模塊4-汽車安全性檢測與評價《汽車使用性能與檢測》教學課件

《汽車使用性能與檢測》?精品課件合集汽車使用性能與檢測項目四汽車安全性檢測與評價目錄-CONTENTS

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汽車安全性基本概念2

汽車被動安全——制動性3

汽車電子控制被動安全系統(tǒng)之一

——安全氣囊4

汽車主動安全技術(shù)簡介5

汽車制動性檢測方法

任務(wù)一 汽車安全性基本概念知識點一 主動安全裝置1.

指示系統(tǒng)——主要包括：（1）儀表盤故障警報燈（2）胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（3）抬頭顯示系統(tǒng)（4）倒車雷達與倒車影像2.

照明系統(tǒng)——主要包括：（1）氙氣大燈、LED大燈、激光大燈（2）日間行車燈（3）高位剎車燈（4）隨動轉(zhuǎn)向大燈（AFS）知識點一 主動安全裝置3.穩(wěn)定系統(tǒng)：當汽車遇到緊急轉(zhuǎn)彎、緊急加速和緊急制動等突發(fā)情況時，車輛可以迅速感知并采取相應(yīng)的制動措施，如對每個輪胎進行單獨控制，同時降低引擎的輸出，維持車身的穩(wěn)定。它是汽車上重要的主動安全系統(tǒng)，能夠極大提高車輛操控安全系數(shù)和駕駛便利性。4.

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——主要包括：（1）電動助力轉(zhuǎn)向（2）四輪轉(zhuǎn)向（3）隨速轉(zhuǎn)向知識點一 主動安全裝置5.

制動系統(tǒng)——主要包括：（1）ABS（防抱死制動系統(tǒng)）（2）EBD（電子制動力分配）（3）CBC（彎道自動控制）（4）ASR、TCS、TRC（牽引力控制系統(tǒng)）6.

汽車防碰撞預(yù)警系統(tǒng)——主要包括：（1）前碰撞預(yù)警系統(tǒng)（FCWS）（2）車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）（3）車距監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)（HMWS）（5）EBA、BAS、BA（制動力輔助系統(tǒng)）知識點二 被動安全裝置1.吸能車身作用是在吸收汽車動能的同時減緩車內(nèi)乘員的移動程度，保證乘員有足夠的生存空間。3.安全氣囊一種輔助的乘員約束裝置，能使事故死亡率下降18%左右，與安全帶配合使用時能把傷亡率降低60%左右。5.

安全玻璃一般具有足夠大的變形余量和柔性，一方面可保證正常狀況下良好的視覺效果；另一方面既能防止碰撞時乘員從窗中飛出，又不致對其造成較嚴重傷害。2.安全帶作為主要的乘員約束裝置，是目前最有效的安全設(shè)備。其單獨使用時可以減少42%左右的死亡率。4.安全頭枕在車輛發(fā)生追尾時，人體由于慣性會向后倒，此時車輛加速或減速的壓力都集中在人體脆弱的頸部和頭部，而頭枕則對此起緩沖作用，保護人體頭部。6.

緊急門鎖釋放機構(gòu)其特點是，當碰撞傳感器確認已發(fā)生碰撞，系統(tǒng)會立即自動釋放門鎖。任務(wù)二汽車被動安全——制動性知識點一 制動性評價指標汽車的制動性主要由下列三方面來評價：制動效能的恒定性，即抗熱衰退性能。制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。（1） ?

制動效能，即制動距離與制動減速度。（2）（3）項

目中國GB

21670—2008M1類車歐洲經(jīng)濟共同體（EEC）71/320

R13中國GB

7258—2017（乘用車）美國FMVSS135（冷制動試驗）比試路面附著良好附著良好附著系數(shù)峰值附著系數(shù)為0.9載荷滿載和空載滿載和空載滿載輕載、滿載制動初速度100km/h脫開發(fā)動機O型試驗100km/h脫開發(fā)動機O型試驗50km/h100km/h制動時的穩(wěn)定性不抱死，不偏出3.5m通道，偏航角≤15

不抱死，不偏出3.5m通道，偏航角≤15

不許偏出2.5m通道不偏出3.5m通道，偏航角≤15

制動距離或制動減速度≤70m；≥6.43m/s2≤70m；≥6.43m/s2≤20m；≥5.9m/s2≤70m踏板力65～500N65～500N≤500N65～500N乘用車制動規(guī)范對行車制動器制動性的部分要求知識點二 制動時車輪受力輪胎在制動時的受力情況1.地面制動力圖中滾動阻力偶矩和減速時的慣性力、慣性力偶矩均忽略不計。????是車輪制動器中摩擦片與制動鼓或盤相對滑轉(zhuǎn)時的摩擦力矩，單位符號為N·m；??????是地面制動力，單位符號為N；??為車輪垂直載荷，單位符號為N；????為車軸對車輪的推力，單位符號為N；????為地面對車輪的法向反作用力，單位符號為N。顯然，從力矩平衡得到式中，

??為車輪半徑（m）。??????????=

??知識點二 制動時車輪受力制動器制動力與制動踏板的關(guān)系曲線????2.制動器制動力在輪胎周緣為了克服制動器摩擦力矩所需的力稱為制動器制動力，用符號????表示。相當于把汽車架離地面，并踩住制動踏板，在輪胎周緣沿切線方向推動車輪直至它能轉(zhuǎn)動所需的力。顯然????=

??式中，????——制動器的摩擦力矩（N·m）。知識點二 制動時車輪受力制動過程中地面制動力、制動器制動力及附著力的關(guān)系3. 地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關(guān)系在制動時，若只考慮車輪的運動為滾動與抱死拖滑兩種狀況，當制動踏板力較小時，制動器摩擦力矩不大，地面與輪胎之間的摩擦力即地面制動力，足以克服制動器摩擦力矩而使車輪滾動。顯然，車輪滾動時的地面制動力就等于制動器制動力，且隨踏板力增長成正比增長（見圖）。地面制動力是滑動摩擦的約束反力，它的值不能超過附著力，即??????≤????=

??????或最大地面制動力????????????為????????????=

??????知識點三 汽車的制動效能及其恒定性1.

制動距離與制動減速度制動減速度是制動時車速對時間的導(dǎo)數(shù)，即????。它反映了地面制動力的大小，因此與制動????器制動力（車輪滾動時）及附著力（車輪抱死拖滑時）有關(guān)。在不同路面上，地面制動力為??????=

??????故汽車能達到的減速度

為??????????=

??????若允許汽車的前、后車輪同時抱死，則??????????=

??????制動，則制動減速度為??????????=

??????我國行業(yè)標準采用平均減速度的概念，即式中，??1為制動壓力達到75%最大壓力（????????）的時刻；

??2為到停車時總時間的2/3

的時刻。ECER13和GB7258采用的是充分發(fā)出的平均減速若裝有理想的制動防抱死裝置來控制汽車的 度：式中，????為0.8??0的車速（km/h）；????為0.01??0的車速（km/h）。??

=1??2?

??1??2 ????

??????1????2?

????2????????=

25.92

?? ?

???? ??知識點三 汽車的制動效能及其恒定性（a）2.制動距離的分析右圖是駕駛員在接收緊急制動信號后，制動踏板力、汽車制動減速度與制動時間的關(guān)系曲線。圖（a）是實際測得的曲線，圖（b）是經(jīng)過簡化后的曲線。2′′因為?? 很小，故略去?? ??????????

2′′224項，且車速的單位符號為km/h，則上式可寫成可以看出，決定汽車制動距離的主要因素是制動器起作用的時間、最大制動減速度（即附著力或最大制動器制動力）以及起始制動車速。（b）汽車的制動過程??

=1??2′′??2′

+ ????0

+????023.6 2 25.92??????????知識點三 汽車的制動效能及其恒定性右圖是根據(jù)雜志《Autocar》對48輛裝有真空助力器的各種轎車在干燥、良好的路面上進行制動試驗的結(jié)果，并按最小二乘法擬合得到的制動距離曲線。2.制動距離的分析裝用不同助力系時CA770轎車的制動性能制動系形式性能指標制動時間/??制動距離/??最大制動減速度/(???

???2)真空助力制動系2.1212.257.25壓縮空氣-液壓制動系1.458.257.65轎車的制動距離曲線知識點三 汽車的制動效能及其恒定性3.制動效能的恒定性常用制動效能因數(shù)與摩擦因數(shù)的關(guān)系曲線來說明各種類型制動器的效能及其穩(wěn)定程度。右圖是具有典型尺寸的各種形式制動器制動效能因數(shù)與摩擦因數(shù)的關(guān)系曲線。由圖可知，對于雙向自動增力蹄及雙領(lǐng)蹄制動器，由結(jié)構(gòu)上的幾何力學關(guān)系產(chǎn)生增力作用，因此具有較大的制動效能因數(shù)。摩擦因數(shù)變化時，制動效能按非線性關(guān)系迅速改變。因此，摩擦因數(shù)的微小改變，能引起制動效能大幅度變化，即制動器的穩(wěn)定性差。雙從蹄制動器情況與之相反。制動效能與摩擦因素關(guān)系曲線知識點四

制動時汽車的方向穩(wěn)定性動時汽車自動向左或向右偏駛稱為制動跑偏。側(cè)滑是指制動時汽車的某一軸或兩軸發(fā)生橫向移動。最危險的情況是在高速制動時發(fā)生后軸側(cè)滑，此時汽車常發(fā)生不規(guī)則的急劇回轉(zhuǎn)運動而失去控制。跑偏與側(cè)滑是有聯(lián)系的，嚴重的跑偏有時會引起后軸側(cè)滑，易于發(fā)生側(cè)滑的汽車也有加劇跑偏的趨勢。下圖畫出了單純制動跑偏和由跑偏引起后軸側(cè)滑時輪胎留在地面上的印跡。（a）制動跑偏時輪胎在地面上留下的印跡（b）制動跑偏引起后軸輕微側(cè)滑時輪胎留在地面上的印跡制動時汽車跑偏的情形知識點四 制動時汽車的方向穩(wěn)定性1.汽車的制動跑偏右圖給出了由于轉(zhuǎn)向軸左、右車輪制動力不相等而引起跑偏的受力分析。設(shè)前左輪的制動器制動力大于前右輪，故地面制動力????11

>

????1??

。此時，前、后軸分別受到的地面?zhèn)认蚍醋饔昧????1

和????2

，顯然，

??????

繞主銷的力矩大于????1??

繞主銷的力矩。雖然轉(zhuǎn)向盤不動，但由于轉(zhuǎn)向系各處的間隙及零部件的彈性變形，轉(zhuǎn)向輪仍產(chǎn)生一向左轉(zhuǎn)動的角度而使汽車有輕微的轉(zhuǎn)彎行駛，即跑偏。同時，由于主銷有后傾，也使????1對轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生同方向的偏轉(zhuǎn)力矩，這樣也增大了向左轉(zhuǎn)動的角度。制動跑偏的受力圖知識點四 制動時汽車的方向穩(wěn)定性1.汽車的制動跑偏航向角為制動時汽車縱軸線與原定行駛方向的夾角。右上圖為后輪未抱死時制動器制動力不相等度???????對制動跑偏的影響（起始車速為62.7km/h）。右下圖為后輪抱死時制動器制動力不相等度???????

對制動跑偏的影響（起始車速為62.7km/h）。（a）車身的橫向位移 （b）航向角后輪未抱死時制動器制動力不相等度

對制動跑偏的影響（a）車身的橫向位移 （b）航向角后輪抱死時制動器制動力不相等度

對制動跑偏的影響知識點四 制動時汽車的方向穩(wěn)定性1.汽車的制動跑偏在緊急制動時，前軸向前扭轉(zhuǎn)了一角度，轉(zhuǎn)向節(jié)上節(jié)臂球頭銷本應(yīng)做相應(yīng)的移動，但由于球頭銷又連接在轉(zhuǎn)向縱拉桿上，僅能克服轉(zhuǎn)向拉桿的間隙，使拉桿有少許彈性變形而不允許球頭銷做相應(yīng)的移動，致使轉(zhuǎn)向節(jié)臂相對于主銷做向右的偏轉(zhuǎn)，于是引起轉(zhuǎn)向輪向右移動，造成汽車跑偏。（a）未制動時 （b）制動時前軸轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)角為??）懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿運動不協(xié)調(diào)引起的制動跑偏知識點四 制動時汽車的方向穩(wěn)定性2.制動時后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能力的喪失前輪無制動力而后輪有足夠制動力的試驗結(jié)果如右圖曲線A所示。后輪無制動力而前輪有足夠制動力的試驗結(jié)果如右圖曲線B所示.試驗時利用車上制動器液壓調(diào)節(jié)裝置，可使前、后車輪在制動到抱死拖滑時有不同的先后次序和時間間隔，試驗結(jié)果如左圖所示。前輪抱死或后輪抱死時汽車縱軸線轉(zhuǎn)過的角度（航向角）前、后車輪抱死拖滑的次序和時間間隔對后軸側(cè)滑的影響（混凝土路面、轉(zhuǎn)向盤固定）知識點四 制動時汽車的方向穩(wěn)定性2.制動時后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能力的喪失（4）在起始車速和附著系數(shù)的影響試驗中還做了起始車速為48.2km/h及72.3km/h的制動。為了查明附著系數(shù)對側(cè)滑的影響，在干燥路面上做了同樣的試驗。試驗時前輪無制動力，后輪可制動到抱死拖滑。干燥路面的制動距離是濕路面的70%，就是說在濕路面上制動的時間長。試驗結(jié)果如右上圖所示，表明在干燥路面上，汽車縱軸轉(zhuǎn)角比濕路面上要小。每次試驗后還記錄后輪開始拖滑的時間，若以時間為橫坐標把曲線重畫一次，如右下圖所示，則在同樣的時間內(nèi)，干、濕路面的汽車縱軸轉(zhuǎn)角相差不多。路面附著系數(shù)對后軸側(cè)滑的影響知識點四 制動時汽車的方向穩(wěn)定性2.

制動時后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能力的喪失下面通過受力情況分析汽車前輪抱死拖滑或后輪抱死拖滑兩種運行情況。圖（a）所示為前輪抱死而后輪滾動的情況。此時，汽車發(fā)生類似轉(zhuǎn)彎的行駛運動，其瞬時轉(zhuǎn)動中心為速度????、????

垂線的交點O，在質(zhì)心C上作用有離心力。圖（b）所示為后輪抱死而前輪滾動的情況，這時

，前輪地面?zhèn)认蚍醋饔昧?/p>

對C點的力矩增大了汽車角速度，汽車在一定條件下可能出現(xiàn)難以控制的急劇轉(zhuǎn)動。(a)前軸側(cè)滑 (b)后軸側(cè)滑汽車一根軸側(cè)滑時的運動狀況任務(wù)三汽車電子控制被動安全系統(tǒng)之一——安全氣囊知識點一

安全氣囊簡介安全氣囊屬于輔助約束系統(tǒng)（Supplemental

Restraint

System，SRS）。安全氣囊按主要的放置位置可分為正面氣囊、側(cè)面氣囊及車外氣囊等。正面氣囊主要是安在駕駛員側(cè)方向盤內(nèi)或副駕駛前的儀表板內(nèi)，出現(xiàn)交通事故汽車碰撞時，能夠很好地保護駕駛員和乘員，防止人體與其他零部件發(fā)生二次碰撞而使頭胸部受傷。側(cè)面安全氣囊主要位于車門處，主要用于在發(fā)生側(cè)碰或者翻滾時對乘員的保護。安全氣囊工作原理知識點二 安全氣囊的組成雷克薩斯LS400轎車安全氣囊系統(tǒng)組件位置圖1.

碰撞傳感器2.

電子控制單元3.

充氣元件和氣囊4.

螺旋連接器5.

安全氣囊警告燈任務(wù)四汽車主動安全技術(shù)簡介知識點一

現(xiàn)代汽車主動安全技術(shù)的發(fā)展趨勢未來汽車電子控制的重要發(fā)展方向之一是汽車安全領(lǐng)域，并向幾個方向發(fā)展：利用雷達技術(shù)和車載攝像技術(shù)開發(fā)各種自動避撞系統(tǒng)；利用近紅外技術(shù)開發(fā)各種能監(jiān)測駕駛員行為的安全系統(tǒng)；高性能的輪胎綜合監(jiān)測系統(tǒng)；自適應(yīng)自動巡航控制系統(tǒng)；駕駛員身份識別系統(tǒng)；安全氣囊和ABS/ASR。1.

ABS（防抱死制動系統(tǒng)）3.

AEB（緊急制動系統(tǒng)）2.

EBD（電子制動力分配系統(tǒng)）知識點二 主流的汽車主動安全技術(shù)知識點三 駕駛輔助安全系統(tǒng)1.

PAEB系統(tǒng)PAEB是行人自動緊急制動系統(tǒng)的簡稱，也稱為正面行人碰撞緩沖制動系統(tǒng)，是一種新興的安全技術(shù)。它的主要功能是，當行人離車輛很近而駕駛員沒有采取制動時，為車輛提供制動。2.RVSRVS是倒擋影像系統(tǒng)的簡稱，也常被稱為備用攝像頭。該系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是保護最脆弱的人群——兒童和老年人，防止事故的發(fā)生。它是一種通過備用攝像頭提供車輛后方區(qū)域的圖像，幫助駕駛員看到車輛后方情況的安全技術(shù)。3.

FCW系統(tǒng)FCW是正面碰撞預(yù)警系統(tǒng)的簡稱。它是一種先進的安全技術(shù)，可以實時監(jiān)控行駛車輛的速度、前方車輛的速度以及兩車之間的距離。如果后方車輛的速度過高而使兩車靠得太近，F(xiàn)CW系統(tǒng)將會警告駕駛員即將發(fā)生碰撞事故。任務(wù)五汽車制動性檢測方法知識點一 汽車制動力臺架檢測設(shè)備一、電子式軸重儀1.電子式軸重儀的結(jié)構(gòu)電子式軸重儀由機械部分（包括承載裝置和傳感器裝置）和顯示儀表所組成。目前，使用最多的電子式軸重儀是雙載荷臺板式軸重儀，如下圖所示，它具有左右兩個秤體，分別安裝在左右框架內(nèi)，能夠同時測量左右輪輪荷。它主要由秤體部分和顯示儀表兩部分組成。1—左秤體；2—右秤體；3—框架。雙載荷臺板式軸重儀外形圖知識點一 汽車制動力臺架檢測設(shè)備一、電子式軸重儀1.電子式軸重儀的結(jié)構(gòu)秤體部分：秤體部分包括承載臺板、承載墊塊、傳感器及框架等，如左圖所示。顯示儀表：右圖所示為國產(chǎn)SDZ-4型軸重儀顯示儀表面板，1—承載面板；2—槽鋼；3—鋼球蓋；4—鋼球；5—V形墊塊；6—懸臂梁傳感器；7—加強板；8—臺面限位裝置。軸重儀秤體結(jié)構(gòu)簡圖顯示儀表面板知識點一 汽車制動力臺架檢測設(shè)備一、電子式軸重儀2.電子式軸重儀的使用與維護（1）使用方法① ?

將儀表電源線接通，將電源開關(guān)置于接通的位置。當儀表開始有顯示，如顯示“8888”時，檢查數(shù)字顯示是否短缺筆畫，經(jīng)過幾秒自動轉(zhuǎn)入測量狀態(tài)，接著顯示“零”。②按動調(diào)零校正器，機內(nèi)計算機自動給軸重儀調(diào)零。③汽車緩慢開上電子式軸重儀，顯示儀表便顯示測量值。在顯示的同時，打印機便打印出數(shù)據(jù)，顯示值將保留到下一個車軸的車輪開到承載臺板上為止。④⑤ ?

測量完畢斷開電源，關(guān)閉顯示器。（2）電子式軸重儀的使用與維護要點知識點一 汽車制動力臺架檢測設(shè)備二、滾筒反力式制動試驗臺1.滾筒反力式制動試驗臺的工作原理將車輛開到試驗臺上，使車輪處于每對滾筒之間，滾筒在電動機驅(qū)動下帶動車輪轉(zhuǎn)動，相當于車不動，路以定速度移動。然后對車輪采取制動，車輪的制動力作用在滾筒上，該力的方向與滾筒的轉(zhuǎn)動方向相反，此時，與滾筒相連的減速器（扭力箱）在反作用力矩的作用下發(fā)生一定程度的翻轉(zhuǎn)，通過測力裝置，便可測量顯示出制動力的數(shù)值。因所測得制動力的方向與滾筒轉(zhuǎn)動方向相反，故稱之為滾筒反力式制動試驗臺。知識點一 汽車制動力臺架檢測設(shè)備二、滾筒反力式制動試驗臺2.滾筒反力式制動試驗臺的結(jié)構(gòu)左圖所示為單軸滾筒反力式制動試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖，它由結(jié)構(gòu)完全相同的左、右車輪制動力測試單元和一套指示、控制裝置組成。（1）驅(qū)動裝置（2）滾筒裝置（3）舉升裝置（4）測量裝置（5）測量儀表1—電動機；2—減速箱；3—壓力傳感器；4—滾筒；5—第三滾筒；6—電傳感器；7—鏈傳動；8—測量指示儀表。單軸滾筒反力式制動試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖1—傳感器；2—電動機；3—減速器；4—測力桿；5，6—鏈傳動；7—從動滾筒；8—第三滾筒；9—主動滾筒；10—框架。車輪制動器測試單元知識點一 汽車制動力臺架檢測設(shè)備二、滾筒反力式制動試驗臺3.

滾筒反力式制動試驗臺的優(yōu)缺點優(yōu)點，①

滾筒反力式制動試驗臺測試工況穩(wěn)定，重復(fù)性好。②

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，可以顯示車輪左、右輪制動力增長全過程隨采樣時間的變化情況且能準確指明左、右輪制動力不平衡最大值在制動力增長過程中的具體位置，從而分析判斷引起制動力平衡差超標的根本原因，還可以為車輛修理單位提供有效的信息支持。③

安全保護作用，即只有在被測車輪同時壓下左右制動試驗臺的第三滾筒時，滾筒才能被啟動，避免了操作人員誤操作而造成傷害。缺點①

很難測得實際制動力，并且很難測得制動器的制動力最大值。②

測試效率低。采用滾筒反力式制動試驗臺檢測制動性能時，對車輛各軸的檢測是分開進行的，從而影響了車輛的測試效率，懸架中減震器性能得不到檢測。知識點一 汽車制動力臺架檢測設(shè)備三、其他形式制動試驗臺1.慣性式滾筒制動試驗臺慣性式滾筒制動試驗臺用