汽車被動(dòng)安全與主動(dòng)安全講座(三)

Loading……主動(dòng)安全與被動(dòng)安全汽車工程知識(shí)講座報(bào)告內(nèi)容2025/3/112主動(dòng)安全技術(shù)2汽車安全概述31被動(dòng)安全技術(shù)33車輛42025/3/113二、被動(dòng)安全1.碰撞事故分析2025/3/114二、被動(dòng)安全1.碰撞事故分析轎車各個(gè)座位的危險(xiǎn)系數(shù)2025/3/115二、被動(dòng)安全1.碰撞事故分析2025/3/116二、被動(dòng)安全1.碰撞事故分析乘員身體各部位受傷分布研究表明，事故中人體內(nèi)傷和腦損傷與減速度直接有關(guān)，骨折與作用力有關(guān)，組織損傷與剪切應(yīng)力有關(guān)。研究?jī)?nèi)部被動(dòng)安全性的重要內(nèi)容是降低人體減速度。2025/3/117不同車速碰撞沖擊力

當(dāng)車速以每小時(shí)40公里的速度行駛發(fā)生碰撞時(shí)，身體前沖的力量就相當(dāng)于從4層樓上扔下一袋50公斤重的水泥塊。車速50公里/小時(shí)，相當(dāng)于將車從4樓開下來(lái)的沖擊力。

車速100公里/小時(shí)的沖擊力，相當(dāng)于將車從12層高的樓頂墜落。二、被動(dòng)安全1.碰撞事故分析2025/3/118二、被動(dòng)安全

在轎車發(fā)生迎面碰撞或碰到固定障礙物上時(shí)，前部出現(xiàn)特別大平均減速度300—400g，而向后逐漸降低。其質(zhì)心位置平均減速度為40—50g,瞬時(shí)值可達(dá)80—100g。平均減速度沿車長(zhǎng)方向分布1.碰撞事故分析2025/3/119二、被動(dòng)安全2.安全車身安全車身理念來(lái)自“吸能分散”（Absorb&Distribute）概念。其提出者和倡導(dǎo)者就是以安全著稱的沃爾沃汽車公司。當(dāng)汽車速度超過(guò)50公里發(fā)生碰撞沖擊時(shí)，決定汽車的安全因素是車身結(jié)構(gòu)，而不是車身外板的厚度。安全車身結(jié)構(gòu)——車輛發(fā)生碰撞時(shí)，車身能有效吸收碰撞能量，并將其分散至車身各部位結(jié)構(gòu)中，將座艙變形減少到最小程度。2025/3/11103H車身GOA車身承載式車身是由沖壓成型的結(jié)構(gòu)件和大型復(fù)蓋件組成，由A柱、C柱、B柱和地板構(gòu)成了車身結(jié)構(gòu)骨架。在現(xiàn)代承載式車身結(jié)構(gòu)中，比較有代表性的就是3H車身結(jié)構(gòu)和豐田GOA車身結(jié)構(gòu)，3H車身多用于歐美車系設(shè)計(jì)。二、被動(dòng)安全2.安全車身2025/3/1111二、被動(dòng)安全2.安全車身

在車身底部、側(cè)面和頂部加置一層加強(qiáng)筋加強(qiáng)車身剛性，形似三個(gè)字母“H”。能保證在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)前倉(cāng)和其它部位變形后乘員倉(cāng)室空間減少變形的可能，，確保乘員的有效生存空間。

3H高剛性車身2025/3/1112二、被動(dòng)安全GOA車身特點(diǎn)：1、發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)高效吸能設(shè)計(jì)2、前縱梁直線布置，穿入下門口3、中立柱部分強(qiáng)化4、門檻加強(qiáng)筋與后輪罩直接相連5、車門內(nèi)采用防撞鋼梁2.安全車身2025/3/1113二、被動(dòng)安全2.安全車身當(dāng)車體正面受外力沖擊達(dá)到一定程度，發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)結(jié)構(gòu)變形并吸收沖擊能。前縱梁和前輪罩前端將逐級(jí)潰縮。前縱梁向下折彎，固定在前縱梁上的副車架將帶著發(fā)動(dòng)機(jī)向下墜落，避免發(fā)動(dòng)機(jī)沖入座艙。GOA發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)吸能結(jié)構(gòu)（CAMRY）2025/3/1114二、被動(dòng)安全2.安全車身正面碰撞受力解析

縱向碰撞力被分散成三部分：一部分沿著前縱梁直線縱向向后傳遞一部分傳遞到門檻上一部分通過(guò)A立柱傳遞到側(cè)圍上加強(qiáng)梁GOA高強(qiáng)度的座艙2025/3/1115二、被動(dòng)安全2.安全車身GOA地板縱向受力圖2025/3/1116二、被動(dòng)安全2.安全車身

在車架各受力節(jié)點(diǎn)，采用加強(qiáng)件加固，提高車身強(qiáng)度。GOA正面碰撞受力節(jié)點(diǎn)強(qiáng)化2025/3/1117二、被動(dòng)安全2.安全車身GOA側(cè)面碰撞受力解析

中立柱和門檻加強(qiáng)件采用了超高強(qiáng)度鋼板。車頂加強(qiáng)件采用了高強(qiáng)度鋼板，發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)可避免天窗導(dǎo)軌插入車內(nèi)。中立柱內(nèi)部盒形加強(qiáng)件結(jié)構(gòu)當(dāng)車體受到側(cè)碰力時(shí)，側(cè)向力分散到：車門內(nèi)橫梁、側(cè)圍上橫梁，底板橫梁等，將側(cè)碰能量分散至整個(gè)車身。2025/3/1118二、被動(dòng)安全2.安全車身縱梁、橫梁、門檻、立柱、側(cè)圍等各個(gè)受力部位均有不同厚度的加強(qiáng)筋！GOA側(cè)面碰撞節(jié)點(diǎn)分散受力2025/3/1119二、被動(dòng)安全2.安全車身GOA車身加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中立柱、門檻等主要部位加強(qiáng)筋采用590MPa超高強(qiáng)度鋼板！根據(jù)車身受力分析后，所有受力部位都有不同程度的相應(yīng)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件，都是采用440MPa以上的高強(qiáng)度鋼板！2025/3/1120二、被動(dòng)安全2.安全車身

GOA車身通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有效的結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，具有“高效吸能車身”和“高強(qiáng)度座艙”，最大限度保證乘員安全！★★★★★C-NCAP2025/3/1121二、被動(dòng)安全2.安全車身決定車身的剛度和強(qiáng)度的是結(jié)構(gòu)件及內(nèi)板，而不是鋼板厚度。外板的主要作用是覆蓋件，對(duì)車身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度貢獻(xiàn)有限。車身輕量化是現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)的要求，車身鋼板厚度以滿足其功能要求為前提。外板越厚，其剛性越大，在低速碰撞時(shí)剛性車身不易變形，車輛損失小。高速碰撞時(shí)由于高剛性、車身前部不變形而導(dǎo)致整體擠壓乘員艙，對(duì)車內(nèi)乘員傷害較大。鋼板太厚增加了車身自重及油耗?，F(xiàn)代車身設(shè)計(jì)大量采用高強(qiáng)度鋼板，降低鋼板厚度，減輕車身重量。吸能車身在高速碰撞時(shí)能夠有效的保護(hù)乘員安全，但在低速碰撞時(shí)車身前部易變形，所以使人有誤解。車身外鋼板厚度要求2025/3/1122二、被動(dòng)安全2.安全車身從保護(hù)車內(nèi)乘員安全考慮：車身一旦受到正面碰撞，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板或行李箱蓋板要求必須曲卷，減緩正碰力。如果發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板或行李箱蓋板鋼板太厚，剛度就大，會(huì)象一把刀，直接插入乘員艙，對(duì)乘員造成致命傷害。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板和行李箱蓋板安全性前、后碰撞時(shí)前、后蓋板要求曲卷！2025/3/1123二、被動(dòng)安全2.安全車身缺點(diǎn)：外板太薄，車輛在加、減速，拐彎和顛簸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極大噪聲，并使車身變形或散架。解決：四門二蓋增加內(nèi)襯板，提高車身外板剛性。車身的剛度要求：外板不能太薄2025/3/1124二、被動(dòng)安全2.安全車身幾個(gè)主要車型外板厚度車廠車型車頂鋼板車門外板厚度(mm)種類牌號(hào)厚度(mm)種類牌號(hào)廣汽豐田凱美瑞0.75冷板軟鋼0.75鍍鋅板高強(qiáng)鋼東風(fēng)日產(chǎn)天籟0.75冷板軟鋼0.75鍍鋅板軟鋼廣汽本田雅閣0.8冷板軟鋼0.8鍍鋅板高強(qiáng)鋼北京奔馳JSC0.7冷板軟鋼0.7鍍鋅板高強(qiáng)鋼北京奔馳-戴克C3000.75冷板軟鋼0.75鍍鋅板高強(qiáng)鋼上海大眾帕薩特0.8冷板軟鋼0.7鍍鋅板高強(qiáng)鋼上海通用凱迪拉克0.7冷板軟鋼0.7鍍鋅板軟鋼神龍汽車凱旋0.8鍍鋅板軟鋼0.8鍍鋅板軟鋼長(zhǎng)安福特?？怂?.65冷板軟鋼0.7鍍鋅板軟鋼2025/3/1125二、被動(dòng)安全2.安全帶

一條高強(qiáng)度的纖維編織帶，具有良好的抗拉性、耐磨性、耐水性、耐寒性、耐熱性、不退色性和能量吸收性。

保護(hù)原理碰撞事故發(fā)生時(shí)，安全帶將乘員“束縛”在座椅上，乘員的頭部、胸部不會(huì)向前撞到方向盤、儀表板及風(fēng)擋玻璃上，以免受到二次碰撞的危險(xiǎn)，同時(shí)不被拋離座椅。2025/3/1126事故分析表明，不使用安全帶時(shí)，即使的低速碰撞（20km/h）也可能出現(xiàn)乘員死亡，而如果使用三點(diǎn)式安全帶，在95km/h以下無(wú)死亡事故，也沒有甩出車外的事故。安全帶可承受2.8噸的重量，有效緩沖沖擊力吸收大量的動(dòng)能。在所有可能致命的車禍中，如果正確使用安全帶，可以挽救約45%的生命；如果同時(shí)使用安全氣囊，這一比例將上升到60%。二、被動(dòng)安全2.安全帶安全作用無(wú)安全帶有安全帶2025/3/1127二、被動(dòng)安全預(yù)緊式安全帶2.安全帶預(yù)緊式安全帶的特點(diǎn)是當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故的一瞬間，乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)它會(huì)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(hù)乘員的安全。預(yù)緊式安全帶中起主要作用的卷收器除了普通卷收器的收放織帶功能外，還具有當(dāng)車速發(fā)生急劇變化時(shí)，能夠在0.1s之內(nèi)加強(qiáng)對(duì)乘員的約束力，因此它還有控制裝置和預(yù)拉緊裝置。2025/3/1128二、被動(dòng)安全預(yù)緊式安全帶工作原理2.安全帶發(fā)生碰撞時(shí)，傳感器一旦檢測(cè)到前方碰撞高于規(guī)定值，電力信號(hào)即被傳送到動(dòng)力裝置的電子點(diǎn)火器，完成預(yù)拉緊式安全帶的啟動(dòng)。在乘客因碰撞向前方移動(dòng)之前，預(yù)緊式安全帶收緊并保持該狀態(tài)。使乘客能夠牢固地坐在座椅上。安全帶的拉緊負(fù)荷設(shè)置在不會(huì)傷害乘客的程度。爆燃式當(dāng)負(fù)荷達(dá)到預(yù)定情況時(shí)，拉力限制器啟動(dòng)。2025/3/1129二、被動(dòng)安全3.安全帶按控制裝置分有兩種：

電子式：由電子控制單元（ECU）檢測(cè)到汽車加速度的不正常變化，經(jīng)過(guò)電腦處理將信號(hào)發(fā)至卷收器的控制裝置，激發(fā)預(yù)拉緊裝置工作，這種預(yù)緊式安全帶通常與輔助安全氣囊組合使用。

機(jī)械式：由傳感器檢測(cè)到汽車加速度的不正常變化，控制裝置激發(fā)預(yù)拉緊裝置工作，這種預(yù)緊式安全帶可以單獨(dú)使用。張緊器類型2025/3/1130SRS氣囊系統(tǒng)是座椅安全帶的輔助保護(hù)裝置。在汽車碰撞事故中根據(jù)碰撞程度決定是否自動(dòng)充氣膨脹，起到保護(hù)乘員、減輕傷害作用的安全保護(hù)裝置。二、被動(dòng)安全3.安全氣囊（SupplementalInflatableRestraintSystem，簡(jiǎn)稱SRS）駕駛員側(cè)氣囊（轉(zhuǎn)向盤氣囊）前排乘員氣囊（儀表臺(tái)氣囊）側(cè)氣囊2025/3/1131二、被動(dòng)安全3.安全氣囊前氣囊啟動(dòng)條件2025/3/1132二、被動(dòng)安全3.安全氣囊OPDS將根據(jù)乘客的身材和坐姿決定側(cè)氣囊是否打開側(cè)氣囊啟動(dòng)條件2025/3/1133二、被動(dòng)安全3.安全氣囊組成原理2025/3/1134二、被動(dòng)安全3.安全氣囊控制原理PPD/OPDSOPDS乘員姿態(tài)檢知系統(tǒng)2025/3/1135二、被動(dòng)安全3.安全氣囊工作時(shí)間2025/3/1136二、被動(dòng)安全3.安全氣囊1.氣囊可能在很低的車速時(shí)打開。汽車在很低車速行駛而發(fā)生碰撞事故時(shí)，乘員和駕駛員系上安全帶即可，如果這時(shí)展開氣囊反而會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，甚至還可能因安全氣囊的展開加重碰撞傷害。

2.氣囊的啟動(dòng)會(huì)對(duì)乘員造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)將沖開氣囊蓋板，并且在瞬間展開充氣，以大約300km/h的速度彈出，產(chǎn)生的撞擊力約有180公斤，很可能對(duì)乘員造成沖擊；產(chǎn)生的灼熱氣體也會(huì)灼傷乘員和駕駛員。

3.當(dāng)乘客偏離座位或座位上無(wú)人或兒童乘坐時(shí)，氣囊系統(tǒng)的啟動(dòng)不僅起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，還可能會(huì)對(duì)乘員造成一定的傷害。根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路安全管理部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，安全氣囊在碰撞交通事故中每挽救100名乘員生命的同時(shí)，也因氣囊的不適當(dāng)展開及乘員的不正確乘坐位置和坐姿，不幸導(dǎo)致57名乘員失去了生命。使用缺陷2025/3/1137二、被動(dòng)安全3.安全氣囊網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多安全氣囊是今后整體安全氣囊系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。系統(tǒng)能更好地識(shí)別乘客類型，采取不同的保護(hù)措施。系統(tǒng)采用重量、紅外、超聲波等傳感器來(lái)判斷乘客與儀表板遠(yuǎn)近、重量、身高等因素，進(jìn)而在碰撞時(shí)判斷是否點(diǎn)爆氣囊、采用1級(jí)點(diǎn)火還是多級(jí)點(diǎn)火、點(diǎn)爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過(guò)傳感器，氣囊系統(tǒng)還可以判斷出車輛當(dāng)前經(jīng)歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側(cè)面碰撞還是整車的翻滾運(yùn)動(dòng)，以便驅(qū)動(dòng)車身不同位置的氣囊，形成對(duì)乘客的最佳保護(hù)。Safe-By-Wire是專門用于汽車安全氣囊系統(tǒng)的總線，Safe-By-Wire技術(shù)旨在通過(guò)綜合運(yùn)用多個(gè)傳感器和控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)的細(xì)微控制。發(fā)展趨勢(shì)2025/3/1138三、被動(dòng)汽車安全技術(shù)的展望先進(jìn)安全汽車技術(shù)——應(yīng)用現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)、電子控制及交通工程等領(lǐng)域中的先進(jìn)理論和方法對(duì)汽車在行駛過(guò)程中產(chǎn)生的重大安全問題進(jìn)行診斷和控制，將交通事故發(fā)生率及事故中人員傷害降到最低限度的高新技術(shù)。具體而言，有以下3個(gè)發(fā)展方向：車路協(xié)調(diào)控制

由于交通事故的原因越來(lái)越復(fù)雜和多樣化，使得通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單、明顯的危險(xiǎn)因素采取措施很難解決問題。因此，需要改進(jìn)對(duì)這些措施的基礎(chǔ)性研究，在開展人、路、車3個(gè)基本因素的相關(guān)研究之外，更加注重3個(gè)因素之間協(xié)調(diào)作用的研究工作。由于人的因素較為復(fù)雜，將來(lái)的研究在一定時(shí)期內(nèi)還會(huì)主要集中在車路協(xié)調(diào)控制方面。通過(guò)車車以及車路通信技術(shù)獲取道路環(huán)境信息，從而更有效的評(píng)估潛在危險(xiǎn)并優(yōu)化車載