3汽車運用工程第三章汽車的環(huán)保性和安全性

2024/4/21汽車運用工程潘公宇李冠峰雷利利王志強許洪國教育部高等學校道路運輸與工程教學指導分委員會“十三五”規(guī)劃教材主

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審2024/4/21汽車運用基礎汽車主要性能汽車的環(huán)保性和安全性汽車運行材料及合理使用汽車在特殊條下的使用第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章汽車技術管理汽車性能試驗電動汽車的運用技術

第三章汽車的環(huán)保性和安全性汽車公害汽車汽車汽車汽車主動安全技術第1節(jié)第2節(jié)第3節(jié)第4節(jié)第5節(jié)第1節(jié)

汽車公害一、排氣公害主要分類：（1）排放公害（第一公害）（2）噪聲公害（3）電波公害（4）粉塵公害汽車公害：汽車在道路上行駛而產(chǎn)生損害人體健康和人類生活的污染現(xiàn)象。汽車公害包括汽車排氣對大氣的污染（排放公害）、噪聲對環(huán)境的危害（噪聲公害）、汽車電氣設備對無線電通信及電視廣播等信號的電波干擾（電波公害）以及制動襯片、離合器摩擦片、輪胎和路面的磨損物與車輪揚起的粉塵對環(huán)境的危害（粉塵公害）等。

2024/4/21一、排氣公害汽車發(fā)動機排出氣體無害（N2、O2、H2和水蒸氣等）有害CO2對全球氣候變暖有影響對人體有害成分：CO、HC、NOX、SO2、碳煙等2024/4/21一、排氣公害汽車類型工況（km/h）CO（%）HC（10-6）NOX（10-6）碳煙（g/m3）排氣量汽油車怠速03.0~10300~200050~1000.005以下少加速0→400.7~5.0300~6001000~4000增多等速400.5~1.0200~4001000~3000高速最多減速40→01.5~4.51000~30005~50減少柴油車怠速00~0.01300~50050~700.1~0.3少加速0→400~0.50200~300800~1500增多等速400~0.1090~150200~1000高速最多減速40→00~0.05300~40030~35減少表3-1不同工況下汽車排氣有害成分的濃度2024/4/21發(fā)動機排氣對環(huán)境及人體的影響CO2：CO2的大量積聚會對地球環(huán)境造成“溫室效應”的不良影響，“溫室效應”將導致全球氣候變暖,極地冰層融化，海平面上升,土地鹽堿化，沙漠化等現(xiàn)象。CO：進人人體后，人會因缺氧而出現(xiàn)各種中毒癥狀，如頭暈、惡心、四肢無力,嚴重時甚至昏迷不醒,直至死亡。HC：高濃度的HC對人體有一定麻醉作用，但其一般對人體的危害不大。HC對大氣的嚴重污染，主要在于其與NOX在一定環(huán)境條件下，會發(fā)生復雜的化學反應，誘發(fā)新的有害物，稱為二次有害排放物。（光化學煙霧）碳煙：柴油機排放的主要有害成分。其本身對人體健康的直接影響不大，對人體危害大的是碳煙顆粒夾附著的SO2和多環(huán)芳香烴、苯并笓等有害物質(zhì)。它們不僅對人的呼吸系統(tǒng)有害，還會使人致癌。一、排氣公害2024/4/21噪聲是人們不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的聲音總稱。汽車噪聲主要包括發(fā)動機噪聲、輪胎噪聲、車身振動、傳動系統(tǒng)噪聲、車身干擾空氣噪聲以及鳴笛聲等。二、噪聲公害機動車噪聲一般都是聲壓級為60~90dB的中強度噪聲。其影響面廣，時間長,危害很大。聲壓級高于70dB的噪聲會使人心情不安、煩躁、疲倦、工作效率下降和語言、通信困難等，從而影響人們的正常學習、工作、休息和生活。長期處于噪聲環(huán)境的人，還會引發(fā)心臟病、胃病以及神經(jīng)官能癥,出現(xiàn)聽力下降或聽力損傷。2024/4/21在汽車電氣設備中大多具有電容和電感的導線、線圈等電氣元件。任何一個具有電感和電容的閉合回路都會形成振蕩。因此,在汽車的電氣設備中有很多的振蕩回路。當汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)點火時,因電火花放電產(chǎn)生高頻振蕩以電磁波的形式放射到空氣中,切割無線電、電視廣播等通信設備的天線,從而引起干擾。在汽車的電氣設備中，點火系統(tǒng)的干擾最為嚴重,還有發(fā)電機調(diào)節(jié)器、刮水器以及燈開關在工作過程中也會產(chǎn)生電波干擾。三、電波公害汽車技術狀況汽車排氣污染物及防治汽車使用壽命汽車檢測診斷汽車維護修理第1節(jié)第2節(jié)第3節(jié)第4節(jié)第5節(jié)第2節(jié)

汽車排氣污染物及防治１.一氧化碳(CO)的形成一、發(fā)動機污染物的形成

一氧化碳(CO)是碳氫燃料在燃燒過程中的中間產(chǎn)物。一般認為,碳氫燃料的燃燒反應經(jīng)過以下幾個過程：１.一氧化碳(CO)的形成一、發(fā)動機污染物的形成理論上,如果空氣量充分,汽油機不會產(chǎn)生CO(過量空氣系數(shù)x≥1);在汽油機實際工作過程中,排氣中都存在0.01%~0.5%的CO。其原因是:在汽油機燃燒室內(nèi)的局部區(qū)域存在x<1的過濃區(qū);部分未燃碳氫化合物在排氣過程中發(fā)生不完全燃燒;此外,氣溫低或者滯留時間短暫等因素導致燃燒不能完全進行，也會產(chǎn)生CO。

2.碳氫化合物(HC)的形成一、發(fā)動機污染物的形成排氣門開啟和關閉前后HC的濃度特別高說明在燃燒室內(nèi)壁周圍殘留著高濃度的HCHC產(chǎn)生途徑缸壁表面的氣體層(0.05~0.5mm)因低溫缸壁的冷卻作用，火焰?zhèn)鞑ゲ坏?，從而使這層混合氣中的HC隨廢氣排出；火焰也不能在激冷縫隙內(nèi)傳播，一般在小于1mm的縫隙內(nèi)（如活塞頂部與第一道氣環(huán)之間的空隙）混合氣不可能完全燃燒。圖3-1HC排放濃度與排氣門開啟前后曲軸轉角的關系

2.碳氫化合物(HC)的形成一、發(fā)動機污染物的形成HC組成未燃燃料不完全燃燒產(chǎn)物部分被分解產(chǎn)物其他

2.碳氫化合物(HC)的形成一、發(fā)動機污染物的形成燃燒室的燃燒條件混合氣形成條件一切妨礙燃料燃燒的條件排氣系統(tǒng)的反應條件膨脹行程的溫度條件HC形成原因捷爾杜維奇(Zeldovich)鏈反應機理,依此機理生成的NO最多。2024/4/21３.氮氧化物的形成一、發(fā)動機污染物的形成氮氧化物(NOx)是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O,等氮氧化物的總稱。在發(fā)動機排的廢氣中,NO約占99%。而NO2的含量約占1%。NO排入大氣后，進一步氧化成NO2。NO的形成機理比較復雜。目前被廣泛采用的NO反應機理如下:影響因素：溫度、氧氣濃度、停留在高溫下的時間2024/4/214.微粒的形成一、發(fā)動機污染物的形成

微粒通常用PM(ParticulateMatter)表示，傳統(tǒng)柴油機排出的微粒物一般要比汽油機高30~80倍。一般來說,柴油機的微粒由3部分組成,即炭煙、可溶性有機成分和硫酸鹽。

4.微粒的形成一、發(fā)動機污染物的形成碳煙粒子形成過程：碳氫化合物燃料由于熱分解生成甲烷和乙烯等低分子碳氫化合物。在溫度不太高的情況下,這些產(chǎn)物就成了所謂的未燃碳氫化合物。當燃燒氣體保持高溫時，如果氧氣過剩就會進行氧化反應;如果氧氣不足,甲烷和乙烯會進一步進行化學反應，進行脫氫反應并聚合成直徑為20~30μm的炭煙粒子,小粒子最后會成長為直徑為50~200pum的大粒子。圖3-2碳煙粒子的形成過程二、降低在用汽車排氣污染的措施1保持發(fā)動機良好的技術狀況2采用排氣凈化裝置3實施I/M制度4合理駕駛2024/4/211.保持發(fā)動機良好的技術狀況１.保持正常氣缸壓縮壓力２.保持供油系統(tǒng)技術狀況良好３.保持點火系統(tǒng)技術狀況良好二、降低在用汽車排氣污染的措施2024/4/212.采用排氣凈化裝置排氣凈化裝置催化轉化裝置廢氣再循環(huán)系統(tǒng)曲軸箱強制通風……二、降低在用汽車排氣污染的措施催化轉換裝置是利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NO,轉換為對人體無害的氣體的一-種排氣凈化裝置,也稱作催化轉換器。催化轉換器有氧化催化轉換器和三元催化轉換器兩類。廢氣再循環(huán)(EGR)指把發(fā)動機排出的部分廢氣回送到進氣歧管,與新鮮混合氣一起再次進入汽缸。廢氣再循環(huán)是凈化NO的主要方法。采用封閉式帶PCV閥的曲軸箱強制通風裝置,可使曲軸箱竄氣造成的污染得到有效控制。曲軸箱儲存和吸附法也是控制汽油蒸發(fā)減少HC污染的有效方法。

3.實施I/M制度二、發(fā)動機污染物的形成

I/M制度(InspectionandMaintenanceProgram)是對在用車輛排放(尾氣排放和蒸發(fā)排放、顆粒排放)進行控制，防止其排放凈化系統(tǒng)被拆除、損壞、性能失效或惡化，充分發(fā)揮在用車本身凈化能力，保證排放達標。I/M制度法規(guī)是以國家排放法規(guī)為依據(jù),并根據(jù)在用車的特點采用由管理部門認定的檢測站對本轄區(qū)的在用車輛進行檢測和監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)排放超標車輛，則強制該車進入具備維修資格的維修企業(yè)進行維護和修理。其工藝流程圖如圖3-3所示。圖3-3I/M制度的工藝流程2024/4/21４.合理駕駛二、發(fā)動機污染物的形成

合理的駕駛技術對降低汽車有害氣體的排放十分重要。駕駛車輛時,應盡量減少發(fā)動機的起動次數(shù);避免連續(xù)猛踩加速踏板;行駛時保持適當節(jié)氣門開度和發(fā)動機正常熱狀況(冷卻液溫應控制在80~90°C),以降低有害氣體排放量。１.檢測標準三、汽車排放污染物檢測我國汽車排放標準是根據(jù)我國汽車排放污染物檢測的歷史與現(xiàn)狀,以及我國汽車排放控制技術發(fā)展的狀況而制定的。目前,我國汽車排放污染物限值實施的國家標準主要有《點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法(雙怠速及簡易工況法)》(GB18285-2005)、《車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法》(GB3847--2005)、《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法(中國I、IV和V階段)》(GB17691--2005)、《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第五階段)》(GB18352.5--2013)。即將實施的標準為《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》(GB18352.6--2016)。2024/4/21２.輕型汽車排放污染物限值三、汽車排放污染物的檢測

現(xiàn)行標準排放限值2024/4/21２.輕型汽車排放污染物限值三、汽車排放污染物的檢測2024/4/211.雙怠速工況排氣污染物檢測四、汽車排氣污染物檢測方法使用排放測量儀器的技術性能應滿足GB18285《點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法》的有關規(guī)定。檢測儀器怠速工況指離合器接合、變速器掛空擋、加速踏板與（如果有）手控節(jié)氣門處于松開位置時的發(fā)動機運轉工況；高怠速工況指在怠速工況條件下，通過加大節(jié)氣門開度，使發(fā)動機轉速穩(wěn)定控制在50%額定轉速或發(fā)動機制造廠技術文件中規(guī)定的高怠速轉速時的工況；雙怠速工況排氣污染物檢測指在怠速和高怠速兩個工況下對汽車的排氣污染物所進行的檢測試驗?；靖拍?024/4/211.雙怠速工況排氣污染物檢測四、汽車排氣污染物檢測方法應保證被檢測車輛處于制造廠規(guī)定的正常狀態(tài),發(fā)動機進氣系統(tǒng)應裝有空氣濾清器,排氣系統(tǒng)應裝有排氣消聲器,并不得泄漏。應在發(fā)動機上安裝轉速計、點火正時儀、冷卻液和潤滑油測溫計等測量儀器。測量時,發(fā)動機冷卻液和潤滑油溫度應不低于809C,或者達到汽車使用說明書規(guī)定的熱車狀態(tài)。發(fā)動機從怠速狀態(tài)加速至70%額定轉速,運轉30s后降至高怠速狀態(tài)。將取樣探頭插人排氣管中,深度不少于400mm,并固定在排氣管上。維持15s后,由具有平均取值功能的儀器讀取30s內(nèi)平均值,或者人工讀取30s內(nèi)的最高值和最低值,其平均值即為高怠速污染物測量結果。發(fā)動機從高怠速降至怠速狀態(tài)15s后，由具有平均取值功能的儀器讀取30s內(nèi)的平均值為怠速污染物測量結果。若為多排氣管時,取各排氣管測量結果的算術平均值作為測量結果。若車輛排氣管長度小于測量探頭插入深度時,應使用排氣加長管。檢測程序2024/4/212.工況法排氣污染物檢測工況法：是將汽車若干常用工況和排放污染較重的工況結合在一起測量排放污染物的方法。與怠速法相比，工況法檢測結果能全面評價車輛的排放水平。但工況法比怠速法要復雜得多，工況法的循環(huán)試驗模式應根據(jù)汽車的排放性能、行駛特點、交通狀況、道路條件、車流密度和氣候地形等因素，對大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行科學分析而制定，以最大限度地重視汽車運行時的排放特性。采用工況法檢測排氣污染物時，各國的排放法規(guī)中對測試裝置、取樣方法和分析儀器的規(guī)定基本上是一致的，但測試的循環(huán)工況及排放限值的差別較大。四、汽車排氣污染物檢測方法2024/4/212.工況法排氣污染物檢測穩(wěn)態(tài)工況法在底盤測功機上測試，由ASM5025和ASM2540兩個工況組成的運轉循環(huán)，如圖3-4所示。四、汽車排氣污染物檢測方法圖3-4穩(wěn)態(tài)工況法（ASM試驗運轉循環(huán)）（1）穩(wěn)態(tài)工況法2024/4/212.工況法排氣污染物檢測穩(wěn)態(tài)工況法檢測方法：檢測時,汽車驅動輪位于測功機滾筒上，將分析儀取樣探頭插人排氣管中,深度為400mm,并固定于排氣管上,對獨立工作的多排氣管應同時取樣。將車速控制在25km/h和40km/h的工況速度，保證車輛穩(wěn)定運行。汽車在測功機上的實驗車速允許誤差為±1.5km/h，加載轉矩應隨車速的變化做相應的調(diào)整，保證加載功率不隨車速改變；轉矩允許誤差為該工況設定轉矩的±5%。四、汽車排氣污染物檢測方法（1）穩(wěn)態(tài)工況法2024/4/212.工況法排氣污染物檢測汽車在底盤測功機上完成測試運轉循環(huán)，如圖3-5所示。四、汽車排氣污染物檢測方法圖3-5瞬態(tài)工況運轉循環(huán)圖（2）瞬態(tài)工況法2024/4/212.工況法排氣污染物檢測四、汽車排氣污染物檢測方法（2）瞬態(tài)工況法測試方法：完成一次試驗，有效行駛時間195s，平均車速19km/h，理論行駛距離1.013km。測試時，車輛啟動后保持怠速運轉40s，在40s終了時開始循環(huán)，并同時開始利用CVS系統(tǒng)采集排氣樣氣，用NDIR分析測定CO及CO2，F(xiàn)ID測定THC、CLD或者NDUVR分析測定NOX。2024/4/212.工況法排氣污染物檢測簡易瞬態(tài)工況法采用與瞬態(tài)工況法一樣的測試循環(huán)（如圖3-5所示）。其污染物排放試驗設備包括：底盤測功機、五氣分析儀以及氣體流量分析儀。測試時，汽車發(fā)動機保持怠速運轉40s。在40s終了時開始循環(huán)，并同時開始對排氣取樣。利用NDIR分析測定CO、HC和CO2，采用電化學法或其他等效方法測定NO。簡易瞬態(tài)工況法既吸取了穩(wěn)態(tài)工況法中直接利用簡便式尾氣分析儀測定各種污染物濃度的長處，又兼有瞬態(tài)工況法中測量稀釋排氣量可得出污染物排放質(zhì)量的優(yōu)點。四、汽車排氣污染物檢測方法（3）簡易瞬態(tài)工況法2024/4/213.自由加速煙度檢測四、汽車排氣污染物檢測方法

柴油機煙度檢測工況有穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩種。2024/4/21自由加速工況：指在發(fā)動機怠速下，迅速踏下加速踏板，使噴油泵供給最大油量。在發(fā)動機達到調(diào)速器允許的最大的轉速前，保持此位置。一旦發(fā)動機達到最大轉速，立即松開加速踏板，使發(fā)動機恢復至怠速。應于20s內(nèi)完成循環(huán)組成所規(guī)定的循環(huán)。自由加速煙度檢測所用的儀器為濾紙式煙度計或不透光煙度計。由于自由加速法不需對柴油機加載，因此適應于檢測站對在用柴油機的年檢以及環(huán)保部門對柴油機的監(jiān)測。3.自由加速煙度檢測四、汽車排氣污染物檢測方法2024/4/213.自由加速煙度檢測四、汽車排氣污染物檢測方法自由加速煙度檢測測試程序如下:安裝取樣探頭:將取樣探頭固定于排氣管內(nèi),插人深度等于300mm,并使其中心線與排氣管軸線平行。吹除積存物:按自由加速工況進行3次,以清除排氣系統(tǒng)中的積存物。測量取樣:將抽氣泵開關置于加速踏板上，按自由加速工況及規(guī)定的循環(huán)測量4次,取后3次讀數(shù)的算術平均值即為所測煙度值。當汽車發(fā)動機出現(xiàn)黑煙冒出排氣管的時間和抽氣的時間不同步的現(xiàn)象時,應取最大煙度值。汽車公害汽車排放污染物及防治汽車噪聲及其防治汽車被動安全技術汽車主動安全技術第1節(jié)第2節(jié)第3節(jié)第4節(jié)第5節(jié)第3節(jié)

汽車噪聲及其防治一、汽車噪聲源汽車噪聲與發(fā)動機工作相關的噪聲源與汽車行駛有關的噪聲源燃燒噪聲機械噪聲進排氣噪聲風扇噪聲傳動噪聲輪胎噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲發(fā)動機噪聲：直接從發(fā)動機本體及附件向空間傳播的噪聲。在相同轉速下，柴油機噪聲較汽油機噪聲高５~１０ｄＢ(Ａ)；主要包括燃燒噪聲、機械噪聲、進氣噪聲、排氣噪聲和風扇噪聲等；按照噪聲的輻射方式來分類，燃燒噪聲和機械噪聲是通過發(fā)動機表面向外輻射的，故稱為發(fā)動機表面噪聲，進、排氣噪聲和風扇噪聲則是直接向大氣輻射的噪聲。

概念：是燃料在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒而產(chǎn)生的聲音，指燃燒時汽缸內(nèi)壓力急劇上升沖擊活塞、連桿、曲軸、缸體及汽缸蓋等引起發(fā)動機機體表面振動而輻射出來的噪聲。特點：燃燒噪聲是發(fā)動機噪聲的主要來源；一般柴油機的燃燒噪聲高于汽油機的燃燒噪聲；柴油機燃燒噪聲主要出現(xiàn)在發(fā)動機燃燒過程的速燃期，其次緩燃期。（1）燃燒噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲概念：由于互相運動的零件之間存在間隙，發(fā)動機運轉時零件在力的作用下產(chǎn)生撞擊，以及周期性作用力使零部件產(chǎn)生彈性變形導致發(fā)動機機體表面振動所引起的噪聲稱之為機械噪聲。主要包括：活塞對缸套的敲擊聲，配氣機構、正時齒輪和噴油泵的噪聲等。發(fā)動機噪聲構成圖如圖3-6所示。

（2）機械噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲（2）機械噪聲一、汽車噪聲源圖3-6發(fā)動機機械噪聲分類圖1.發(fā)動機噪聲活塞對氣缸壁的敲擊，通常是發(fā)動機的最大機械噪聲源。產(chǎn)生原因：由于二者之間存在間隙，作用在活塞上的氣體壓力和慣性力的方向周期性變化，使活塞在往復運動過程中對氣缸壁的側向推力方向和接觸面發(fā)生周期性變化，從而形成活塞對氣缸壁的強烈沖擊。（2）機械噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲活塞敲擊聲影響因素：主要取決于氣缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力和活塞與缸壁之間的間隙，其強弱既與可燃混合氣的燃燒有關，又與發(fā)動機的具體結構有關。在使用過程中，活塞與缸壁的間隙、發(fā)動機轉速、負荷以及氣缸的潤滑條件是主要影響因素。（2）機械噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲活塞敲擊聲特點：隨轉速的增高而增大，轉速一定時，撞擊能量與缸壁間隙成比例增長（如圖3-7）。（2）機械噪聲圖3-7缸壁間隙與活塞撞擊能量的關系一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲配氣機構噪聲：是由于氣門開啟和關閉時產(chǎn)生的撞擊以及系統(tǒng)振動而形成的噪聲。產(chǎn)生原因：低速時，配氣機構噪聲主要由氣門開、閉時的撞擊以及從動件與凸輪頂部摩擦振動產(chǎn)生。高速時的配氣機構噪聲是由于氣門的不規(guī)則運動———“飛脫”“反跳”引起的。氣門彈簧的振動。（2）機械噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲影響氣門開、關噪聲的主要因素：氣門的運動速度（圖3-8）。由圖可知：氣門噪聲與氣門運動速度成正比。在高速時，氣門發(fā)生不規(guī)則運動的原因主要是慣性力過大，以致超出了氣門彈簧的彈力。（2）機械噪聲圖3-8氣門噪聲與氣門運動速度的關系一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲正時齒輪噪聲產(chǎn)生原因（如圖3-9）。內(nèi)因：在交變載荷作用下齒輪剛度的周期性變化，以及齒輪的制造誤差和表面粗糙度；外因：由于曲軸的扭轉振動引起的轉速變化和由于驅動配氣機構、噴油泵等引起的載荷的周期性變化。外因通過內(nèi)因使齒輪振動而產(chǎn)生噪聲，同時通過軸、軸承以及汽缸體、傳動齒輪蓋，使機體振動向外傳播噪聲。（2）機械噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲（2）機械噪聲圖3-9正時齒輪噪聲的產(chǎn)生一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲柴油機噴油系統(tǒng)噪聲：主要是由于噴油泵、噴油器和高壓油管系統(tǒng)的振動引起的，分為流體性噪聲和機械性噪聲。流體性噪聲：指油泵壓力脈沖所激發(fā)的噪聲、空穴現(xiàn)象所激發(fā)的噪聲和噴油系統(tǒng)管道的共振聲。機械性噪聲：主要是噴油泵凸輪和滾輪體之間的周期性沖擊和摩擦聲。凸輪軸及軸承的振動、調(diào)速機構等也會產(chǎn)生噪聲。（2）機械噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲進、排氣噪聲：由發(fā)動機在進、排氣過程中的氣體壓力波動和氣體流動所引起的振動而產(chǎn)生的噪聲，屬于空氣動力性噪聲。特點：排氣噪聲是僅次于發(fā)動機機體噪聲的噪聲源，其強弱與風扇噪聲類似，有時甚至比發(fā)動機機體噪聲高10~15dB（A）；進氣噪聲比排氣噪聲小，但所特有的低頻成分可使車身發(fā)生共振，是產(chǎn)生車內(nèi)噪聲的原因之一。（3）進、排氣噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲進、排氣噪聲包括：進、排氣管中流動氣流的壓力脈動所產(chǎn)生的低、中頻噪聲；氣流高速流過氣門的進氣截面時，形成渦流，產(chǎn)生高頻噪聲；在汽缸內(nèi)氣體產(chǎn)生動力振動的過程中，氣門迅速關閉時，進、排氣系統(tǒng)也會產(chǎn)生氣體振動，并通過進、排氣門表面?zhèn)鞑ピ肼暋＃?）進、排氣噪聲一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲風扇噪聲：主要是空氣動力性噪聲，由旋轉噪聲和渦流噪聲所組成。此外，機械振動也能引起噪聲。（4）風扇噪聲風扇的機械振動噪聲由氣流引起的風扇、導向裝置（護風圈）或散熱裝置的振動，以及其他外部振動激發(fā)的機械振動而引起的。一、汽車噪聲源1.發(fā)動機噪聲2.傳動系噪聲傳動系統(tǒng)噪聲變速器噪聲傳動軸噪聲齒輪振動引起的噪聲軸承的聲響潤滑油的攪拌聲發(fā)動機振動傳播到變速器箱體而輻射出的噪聲驅動橋噪聲主要噪聲源一、汽車噪聲源（1）變速器噪聲變速器噪聲的發(fā)生及傳播途徑如圖3-10所示。齒輪振動噪聲占變速器噪聲的絕大部分。

引起齒輪振動的內(nèi)部原因是在交變載荷的作用下引起的輪齒剛度的周期性變化和齒的嚙合誤差；外部原因是由于發(fā)動機轉速變化而引起的齒輪負荷的變化。圖3-10變速器噪聲的產(chǎn)生及傳播一、汽車噪聲源2.傳動系噪聲（1）變速器噪聲變速器噪聲與變速器的形式、擋位等因素有關，并隨著汽車行駛條件、速度、負荷的變化而變化。圖3-11變速器噪聲與轉速的關系圖3-12變速器噪聲與負荷的關系一、汽車噪聲源2.傳動系噪聲（2）傳動軸噪聲產(chǎn)生原因：由發(fā)動機轉矩波動、變速器及驅動橋等振動輸入、萬向節(jié)輸入和輸出的轉速和轉矩不均衡以及傳動軸本身的不平衡引起的。擴散途徑：其一是經(jīng)傳動軸的中間支撐、變速器和后橋傳至車身及其部件，引起廣泛的振動和噪聲；其二是直接向外輻射噪聲。傳動軸噪聲的能量一般很小，在傳動系噪聲中不占主要地位。一、汽車噪聲源2.傳動系噪聲3.輪胎噪聲

輪胎直接發(fā)出的噪聲包括：輪胎花紋噪聲、道路噪聲、彈性振動噪聲以及輪胎旋轉時攪動空氣引起的風噪聲。花紋噪聲：由于輪胎胎面有各種花紋，汽車在行駛時，在胎面與地面接觸的過程中胎面受到壓縮、拉伸，而形成泵氣、吸氣效應，輪胎胎面花紋槽內(nèi)的空氣在接地時被擠壓，并有規(guī)律地排出，引起周圍空氣壓力周期性變化而產(chǎn)生噪聲。道路噪聲：是由于路面凹凸不平而產(chǎn)生的噪聲。當汽車通過小凸凹路面時，輪胎胎面使凹凸內(nèi)的空氣擠壓和排放，引起周圍空氣壓力變化而產(chǎn)生噪聲，輪胎花紋噪聲和道路噪聲都是輪胎與路面相互作用而產(chǎn)生的噪聲。一、汽車噪聲源彈性振動噪聲：是由于輪胎不平衡、胎面花紋剛度變化或路面凹凸不平等原因激發(fā)輪胎振動而產(chǎn)生的噪聲，其振動頻率一般在２００Ｈｚ以下。彈性振動噪聲是輪胎本身的彈性引起的，由于振動頻率低，所以影響不大。風噪聲：是輪胎旋轉時攪動周圍空氣而產(chǎn)生的空氣振動聲。車速較低時，輪胎的風噪聲可以忽略。

一、汽車噪聲源3.輪胎噪聲（1）輪胎噪聲與車速關系：具有一定的線性關系。隨著車速提高，輪胎噪聲相應增大。其原因為輪胎花紋內(nèi)的空氣容積變化速度加快，“泵氣”聲增大，胎面花紋承受的激振力增大，振動聲也隨之增大。兩者之間關系的經(jīng)驗公式為：

式中：A——系數(shù)，一般取30~40；

ua——車速，km/h；B——常數(shù)。車速、負荷、輪胎氣壓、輪胎磨損程度以及路面狀況等使用因素對輪胎噪聲的影響也很大。一、汽車噪聲源3.輪胎噪聲（4）輪胎磨損情況與輪胎噪聲關系：對于齒形花紋輪胎而言，胎冠尺寸增大，花紋接地狀態(tài)產(chǎn)生變化，使噪聲增大。當進一步磨損時，花紋逐漸磨平，槽內(nèi)空氣量減少，噪聲降低。（5）路面狀況與輪胎噪聲關系：路面狀況對輪胎噪聲的影響主要是路面的粗糙度和潮濕程度。資料表明，由于路面粗糙度不同所引起的輪胎噪聲變化約為7dB(A)左右；濕路面比干路面的噪聲大10dB(A)左右，其增大的程度隨路面含水量而變化。濕路面的輪胎噪聲主要是因為濺水造成的，與輪胎花紋的關系不大。一、汽車噪聲源3.輪胎噪聲（2）負荷與輪胎噪聲關系：負荷不同時，輪胎花紋的擠壓作用也產(chǎn)生變化，隨著載荷的增加，胎面花紋的變形增大，輪胎的胎肩逐漸接觸地面，橫向花紋輪胎容易形成“空腔的封閉”而使噪聲增大，而對縱向花紋輪胎則影響不大。（3）輪胎氣壓與輪胎噪聲關系：增大，輪胎變形小，反之，則變形增大。因此，對于齒形花紋輪胎來說，氣壓高時噪聲小，氣壓低時噪聲大。

一、汽車噪聲源3.輪胎噪聲二、降低汽車噪聲的主要措施汽車噪聲控制是一項相當復雜的工作，歸納起來有以下途徑：有消除或減弱噪聲源的噪聲隔絕傳播途徑吸聲處理其中，消除或減弱噪聲源的噪聲是最根本、最直接的措施。

二、降低汽車噪聲的主要措施汽車噪聲控制是一項相當復雜的工作，歸納起來有以下途徑：有消除或減弱噪聲源的噪聲隔絕傳播途徑吸聲處理其中，消除或減弱噪聲源的噪聲是最根本、最直接的措施。

二、降低汽車噪聲的主要措施汽油機燃燒噪聲控制：根據(jù)壓縮比選擇合適牌號的燃油；適當推遲點火提前角；及時清除燃燒室積炭來抑制爆燃和表面點火現(xiàn)象的產(chǎn)生。柴油機燃燒噪聲控制：根本措施是降低燃燒時的壓力升高比，由于壓力升高比取決于著火延遲期和著火延遲期內(nèi)形成的混合氣數(shù)量及質(zhì)量。因此可通過選用十六烷值較高的燃料、合理組織噴射、選用低噪燃燒室來實現(xiàn)。1.發(fā)動機噪聲源控制（1）降低燃燒噪聲（2）降低機械噪聲在滿足使用和裝配的前提下，盡量減小活塞與汽缸之間的間隙，減小間隙可以減小甚至消除活塞橫向運動的位移量，從而減輕或避免活塞對缸壁的沖擊，達到降低噪聲的目的。合理設計凸輪線形，提高凸輪加工精度和減小表面粗糙度值，減輕配氣機構零件的質(zhì)量，減小配氣機構的間隙，控制慣性力所激發(fā)的振動，可以減小氣門尾部的撞擊聲，采用液壓氣門挺桿可降低氣門開、關噪聲。提高噴油泵的剛性，采用單體泵及選用損耗系數(shù)較大的材料做泵體，以減少因泵體振動而產(chǎn)生的噪聲。

二、降低汽車噪聲的主要措施1.發(fā)動機噪聲源控制（3）降低進、排氣噪聲降低進、排氣噪聲的主要措施是使用消聲效果好的消聲器，由于消聲器的阻抗大，會使發(fā)動機的性能惡化，因此要選用阻抗小而消聲效果好的消聲器。在使用過程中，要注意進、排氣系統(tǒng)的緊固作業(yè)和接頭的密封狀況，以減小表面輻射噪聲和漏氣噪聲。

二、降低汽車噪聲的主要措施1.發(fā)動機噪聲源控制（4）降低風扇噪聲發(fā)動機風扇噪聲在低速運轉時以渦流噪聲為主，高速時旋轉噪聲較強。風扇噪聲與風扇轉速有很大關系，而風扇轉速與發(fā)動機轉速成正比，所以噪聲與發(fā)動機轉速有直接關系。在低速時，風扇噪聲比發(fā)動機本體噪聲低得多；在高轉速時，風扇噪聲往往成為主要甚至最大噪聲源。在滿足冷卻條件的前提下，增大風扇直徑，降低轉速，合理選用風扇葉片材料，對降低噪聲都有一定效果。二、降低汽車噪聲的主要措施1.發(fā)動機噪聲源控制2.傳動系統(tǒng)噪聲源控制優(yōu)選低噪聲齒輪結構，選擇大重疊系數(shù)的嚙合副，以減小齒輪間的相對滑移和沖擊，使齒輪工作過程平穩(wěn)。（應注意重疊系數(shù)不宜過大，尤其在齒輪精度不高的場合，多對齒輪同時嚙合反而會加劇振動、增大噪聲）；在條件許可的情況下，優(yōu)先選用球軸承；改進工藝，提高齒輪和軸承的制造加工工藝；保證變速器殼體有足夠的剛度，避免共振；提高傳動軸剛度，保證傳動軸動平衡，同時，消除不等速萬向節(jié)帶來的傳動軸轉矩和轉速的波動，減小傳動軸工作時的振動。二、降低汽車噪聲的主要措施3.輪胎噪聲控制降低輪胎花紋接地寬度與輪胎直徑的比值，采用變節(jié)距輪胎等，對降低高速行駛車輛的輪胎噪聲效果相當明顯。在滿足使用要求的前提下，優(yōu)先選用子午線輪胎、縱向花紋輪胎或者接近縱向花紋的輪胎。在輪胎與車身的連接之間加裝彈性阻尼隔振裝置，以衰減輪胎振動向車身的傳遞，達到間接控制噪聲的目的。在汽車行駛過程中，控制行駛速度和加速度，適時調(diào)整輪胎氣壓，以降低輪胎噪聲。二、降低汽車噪聲的主要措施4.其他噪聲控制措施從道路交通管理、噪聲傳播控制等方面來降低汽車噪聲，具體措施有：嚴格執(zhí)行禁止鳴號區(qū)的規(guī)定，減小主動噪聲；在城市中心主干道采取限車出入、限時通行的辦法來限制大型高噪聲車輛入城或規(guī)定其行駛的路線和時間；合理設置限速標志，控制車速，降低噪聲污染；搞好城市綠化，修建隔聲設施。二、降低汽車噪聲的主要措施1.檢測標準三、汽車噪聲檢測（1）駕駛人耳旁噪聲根據(jù)GB7258—2017《機動車運行安全技術條件》，汽車（純電動汽車、燃料電池汽車和低速汽車除外）駕駛員耳旁噪聲聲級應小于等于90dB(A)。測量位置應符合GB/T18697-2002的規(guī)定。（2）客車車內(nèi)噪聲根據(jù)《客車車內(nèi)噪聲限值及測量方法》（GB/T25982-2010），各類客車車內(nèi)噪聲聲壓級不應超過表3-5規(guī)定的數(shù)值。其測量方法按GB/T25982—2010《客車車內(nèi)噪聲限值及測量方法》的規(guī)定執(zhí)行。表3-5各類客車車內(nèi)噪聲聲壓級限值車輛種類車內(nèi)噪聲聲壓級限值/dB（A）城市客車前置發(fā)動機駕駛區(qū)86乘客區(qū)86后（中）置發(fā)動機駕駛區(qū)78乘客區(qū)84其他客車前置發(fā)動機駕駛區(qū)82乘客區(qū)82后（中）置發(fā)動機駕駛區(qū)72乘客區(qū)761.檢測標準三、汽車噪聲檢測（3）汽車加速行駛車外噪聲GB1495《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》是機動車輛產(chǎn)品的噪聲標準，同時也是城市機動車輛噪聲檢查的依據(jù)。各類機動車輛行駛時，車外最大允許噪聲級應符合表3-6的規(guī)定。對于各類變型車或改裝車（消防車除外）加速行駛的車外最大允許噪聲級，應符合基本車型噪聲的規(guī)定。（4）汽車定置噪聲汽車定置噪聲指車輛不行駛，發(fā)動機處于空載狀態(tài)下的排氣噪聲和發(fā)動機噪聲。根據(jù)國家標準GB16170《汽車定置噪聲限值》規(guī)定，汽車定置噪聲限值見表3-7。1.檢測標準三、汽車噪聲檢測2024/4/21表3-6汽車加速行駛車外噪聲限值1.檢測標準三、汽車噪聲檢測表3-7汽車定置噪聲限值

單位dB（A）

注：n0為發(fā)動機額定轉速，P為發(fā)動機額定功率。1.檢測標準三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（1）駕駛員耳旁噪聲檢測根據(jù)GB7258-2017《機動車運行安全技術條件》規(guī)定，測量駕駛人耳旁噪聲時，汽車空載，處于靜止狀態(tài)且置變速器于空擋，發(fā)動機應處于額定轉速狀態(tài)（當發(fā)動機正常工作狀態(tài)下無法達到額定轉速時，則采用可達到的最大轉速進行測量，并對測量轉速進行記錄說明），門窗緊閉；環(huán)境噪聲應低于被測噪聲值至少10dB（A）；聲級計置于“A”計權、“快”擋；測量位置應符合GB/T18697-2002《聲學汽車車內(nèi)噪聲的測量方法》的規(guī)定，見圖3-13。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法圖3-13座位測量點位置三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（2）客車車內(nèi)噪聲檢測測量條件從客車輻射的噪聲只能通過道路表面的反射成為車內(nèi)噪聲的一部分，而不能通過建筑物、墻壁或客車外的類似大型物體的反射成為車內(nèi)噪聲。測量時，客車與這類大型物體之間的距離應大于20m；沿測量路線在約1.2m高度的風速不應超過5m/s；對于所有A聲級測量，由背景噪聲和儀器內(nèi)部電噪聲而確定的測量動態(tài)范圍下限應至少低于所測聲級15dB（A），否則試驗結果無效。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（2）客車車內(nèi)噪聲檢測測量位置客車內(nèi)噪聲測量一個測量點應選在駕駛員耳旁。對于城市客車，乘客區(qū)按照車內(nèi)尺寸取測量點，每節(jié)車廂分別取中心線上的前中后3個點來測量。對于其他客車，在乘客區(qū)的前部、中間和后部也應各布置一個測量點。測量時通常在人耳附近布置測量點，傳聲器朝向車輛前進方向，座位測量點傳聲器位置如圖3-13所示。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（2）客車車內(nèi)噪聲檢測測量方法1.城市客車汽車分別在第Ⅱ擋15km/h和第Ⅲ擋35km/h（如第Ⅱ擋15km/h和第Ⅲ擋35km/h車速下對應的發(fā)動機轉速超過額定轉速的90%，則取前一擋位下90%額定轉速對應的車速）時全油門加速兩種運行工況下進行測試，其變速器擋位在噪聲測試過程中不應改動。對于自動變速器（含手自動一體的變速器）的客車，測試工況為10~50km/h全負荷加速過程。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（2）客車車內(nèi)噪聲檢測測量方法1.城市客車當客車達到穩(wěn)定的上述測試車速時，將聲級計置于A計權、快擋進行測量，同時盡可能快地使油門全開，直到發(fā)動機轉速達到制造廠規(guī)定額定轉速的90%，讀取聲級計的讀數(shù)。每個測量點進行往返各1次測量，并記錄在所規(guī)定的加速范圍內(nèi)出現(xiàn)的A計權聲級最大值。分別計算駕駛人耳旁和乘客區(qū)各測點在第Ⅱ擋和第Ⅲ擋時的4次測量的算術平均值作為中間結果。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（2）客車車內(nèi)噪聲檢測測量方法2.其他客車汽車以90km/h或設計最高車速的80%（兩者取較小值）的車速勻速行駛，機械式變速器客車的擋位應處于最高擋，自動變速器（含手自動一體）的客車應使選擋手柄處于制造廠為正常行駛而推薦的位置。按相應車速勻速行駛試驗，每個測量點進行往返各1次測量，每次測量時間至少5s，讀取穩(wěn)態(tài)噪聲測量讀數(shù)，并記錄A計權等效聲壓值，分別計算駕駛人耳旁和乘客區(qū)各測點2次測量的算術平均值作為中間結果。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（3）汽車加速行駛車外噪聲檢測測量場地測量場地應平坦空曠，在測量中心以50m為半徑的范圍內(nèi)不應有大的反射物（如建筑物、圍墻等）。測量場地見圖3-14。測量時話筒位于20m寬跑道中心點的兩側，各距中心線7.5m、距地面高度1.2m，話筒平行于地面，其中軸線垂直于車輛的行駛方向。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（3）汽車加速行駛車外噪聲檢測被測車輛被測汽車應空載，不帶掛車或半掛車（不可分解的汽車除外）；被測汽車裝用規(guī)定輪胎，輪胎氣壓達到廠定空載狀態(tài)氣壓；被測汽車的技術狀況應符合該車型的技術條件（特別是該車的加速性能）；如果汽車有兩個或更多的驅動軸時，測量時應采用常用的驅動方式；如果裝有帶自動驅動機構的風扇，應保持其自動工作狀態(tài)。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（3）汽車加速行駛車外噪聲檢測擋位及速度對于裝用手動變速器M1和N1類汽車不多于4個前進擋時，應用第二擋進行測量；多于4個前進擋的變速器時，應分別用第二擋和第三擋進行測量。其接近AA’線時的穩(wěn)定速度一般取50km/h；汽車以規(guī)定的擋位和穩(wěn)定速度接近AA’線時，速度變化應控制在±1km/h之內(nèi)；若控制發(fā)動機轉速，則轉速變化應控制在±2%或者50r/min之內(nèi)（取兩者中較大值）。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（3）汽車加速行駛車外噪聲檢測其他條件當汽車前端到達AA’線時，必須盡可能地迅速將加速踏板踩到底（即節(jié)氣門全開）加速行駛，并保持加速踏板位置不變，直到汽車尾端通過BB’線時再盡快地松開加速踏板。汽車應直線加速行駛通過測量區(qū)，其縱向中心平面應盡可能接近測量區(qū)中心線。三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（4）汽車定置噪聲檢測車輛位于測量場地的中央，拉緊駐車制動器，變速器掛空擋，離合器接合。發(fā)動機機罩、車窗和車門應關上，車輛的空調(diào)器及其他輔助裝置應關閉。測量時，發(fā)動機出水溫度，潤滑油溫應符合生產(chǎn)廠的規(guī)定。車輛狀態(tài)三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（4）汽車定置噪聲檢測n0為發(fā)動機額定轉速當n0≤5000r/min時，發(fā)動機測量轉速取3/4n0；當5000r/min<n0<7500r/min時，發(fā)動機測量轉速取3750r/min；當n0≥7500r/min時，發(fā)動機測量轉速取1/2n0。發(fā)動機穩(wěn)定在上述轉速后，測量由穩(wěn)定轉速盡快減到怠速轉速過程中的噪聲，然后記錄下最高聲級。重復進行試驗，直到連續(xù)出現(xiàn)3個讀數(shù)的變化范圍在2dB（A）之內(nèi)為止，并取其算術平均值作為測量結果。發(fā)動機測量轉速選取三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（4）汽車定置噪聲檢測檢測時，傳聲器與排氣端口等高，在任何情況下距地面不得小于0.2m。傳聲器的軸線應與地面平行，并與包含排氣口末端軸線的豎直平面成45+5°的夾角。傳聲器朝向排氣口，距排氣口端0.5m，放在車輛外側，如圖3-15所示。排氣噪聲測量位置三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（4）汽車定置噪聲檢測圖3-15傳聲器位置示意圖三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（4）汽車定置噪聲檢測對于那些排氣口參考點位置不宜布點的車輛，由于某些車輛部件（備胎、油箱、蓄電池等）妨礙了測量點，傳聲器應安置在距離最近的妨礙部件（包括車身）至少0.2m處，并最大程度避開妨礙部件，其軸線正對排氣口，如圖3-16所示。圖3-16不宜布點車輛傳聲器位置示意圖三、汽車噪聲檢測2.汽車噪聲檢測方法（4）汽車定置噪聲檢測對于排氣管垂直向上的車輛，傳聲器放置位置應與排氣管口等高，傳聲器朝上，其參考軸應垂直于地面。傳聲器應放置在離排氣管較近的車輛一側，并距排氣口端0.5m，如圖3-17所示。圖3-17垂直排氣系統(tǒng)傳聲器位置示意圖三、汽車噪聲檢測汽車公害汽車排氣污染物及防治汽車噪聲及其防治汽車被動安全技術汽車主動安全技術第1節(jié)第2節(jié)第3節(jié)第4節(jié)第5節(jié)第4節(jié)

汽車被動安全技術一、車輛事故分析汽車被動安全性是指事故發(fā)生時保護車輛乘員和行人，使直接損失降到最小的能力。另外，還應考慮防止事故車輛火災和迅速疏散乘客的性能。

道路交通事故的統(tǒng)計和分析是研究汽車被動安全性的基礎。根據(jù)事故統(tǒng)計，了解事故與氣候、道路、時間及駕駛人和車外人員的年齡等關系，并找出發(fā)生頻數(shù)最多的事故(即所謂“典型事故”)，便于進行深入研究和提出事故對策。

被動安全性

車內(nèi)安全性

汽車外部安全性

圖3-18所示是轎車碰撞事故分布情況。正面碰撞占64%以上，而其中一半是車前左側(右側通行時)。側部碰撞是第二常見事故類型。圖3-18右側通行的轎車碰撞事故類型分布一、車輛事故分析事故中傷員的頭、胸、下腹和脊椎等部位是主要致死原因。圖3-19和圖3-20分別給出了縱向撞車事故中駕駛人和轎車前排乘客的傷害形成過程。圖3-21具體表明了某轎車的乘員身體傷害部位分布情況。圖3-19撞車中轎車駕駛人受傷過程圖3-20撞車中轎車前排乘客受傷過程一、車輛事故分析圖3-21事故中轎車乘員身體各部位受傷分布1-頭部；2-面部；3-頸部；4-胸部；5-上肢；6-腹部；7-下肢一、車輛事故分析

評價被動安全性的最簡單指標是“事故嚴重程度因素”F，即：式中：Ns

—事故中死亡人數(shù)(當場死亡或事故后存活不超過7晝夜的傷員)；

Nsh

—事故中受傷人數(shù)。

各國統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)一般在1/40~1/5范圍內(nèi)。

考慮到事故中傷亡情況的差異，蘇聯(lián)學者提出了“危險系數(shù)k”的概念，即：式中：Nq

—輕傷人數(shù)；Nz

—重傷人數(shù)；N0

—未受傷人數(shù)；k1、k2、k3

—加權系數(shù)，取k1=0.015，k2=0.36，k3=1。二、被動安全性的評價方法2024/4/211.安全車身三、車內(nèi)被動安全性

轎車發(fā)生正面碰撞或碰撞固定障礙物時，前部出現(xiàn)特別大的平均減速度jcp(300~400g)，向后逐漸降低。其質(zhì)心位置的平均減速度jcp為40~60g，瞬時值可達80~100g。圖3-22汽車與固定障礙物相撞時減速度的變化2024/4/21

為了降低正面碰撞時的減速度，在轎車前部做成折疊區(qū)(圖3-23)。在撞車時可提供400~700mm的變形行程，通過前部折疊區(qū)的變形來吸收撞車的動能。圖3-23轎車各部不同的剛度(乘坐區(qū)剛度大，保證乘員的生存空間)1.安全車身三、車內(nèi)被動安全性2024/4/21

為了降低正面碰撞時的減速度，在轎車前部做成折疊區(qū)(圖3-23)。在撞車時可提供400~700mm的變形行程，通過前部折疊區(qū)的變形來吸收撞車的動能。圖3-23轎車各部不同的剛度(乘坐區(qū)剛度大，保證乘員的生存空間)1.安全車身三、車內(nèi)被動安全性2024/4/21圖3-24轎車前部變形力梯度特性折疊區(qū)的變形力應滿足梯度特性，即可分為5個區(qū)段：行人保護、低車速保護、對事故對方共存保護、自身保護(針對本車乘員)以及生存空間。變形力從前向后逐漸增加，使得撞車力較小時，變形僅限于前部零件。1.安全車身三、車內(nèi)被動安全性2024/4/211.安全車身由于碰撞部位的裝飾件和結構件允許的變形行程很小，吸收能量的能力遠小于前部和后部，因而引起車內(nèi)的嚴重變形對乘客傷害的危險性很高。傷害危險性很大程度上取決于轎車側部結構強度、底板橫梁和座椅的承載能力以及門內(nèi)板的設計。應保證主撞車不至于侵入被撞車的乘員空間。側向碰撞后部碰撞速度較低，轎車后部折疊區(qū)的變形行程為300~500mm。備胎后置有助于減小沖撞加速度，而燃油箱位置則必須避開折疊區(qū)。行李艙蓋邊緣不能穿過后風窗而撞人車內(nèi)。三、車內(nèi)被動安全性2024/4/21圖3-25活頂轎車的翻車保護翻車時，車門應保證不能自開。在活頂式轎車上，可裝設展開式翻車保護桿，并約束乘員頭部，如圖3-25所示。1.安全車身三、車內(nèi)被動安全性2024/4/212.限制乘員位移安全帶(座椅帶)是最簡單有效的約束裝置。在正常行駛時，安全帶可以任意伸長而不妨礙駕駛人的操作和乘員的基本活動。圖3-26安全帶形式圖3-27安全帶的效果

（1）安全帶三、車內(nèi)被動安全性2024/4/21三、車內(nèi)被動安全性無安全帶的死亡事故在使用安全帶以后可轉化為重傷或輕傷。50km/h撞墻試驗時乘員頭部的減速度如圖所示，三點式安全帶可使駕駛人頭部減速度降低一半。圖3-28以50km/h撞墻試驗時汽車與乘員減速度變化情況2.限制乘員位移

（1）安全帶2024/4/21圖3-29氣囊防護側氣囊裝在車門或座椅架上，側氣囊利用壓力傳感器來檢測側向碰撞造成車門變形引發(fā)的壓力上升，觸發(fā)氣體發(fā)生器。兩側使用相互獨立的傳感器，分別檢測各自的壓力,決定是否觸發(fā)。三、車內(nèi)被動安全性2.限制乘員位移（2）安全氣囊前氣囊在發(fā)生碰撞時，以突然爆炸方式充氣，在乘員與氣囊接觸前充滿。氣囊與乘員接觸時，立即部分泄氣，并以生理上可承受的表面壓力和減速力，軟和地吸收能量，以減小乘員頭部和胸部的碰撞損傷。2024/4/21在乘坐區(qū)設計時必須保證在乘員生存空間內(nèi)沒有致傷部件。圖上畫出了撞車前和撞車后零件變形界限。界限1-1將引起輕傷，界限2-2導致重傷，而3-3將是致命的。圖3-30生存空間三、車內(nèi)被動安全性（3）消除部件致傷因素2.限制乘員位移2024/4/21四、外部被動安全性1.轎車與行人的碰撞

在轎車與行人碰撞過程中，首先行人腿部撞到保險杠上，然后骨盆與發(fā)動機罩前端接觸，最后頭部撞到發(fā)動機罩后部或風窗玻璃上。這時行人被加速到車速，這就是所謂的“一次碰撞”。車速越高，行人頭部撞擊點越靠近風窗玻璃。

由于汽車制動使行人與汽車分離，行人以與碰撞速度相近的速度撞到路上，這是“二次碰撞”。在有的事故中還發(fā)生行人被汽車碾壓，這是“三次碰撞”。圖3-31撞車事故中行人動態(tài)示意圖2024/4/21

決定行人受傷害嚴重程度的主要因素是一次碰撞的部位和汽車與人體碰撞的部件形狀、剛度。圖3-32所示為行人與轎車部位碰撞的統(tǒng)計結果。圖3-32行與轎車部位碰撞結果統(tǒng)計四、外部被動安全性1.轎車與行人的碰撞2024/4/212.載貨汽車與行人的碰撞

載貨汽車與轎車相比，其質(zhì)量、剛度和尺寸都要大得多，在與轎車正面相撞時，轎車損壞比載貨汽車嚴重得多。特別是兩者尺寸相差懸殊時，轎車往往“楔入”載貨汽車下面，轎車的前部折疊區(qū)不能發(fā)揮作用，而導致乘坐區(qū)受到破壞。特別是一般載貨汽車后部不裝保險杠,跟隨的轎車在事故中“楔入”的可能性大大增加。載貨汽車與行人相撞時造成的傷亡也遠比轎車嚴重。這是因為一次碰撞中,無論是長頭還是平頭駕駛室載貨汽車，都不可能存在轎車事故中的行人身體在發(fā)動機罩上的翻轉過程，而是在很短時間內(nèi)行人被加速到貨車速度，易于造成人的傷亡。駕駛室上突出的后視鏡、駕駛人上車踏板以及保險杠也容易使行人頭部骨盆和大腿受傷。四、外部被動安全性2024/4/21五、被動安全性試驗

汽車被動安全性試驗應盡量再現(xiàn)典型的公路撞車事故的現(xiàn)象。試驗中需要測量車輛的變形、減速度及負荷。必要時在車內(nèi)設置試驗用模擬假人，測定有關部位的負荷及變形情況。

交通事故統(tǒng)計表明，交通事故中最常見且造成乘員傷害最多的事故形式是正面碰撞，側面碰撞次之。各國對汽車碰撞試驗都很重視，制定相應碰撞法規(guī)，并由政府強制實施。表3-8列出了美國、日本、歐洲的正面碰撞法規(guī)試驗概況。2024/4/21表3-8各國正面碰撞試驗法規(guī)概況五、被動安全性試驗2024/4/21表3-8各國正面碰撞試驗法規(guī)概況（續(xù)上表）五、被動安全性試驗2024/4/21

根據(jù)《乘用車正面偏置碰撞的乘員保護》(GB/T20913-2007)和2014年制定的《汽車正面碰撞的乘員保護》(GB11551-2014)的規(guī)定，實車正面碰撞試驗時采用固定障礙壁，障礙壁布置有全寬和40%重疊偏置兩種。圖3-33正面全寬碰撞試驗鋼筋混凝土障礙壁(50km/h車速)圖3-34正面40%重疊偏置碰撞試驗蜂窩狀鋁合金變形障礙壁(56km/h車速)五、被動安全性試驗2024/4/21

美國與歐洲的現(xiàn)行側面碰撞試驗法規(guī)有較多的不同點。日本的側面碰撞法規(guī)借鑒了歐洲ECER95的碰撞試驗方法。我國側面碰撞標準的制定以歐洲ECER95.02法規(guī)為藍圖，考慮到我國人體與歐洲人體之間的差異，同時參考了日本相關法規(guī)。表3-9列出了各國側面碰撞試驗方法及評價指標。表3-9各國側面碰撞試驗法規(guī)概況五、被動安全性試驗2024/4/21表3-9各國側面碰撞試驗法規(guī)概況（續(xù)上表）五、被動安全性試驗汽車公害汽車汽車汽車汽車主動安全技術第1節(jié)第2節(jié)第3節(jié)第4節(jié)第5節(jié)第5節(jié)

汽車主動安全技術

汽車電子技術的快速發(fā)展為主動安全技術帶來了全新的理念，各種主動安全控制裝置相繼出現(xiàn)，并很快成為滿足乘坐舒適性和操縱方便性、改善汽車主動安全性和減少車輛交通事故的有效手段。作為汽車技術方面的預防性安全對策，汽車主動安全系統(tǒng)可以確保車輛具有與駕駛人操作特性匹配的動特性，因此，可以主動預防汽車交通事故的發(fā)生。

主動安全系統(tǒng)有車輪防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、驅動防滑系統(tǒng)（ASR）、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESP）、制動力分配系統(tǒng)（EBD）、制動輔助系統(tǒng)（EBA）、電控動力轉向系統(tǒng)以及安全輔助駕駛系統(tǒng)等多項控制技術系統(tǒng)。一、概述

1.防抱死制動系統(tǒng)(ABS)二、制動系統(tǒng)圖3-35ABS的組成防抱死制動系統(tǒng)(AntilockBrakingSystemABS)是一種具有車輪防滑、防抱死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS是在普通制動系統(tǒng)的基礎上加裝車輪速度傳感器、ABS電控單元、制動壓力調(diào)節(jié)裝置及控制電路等,其結構如圖3-35所示。二、制動系統(tǒng)汽車制動時，根據(jù)ABS控單元的控制指令,自動調(diào)節(jié)制動輪缸的制動壓力的大小，使車輪不抱死，并處于理想滑移率的狀態(tài)。（2）工作過程1常規(guī)制動過程2保壓制動過程3降壓制動過程4增壓制動過程（1）工作原理1.防抱死制動系統(tǒng)(ABS)二、制動系統(tǒng)ASR是在ABS的基礎上發(fā)展起來的,它與ABS共用輪速傳感器、液壓驅動元件等,并擴展了電控單元(ECU)功能,增加了ASR制動執(zhí)行器、節(jié)氣門執(zhí)行器、ASR工作指示燈及ASR診斷系統(tǒng)等。ASR的基本組成如圖3-36所示。2.驅動防滑轉系統(tǒng)(ASR)驅動防滑轉系統(tǒng)(Ac-celerationSlipRegulation,ASR)也稱為牽引力控制系統(tǒng)(TractionControlSystem,TCS)?；究刂圃硎?在車輪滑轉時,將滑轉率控制在最佳滑轉率范圍內(nèi)，從而獲得較大的附著系數(shù),使路面能夠提供較大的附著力,車輪的驅動力能夠得到充分利用。二、制動系統(tǒng)圖3-36典型ASR系統(tǒng)示意圖2.驅動防滑轉系統(tǒng)(ASR)二、制動系統(tǒng)汽車電子穩(wěn)定程序(ElectronicStabilityProgram,ESP)是在ABS、ASR的基礎上發(fā)展起來的,并增加轉向盤轉角傳感器、縱向加速度傳感器、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器等。3.電子穩(wěn)定程序(ESP)ESP通過調(diào)節(jié)車輪縱向力大小及匹配來控制汽車的橫擺運動，使汽車具有良好的操縱性和方向穩(wěn)定性。其基本原理是：通過傳感器和控制算法來識別駕駛員對汽車的期望運動狀態(tài)，同時測量和估算出汽車的實際運動狀態(tài)。二、制動系統(tǒng)圖3-37過度轉向情況圖3-38不足轉向情況ESP功能特點：實時監(jiān)控：ESP能夠實時監(jiān)控駕駛員的操控動作、汽車運動狀態(tài)，并不斷向發(fā)動機和制動系統(tǒng)發(fā)出指令；主動干預：ESP系統(tǒng)可以通過制動壓力干預或發(fā)動機輸出轉矩的調(diào)節(jié)，來改變汽車的運動，修正汽車的過度轉向和不足轉向，如圖3-37、圖3-38所示。事先提醒：當駕駛者操作不當或路面異常時，ESP會用警告燈警示駕駛者。3.電子穩(wěn)定程序(ESP)電子制動力分配系統(tǒng)(EBD)必須配合ABS使用。在汽車制動的瞬間,EBD分別對四個輪胎附著的不同地面進行感應、計算,得出摩擦力數(shù)值,根據(jù)各輪摩擦力數(shù)值的不同分配相應的制動力，避免因各輪制動力不同而導致的打滑,傾斜和側翻等危險。電腦根據(jù)制動踏板上偵測到的制動動作,來判斷駕駛人對此次制動的意圖，如屬于緊急制動,則指示制動系統(tǒng)產(chǎn)生更高的油壓使ABS發(fā)揮作用,從而使制動力更快速地產(chǎn)生,縮短制動距離二、制動系統(tǒng)4.電子制動力分配系統(tǒng)(EBD)5.緊急制動輔助系統(tǒng)(EBA)三、轉向系統(tǒng)1.電動助力轉向系統(tǒng)(EPS）

電動助力轉向系統(tǒng)(ElectricPowerSteering,EPS)是在機械式轉向系統(tǒng)的基礎上，用汽車電源作能源，電動機為動力裝置,直接依靠電動機提供輔助轉矩的動力轉向系統(tǒng),其結構如圖3-39所示。圖3-39EPS結構三、轉向系統(tǒng)1.電動助力轉向系統(tǒng)(EPS）

組成：轉矩傳感器、車速傳感器、電控單元、助力電動機、減速機構等組成。工作原理：轉向盤轉動時，轉矩傳感器檢測轉向盤轉矩的大小和方向，并產(chǎn)生一個轉矩信號；同時，車速傳感器也產(chǎn)生一個車速信號，電控單元根據(jù)轉矩信號和車速信號并通過一定的控制算法決定助力電機的旋轉方向和助力電流的大小，從而完成實時控制助力轉向。作用：EPS能在各種行駛工況下提供合適的轉向助力，減小路面不平所引起的對轉向系的沖擊，改善汽車的轉向特性。車速低時，提供較大的助力減輕汽車低速行駛時的轉向操縱力；車速高時，提供較小的助力，提高汽車高速行駛時的轉向穩(wěn)定性，進而提高汽車的安全性。EPS除了具有基本助力控制外，還有阻尼控制和回正控制。三、轉向系統(tǒng)2.主動前輪轉向系統(tǒng)(AFS)在傳統(tǒng)的轉向系中,轉向傳動比是固定的。在低速時，駕駛人要花很大的力氣轉動轉向盤，轉向不靈敏。高速時,轉向靈敏性會增加,但是穩(wěn)定性和安全性隨之下降。主動前輪轉向系統(tǒng)(ActiveFrontSteering,AFS)其配置到汽車上能很好地解決上述矛盾。AFS本質(zhì)是一套可變傳動比的轉向系統(tǒng),它保留了傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)的機械構件。其最大特點就是在轉向盤和齒輪齒條轉向機之間的轉向柱上集成了一套雙行星齒輪機構,如圖3-40所示。三、轉向系統(tǒng)圖3-40主動轉向系統(tǒng)雙行星齒輪機構2.主動前輪轉向系統(tǒng)(AFS)2024/4/21AFS能在駕駛員利用轉向盤施加給前輪的轉向角的基礎上，通過雙行星齒輪機構給前輪疊加一個額外的轉向角。低速時，電動機驅動的行星架轉動方向與