裝置3.ABS電控單元4.ABS警告燈5.后輪速度傳感器6.停車燈開關(guān)7.制動主缸8.比例分配閥9.制動輪缸10.蓄電池11.點火開關(guān)ABS系統(tǒng)可自動調(diào)整車輪制動力，保證輪胎與路面間合理的滑移率〔15~20%〕，防止制動時車輪抱死產(chǎn)生滑移，從而使車輛失去控制造成無法轉(zhuǎn)向和側(cè)滑現(xiàn)象，并有效縮短制動距離。2024/4/1691.ABS〔Anti-lockBrakingSystem〕防抱死制動系統(tǒng)制動壓力調(diào)節(jié)裝置

二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16101.ABS〔Anti-lockBrakingSystem〕防抱死制動系統(tǒng)建壓階段〔常規(guī)制動〕ABS工作過程二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16111.ABS〔Anti-lockBrakingSystem〕防抱死制動系統(tǒng)保壓階段ABS工作過程二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16121.ABS〔Anti-lockBrakingSystem〕防抱死制動系統(tǒng)降壓階段ABS工作過程二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16131.ABS〔Anti-lockBrakingSystem〕防抱死制動系統(tǒng)升壓階段ABS工作過程二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16141.ABS〔Anti-lockBrakingSystem〕防抱死制動系統(tǒng)升壓保壓降壓ABS工作循環(huán)二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16152.EBD〔ElectricBrakeforceDistribution〕電子制動力分配控制系統(tǒng)是ABS的輔助功能。EBD能夠在汽車制動時根據(jù)車輪載荷的變化自動調(diào)節(jié)各車輪間制動力，保證較高的車輪附著力，提高制動穩(wěn)定性。二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/1616在車輪局部制動時，EBD功能就起作用，當(dāng)ABS起作用時，EBD即停止工作。2.EBD〔ElectricBrakeforceDistribution〕電子制動力分配控制系統(tǒng)二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/1617是ABS的一種擴(kuò)展功能?？设b別汽車的輪子是否失去著地摩擦力，對汽車的加速打滑進(jìn)行控制。從而更好地利用地面附著力，提高車輛的通過性和行駛穩(wěn)定性。一般在車速40km/

h以下時EDL起作用。常規(guī)制動3.EDL〔ElectronicDifferentialLock〕電子差速鎖二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/1618升壓過程3.EDL〔ElectronicDifferentialLock〕電子差速鎖二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/1619保壓過程3.EDL〔ElectronicDifferentialLock〕電子差速鎖二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16203.EDL〔ElectronicDifferentialLock〕電子差速鎖減壓過程二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16214.TCS〔TractionControlSystem〕牽引力控制系統(tǒng)〔ASR、TRC、TRAC、ATC、DTC〕是ABS根底上的擴(kuò)展。能夠?qū)恳M(jìn)行自動控制，取得最好的牽引效果，防止車輪打滑。二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/16224.TCS〔TractionControlSystem〕牽引力控制系統(tǒng)CANTCS單元

主缸前輪速傳感器前輪速傳感器后輪速傳感器后輪速傳感器EMSENGINEETCS:發(fā)動機(jī)扭矩控制?直接控制型：節(jié)氣門控制?間接控制型：點火正時控制，燃油噴射控制。BTCS:制動壓力控制每一驅(qū)動輪單獨控制。適用于低速40km/h以下。同EDL。二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制2024/4/1623二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制5.ESP〔ElectronicStabilityProgram〕電子穩(wěn)定程序ESP包含了ABS和TCS二者的功能。能提高汽車在加速、轉(zhuǎn)向和剎車時的穩(wěn)定性，降低車輛側(cè)滑的危險。ESP的主要組成1.電控液壓單元和ECU2.輪速傳感器3.方向盤轉(zhuǎn)角傳感器4.橫擺角速度傳感器5.發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)2024/4/1624二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制5.ESP〔ElectronicStabilityProgram〕電子穩(wěn)定程序工作原理ESP在對危急駕駛情況作出反響前，必須獲得兩個問題的應(yīng)答：從方向盤角度傳感器1和輪速傳感器2得到a答案。a、駕駛者想操縱車駛向哪里？b、車輛實際駛向哪里？從橫擺率傳感器3和側(cè)向加速度傳感器4得到b答案。ESP控制單元進(jìn)行比較a≠b車輛出現(xiàn)危急行駛狀況，需要ESP進(jìn)行控制調(diào)整。a=b車輛行駛情況正常Ⅱ、當(dāng)車輛出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向，通過對外弧線前部車輪施加相應(yīng)的制動，并對發(fā)動機(jī)和變速箱管理系統(tǒng)施加控制，ESP可以阻止車輛向內(nèi)滑移。Ⅰ、當(dāng)車輛出現(xiàn)缺乏轉(zhuǎn)向，通過對內(nèi)弧線后部車輪施加相應(yīng)的制動，并對發(fā)動機(jī)和變速箱管理系統(tǒng)施加控制，ESP可以阻止車輛向外駛出彎道。2024/4/1625二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制5.ESP〔ElectronicStabilityProgram〕電子穩(wěn)定程序轉(zhuǎn)向缺乏正常方向RR輪制動補(bǔ)償力矩2024/4/1626二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制5.ESP〔ElectronicStabilityProgram〕電子穩(wěn)定程序轉(zhuǎn)向過度沒有控制時控制時正常方向FL輪制動產(chǎn)生力矩2024/4/1627二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制5.ESP〔ElectronicStabilityProgram〕電子穩(wěn)定程序ESP控制框圖2024/4/1628二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制裝備ESP的車型，將同時具有TCS、EDS、ABS功能裝備TCS的車型，將同時具有EDL、ABS功能5.ESP〔ElectronicStabilityProgram〕電子穩(wěn)定程序2024/4/1629TCS邏輯覆蓋ESP邏輯〔只發(fā)生在驅(qū)動輪〕即：選擇較低的制動壓力施加在車輪上。與TCS直接介入有所不同的是，此時動力源來自ESP壓力調(diào)節(jié)器，否那么將破壞液壓系統(tǒng)。ESP邏輯覆蓋ABS邏輯。這是由于ESP系統(tǒng)將產(chǎn)生接近50%的滑移率來穩(wěn)定車輛.〔超出ABS20%邏輯控制范圍〕發(fā)動機(jī)扭矩調(diào)節(jié)：如果ESP和TCS都想降低發(fā)動機(jī)扭矩，將優(yōu)先采用最大調(diào)節(jié)量。ESP與EBC:當(dāng)ESP工作時，EBC需要介入，那么此時EBC起作用，提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。二、主動平安技術(shù)—動力學(xué)控制5.ESP〔ElectronicStabilityProgram〕電子穩(wěn)定程序優(yōu)先原那么ESP與其它動力控制系統(tǒng)的關(guān)系2024/4/1630汽車被動平安技術(shù)

汽車被動平安技術(shù)：汽車平安防護(hù)裝置汽車結(jié)構(gòu)平安性§3-1汽車座椅及座椅平安帶汽車平安防護(hù)裝置——汽車座椅及座椅平安帶——平安氣囊——平安轉(zhuǎn)向器——平安玻璃用途：保護(hù)車內(nèi)乘員免遭傷害或減輕傷害的程度一、汽車座椅圖3-1汽車座椅總成圖1-頭枕總成；2、11-卡簧；3-導(dǎo)管；4-靠背骨架；5-靠背泡沫內(nèi)芯；6-靠背袋架；7-靠背總成；8-靠背調(diào)節(jié)器飾板；9-靠背調(diào)節(jié)旋鈕；10-靠背調(diào)節(jié)器飾板固定銷；12-座椅滑動襯塊；13-坐墊總成座椅系統(tǒng)的功能—平安性、舒適性、低本錢、質(zhì)量好，美觀耐用

座椅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)—頭枕、靠背、坐墊、座椅總成固定件

座椅的結(jié)構(gòu)座椅系統(tǒng)的組成

骨架—整體式、可翻折式彈性元件褥墊〔填料〕蒙面調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)二、汽車座椅平安帶平安帶使用效果圖3-2汽車安全帶效果1-無安全帶乘員負(fù)傷率；2-有安全帶乘員負(fù)傷率3-無安全帶乘員死亡率；4-有安全帶乘員死亡率圖3-3駕駛員與車輛速度的關(guān)系v1–碰撞后汽車速度；

v2-碰撞后乘員速度Dv-乘員與車廂內(nèi)二次碰撞速度——駕駛員負(fù)傷率可降低43%~52%——副駕駛員負(fù)傷率可降低37%~45%定義：平安帶是主要的乘員約束系統(tǒng)，可限制車輛前方碰撞以及翻滾過程中人體相對于車體的運(yùn)動，并可吸收局部沖擊能量，到達(dá)保護(hù)乘員的目的1.汽車座椅平安帶的分類2.平安帶的組成及各部件的作用兩點式平安帶〔圖a〕斜掛式平安帶〔圖b〕三點式平安帶〔圖c〕全背帶式平安帶〔圖d〕組成:

——織帶、帶扣、卷收器、調(diào)節(jié)件織帶：化學(xué)纖維編織，寬50mm；厚1.1~1.2mm。帶扣：既能把乘員約束在平安帶內(nèi)，又能快速解脫的連接裝置。卷收器：在汽車正常行駛時允許止帶自由伸縮，當(dāng)汽車速度急劇變化時，鎖止機(jī)構(gòu)會保持平安帶束緊力約束乘員。圖3-4汽車安全帶分類圖3-5

汽車安全帶的組成1-外側(cè)上部固定點；2-導(dǎo)向板；3-肩帶；4-頭枕；5-腰帶；6-卷收器；7-外側(cè)地板固定點；8-內(nèi)側(cè)地板固定點；9-鎖扣；10-插板

卷收器的作用卷收器的類型在平安帶長度不同時，收卷、儲存織帶使用平安帶時，乘員不必調(diào)節(jié)織帶長度乘員使用平安帶時上半身的動作比較自如為了提高撞車時平安帶的約束性能，預(yù)先將織帶收緊

調(diào)節(jié)件：用于調(diào)節(jié)織帶使用長度的部件。

無鎖止式卷收器自動鎖止式卷收器緊急鎖止式卷收器

織帶敏感式車體敏感式復(fù)合敏感式

應(yīng)用：緊急鎖止式卷收器圖3-5

汽車安全帶的組成1-外側(cè)上部固定點；2-導(dǎo)向板；3-肩帶；4-頭枕；5-腰帶；6-卷收器；7-外側(cè)地板固定點；8-內(nèi)側(cè)地板固定點；9-鎖扣；10-插板3.平安帶的使用本卷須知

常檢查

一人用

用后收

配座椅

中性洗

護(hù)兒童使用好§3-2平安氣囊一、平安氣囊設(shè)計的根本思想平安氣囊最大容許時間：從汽車碰撞開始算起，氣囊漲開所需的總時間<100ms,其實際的展開時間大約是30ms，氣囊漲開1s之后就會癟掉，以防止駕駛?cè)藛T被氣囊窒息。作用：當(dāng)汽車受到撞擊急劇減速時，氣囊就迅速膨脹以防止駕駛員身體向前沖擊轉(zhuǎn)向盤和擋風(fēng)玻璃。成效：有助于防止碰撞過程中頭/面部和胸部的損害，尤其是在汽車正面碰撞和前側(cè)碰撞時，保護(hù)作用尤為明顯。汽車平安氣囊系統(tǒng)SRS(SupplementalRestraintSystem)/輔助乘員保護(hù)系統(tǒng)二、平安氣囊的作用在汽車碰撞發(fā)生后,乘員與車內(nèi)構(gòu)件碰撞前,迅速在兩者之間自動地翻開充滿氣體氣墊,使乘員“撲〞在氣墊上,以緩和沖擊并吸收局部碰撞能量,從而到達(dá)減輕乘員傷害程度的目的三、平安氣囊的可靠性設(shè)置

電源：采用雙電源工作：電源、氣囊電子電路的儲能元件，低電壓小功率的備用電源。器件：高標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性：抗干擾、抗老化，主要器件采取降額使用、并聯(lián)冗余等措施，控制軟件應(yīng)具有自檢功能。四.駕駛員正面氣囊引爆的條件

碰撞方位為正前方或斜前方±30°

碰撞時，減速度≥電腦設(shè)定的減速度閾值汽車遭受側(cè)面碰撞超過斜前方±30°時汽車遭受橫向碰撞時汽車遭受前方碰撞時汽車發(fā)生繞縱向軸線側(cè)翻時縱向減速度未到達(dá)設(shè)定的減速度閾值汽車正常行駛，正常制動或在不平路面的道路上行駛時五.平安氣囊不能被引爆的條件六.平安氣囊的工作過程圖3-6汽車平安氣囊的動作過程〔車速度50km/h〕六、平安氣囊系統(tǒng)的工作過程〔續(xù)〕七、平安氣囊的組成

前碰撞(相當(dāng)于>16km/h的速度與剛壁正碰)→傳感器探測信號→氣體發(fā)生器引爆裝置→引爆后快速生成氣體→氣體充入氣囊→氣囊漲開(<0.05s)→吸收乘員向前運(yùn)動能量→氣囊漲開1s后排出氣體癟掉材料：尼龍6、尼龍66容量：正駕側(cè)50L~80L，副駕側(cè)120L~160L1.氣袋組成—傳感器系統(tǒng)、氣囊總成、氣體發(fā)生器、系統(tǒng)控制模塊(ACM)及其他附件圖3-7典型安全氣囊系統(tǒng)的組成1-左碰撞傳感器；2-右碰撞傳感器；3-SRS警告燈；4-SRS電器（包括安全傳感器）；5-氣囊組件2.氣體發(fā)生器火藥式:由火箭燃料組成，體積小，氣體轉(zhuǎn)化率40%。爆炸反響后產(chǎn)生的氣體溫度較高，易產(chǎn)生灼傷，有異味。燃料有毒，易污染。2.氣體發(fā)生器〔續(xù)〕3.碰撞傳感器混合式:以氬氣作為壓縮氣體，點火爆炸后壓縮氣體從儲氣罐沖出，充滿氣袋。應(yīng)用廣，缺點是壓縮氣體膨脹時吸收大量熱量，易造成結(jié)霜，氣體溫度降低，膨脹效果不不太理想。

安裝設(shè)置：

3~4只碰撞傳感器碰撞傳感器類型：滾子式傳感器、鋼球式傳感器、水銀開關(guān)式傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器功能—檢測、判斷汽車發(fā)生事故后的撞擊信號，以便及時啟動平安氣囊，并提供足夠的電能或機(jī)械能來點燃?xì)怏w發(fā)生器。滾子式傳感器鋼球式傳感器水銀式傳感器偏心錘式傳感器第三類氣體:氣體轉(zhuǎn)化率60%~98%，對人體無毒，對環(huán)境無害，利于回收，體積小，易于布置。八、平安氣囊的分類——主要針對未系平安帶的乘員設(shè)計，無需使用者設(shè)定就能處于工作狀態(tài)，18~20km/h發(fā)生碰撞引爆氣囊?！桨矌?氣囊保護(hù)系統(tǒng)；<30km/h平安帶保護(hù)，>30km/h發(fā)生碰撞時點火引爆氣囊

分立元件型集成電路型微機(jī)控制型

其中電控式還可分為：集中控制式，分散控制式九、平安氣囊的結(jié)構(gòu)原理1.機(jī)械式正面碰撞氣囊的結(jié)構(gòu)原理

工作原理——事故過程中人體與氣囊相互作用過程如右圖示意圖3-8

事故過程中人體與氣囊作用過程示意圖組成：—加速度傳感器、氣體發(fā)生器、氣袋、轉(zhuǎn)向盤蓋、充氣泵、氣囊組件及固定件圖3-9機(jī)械式正面碰撞氣囊結(jié)構(gòu)示意圖特點：—結(jié)構(gòu)簡單、本錢低，但是不易使氣囊在最正確時刻點火，抗干擾能力差

工作過程6個步驟：—發(fā)生碰撞、傳感器感知發(fā)生碰撞、傳感器球體動作、點火、氣體產(chǎn)生、氣體膨脹氣囊加速度傳感器圖3-10機(jī)械式氣囊傳感器工作原理圖3-11駕駛員氣囊發(fā)生器展開圖組成：鎖止彈簧、敏感球、球體導(dǎo)向柱、觸發(fā)杠桿、點火針、點火彈簧、鎖止桿、平衡針、鎖止鉤、平衡彈簧等

工作原理—如左圖示意

氣體發(fā)生器如右圖組成：—安裝板總成、過濾器、混絲過濾器、推進(jìn)劑、燃燒艙、過濾器擋板、殼體、密封器以及密封墊等轉(zhuǎn)向盤平安氣囊圖例

氣體發(fā)生器—點火器和充氣泵等圖3-12

轉(zhuǎn)向盤安全氣囊總成1-安裝架；2-充氣器外殼；3-轉(zhuǎn)向盤；4-氣囊；5-引火藥；6-電雷管；7-汽化劑；8-氣囊保護(hù)罩；9-濾清器；10-氣囊盒；11-經(jīng)濟(jì)速度開關(guān)；12-纏疊電纜圖3-14點火器1-殼體；2-電橋道線；3-點火劑出口；4-點火劑固定器圖3-13駕駛員席充氣泵1-點火器；2-疊氮化鈉；3-增壓濾清器；4-到氣囊的出口；5-充氣泵殼體；6-點火劑氣流中心組成——點火器、充氣泵、氣囊組件及固定件2、氣囊總成氣囊組件：氣囊由輕尼龍或聚酯纖維布料制成，內(nèi)層涂有聚氯丁二烯，用以密閉氣體圖3-15乘客席充氣泵1-點火器；2-燃料；3-濾清器；4-蓋；5-氣囊；6-存儲的氣囊中心；7-氣泵圖3-16未展開的氣囊氣囊總成組成：氣囊、氣囊容器、支撐架和底板、充氣器和裝飾蓋控制儀表板上的平安氣囊檢測燈連續(xù)監(jiān)測平安氣囊系統(tǒng)的各個部件控制平安氣囊系統(tǒng)的診斷功能在汽車碰撞期間，如蓄電池電壓缺乏，那么提供脹開氣囊所需的電能當(dāng)收到來自傳感器的相應(yīng)信號時，負(fù)責(zé)給一個或幾個氣囊充氣典型的平安氣囊系統(tǒng)控制組件(ACM)組件應(yīng)具備的功能：2、氣囊總成(續(xù))ACM組成：控制模塊、信號處理電路、備用電源電路、保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路等控制模塊：由A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、I/O串口、只讀存儲器、隨機(jī)存儲器、EPROM和定時器組成平安氣囊檢測燈護(hù)膝板

其他電氣附件：信號處理電路：放大器和濾波器組成備用電源電路保護(hù)電路和穩(wěn)壓器平安氣囊系統(tǒng)的ECU3.電子式正面碰撞氣囊的結(jié)構(gòu)原理工作過程〔與機(jī)械式氣囊工作過程相同〕組成：—加速度傳感器、氣體發(fā)生器、氣袋、轉(zhuǎn)向盤蓋、充氣泵、氣囊組件及固定件，故障診斷系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)、電力供給及儲藏系統(tǒng)等氣囊控制系統(tǒng)4.側(cè)面碰撞氣囊距離近：成員位置與汽車側(cè)面很近時間短：碰撞后20ms~30ms車門與乘員開始接觸要求反響快：傳感器感知碰撞時間僅幾毫秒，氣囊充氣展開也僅有十幾毫秒

側(cè)面碰撞特點：

側(cè)面氣囊的分類：

安裝在座椅上的側(cè)面碰撞氣囊安裝在車門上的側(cè)面碰撞氣囊安裝在車身立柱上的側(cè)面碰撞氣囊安裝在車身上的充氣幕簾安裝在車身上的充氣管狀結(jié)構(gòu)等

側(cè)面氣囊的類別：

頭部、胸部、膝部、臀部側(cè)碰氣囊圖3-20典型的汽車轉(zhuǎn)向柱系統(tǒng)一、概述圖3-19汽車正面碰撞時轉(zhuǎn)向柱—駕駛員系統(tǒng)的碰撞關(guān)系定義：二、能量吸收式轉(zhuǎn)向柱的結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計汽車發(fā)生正面碰撞時，能夠有效地吸收碰撞能量，防止或減少碰撞能量傷害駕駛員的轉(zhuǎn)向柱叫作吸能式轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)向柱—駕駛員碰撞關(guān)系：首次碰撞:利用轉(zhuǎn)向中間軸隔絕碰撞影響二次碰撞:利用能量吸收式轉(zhuǎn)向柱吸收二次碰撞能量及局部慣性能量§3-3

能量吸收式轉(zhuǎn)向柱1.隔絕首次碰撞影響的對策

方法：通過轉(zhuǎn)向中間軸的防撞結(jié)構(gòu)來隔絕碰撞影響

結(jié)構(gòu)措施：結(jié)構(gòu)組成〔右圖〕：伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸圖3-21伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸圖3-22波紋管式轉(zhuǎn)向中間軸波紋管式轉(zhuǎn)向中間軸可斷開式式轉(zhuǎn)向中間軸1-轉(zhuǎn)向器；2-下轉(zhuǎn)向軸；3-上轉(zhuǎn)向軸；4-轉(zhuǎn)向盤；5-銷釘2.保護(hù)駕駛員免受二次碰撞傷害的吸能式轉(zhuǎn)向柱

應(yīng)具有以下性能：在汽車正常行駛時，轉(zhuǎn)向柱及其中的轉(zhuǎn)向軸有足夠的強(qiáng)度和剛度以保證正常的轉(zhuǎn)向力矩傳遞及安裝在其上的其他功能件〔如變速桿、組合開關(guān)等〕正常工作當(dāng)汽車發(fā)生正撞時，轉(zhuǎn)向柱系統(tǒng)能夠從車身結(jié)構(gòu)中以機(jī)械的方式脫離當(dāng)汽車發(fā)生正撞時，轉(zhuǎn)向柱及其中的轉(zhuǎn)向軸可以被壓縮，并且轉(zhuǎn)向柱系統(tǒng)中應(yīng)具有能量吸收原建議吸收碰撞能量

能量吸收原理

材料的彎曲材料的變形接觸摩擦3.吸能式轉(zhuǎn)向柱設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題

剪斷折斷以上幾種形式的組合轉(zhuǎn)向柱駕駛員系統(tǒng)的受力關(guān)系

轉(zhuǎn)向柱安裝角度對吸能效果的影響轉(zhuǎn)向柱最正確安裝角度取值：21°~22°壓縮行程：>150mm轉(zhuǎn)向柱系統(tǒng)最小臨界壓縮力：1.1kN~2.5kN轉(zhuǎn)向柱斷開聯(lián)接盒的別離力：注塑銷的破壞力500N/個吸能式轉(zhuǎn)向柱除了能夠保證規(guī)定的壓縮變形力外，還要有足夠的抗彎曲強(qiáng)度以提高軸向吸能效果吸能式轉(zhuǎn)向柱壓縮吸能局部的上、下端應(yīng)分別連接在車身上強(qiáng)度和剛度有一定差異的部位，以保證壓縮吸能力的傳遞

F2

較大時，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向柱從車身上脫離

F2增大會使駕駛員胸部所受的碰撞分力加大，是吸能緩沖效果下降討論:當(dāng)F不變而q變大時，吸能力F1略有下降，而F2

卻大幅上升

能量吸收式轉(zhuǎn)向柱的主要參數(shù)§3-4汽車結(jié)構(gòu)與被動平安性

汽車碰撞類型：

正面碰撞；側(cè)面碰撞；追尾碰撞。車身不同部位剛性對平安性的影響一、汽車碰撞類型及不同部位剛性對其平安性的影響圖3-24汽車碰撞事故的機(jī)率分布圖3-26Sigma轎車車身1—車身前部；2—車身中部；3—車身后部圖3-25車身不同部位剛性對安全性的影響二、車身結(jié)構(gòu)的有限元分析模型計算與實測值比較：

有限元模型：圖3-27兩門轎車左側(cè)車體有限元模型a）—車身形狀；b）—車身有限元劃分圖3-28撓度的計算值與試驗值1、2—對應(yīng)前、后軸的位置；3、5—分別指前后縱梁；4—門檻；實線—計算值；虛線—試驗值圖3-29兩種情況下邊梁模擬變形情況圖3-30兩種情況下的載荷變化曲線

邊梁模擬變形情況：3、車身結(jié)構(gòu)的有關(guān)平安措施

吸能式保險杠

吸能車架結(jié)構(gòu)

車身側(cè)面和頂部措施車身結(jié)構(gòu)平安性設(shè)計的主要內(nèi)容汽車結(jié)構(gòu)平安性設(shè)計的主要原那么

車身結(jié)構(gòu)設(shè)計必須確保駕駛員的視野和視認(rèn)性措施：車身布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)使車身各支柱，特別是前風(fēng)窗支柱對駕駛員的視野性阻礙應(yīng)最小，后視鏡的設(shè)計要確保前方視野性的要求三、車身結(jié)構(gòu)平安性設(shè)計汽車車身結(jié)構(gòu)碰撞平安性設(shè)計車身碰撞平安性定義：即是減小由于碰撞造成乘員傷害的程度或車身保護(hù)乘員的性能車身結(jié)構(gòu)平安性設(shè)計須具備的功能性要求碰撞能量須能被指定結(jié)構(gòu)部位分級吸收，確保乘員生存空間防止碰撞導(dǎo)致的乘員與室內(nèi)部件的撞擊，減小乘員的傷害碰撞后乘員易于逃生或進(jìn)行車外救護(hù)，防止二次破壞或傷害汽車被動平安技術(shù)：汽車結(jié)構(gòu)平安性汽車平安防護(hù)裝置(一)碰撞平安的車身結(jié)構(gòu)利用車身前、后部構(gòu)件的變形有效地吸收碰撞能量，而車身座艙鞏固可靠，從而保證乘員的有效生存空間2.

車身變形區(qū)特性1.

車身結(jié)構(gòu)碰撞平安的設(shè)計原那么車身前、后部結(jié)構(gòu)要盡可能多地吸收碰撞能量，使碰撞過程中作用于乘員上的力和加速度降到規(guī)定的范圍內(nèi)車身前、后部構(gòu)件在碰撞中產(chǎn)生變形應(yīng)根據(jù)碰撞強(qiáng)度逐級發(fā)生，控制受壓各構(gòu)件的變形形式，防止車輪、發(fā)動機(jī)、變速箱等剛性部件侵入座艙，同時也有利于車身的修復(fù)車身座艙結(jié)構(gòu)必須鞏固可靠，事故中保證乘員平安圖3-31安全座艙結(jié)構(gòu)圖3-32車身前部碰撞變形的模擬(二)車身前部結(jié)構(gòu)的碰撞平安性

車身前部正面碰撞時的理想變形特性曲線1.

車輛正面碰撞特性第Ⅰ變形區(qū)：既可保護(hù)行人，也可防止低速下車輛的破壞性第Ⅱ變形區(qū)：為相容區(qū)，保證兩車相撞時，具有最正確的能量吸收特性和分布第Ⅲ變形區(qū)：為自身保護(hù)區(qū)，用于撞擊固定障礙〔如墻壁〕時對座艙完整性的保護(hù)圖3-33車身前部理想變形特性曲線結(jié)構(gòu)平安措施：車身前部壓潰變形以吸收碰撞能量，緩解碰撞加速度加固座艙前壁結(jié)構(gòu)，確保座艙生存空間利用平安帶、平安氣囊保護(hù)系統(tǒng)，防止二次碰撞造成的傷害2.車身前部結(jié)構(gòu)吸收碰撞能量的機(jī)理討論：車身前部的能量吸收能力與碰撞中前部變形局部的結(jié)構(gòu)質(zhì)量有關(guān)，變形局部質(zhì)量越大，那么所吸收的碰撞能量越強(qiáng)圖3-34(a)變形過程模擬比較（彎曲模式、壓潰模式）

吸收碰撞能量的方式：

彎曲變形、壓潰變形

正面碰撞時，車身前部吸收的能量：

結(jié)構(gòu)形式對吸收效果的影響圖3-34(b)能量吸收效果比較（載荷曲線）圖3-34(c)凸（凹）臺的結(jié)構(gòu)形式圖3-34(d)前縱梁的有限元模型及變形后的形狀2.吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

在梁上設(shè)置易于軸向壓潰的結(jié)構(gòu)要素，如圖3-35所示

3.加強(qiáng)座艙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的措施縱梁(車架)局部制成波紋管狀增加梁上彎曲局部的板厚，局部加強(qiáng)控制彎曲變形，設(shè)置軸向布置的加強(qiáng)筋圖3-35車身梁構(gòu)件上設(shè)計易于軸向壓潰的結(jié)構(gòu)要素圖3-36碰撞載荷的縱向傳遞提高座艙梁框架的承載能力合理傳遞碰撞載荷〔圖3-36叉型或三叉型布置結(jié)構(gòu)〕圖3-38座艙的加強(qiáng)梁框架圖3-37碰撞時發(fā)動機(jī)下移示意(奔馳A級車,1993年)4.防止車輛前部部件侵入座艙內(nèi)

采取結(jié)構(gòu)措施使剛性部件碰撞時下移，如圖3-37所示

注意：燃油箱的保護(hù)

提高側(cè)面結(jié)構(gòu)的抗撞擊強(qiáng)度