1、汽車安全及人機系統(tǒng)概論1. 汽車安全技術(shù)概論2. 汽車安全技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)3. 汽車主動安全性及汽車主動安全系統(tǒng)4. 汽車被動安全性5. 汽車被動安全試驗方法與設(shè)備6. 先進的汽車安全技術(shù)編輯ppt道路交通事故與汽車安全的關(guān)系道路交通事故與汽車安全的關(guān)系 在由在由人、車輛、道路環(huán)境人、車輛、道路環(huán)境三者構(gòu)成的三者構(gòu)成的道路交通中，車輛是交通事故中的主要道路交通中，車輛是交通事故中的主要元素，元素，各類交通事故大多與車輛有關(guān)各類交通事故大多與車輛有關(guān)，確保汽車安全是減少事故的主要內(nèi)容。確保汽車安全是減少事故的主要內(nèi)容。 當(dāng)今汽車已成為社會發(fā)展不可缺少的當(dāng)今汽車已成為社會發(fā)展不可缺少的交通工具，車輛

2、保有量不斷增加，交通交通工具，車輛保有量不斷增加，交通事故隨之增加，汽車的安全性也尤為重事故隨之增加，汽車的安全性也尤為重要。要。編輯ppt 2001-2011全國交通事故統(tǒng)計情況編輯ppt 萬車死亡率是交通事故死亡人數(shù)與機動車擁有量(以車輛計)的比值。 以1995年為例，發(fā)達國家萬車死亡率一般在5人/萬輛以下，其中法國為人/萬輛，美國為人/萬輛，日本為人/萬輛，而發(fā)展中國家的萬車死亡率普遍比發(fā)達國家高出數(shù)倍，如韓國為人/萬輛，土耳其人/萬輛，阿爾及利亞最高達人/萬輛。 雖然我國機動車保有量較低，但是1995年我國機動車萬車死亡率仍然高達人/萬輛，2003年則降到了人/萬輛。編輯ppt汽車安全

3、保障體系汽車安全保障體系編輯ppt 美國聯(lián)邦機動車安全法規(guī)(FMVSS)特點 法規(guī)內(nèi)容齊全，指標(biāo)較先進； 法規(guī)修訂較快，也比較靈活； 法規(guī)與SAE、ASTM、ANSI標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系密切，多半采用或引用這些標(biāo)準(zhǔn)。 美國的機動車安全法規(guī)可以說是世界上最完善的法規(guī)體系之一，從各個方面規(guī)定了對乘員和行人的保護及車輛應(yīng)該具有的避免事故的性能。FMVSS：Federal of Moter Vehicle Safety Standard各國汽車安全法規(guī)各國汽車安全法規(guī)( (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)) )對比與分析對比與分析 編輯ppt 歐洲汽車法規(guī)特點 二戰(zhàn)后制定的EEC指令和ECE法規(guī)。 ECE法規(guī)非常重視燈光和信號裝置的安全

4、性。 ECE法規(guī)在保證汽車安全性、環(huán)保及節(jié)能的基礎(chǔ)上，更加重視法規(guī)的協(xié)調(diào)性、適應(yīng)性和可操作性。EEC：European Economic CommunityECE：Economic Commssion for Europe各國汽車安全法規(guī)各國汽車安全法規(guī)( (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)) )對比與分析對比與分析編輯ppt 日本汽車法規(guī)特點 法規(guī)最早，充分吸收了FMVSS和ECE等標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的長處，結(jié)合國情，形成了自己的比較健全的道路車輛安全標(biāo)準(zhǔn)體系。 由于國土狹窄，特別重視車輛、行人、摩托車之間的安全，因此對汽車外部突出物等的規(guī)定特別詳細。各國汽車安全法規(guī)各國汽車安全法規(guī)( (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)) )對比與分析對比與分析編

5、輯ppt 我國汽車強制性標(biāo)準(zhǔn)體系的特點 1995年，我國將涉及汽車安全、環(huán)境保護和節(jié)能方面的66項標(biāo)準(zhǔn)納入汽車強制性標(biāo)準(zhǔn)體系，其中主動安全37項，被動安全13項，預(yù)防火災(zāi)4項，環(huán)保及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)13項。 參照歐美法規(guī)，強調(diào)安全、環(huán)保和節(jié)能控制。各國汽車安全法規(guī)各國汽車安全法規(guī)( (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)) )對比與分析對比與分析編輯ppt汽車主動安全性 汽車的主動安全性系指汽車防止事故發(fā)生的能力，包括汽車行駛安全性，環(huán)境安全性，感覺安全性，操作安全性。 編輯ppt汽車制動原理1制動盤 2制動卡鉗 3 制動液 4制動踏板 5 主動主缸6 制動輪缸 7 制動盤編輯ppt制動性的評價指標(biāo)制動性的評價指標(biāo)制動時汽車的方

6、向穩(wěn)定性制動效能的恒定性制動效能制動減速度制動距離抗熱衰退性能失去轉(zhuǎn)向能力側(cè)滑跑偏水衰退性能編輯pptN踏板力，N踏板力，制動制動時車輪的受力時車輪的受力 地面地面制動力、制動器制動力與附著力的關(guān)系制動力、制動器制動力與附著力的關(guān)系C編輯ppt現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析滑動率滑動率s s：車輪運動中從滾動至滑動過程滑動成分所占的比例：車輪運動中從滾動至滑動過程滑動成分所占的比例mgF,mgF%,100urus%100s0100s00srumaxbpbbww0rwww0rw邊滾邊滑純滑動純滾動bmgFSS1520100S編輯ppt第四節(jié) 汽車的制動性效能及其恒定性編輯ppt機構(gòu)滯后時間制動力增長時間最大制

7、動減速度初始車速jvvs92.25)(6 . 31200 22制動器的起作用時間編輯ppt第四節(jié) 汽車的制動性效能及其恒定性汽車的制動距離起始的制動速度制動器的起作用時間最大制動減速度附著力制動器的結(jié)構(gòu)踩踏板的速度編輯ppt第四節(jié) 汽車的制動性效能及其恒定性21)(112ttdttatta平均減速度)(92.25)(MFDD22beebssuu我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ECE R13整個制動時間的2/3制動壓力達到最大壓力的75時刻00u0 ue的距離u0 ub的距離編輯ppt第五節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動過程制動跑偏后輪側(cè)滑前輪失去轉(zhuǎn)向能力制動時的方向穩(wěn)定性向左、向右偏駛一軸或兩軸橫向移動不能按照給定

8、方向行駛編輯ppt第五節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性汽車的制動跑偏制動跑偏受力圖制動跑偏左、右輪的制動器制動力不相等懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿干涉制造原因設(shè)計原因FX1lFX1rFX2lFX2rFju2u1FY1FY2質(zhì)心位置的左右不對稱總體設(shè)計編輯ppt側(cè)滑：制動時某一軸或雙軸發(fā)生橫向移動的現(xiàn)象最危險的情況是在高速制動時，后軸發(fā)生側(cè)滑，此時，汽車易發(fā)生不規(guī)則的急劇回轉(zhuǎn)運動而失去控制。第五節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性影響側(cè)滑的因素：路面附著系數(shù)、車輪抱死及抱死順序、制動初速度、載荷及載荷轉(zhuǎn)移、側(cè)向力源。編輯ppt第五節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動時后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能力的喪失制動時后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能

9、力的喪失后軸側(cè)滑汽車劇烈的回轉(zhuǎn)運動汽車調(diào)頭后軸車輪抱死前軸車輪不抱死前軸車輪抱死前后軸車輪同時抱死防止后軸側(cè)滑汽車失去轉(zhuǎn)向能力編輯ppt 緊急制動汽車會失去轉(zhuǎn)向能力或產(chǎn)生滑移。嚴重時會旋轉(zhuǎn)甚緊急制動汽車會失去轉(zhuǎn)向能力或產(chǎn)生滑移。嚴重時會旋轉(zhuǎn)甚至掉頭，失去汽車的運動控制，這些都極易造成嚴重的交通至掉頭，失去汽車的運動控制，這些都極易造成嚴重的交通事故。為此，在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)中附加事故。為此，在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)中附加ABSABS系統(tǒng)。系統(tǒng)。 ABSABS：Anti-LockAnti-Lock BrakingBraking SystemSystem，通過控制裝置，對汽車制動，通過控制裝置，對汽車制動過

10、程中車輪的狀態(tài)進行檢測和有效控制，不斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)制動過程中車輪的狀態(tài)進行檢測和有效控制，不斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)制動力，使車輪盡可能處于最佳運動狀態(tài)，從而使汽車具有良好力，使車輪盡可能處于最佳運動狀態(tài)，從而使汽車具有良好的抗側(cè)滑能力和最短的制動距離，以提高汽車制動時的穩(wěn)定的抗側(cè)滑能力和最短的制動距離，以提高汽車制動時的穩(wěn)定性和安全性。性和安全性。第六節(jié) 車輪防抱死制動系統(tǒng) (ABS) 編輯ppt 編輯pptABS的作用縮短制動距離改善制動過程的方向穩(wěn)定性保持制動過程的操縱穩(wěn)定性減輕駕駛員的緊張程度延長輪胎的使用壽命第六節(jié) 車輪防抱死制動系統(tǒng) (ABS) 編輯ppt 操縱穩(wěn)定性包含操縱穩(wěn)定性包含“操縱性操縱性

11、”、“穩(wěn)定性穩(wěn)定性”兩方兩方面含義。面含義。 操縱性是指汽車能夠確切地響應(yīng)駕駛員轉(zhuǎn)向指操縱性是指汽車能夠確切地響應(yīng)駕駛員轉(zhuǎn)向指令的能力；令的能力； 穩(wěn)定性是指汽車受到外界擾動（路面或突然振穩(wěn)定性是指汽車受到外界擾動（路面或突然振動擾動）后恢復(fù)原來運動狀態(tài)的能力。動擾動）后恢復(fù)原來運動狀態(tài)的能力。3.2.4 汽車操縱穩(wěn)定性編輯ppt 汽車總質(zhì)量大小、轉(zhuǎn)動慣量及軸荷分配汽車總質(zhì)量大小、轉(zhuǎn)動慣量及軸荷分配 軸距與輪距軸距與輪距 懸掛系統(tǒng)的導(dǎo)向機構(gòu)懸掛系統(tǒng)的導(dǎo)向機構(gòu) 前輪定位參數(shù)前輪定位參數(shù) 輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性 轉(zhuǎn)向盤的力特性及轉(zhuǎn)向系的剛度；轉(zhuǎn)向盤的力特性及轉(zhuǎn)向系的剛度； 車輛空氣動力學(xué)特性

12、車輛空氣動力學(xué)特性影響汽車操縱穩(wěn)定性的主要因素編輯ppt 其他，如車輪動平衡、路面摩擦系數(shù)等。其他，如車輪動平衡、路面摩擦系數(shù)等。 另外，還受到路面特性，如道路不平度、縱向另外，還受到路面特性，如道路不平度、縱向和橫向的坡度、左右車輪附著差異、環(huán)境因素和橫向的坡度、左右車輪附著差異、環(huán)境因素（橫向風(fēng)）以及駕駛員操作技能等使用因素的（橫向風(fēng)）以及駕駛員操作技能等使用因素的影響。影響。 編輯ppt1.輪胎側(cè)偏現(xiàn)象 輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象，是指當(dāng)車輪有側(cè)向彈性時，即使沒有達到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向。 若要使汽車在受橫向風(fēng)和道路橫向坡度引起的側(cè)向力作用而仍能保持其直線行駛的方向不變，那么

13、就要求輪胎在一定側(cè)偏角下的側(cè)偏力和回正力矩較大，也即輪胎具有較大的側(cè)偏剛度和回正剛度。編輯ppt編輯ppt （1）輪胎結(jié)構(gòu)參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式 （2）扁平率 （3）輪胎的滾動速度 （4）路面情況 （5）輪胎的充氣壓力影響輪胎側(cè)偏特性的因素編輯ppt 汽車的前輪定位是指前軸、主銷、前輪三者組裝的相對位置關(guān)系，前輪定位包括：主銷內(nèi)傾主銷后傾前輪外傾前輪外束這些參數(shù)是影響轉(zhuǎn)向運動的主要參數(shù)，他們共同作用可以保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向操縱輕便、轉(zhuǎn)向輪每一瞬間接近正前方滾動而無滑動，以減輕輪胎磨損。2.前輪定位參數(shù)對汽車操縱穩(wěn)定性的影響編輯ppt 汽車的感覺安全性是指在汽車上設(shè)置特有設(shè)備或者考慮一定的特殊

14、要求，如照明設(shè)備、聲響報警設(shè)備、駕駛員的直接和間接視線，便于駕駛員能掌握汽車的運行狀況和道路情況，做出正確判斷以減少交通事故的能力。感覺安全性編輯ppt 3倍：夜間、白天 30：良好照明、沒有照明或不良照明 因而，改善汽車燈光產(chǎn)品的品質(zhì)，對汽車的行駛安全具有重大意義。 一 汽車燈光編輯ppt 前端照明前端照明 后端照明后端照明 車輛內(nèi)部照明信號設(shè)備車輛內(nèi)部照明信號設(shè)備照明設(shè)備的功能編輯ppt 近光燈用于會車時的道路照明，對近光光束的要求是相近光燈用于會車時的道路照明，對近光光束的要求是相互矛盾的兩個方面：一個是防止迎面來車駕駛員的眩互矛盾的兩個方面：一個是防止迎面來車駕駛員的眩目目要求光束要低

15、、要暗；另一個是保證良好的道路要求光束要低、要暗；另一個是保證良好的道路照明照明要求光束要高、要亮要求光束要高、要亮前照燈編輯ppt 人眼視野特性人眼視野特性 0 0 km/hkm/h 180 180 40 km/h 40 km/h 100 100 75 km/h 75 km/h 65 65 100 km/h 100 km/h 40 40 視野技術(shù)發(fā)展趨勢視野技術(shù)發(fā)展趨勢 電子技術(shù)電子技術(shù) 攝像機攝像機 GPS GPS 視野輔助設(shè)施視野輔助設(shè)施二. 汽車視野編輯ppt 編輯ppt如何提高和改善汽車視野的性能如何提高和改善汽車視野的性能 (1)(1)車身設(shè)計車身設(shè)計 擴大風(fēng)窗玻璃的有效透明區(qū)的面

16、積擴大風(fēng)窗玻璃的有效透明區(qū)的面積 減小立柱的投影長度減小立柱的投影長度 A A柱柱 減低發(fā)動機蓋的高度，減少發(fā)動機蓋的伸出長度減低發(fā)動機蓋的高度，減少發(fā)動機蓋的伸出長度編輯ppt(2)(2)座椅布置座椅布置 調(diào)節(jié)位置調(diào)節(jié)位置(3)(3)氣候適應(yīng)性設(shè)計氣候適應(yīng)性設(shè)計 刮水器、洗滌器、除霜裝置、除霧裝置、遮陽板、側(cè)窗除刮水器、洗滌器、除霜裝置、除霧裝置、遮陽板、側(cè)窗除霜器、安裝電熱式后視鏡、自動動作的刮水器霜器、安裝電熱式后視鏡、自動動作的刮水器 15-45 15-45次次/ /分分(4)(4)后視鏡設(shè)計后視鏡設(shè)計 進行變曲率設(shè)計進行變曲率設(shè)計(5)(5)顯示的識別性顯示的識別性 編輯ppt (6

17、)與燈光的匹配設(shè)計(7)駕駛員的視力 辯色力編輯ppt第4章 被動（碰撞）安全性 被動安全性系指發(fā)生事故時，汽車保護乘員的能力。為確保乘員的安全，車身結(jié)構(gòu)及乘員約束系統(tǒng)的性能都非常重要。 汽車被動安全部件有：車身結(jié)構(gòu)、安全帶、氣囊、能量吸收式轉(zhuǎn)向柱、座椅、頭枕及內(nèi)飾件等。編輯ppt車身應(yīng)有如下功能車身應(yīng)有如下功能: : 1 1 為了盡量緩解乘員受到的沖擊，必須盡可能地緩和和為了盡量緩解乘員受到的沖擊，必須盡可能地緩和和吸收車輛及乘員的運動能量；吸收車輛及乘員的運動能量； 2 2 在確保乘員的有效生存空間的同時，還必須保證碰撞在確保乘員的有效生存空間的同時，還必須保證碰撞后乘員易于逃脫和容易進行

18、車外救護。后乘員易于逃脫和容易進行車外救護。1 車身設(shè)計與安全性編輯ppt 考慮撞車安全性的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本思想是利用車身的前、后部有效地吸收撞擊能量,車室要堅固可靠，確保乘員的有效生存空間。奔馳公司將這種思想稱為安全室構(gòu)造準(zhǔn)則。編輯ppt 低速（8km/h）碰撞安全對策正面碰撞（48km/h）安全對策后面碰撞安全對策翻車安全對策 火災(zāi)安全對策 典型碰撞安全對策編輯ppt 模擬計算方法多剛體動力學(xué)動態(tài)大變形非線性有限元法實例編輯ppt SRSSRS（ S Supplemental upplemental R Restraint estraint S System):ystem):汽車輔助約束

19、系統(tǒng)：汽車輔助約束系統(tǒng)： 當(dāng)汽車發(fā)生碰撞等事故時可降低乘員嚴重傷害的保護系當(dāng)汽車發(fā)生碰撞等事故時可降低乘員嚴重傷害的保護系統(tǒng)，它包含統(tǒng)，它包含安全帶安全帶和和安全氣囊安全氣囊。汽車輔助約束系統(tǒng)編輯ppt 安全氣囊可使事故死亡率下降安全氣囊可使事故死亡率下降18左右，它與安全帶配合左右，它與安全帶配合使用可使事故死亡率下降使用可使事故死亡率下降47左右。左右。 單獨使用安全帶可使駕駛員事故死亡率下降單獨使用安全帶可使駕駛員事故死亡率下降42%左右。左右。編輯ppt安全氣囊 隨著科技的進步，人們又研制出安全帶的輔助設(shè)施隨著科技的進步，人們又研制出安全帶的輔助設(shè)施安安全氣囊。其工作的原理是當(dāng)車輛發(fā)生

20、碰撞時，控制模塊快全氣囊。其工作的原理是當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，控制模塊快速對信號做出處理，確認發(fā)生碰撞的嚴重程度已超出安全速對信號做出處理，確認發(fā)生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力，控制氣體發(fā)生器，產(chǎn)生氣體，使氣囊迅速帶的保護能力，控制氣體發(fā)生器，產(chǎn)生氣體，使氣囊迅速膨脹，使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接膨脹，使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸，從而通過氣囊的緩沖作用減輕乘員的傷害。觸，從而通過氣囊的緩沖作用減輕乘員的傷害。編輯ppt安全氣囊的動作過程編輯ppt 安全氣囊系統(tǒng)的組成控制裝置 氣體發(fā)生器 氣袋傳感器電子控制系統(tǒng)觸發(fā)裝置編輯ppt 安全氣囊系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則 正

21、碰撞氣囊來的設(shè)計準(zhǔn)則，“127mm-30ms”，讓氣囊在最佳點火時刻點火，以使乘員得到最理想的保護。其中，127mm(297-152)乘員頭部向前移動距離，30ms是氣囊點火到完全展開的時間。 所謂最佳的點火時刻，是指氣囊在充滿氣體（完全展開）時，乘員頭部剛好與之接觸。當(dāng)乘員頭部向前移動127mm這一時刻的前30ms（毫秒）為氣囊的最佳點火時間。如果點火時間過晚，也就意味著在氣囊打開的途中，乘員與之接觸，高速充氣膨脹的氣囊必然會對乘員造成傷害，而且氣囊過高的表面溫度也會灼傷乘員的臉。 編輯ppt 防撞傷防撞傷措施：在汽車發(fā)生碰撞時，使轉(zhuǎn)向系的有關(guān)零措施：在汽車發(fā)生碰撞時，使轉(zhuǎn)向系的有關(guān)零部件產(chǎn)生部件產(chǎn)生塑性變形、彈性變形、某些零件相互分開并塑性變形、彈性變形、某些零件相互分開并不能傳遞運動和動力不能傳遞運動和動力或者或者利用零部件之間的摩擦利用零部件之間的摩擦等來等來實現(xiàn)吸收沖擊能量。實現(xiàn)吸收沖擊能量。 能量吸收式轉(zhuǎn)向柱：除了能滿足轉(zhuǎn)向柱常規(guī)的功能外，能量吸收式轉(zhuǎn)向柱：除了能滿足轉(zhuǎn)向柱常規(guī)的功能外，在汽車發(fā)生正面碰撞時，能夠有效地吸收碰撞能量，在汽車發(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。防止或減少碰撞