1、整理ppt第五章第五章 汽車安全技術汽車安全技術5.1 概概 述述5.2 汽車安全技術法規與標準汽車安全技術法規與標準5.3 汽車主動安全技術汽車主動安全技術5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術5.5 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗整理ppt5.1 概概 述述 5.1.1 汽車交通事故概述汽車交通事故概述 據有關報導，自從有機動車道路交通事故死亡記錄以來，全據有關報導，自從有機動車道路交通事故死亡記錄以來，全世界已有世界已有3 200余萬人死于道路交通事故。余萬人死于道路交通事故。2000年以來，年以來，因道路交通事故受重傷而住院的人數每年達因道路交通事故受重傷而住院的人數每年達50

2、0萬人，受傷萬人，受傷總人數達總人數達3 000萬人。自汽車問世萬人。自汽車問世100多年以來，全世界因多年以來，全世界因交通事故致殘的人數達交通事故致殘的人數達45億人。億人。 1990年全球有統計紀錄的汽車交通事故損失為年全球有統計紀錄的汽車交通事故損失為1 370億美億美元，元，1993年達到年達到5 000億美元，而億美元，而1995年初日本阪神大年初日本阪神大地震的經濟損失約為地震的經濟損失約為1 000億美元。億美元。我國交通安全狀況尤為嚴峻，許多城市道路交通是機動車、我國交通安全狀況尤為嚴峻，許多城市道路交通是機動車、自行車和人混行，道路交通設施落后，交通管理水平低下，自行車和人

3、混行，道路交通設施落后，交通管理水平低下，車輛本身安全性差，這些是造成汽車交通事故多的主要原因。車輛本身安全性差，這些是造成汽車交通事故多的主要原因。下-頁 返回整理ppt5.1 概概 述述 評價一個國家或地區交通事故的嚴重程度，一般用年萬車死評價一個國家或地區交通事故的嚴重程度，一般用年萬車死亡率（或死亡人數）和年亡率（或死亡人數）和年10萬人死亡人數兩個指標。萬人死亡人數兩個指標。 萬車死亡率表示在一定空間和時間范圍內，按機動車擁有量萬車死亡率表示在一定空間和時間范圍內，按機動車擁有量所平均的交通事故死亡人數的一種相對指標。即平均每年每所平均的交通事故死亡人數的一種相對指標。即平均每年每萬

4、輛機動車的致死人數，其計算公式為：萬輛機動車的致死人數，其計算公式為：RN=D/Nl04。 圖圖5 -1為為1995年到年到2005年我國道路交通事故的萬車死亡年我國道路交通事故的萬車死亡率和死亡人數。率和死亡人數。 美國、日本、歐盟等世界主要經濟發達國家自美國、日本、歐盟等世界主要經濟發達國家自1970年代以年代以來，雖然汽車保有量逐年增加，但因采取了各種安全措施，來，雖然汽車保有量逐年增加，但因采取了各種安全措施，包括對人的安全教育，使交通事故死亡人數一直呈下降趨勢。包括對人的安全教育，使交通事故死亡人數一直呈下降趨勢。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.1 概概 述述 5.1.2 道路交通

5、安全的影響因素道路交通安全的影響因素影響道路交通安全的主要因素包括人、汽車、道路和交通環影響道路交通安全的主要因素包括人、汽車、道路和交通環境條件，見圖境條件，見圖5 -2。人的因素影響，是指交通直接參與者的性格、體力上的弱點、人的因素影響，是指交通直接參與者的性格、體力上的弱點、經驗不足或狀態不良以及人的安全態度、意識的教育，駕駛經驗不足或狀態不良以及人的安全態度、意識的教育，駕駛員的選拔、培訓和交通傷害的急救與保護等。員的選拔、培訓和交通傷害的急救與保護等。汽車本身因素的影響，包括汽車的結構、行駛安全性和技術汽車本身因素的影響，包括汽車的結構、行駛安全性和技術狀況等。狀況等。道路因素的影響

6、，是指線路走向、路面狀況、交通信號的布道路因素的影響，是指線路走向、路面狀況、交通信號的布置和清晰度，以及交通規則、交通管理措施等。置和清晰度，以及交通規則、交通管理措施等。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.1 概概 述述環境條件因素的影響，包括對人的精神影響（疲勞、反應能環境條件因素的影響，包括對人的精神影響（疲勞、反應能力），對道路因素的影響（雨、雪、風、霧）以及對汽車的力），對道路因素的影響（雨、雪、風、霧）以及對汽車的物理影響（道路附著條件、轉向特性等）。物理影響（道路附著條件、轉向特性等）。 5.1.3 汽車安全性的分類汽車安全性的分類汽車安全性一般分為主動安全性、被動安全性、事故后

7、安全汽車安全性一般分為主動安全性、被動安全性、事故后安全性和生態安全性。性和生態安全性。汽車主動安全性，是指汽車本身防止或減少道路交通事故發汽車主動安全性，是指汽車本身防止或減少道路交通事故發生的性能。生的性能。 汽車被動安全性，是指交通事故發生后，汽車本身減輕人員汽車被動安全性，是指交通事故發生后，汽車本身減輕人員傷害和貨物損失的能力。傷害和貨物損失的能力。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.1 概概 述述汽車內部被動安全性指在事故中汽車減輕車內乘員受傷和貨汽車內部被動安全性指在事故中汽車減輕車內乘員受傷和貨物受損的能力。物受損的能力。 汽車外部被動安全性指減輕對事故所涉及的其他人員和車輛汽車

8、外部被動安全性指減輕對事故所涉及的其他人員和車輛的損害的性能，包括一切旨在減輕在事故中汽車對事故所涉的損害的性能，包括一切旨在減輕在事故中汽車對事故所涉及的行人、自行車和摩托車及乘員、其他車輛及乘員等的傷及的行人、自行車和摩托車及乘員、其他車輛及乘員等的傷害而專門設計的于汽車有關的措施。害而專門設計的于汽車有關的措施。事故后安全性，是指汽車能減輕事故后果的性能。這是指能事故后安全性，是指汽車能減輕事故后果的性能。這是指能否迅速消除事故后果，并避免新的事故發生。否迅速消除事故后果，并避免新的事故發生。上-頁 返回整理ppt 5.2.1 美國的汽車安全技術法規美國的汽車安全技術法規1966年美國首

9、先制定實施了國家交通法、汽車安全法及公年美國首先制定實施了國家交通法、汽車安全法及公路安全法，路安全法，1968年又實施美國聯邦汽車安全標準年又實施美國聯邦汽車安全標準FMVSS（Federal Motor Vehicle Safety Standard，簡稱，簡稱FMVSS）。）。 美國汽車安全法規將汽車的安全問題分為三大部分。第一部美國汽車安全法規將汽車的安全問題分為三大部分。第一部分是防止撞車等不安全事故發生的法規，第二部分中的技術分是防止撞車等不安全事故發生的法規，第二部分中的技術法規是對撞車時的保護加以規定，即被動安全法規，第三部法規是對撞車時的保護加以規定，即被動安全法規，第三部類

10、中的法規是對撞車防止災害性事故的發生而加以規定，即類中的法規是對撞車防止災害性事故的發生而加以規定，即汽車防火安全法規。汽車防火安全法規。 現行美國現行美國FMVSS 一覽表（一覽表（1995年）如表年）如表5 -2為主動安全為主動安全法規。法規。下-頁 返回整理ppt5.2.2 歐洲汽車安全技術法規歐洲汽車安全技術法規 1ECE汽車技術法規汽車技術法規聯合國歐洲經濟委員會聯合國歐洲經濟委員會( ECE)共有共有21個歐洲國家參加，美個歐洲國家參加，美國、日本、加拿大、澳大利亞等國也以觀察員身份參加了其國、日本、加拿大、澳大利亞等國也以觀察員身份參加了其活動。活動。 ECE法規自法規自1958

11、年制定以來，經不斷的修改補充，至今已年制定以來，經不斷的修改補充，至今已頒布實施頒布實施109項法規，其中，有項法規，其中，有88項是安全法規。項是安全法規。 2歐洲經濟共同體歐洲經濟共同體( EEC)汽車技術指令汽車技術指令EEC汽車技術指令是歐洲經濟共同體成員國（包括德、法、汽車技術指令是歐洲經濟共同體成員國（包括德、法、英、意、丹麥、比利時、荷蘭、盧森堡、愛爾蘭、希臘等英、意、丹麥、比利時、荷蘭、盧森堡、愛爾蘭、希臘等12國）經協商并經多次表決共同制訂的。國）經協商并經多次表決共同制訂的。上-頁 下-頁 返回整理ppt EEC指令不同于指令不同于ECE法規的是：法規的是：EEC指令一經下

12、達后，就要指令一經下達后，就要在共同體成員國內強制執行，并優先于本國法規。在共同體成員國內強制執行，并優先于本國法規。 盡管盡管ECE汽車技術法規和汽車技術法規和EEC指令由兩個不同組織機構發布，指令由兩個不同組織機構發布，由于兩大組織機構彼此間有著極為密切的聯系，幾乎所有由于兩大組織機構彼此間有著極為密切的聯系，幾乎所有EEC國家都是國家都是ECE的核心國家，的核心國家，EEC指令從法規內容看，與指令從法規內容看，與ECE法規大多數項目基本相同，在法規大多數項目基本相同，在120余項余項EEC指令中有關指令中有關汽車的項目為汽車的項目為66項，其中項，其中46項被項被EEC型式認證的框架指令

13、型式認證的框架指令92/53規定完全等同于規定完全等同于ECE法規，其他許多項目也具有很大法規，其他許多項目也具有很大程度的相似性。程度的相似性。 5.2.3 日本汽車安全技術法規日本汽車安全技術法規日本有關汽車安全公害的技術法規是屬于法律性的規定。日本有關汽車安全公害的技術法規是屬于法律性的規定。上-頁 下-頁 返回整理ppt 日本早在日本早在1951年起就根據年起就根據道路運輸車輛法道路運輸車輛法制定了道路制定了道路運輸車輛安全標準，后經運輸車輛安全標準，后經40多次的修訂，至今仍在執行。多次的修訂，至今仍在執行。 日本的道路車輛安全標準幾經修訂，現在已發布的有關汽車日本的道路車輛安全標準

14、幾經修訂，現在已發布的有關汽車安全和排放的標準為安全和排放的標準為73條，其中主動安全標準條，其中主動安全標準43條，被動條，被動安全標準安全標準17條，防火標準條，防火標準2條條 5.2.4 中國汽車安全技術法規中國汽車安全技術法規1998年，我國政府主管部門吸收了國外先進的車型認證制年，我國政府主管部門吸收了國外先進的車型認證制度，簽署了度，簽署了ECE WP29協議，即參加全球汽車技術法規協協議，即參加全球汽車技術法規協調活動，參照調活動，參照ECE法規體系建立了中國汽車技術法規體系法規體系建立了中國汽車技術法規體系CMVDR(China Motor Vehicle Desin Rule

15、)，作為中，作為中國汽車產品車型認證的技術依據。國汽車產品車型認證的技術依據。上-頁 下-頁 返回整理ppt在汽車產品從在汽車產品從“目錄管理目錄管理”向向“車型認證車型認證”過渡階段，我國過渡階段，我國汽車產品認證中的政府強制性檢驗項目依據有強制性標準、汽車產品認證中的政府強制性檢驗項目依據有強制性標準、CMVDR和政府行政發文三種。和政府行政發文三種。中國汽車強制性標準體系是以歐洲中國汽車強制性標準體系是以歐洲ECE/EEC汽車技術法規汽車技術法規體系為主要參照體系，在具體項目內容上緊跟歐、美、日三體系為主要參照體系，在具體項目內容上緊跟歐、美、日三大汽車法規體系的協調成果。大汽車法規體系

16、的協調成果。我國自我國自1993年開始發布第一批汽車強制性安全標準，現在年開始發布第一批汽車強制性安全標準，現在有關汽車、摩托車安全方面的標準共有有關汽車、摩托車安全方面的標準共有66項，其中主動安全項，其中主動安全23項（與汽車有關的項（與汽車有關的19項），被動安全項），被動安全24項（與汽車有關項（與汽車有關的的23項），一般安全項），一般安全19項（與汽車有關的項（與汽車有關的13項）。項）。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.2.5 各國汽車安全性技術法規或標準對比各國汽車安全性技術法規或標準對比1汽車主動安全性技術法規或標準對比汽車主動安全性技術法規或標準對比歐、美、日汽車安全技術法

17、規已形成完整的體系，歐、美、日汽車安全技術法規已形成完整的體系，FMVSS、ECE和日本的道路車輛安全標準中，有關主動安全的法規分和日本的道路車輛安全標準中，有關主動安全的法規分別為別為29項、項、62項和項和43項。項。 2汽車被動安全性技術法規或標準對比汽車被動安全性技術法規或標準對比美國是最早開始機動車被動性研究的國家。迄今為止，在美美國是最早開始機動車被動性研究的國家。迄今為止，在美國的汽車安全法規國的汽車安全法規(FMVSS)中，有關被動安全的法規有中，有關被動安全的法規有26項，已形成完整的法規體系，其內容基本包括了被動安全的項，已形成完整的法規體系，其內容基本包括了被動安全的各個

18、方面。各個方面。上-頁 下-頁 返回整理ppt 歐洲是從歐洲是從20世紀世紀60年代后期開始制定被動安全法規，他們年代后期開始制定被動安全法規，他們參照美國法規并根據本國的特點加以修訂，經過多年的研究、參照美國法規并根據本國的特點加以修訂，經過多年的研究、實施，已形成比較完善的被動安全法規體系。實施，已形成比較完善的被動安全法規體系。日本雖然是世界汽車工業最發達的國家之一，但其實車碰撞日本雖然是世界汽車工業最發達的國家之一，但其實車碰撞工作比美國、歐洲晚工作比美國、歐洲晚10年左右，故其碰撞安全法規基本上是年左右，故其碰撞安全法規基本上是參照美國參照美國FMVSS 208制定的。制定的。 中國

19、為了與國際接軌，簽署了中國為了與國際接軌，簽署了ECEWP29 1998協議，參協議，參照照ECE法規體系建立了中國汽車技術法規體系法規體系建立了中國汽車技術法規體系CMVDR，并，并將其作為中國汽車產品車型認證的技術依據。將其作為中國汽車產品車型認證的技術依據。 各國安全帶法規或標準對比如表各國安全帶法規或標準對比如表5 -6所示。所示。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.3 汽車主動安全技術汽車主動安全技術 5.3.1 主動安全性的影響因素主動安全性的影響因素 1汽車的行駛安全性汽車的行駛安全性汽車的行駛安全性是指保證汽車在正常行駛過程中運行安全，汽車的行駛安全性是指保證汽車在正常行駛過程中

20、運行安全，同時具有最佳動態性能的能力。同時具有最佳動態性能的能力。 (1)汽車制動性。據有關統計，很多重大交通事故都是由制汽車制動性。據有關統計，很多重大交通事故都是由制動距離過長、側滑引起的，因此汽車的制動性是汽車安全行動距離過長、側滑引起的，因此汽車的制動性是汽車安全行駛的重要保障。駛的重要保障。 (2)汽車操縱穩定性。操縱穩定性是汽車的一種運動性能，汽車操縱穩定性。操縱穩定性是汽車的一種運動性能，這種性能通過駕駛員在一定路面和環境下的操縱反映出來。這種性能通過駕駛員在一定路面和環境下的操縱反映出來。它是決定高速汽車安全行駛的一個主要性能，被人們稱為它是決定高速汽車安全行駛的一個主要性能，

21、被人們稱為“高速車輛的生命線高速車輛的生命線”。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.3 汽車主動安全技術汽車主動安全技術 2信息性信息性信息性是指從照明設備、聲光報警裝置和直接、間接視線等信息性是指從照明設備、聲光報警裝置和直接、間接視線等方面人手提高汽車的安全性，也就是要求汽車能夠提供足夠方面人手提高汽車的安全性，也就是要求汽車能夠提供足夠的信息，以便于駕駛員掌握汽車的運行狀況和道路狀況，做的信息，以便于駕駛員掌握汽車的運行狀況和道路狀況，做出正確判斷以減少交通事故的能力。出正確判斷以減少交通事故的能力。 駕駛員在駕駛過程中，有駕駛員在駕駛過程中，有80%的信息是靠視覺得到的，確的信息是靠視覺

22、得到的，確保良好的視野是預防交通事故的必要條件。保良好的視野是預防交通事故的必要條件。 3駕駛員的工作條件駕駛員的工作條件駕駛員的工作條件對主動安全性的影響主要體現在工作環境駕駛員的工作條件對主動安全性的影響主要體現在工作環境的舒適性和駕駛操作的方便性兩個方面。的舒適性和駕駛操作的方便性兩個方面。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.3 汽車主動安全技術汽車主動安全技術 5. 3. 2 主動安全技術主動安全技術 汽車的安全性是按交通事故發生的前后加以分類的；如圖汽車的安全性是按交通事故發生的前后加以分類的；如圖5 -4，我們可以從汽車交通事故發生前后的影響因素來分析，我們可以從汽車交通事故發生前后

23、的影響因素來分析，可見，汽車主動安全技術是汽車發生交通事故前所采用的技可見，汽車主動安全技術是汽車發生交通事故前所采用的技術。因此，汽車主動安全技術應包括安全行駛技術、事故預術。因此，汽車主動安全技術應包括安全行駛技術、事故預防技術和事故發生前的事故回避技術。防技術和事故發生前的事故回避技術。 隨著汽車工業和汽車電子技術的迅速發展，汽車的各項性能隨著汽車工業和汽車電子技術的迅速發展，汽車的各項性能得到了很大的提高。作為汽車的主要性能之一，汽車安全性得到了很大的提高。作為汽車的主要性能之一，汽車安全性更是有了顯著地改善。更是有了顯著地改善。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.3 汽車主動安全技術汽

24、車主動安全技術 國外自國外自20世紀世紀90年代以來，在汽車安全性方面已經進行了年代以來，在汽車安全性方面已經進行了許多方面的研究，主要安全技術有：預防安全技術（信息顯許多方面的研究，主要安全技術有：預防安全技術（信息顯示和報警）、事故回避技術、全自動駕駛技術、碰撞安全技示和報警）、事故回避技術、全自動駕駛技術、碰撞安全技術（乘員保護和減輕對行人傷害）、防止災害擴大技術和車術（乘員保護和減輕對行人傷害）、防止災害擴大技術和車輛基礎技術。輛基礎技術。上-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 汽車被動安全性系指發生事故時，汽車保護車內乘員、行人汽車被動安全性系指發生事故時，汽

25、車保護車內乘員、行人和其他車輛乘員的能力。另外，還應考慮防止事故車輛火災和其他車輛乘員的能力。另外，還應考慮防止事故車輛火災以及迅速疏散乘客的性能。由于汽車的被動安全性總是與廣以及迅速疏散乘客的性能。由于汽車的被動安全性總是與廣義的汽車碰撞事故聯系在一起，故又被稱為義的汽車碰撞事故聯系在一起，故又被稱為“汽車碰撞安全汽車碰撞安全性性”。 5.4.1 車輛事故分析和汽車被動安全性的評價方法車輛事故分析和汽車被動安全性的評價方法 1車輛事故統計和分析車輛事故統計和分析道路交通事故的統計和分析是研究汽車被動安全性的基礎。道路交通事故的統計和分析是研究汽車被動安全性的基礎。根據事故統計，了解事故與氣候

26、、道路、時間與駕駛員和車根據事故統計，了解事故與氣候、道路、時間與駕駛員和車外人員的年齡等的關系，并找出發生頻數最多的那一部分事外人員的年齡等的關系，并找出發生頻數最多的那一部分事故（即所謂故（即所謂“典型事故典型事故”），便于集中力量進行研究。），便于集中力量進行研究。下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術汽車發生碰撞事故時，其碰撞形式大致可分為正面碰撞、側汽車發生碰撞事故時，其碰撞形式大致可分為正面碰撞、側面碰撞及后面碰撞三種形式，另外還有汽車撞行人與翻車等。面碰撞及后面碰撞三種形式，另外還有汽車撞行人與翻車等。 汽車和自行車碰撞時速度多在汽車和自行車碰撞時速度多在

27、40 50 km/h，而與摩托，而與摩托車碰撞速度則高得多，往往超過車碰撞速度則高得多，往往超過65 km/h。大多數行人是。大多數行人是在十字路口和道路入口處從側面被汽車前部所撞。在十字路口和道路入口處從側面被汽車前部所撞。 汽車碰撞分為一次碰撞和二次碰撞。一次碰撞即在有碰撞形汽車碰撞分為一次碰撞和二次碰撞。一次碰撞即在有碰撞形態的交通事故中，碰撞物體雙方最初的接觸。一次碰撞后汽態的交通事故中，碰撞物體雙方最初的接觸。一次碰撞后汽車的速度下降，車內駕駛員和乘員受慣性力的作用繼續以原車的速度下降，車內駕駛員和乘員受慣性力的作用繼續以原有的速度向前運動，并與車內物體碰撞，稱為二次碰撞。有的速度向

28、前運動，并與車內物體碰撞，稱為二次碰撞。事故中致死傷害的主要是頭、胸、下腹和脊椎等部位。圖事故中致死傷害的主要是頭、胸、下腹和脊椎等部位。圖5 -7 (a)、(b)分別示出了縱向撞車事故中駕駛員和轎車前排乘分別示出了縱向撞車事故中駕駛員和轎車前排乘客的傷害形成過程。客的傷害形成過程。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 2評價被動安全性的指標評價被動安全性的指標為了評價汽車的被動安全性，采用了不少指標。其中最簡單為了評價汽車的被動安全性，采用了不少指標。其中最簡單的是事故的的是事故的“嚴重性因素嚴重性因素”F: 各國統計數據表明，各國統計數據表明，F一般在一般

29、在1/51/40范圍內。范圍內。考慮到事故中傷亡情況的差異，前蘇聯學者考慮到事故中傷亡情況的差異，前蘇聯學者MKKopakoBB提出了提出了“危險系數危險系數”的概念：的概念：sshNFN123qzsqzsok Nk Nk NkNNNN上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術轎車中前排乘客座位的危險性最大，而后排乘客座位相對較轎車中前排乘客座位的危險性最大，而后排乘客座位相對較安全一些，其中駕駛員后面的后排乘客座位危險性最好，也安全一些，其中駕駛員后面的后排乘客座位危險性最好，也就是說相對最安全。就是說相對最安全。 5.4.2 內部被動安全技術內部被動安全技術內部

30、被動安全性是指汽車所具有的在事故中使作用于乘員的內部被動安全性是指汽車所具有的在事故中使作用于乘員的加速度和力降低到最小。在事故發生以后提供足夠的生存空加速度和力降低到最小。在事故發生以后提供足夠的生存空間，以及確保那些對從車輛中營救乘員起關鍵作用的部件的間，以及確保那些對從車輛中營救乘員起關鍵作用的部件的可操作性等的能力。可操作性等的能力。 在轎車發生正面碰撞或碰到固定障礙物上時，汽車前部出現在轎車發生正面碰撞或碰到固定障礙物上時，汽車前部出現特別大的平均減速度特別大的平均減速度Jcp=300400g，向后逐漸降低。，向后逐漸降低。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被

31、動安全技術 (1)車身前部和后部分別做成折疊區。在正面碰撞中，動能車身前部和后部分別做成折疊區。在正面碰撞中，動能被保險杠和車身前部變形所吸收，在劇烈碰撞時，還要涉及被保險杠和車身前部變形所吸收，在劇烈碰撞時，還要涉及乘客區前部。乘客區前部。 汽車的后部碰撞，其理想碰撞特性應與前部相同，但后部撞汽車的后部碰撞，其理想碰撞特性應與前部相同，但后部撞車的速度較低，所以，轎車后部折疊區的變形行程稍短一些，車的速度較低，所以，轎車后部折疊區的變形行程稍短一些，約為約為300 500 mm。 (2)折疊區的變形力滿足梯度特性，并具有良好的能量吸收折疊區的變形力滿足梯度特性，并具有良好的能量吸收特性。為了

32、減小對車內乘員和車外人員及物體的傷害，折疊特性。為了減小對車內乘員和車外人員及物體的傷害，折疊區的變形力應滿足梯度特性，如圖區的變形力應滿足梯度特性，如圖5 -12所示。所示。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 良好的能量吸收特性，是指汽車前部結構要盡可能多地吸收良好的能量吸收特性，是指汽車前部結構要盡可能多地吸收撞擊能量，使作用于乘員上的力和加速度降到規定的范圍內；撞擊能量，使作用于乘員上的力和加速度降到規定的范圍內；考慮撞車安全性的車身結構設計的基本思想是利用車身的前、考慮撞車安全性的車身結構設計的基本思想是利用車身的前、后部有效地吸收撞擊能量，駕駛室要

33、堅固可靠，確保乘員的后部有效地吸收撞擊能量，駕駛室要堅固可靠，確保乘員的有效生存空間。有效生存空間。 (3)車身側部結構應具有一定承受碰撞的能力。與正面碰撞車身側部結構應具有一定承受碰撞的能力。與正面碰撞相比，側面碰撞車身變形空間小，對乘員的危害較大，因此，相比，側面碰撞車身變形空間小，對乘員的危害較大，因此，增加車室剛度，保證乘員的有效生存空間顯得更為重要。增加車室剛度，保證乘員的有效生存空間顯得更為重要。此外，翻車時，車門應保證不能自開，在活頂式轎車上，可此外，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，見圖裝設展開式翻車保護桿，并約束乘員頭部，見圖

34、5 -16。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 2限制乘員位移限制乘員位移汽車安全帶是重要的乘員約束保護裝置之一，能有效地減輕汽車安全帶是重要的乘員約束保護裝置之一，能有效地減輕二次碰撞給人體造成的傷害。二次碰撞給人體造成的傷害。 在車上安裝的主要限位保護裝置有：安全帶、安全氣囊、頭在車上安裝的主要限位保護裝置有：安全帶、安全氣囊、頭枕等。其中，最簡單有效的是安全帶。如圖枕等。其中，最簡單有效的是安全帶。如圖5 -19為各種形為各種形式的安全帶，安全帶大體可分為二點式安全帶、三點式安全式的安全帶，安全帶大體可分為二點式安全帶、三點式安全帶和全背帶式帶和全背帶

35、式 二點式安全帶包括腰帶和肩帶兩種。二點式安全帶包括腰帶和肩帶兩種。 三點式安全帶，包括腰肩連續帶和肩膝帶兩種。三點式安全帶，包括腰肩連續帶和肩膝帶兩種。 轎車駕駛員和前排乘客多用三點式安全帶轎車駕駛員和前排乘客多用三點式安全帶(圖圖5 -19)，后排，后排乘客或載貨汽車、大客車乘員也有用腰部安全帶的。乘客或載貨汽車、大客車乘員也有用腰部安全帶的。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 安全帶雖然在撞車時起到了保護乘員的作用，但是僅靠安全安全帶雖然在撞車時起到了保護乘員的作用，但是僅靠安全帶是不夠的。近幾年，安全氣囊作為一種有效的被動安全措帶是不夠的。近幾年，安

36、全氣囊作為一種有效的被動安全措施在汽車上得到了廣泛的應用。施在汽車上得到了廣泛的應用。氣囊設計的基本思想是，在汽車發生碰撞后，乘員與車內構氣囊設計的基本思想是，在汽車發生碰撞后，乘員與車內構件碰撞前，迅速地在二者之間打開一個充滿氣體的氣墊，使件碰撞前，迅速地在二者之間打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員撲到氣墊上，以緩和沖擊并吸收碰撞能量，以達到減輕乘員撲到氣墊上，以緩和沖擊并吸收碰撞能量，以達到減輕乘員傷害程度的目的。乘員傷害程度的目的。 汽車安全氣囊是一種輔助的乘員約束系統，它與安全帶配合汽車安全氣囊是一種輔助的乘員約束系統，它與安全帶配合使用可大大降低事故中乘員的傷害指數，尤其是可大大減輕使用

37、可大大降低事故中乘員的傷害指數，尤其是可大大減輕駕駛員面部的傷害。駕駛員面部的傷害。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術駕駛員前部氣囊容積一般為駕駛員前部氣囊容積一般為5060 L，應在，應在30 35 ms時間內充滿氮氣；前排乘員前部氣囊容積時間內充滿氮氣；前排乘員前部氣囊容積100 N140 L，要，要求在求在50 ms內充滿。駕駛員的最大前移空間通常為內充滿。駕駛員的最大前移空間通常為12.5 cm，氣囊放氣時間大約為，氣囊放氣時間大約為100 ms，碰撞和能量吸收全過，碰撞和能量吸收全過程大約在程大約在150 ms內完成，見圖內完成，見圖5-21。側向

38、安全氣囊裝在車門或座椅架上，由于乘員與向內移動的側向安全氣囊裝在車門或座椅架上，由于乘員與向內移動的汽車部件之間距離很小，所以容積為汽車部件之間距離很小，所以容積為12 L的側向安全氣囊響的側向安全氣囊響應時間不得超過應時間不得超過3ms 側向氣囊利用壓力傳感器來檢測側向碰撞造成車門變形引發側向氣囊利用壓力傳感器來檢測側向碰撞造成車門變形引發的壓力上升，觸發氣體發生器。兩側使用相互獨立的傳感器，的壓力上升，觸發氣體發生器。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。分別檢測各自的壓力，決定是否觸發。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術頭枕是一種

39、用以限制乘員頭部相對于軀干向后移位的彈性裝頭枕是一種用以限制乘員頭部相對于軀干向后移位的彈性裝置。在后部碰撞時，車輛乘員受到的最主要傷害是頸部沖擊置。在后部碰撞時，車輛乘員受到的最主要傷害是頸部沖擊損傷。損傷。頭枕可分為可調節型和不可調節型。可調節型頭枕具有可以頭枕可分為可調節型和不可調節型。可調節型頭枕具有可以垂直和橫向的調節機構，有手動調節和自動調節之分。垂直和橫向的調節機構，有手動調節和自動調節之分。 頭枕按規定的試驗方法試驗時，頭型移動量必須小于頭枕按規定的試驗方法試驗時，頭型移動量必須小于102 mm，將載荷加至，將載荷加至890 N時，頭枕及其安裝部件在座椅及靠時，頭枕及其安裝部件

40、在座椅及靠背等損壞前不能破損或脫落。背等損壞前不能破損或脫落。 3消除部件致傷因素消除部件致傷因素在乘坐區設計時必須保證在乘員幸存空間內沒有致傷部件。在乘坐區設計時必須保證在乘員幸存空間內沒有致傷部件。在圖在圖5 -24面出了在撞車前和撞車后零件的變形界限。面出了在撞車前和撞車后零件的變形界限。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 儀表板下部、轉向盤和擋風玻璃引起傷害的事故頻數較高。儀表板下部、轉向盤和擋風玻璃引起傷害的事故頻數較高。因此，儀表板下部應安裝膝部緩沖墊。因此，儀表板下部應安裝膝部緩沖墊。由交通事故統計資料和汽車碰撞試驗結果的分析表明：汽車由交通事

41、故統計資料和汽車碰撞試驗結果的分析表明：汽車正面碰撞時，轉向盤、轉向管柱是使駕駛員受傷的主要元件。正面碰撞時，轉向盤、轉向管柱是使駕駛員受傷的主要元件。現代汽車在轉向系內安裝有能防止或減輕駕駛員受傷的機構。現代汽車在轉向系內安裝有能防止或減輕駕駛員受傷的機構。吸能式轉向柱也叫安全轉向柱，除了能滿足轉向柱常規的功吸能式轉向柱也叫安全轉向柱，除了能滿足轉向柱常規的功能外，在汽車發生正面碰撞時，轉向柱能變形、伸縮或斷開，能外，在汽車發生正面碰撞時，轉向柱能變形、伸縮或斷開，從而能夠有效地吸收碰撞能量，防止或減少碰撞能量傷害駕從而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。駛員。發生碰撞時，

42、碰撞能量使汽車前部發生塑性變形，安裝在汽發生碰撞時，碰撞能量使汽車前部發生塑性變形，安裝在汽車前部與轉向器輸入端相連的轉向中間軸在碰撞力的作用下車前部與轉向器輸入端相連的轉向中間軸在碰撞力的作用下向后運動。向后運動。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術外部被動安全性是從減輕在事故中汽車對行人、自行車、摩外部被動安全性是從減輕在事故中汽車對行人、自行車、摩托車和其他車輛及其乘員的傷害方面提高汽車被動安全性的托車和其他車輛及其乘員的傷害方面提高汽車被動安全性的能力。能力。 1轎車的外部被動安全性轎車的外部被動安全性在轎車與行人碰撞過程中，首先行人腿部撞到保險杠上，

43、然在轎車與行人碰撞過程中，首先行人腿部撞到保險杠上，然后骨盆與發動機罩前端接觸，最后頭部撞到發動機罩或擋風后骨盆與發動機罩前端接觸，最后頭部撞到發動機罩或擋風玻璃上，這時行人被加速到與車同速，這就是所謂的玻璃上，這時行人被加速到與車同速，這就是所謂的“一次一次碰撞碰撞”。車速越高，頭部撞擊點越靠近擋風玻璃。由于汽車。車速越高，頭部撞擊點越靠近擋風玻璃。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，這是路上，這是“二次碰撞二次碰撞”。在有的事故中還發生行人被汽車。在有的事故中還發生行人被汽車碾壓，這是碾壓，這是“三次碰撞三次

44、碰撞”（如圖（如圖5 - 29）。）。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 (1)保險杠。要保護行人的安全，降低對他們的傷害程度，保險杠。要保護行人的安全，降低對他們的傷害程度，一次碰撞部位一次碰撞部位保險杠是一個關鍵部件。保險杠是一個關鍵部件。 為實現降低行人下肢傷害目的，現在的汽車多采用吸能式保為實現降低行人下肢傷害目的，現在的汽車多采用吸能式保險杠，它由保險杠外板、吸能體和骨架構成。接吸能體的不險杠，它由保險杠外板、吸能體和骨架構成。接吸能體的不同，這種保險杠又可分為筒狀吸能裝置、泡沫吸能裝置、蜂同，這種保險杠又可分為筒狀吸能裝置、泡沫吸能裝置、蜂窩狀吸

45、能裝置三種形式（如圖窩狀吸能裝置三種形式（如圖5 - 31）。）。筒狀吸能裝置筒狀吸能裝置(圖圖5-31(a是利用油液的阻尼力抵抗碰撞，是利用油液的阻尼力抵抗碰撞，吸收撞擊能量。吸收撞擊能量。泡沫材料吸能裝置泡沫材料吸能裝置(圖中圖中(b的吸能元件一般采用聚氨酯類的吸能元件一般采用聚氨酯類或聚丙烯類發泡樹脂材料。或聚丙烯類發泡樹脂材料。蜂窩狀吸能裝置蜂窩狀吸能裝置(圖圖5 -31(c的吸收體是由蜂窩狀的聚乙烯的吸收體是由蜂窩狀的聚乙烯等樹脂制成。等樹脂制成。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術 (2)發動機罩、擋風玻璃邊框等安全結構。為了減輕行人傷發動機罩、擋

46、風玻璃邊框等安全結構。為了減輕行人傷害，發動機罩和散熱器罩過渡部位應采用吸能結構（見圖害，發動機罩和散熱器罩過渡部位應采用吸能結構（見圖5 -32）。）。在二次碰撞傷害中，風窗玻璃框架起著重要的作用（見表在二次碰撞傷害中，風窗玻璃框架起著重要的作用（見表5 -8），將其外部設計成軟結構，可以緩解對行人的傷害。），將其外部設計成軟結構，可以緩解對行人的傷害。 在行人保護措施中，防止車外凸出物對行人的傷害也很重要。在行人保護措施中，防止車外凸出物對行人的傷害也很重要。 2載貨汽車的外部被動安全性載貨汽車的外部被動安全性 載貨汽車與轎車正面碰撞時，因質量、剛度和尺寸比轎車大載貨汽車與轎車正面碰撞時，

47、因質量、剛度和尺寸比轎車大得多，轎車的損壞往往嚴重得多。特別是當兩者尺寸相差懸得多，轎車的損壞往往嚴重得多。特別是當兩者尺寸相差懸殊時，轎車往往殊時，轎車往往“楔人楔人”載貨汽車下面，轎車的前部折疊區載貨汽車下面，轎車的前部折疊區不能發揮作用，而導致乘坐區受到破壞。不能發揮作用，而導致乘坐區受到破壞。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術5.4.4 汽車防火安全技術汽車防火安全技術1. 防止燃料泄漏防止燃料泄漏燃料泄漏是火災發生的第一個環節。防止燃料泄漏主要措施燃料泄漏是火災發生的第一個環節。防止燃料泄漏主要措施包括：包括：對燃油箱的保護。燃油箱的位置在后橋上方

48、、車輪內側的位對燃油箱的保護。燃油箱的位置在后橋上方、車輪內側的位置最安全。為了隔熱，燃油箱與發動機排氣管應分別布置在置最安全。為了隔熱，燃油箱與發動機排氣管應分別布置在汽車兩側。汽車兩側。2. 合理設計發動機罩的結構合理設計發動機罩的結構在發生碰撞時，控制發動機罩的變形，使其在中部發生彎折，在發生碰撞時，控制發動機罩的變形，使其在中部發生彎折，而其根部變形很小，這樣可以減小擋風玻璃的破碎面積，防而其根部變形很小，這樣可以減小擋風玻璃的破碎面積，防止火焰向車內蔓延。止火焰向車內蔓延。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.4 汽車被動安全技術汽車被動安全技術3采用阻燃的內飾材料采用阻燃的內飾材料為了

49、防止車輛碰撞后引起火災，防止燃油管道、燃料油箱的為了防止車輛碰撞后引起火災，防止燃油管道、燃料油箱的破裂，防止電器系統短路而造成人員傷亡，現代汽車采用了破裂，防止電器系統短路而造成人員傷亡，現代汽車采用了阻燃性內飾件。阻燃性內飾件。上-頁 返回整理ppt5.5 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗1970年美國運輸部公布了開發實驗安全車年美國運輸部公布了開發實驗安全車ESV的計劃，一的計劃，一般認為，般認為，ESV計劃的實施開始了汽車安全技術研究的新時代。計劃的實施開始了汽車安全技術研究的新時代。ESV計劃是汽車以計劃是汽車以80 km/h速度正面碰撞固定壁而能夠確速度正面碰撞固定壁而能夠確保

50、乘員生存為安全目標，開發具有高度安全性能，車重保乘員生存為安全目標，開發具有高度安全性能，車重4000 lb （1lb=0.453 kg）級的試驗樣車。）級的試驗樣車。汽車被動安全性試驗的目的是評價汽車的被動安全性能，研汽車被動安全性試驗的目的是評價汽車的被動安全性能，研究汽車在發生撞車事故時的安全特性以及乘員的受傷情況，究汽車在發生撞車事故時的安全特性以及乘員的受傷情況，為改進和提高汽車的被動安全性提供參考基礎。為改進和提高汽車的被動安全性提供參考基礎。下-頁 返回整理ppt5.5 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗 如前所述，汽車工業發達國家都有自己的汽車被動安全標準如前所述，汽車工業發

51、達國家都有自己的汽車被動安全標準（法規），且都形成了各自的標準體系。從內容上看，各國（法規），且都形成了各自的標準體系。從內容上看，各國的標準不盡一致，因此，其性能的評價方法與使用的設備也的標準不盡一致，因此，其性能的評價方法與使用的設備也不完全相同。不完全相同。 產品安全性比較試驗注重對試驗結果的分級，而產品改進分產品安全性比較試驗注重對試驗結果的分級，而產品改進分析試驗更關注對碰撞過程的分析，即需要借助高速攝影對車析試驗更關注對碰撞過程的分析，即需要借助高速攝影對車輛結構的碰撞過程進行仔細分析。輛結構的碰撞過程進行仔細分析。 一般來說，實車碰撞試驗和臺車碰撞試驗需要具有足夠長的一般來說，實

52、車碰撞試驗和臺車碰撞試驗需要具有足夠長的加速跑道，要有給實車或臺車加速的動力裝置，以及符合標加速跑道，要有給實車或臺車加速的動力裝置，以及符合標準要求的碰撞壁障和測試設備。加速被試對象用的動力裝置準要求的碰撞壁障和測試設備。加速被試對象用的動力裝置主要有牽引小車和臺車兩種方式。牽引小車主要用以牽引實主要有牽引小車和臺車兩種方式。牽引小車主要用以牽引實上-頁 下-頁 返回整理ppt5.5 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗 車加速，并在加速過程中起到導向作用，當試驗實車達到預車加速，并在加速過程中起到導向作用，當試驗實車達到預定車速后，牽引小車與牽引裝置和試驗實車脫鉤，即它具有定車速后，牽引小

53、車與牽引裝置和試驗實車脫鉤，即它具有牽引、導向和脫鉤能力。臺車除具有牽引小車作用外，通常牽引、導向和脫鉤能力。臺車除具有牽引小車作用外，通常還作為零部件碰撞試驗的載體，在臺車上可以安裝座椅、安還作為零部件碰撞試驗的載體，在臺車上可以安裝座椅、安全帶、安全氣囊等，甚至將實車的部分車體安裝于臺車上進全帶、安全氣囊等，甚至將實車的部分車體安裝于臺車上進行碰撞試驗。行碰撞試驗。試驗臺車采用充氣橡膠輪胎，車架用鋼板焊接成具有足夠強試驗臺車采用充氣橡膠輪胎，車架用鋼板焊接成具有足夠強度和剛度的框架結構，車架與車軸剛性連接，車架前方有安度和剛度的框架結構，車架與車軸剛性連接，車架前方有安全沖桿和沖頭。全沖桿

54、和沖頭。 碰撞緩沖裝置采用鋼條或鋼管受沖擊變形吸能的方式碰撞緩沖裝置采用鋼條或鋼管受沖擊變形吸能的方式上-頁 下-頁 返回整理ppt5.5 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗臺車碰撞試驗是一種用臺車取代實車的碰撞試驗的模擬試驗臺車碰撞試驗是一種用臺車取代實車的碰撞試驗的模擬試驗方法，它可以模擬實車碰撞試驗過程，用以檢驗車身吸能結方法，它可以模擬實車碰撞試驗過程，用以檢驗車身吸能結構的設計方案、安全帶的選型及安裝部位設計、安全氣囊的構的設計方案、安全帶的選型及安裝部位設計、安全氣囊的匹配、座椅和駕駛區設計方案等，從而為整車設計提供必要匹配、座椅和駕駛區設計方案等，從而為整車設計提供必要的依據和

55、指明改進方向。的依據和指明改進方向。實車碰撞試驗是檢驗整車碰撞安全性能最直接和有效的方法，實車碰撞試驗是檢驗整車碰撞安全性能最直接和有效的方法，由它所獲得的許多試驗結果是臺車試驗中所無法得到的，因由它所獲得的許多試驗結果是臺車試驗中所無法得到的，因此，盡管試驗費用昂貴，但卻是不能被其他試驗完全取代的。此，盡管試驗費用昂貴，但卻是不能被其他試驗完全取代的。為了確定碰撞試驗中車內乘員所受傷害的嚴重程度，要在試為了確定碰撞試驗中車內乘員所受傷害的嚴重程度，要在試驗車內放置假人。試驗用假人的各部肢體在形狀、運動學和驗車內放置假人。試驗用假人的各部肢體在形狀、運動學和動力學性能方面都和真人嚴格相似，并能

56、模擬人體的若干動動力學性能方面都和真人嚴格相似，并能模擬人體的若干動作。作。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.5 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗 目前，國內外通用的汽車正面碰撞假人為目前，國內外通用的汽車正面碰撞假人為Hybrid型假人，型假人，它由美國第一技術安全公司它由美國第一技術安全公司( FTSS)與美國汽車與美國汽車T程師協會程師協會( SAE)以及其用戶集團在以及其用戶集團在Hybrid型假人基礎上，按照通型假人基礎上，按照通用汽車公司用汽車公司( GM)設計的方案開發完成的。設計的方案開發完成的。目前，考察汽車碰撞安全性仍然需要通過安全碰撞試驗加以目前，考察汽車碰撞安全性仍

57、然需要通過安全碰撞試驗加以檢驗，國際上檢驗車輛碰撞的法規主要有美國法規、歐洲法檢驗，國際上檢驗車輛碰撞的法規主要有美國法規、歐洲法規、日本法規體系，以及國際標準化組織推薦的方法等，如規、日本法規體系，以及國際標準化組織推薦的方法等，如美國聯邦機動車安全法規美國聯邦機動車安全法規FMVSS214、歐洲、歐洲ECER95和國和國際標準化組織際標準化組織IS010997等。等。上-頁 下-頁 返回整理ppt5.5 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗5.5.2 汽車的正面碰撞試驗汽車的正面碰撞試驗正面碰撞交通事故中有不同的碰撞重疊率，其中傷亡率較高正面碰撞交通事故中有不同的碰撞重疊率，其中傷亡率較高的區域出現在的區域出現在30%40%重疊率和重疊率和90%100%重疊率重疊率之間。因此正面碰撞試驗主要采用兩種形式：之