/冶金科技職業學院畢業論文題目：汽車的主動安全與被動安全專業年級：汽車檢測與維修(09汽修班)學生：周偉學號：0911043035指導教師：婕完成時間：2011年11月6日汽車的主動安全與被動安全摘要隨著社會進步，科技發展，生活水平提高，汽車作為人們的代步工具開始走入平常百姓的家庭，尤其是城市化的加快，越來越多的汽車出現在我們身邊，交通安全問題越來越凸顯，各種安全隱患被無形放大，人們的生命安全也面臨著更加嚴峻的挑戰。傳統的汽車安全措施并不能有效解決交通事故的發生，目前，汽車安全理念也在逐漸發生變化，隨著科技的進步，汽車的安全被細化，目前汽車安全分為主動安全、被動安全兩種念。關鍵詞：主動安全；被動安全；安全新技術；上世紀60年代，美國要求所有車輛強制安裝安全帶被寫入法律。現在，另一項重要的安全裝備也被美國國家公路交通安全管理局列為強制安裝配置———車身電子穩定控制系統。有專家預測，到2011年，在美國僅這一項技術每年就可挽救1萬人的生命。不僅如此，現在越來越多技術都被集成到汽車中，來提高行駛的安全性。汽車的安全配置已經不再是安全帶這樣單一的配件，更多的配件和電控系統被集成起來，形成互不一樣但又互相交叉的綜合系統。汽車安全技術已經開始滲透到汽車的各個部分，請大家看下面的詳細介紹。汽車被動安全一、什么是被動安全：被動安全是指汽車在發生事故以后對車乘員的保護，如今這一保護的概念以與延伸到車外所有的人甚至物體。由于國際汽車界對于被動安全已經有著非常詳細的測試細節的規定，所以在某種程度上，被動安全是可以量化的。被動安全裝置，則是在車禍意外發生，車輛已經失控的狀況之下，對于乘坐人員進行被動的保護作用，希望透過固定裝置，讓車室的乘員，固定在安全的位置，并利用結構上的導引與潰縮，盡量吸收撞擊的力量，確保車室乘員的安全。二、主要被動安全技術：預緊式安全帶當汽車發生碰撞事故的一瞬間，乘員尚未向前移動時它會首先拉緊織帶，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，有效保護乘員的安全。預緊過程預緊式安全帶的特點是當汽車發生碰撞事故的一瞬間，預緊式安全帶中起主要作用的\o"卷收器"卷收器與普通安全帶不同，除了普通卷收器的收放織帶功能外，還具有當車速發生急劇變化時，能夠在0.1s左右加強對乘員的約束力，因此它還有\o"控制裝置"控制裝置和預拉緊裝置。控制裝置分有兩種：一種是\o"電子式控制裝置"電子式控制裝置，另一種是\o"機械式控制裝置"機械式控制裝置。預拉緊裝置則有多種形式，常見的預拉緊裝置是一種爆燃式的，由\o"氣體引發劑"氣體引發劑、氣\o"體發生劑"體發生劑、導管、\o"活塞"活塞、繩索和驅動輪組成。當汽車受到碰撞時預拉緊裝置受到激發后，密封導管底部的氣體引發劑立即自燃，引爆同一密封導管的氣體發生劑，氣體發生劑立即產生大量氣體膨脹，迫使活塞向上移動拉動繩索，繩索帶動驅動輪旋轉號驅動輪使卷收器卷筒轉動，織帶被卷在卷筒上，使織帶被回拉。最后，卷收器會緊急鎖止織帶，固定乘員身體，防止身體前傾避免與方向盤、儀表板和玻璃窗相碰撞2.乘員頭頸保護系統（WHIPS）WHIPS一般設置于前排座椅。當轎車受到后部撞擊時，頭頸保護系統會迅速充氣膨脹起來，其整個靠背都會隨乘坐者一起后傾，乘坐者的整個背部和靠背安穩地貼近在一起，靠背則會后傾以最大限度地降低頭部向前甩力量，座椅的椅背和頭枕會向后水平移動，使身體的上部和頭部得到輕柔、均衡地支撐與保護，以減輕脊椎以與頸部所承受的沖擊力，并防止頭3.安全氣囊分布在車前方（正副駕駛位），側方（車前排和后排）和車頂三個方向。在裝有安全氣囊系統的容器外部都印有（SupplementalInflatableRestraintSystem，簡稱SRS)的字樣，直譯成中文，應為“輔助可充氣約束系統”。旨在減輕汽車碰撞后，乘員因慣性發生二次碰撞時的傷害程度。做為車身被動安全性的輔助配置，日漸受到人們的重視。當汽車與障礙物碰撞后，稱為一次碰撞，乘員與車構件發生碰撞，稱為二次碰撞，氣囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員因慣性而移動時“撲在氣墊上”從而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程度。安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在頭部和胸部，防止脆弱的乘客肉體與車身產生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。安全氣囊對于在遭受正面撞擊時，的確能有效保護乘客，即使未系上安全帶，防撞安全氣囊仍足以有效減低傷害。據統計，配備安全氣囊的車發生正面碰撞時，可降低乘客受傷的程度高達64%，甚至在其中有80%的乘客未系上安全帶！至于來自側方與后座的碰撞，則仍有賴于安全帶的功能。此外，氣囊爆發時的音量大約只有130分貝，在人體可忍受的圍；氣囊中78%的氣體是氮氣，十分安定且不含毒性，對人體無害；爆出時帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態下不粘在一起的潤滑粉末，對人體亦無害。4.安全車身設計優良的車身結構是被動安全的主要課題。有研究表明，在道路交通事故中，絕大部分的碰撞能量被車身所吸收。安全車身的表現形式是車室結構堅固，在發身事故時變形量極小，充分保證部乘員的生存空間；同時，車身前后能在碰撞時變形以吸收能量，減輕乘員受到的沖擊。最新的安全帶增加了預緊裝置和限力保護措施，即當傳感元件探測到碰撞發生時，預緊器通過爆破能量（比安全氣囊的爆破能量小很多，因此后文中把安全氣囊當做惟一先釋放能量的裝置）把安全帶收緊，使安全帶的吸能時間和距離得到延長。限力保護是在乘員受到壓迫極限的時候適當放松安全帶，避免不必要的傷害發生。5.智能安全氣囊安全氣囊的工作原理是：當汽車前部遭受一定力量的撞擊后，安全系統就會引發某種類似小劑量炸藥爆炸的化學反應，隱藏在方向盤的安全氣囊就在瞬間充氣彈出，在車人員的身體由于慣性作用向前沖撞即將撞上車上設備之前起到鋪墊作用，以減輕身體所受到的撞擊力。由于在事故發生的一瞬間必須完成鋪墊功能，因此氣囊必須以極快的速度彈出。這三、被動安全性的新技術：1)能承受碰撞吸收能量的車身與車門進一步改善能承受正面與側面碰撞并吸收能量的車身,改進車門設計,增加橫梁,使其能有更好的防側撞能力,采用中間有泡沫充填物的夾層鋼板等。2)側邊安全氣囊在頭枕與椅背的側方布置側邊安全氣囊,當發生側面碰撞時,氣袋即膨脹吸收側撞能量,保護乘員的安全。3)乘員保護系統當預測到事故不可避免時,中央微機控制系統,便指令安全帶收緊,使座椅沿滑軌向后移動,使收縮型方向柱收縮到儀表板,使氣袋投入工作。4)緊急門鎖釋放裝置當車輛發生碰撞,傳感器已確認發生碰撞,系統能立即釋放門銷,讓車門能迅速打開。5)滅火系統發動機室傳感器檢測出火情后,即起動滅火裝置自動滅火,如裝置失靈,則發動機罩自動釋放開,可從外面滅火。6)行車記錄儀類似飛機上的黑匣子,可以記錄事故發生瞬間前后操作車輛和環境的多種信息,而且可以再現導致事故的發展過程,可以分析事故原因,為以后預防提供可靠資料。7)緊急事故自動通報系統通過該系統車輛與負責交通管理的無線電臺與時聯系,電臺可以獲知發生事故的車輛的位置、事故與乘員受傷害的主要情況,可以通知有關部門與人員與時前往事故地點,進行救援工作。如福特汽車公司的RescueCar技術可在碰撞事故發生后立刻向有關部門報告，并在救援人員趕赴現場的途中轉發傷員身體方面的重要信息汽車主動安全一、什么是主動安全：主動安全是指盡量自如的操縱控制汽車的安全系統措施。無論是直線上的制動與加速還是左右打方向都應該盡量平穩，不至于偏離既定的行進路線，而且不影響司機的視野與舒適性。這樣的汽車，當然就有著比較高的避免事故能力，尤其在突發情況的條件下保證汽車安全。主動安全體系大致包括以下幾種系統。二、汽車主動安全技術：ABS（防抱死制動系統）它通過傳感器偵測到的各車輪的轉速，由計算機計算出當時的車輪滑移率，由此了解車輪是否已抱死，再命令執行機構調整制動壓力，使車輪處于理想的制動狀態（快抱死但未完全抱死）。對ABS功能的正確認識：能在緊急剎車狀況下，保持車輛不被抱死而失控，維持轉向能力，避開障礙物。在一般狀況下，它并不能縮短剎車距離。EBD（電子制動力分配系）它必須配合ABS使用，在汽車制動的瞬間，分別對四個輪胎附著的不同地面進行感應、計算，得出摩擦力數值，根據各輪摩擦力數值的不同分配相應的剎車力，避免因各輪剎車力不同而導致的打滑，傾斜和側翻等危險。ESP（電子穩定程序）它實際上也是一種牽引力控制系統，與其它牽引力控制系統比較，ESP不但控制驅動輪，而且控制從動輪。它通過主動干預危險信號來實現車輛平穩行駛。如后輪驅動汽車常出現的轉向過多情況，此時后輪失控而甩尾，ESP便會放慢外側的前輪來穩定車子；在轉向過少時，為了校正循跡方向，ESP則會放慢后輪，從而校正行駛方向。EBA（緊急剎車輔助系統）電腦根據剎車踏板上偵測到的剎車動作，來判斷駕駛員對此次剎車的意圖，如屬于緊急剎車，則指示剎車系統產生更高的油壓使ABS發揮作用，從而使剎車力更快速的產生，縮短剎車距離。LDWS(車道偏離預警系統）該系統提供智能的車道偏離預警，在無意識（駕駛員未打轉向燈）偏離原車道時，能在偏離車道0.5秒之前發出警報，為駕駛員提供更多的反應時間，大大減少了因車道偏離引發的碰撞事故，此外，使用LDWS還能糾正駕駛員不打轉向燈的習慣，該系統其主要功能是輔助過度疲勞或長時間單調駕駛引發的注意力不集中等情況。TRC(牽引力控制系統)TRC是防止車輛起步或加速時車輪發生空轉的裝置。在冰雪等濕滑路面上，車輛急起步或急加速時，車輪容易發生空轉。TRC能夠通過傳感器感知車輛在起步或行使過程中驅動輪發生空轉的情況，控制驅動輪制動油壓以與發動機的動力輸出，提供最恰當的驅動力，防止驅動輪發生空轉，提高在濕滑路面上的行駛安全性。VSC(車身穩定控制系統)前輪側滑對各車輪輪胎進行適當制動，使車朝向側。同時控制發動機出力，使車輛不會沖出車道。后輪側滑對輪側輪胎進行制動，使車朝向同時控制發動機出力，使車身穩定。8．剎車輔助系統作為輔助制動操作系統，剎車輔助系統可以在緊急情況下提高剎車的制動力。根據作用于剎車踏板的速度和力量，系統可以判斷出該剎車屬于哪一類的制動。當系統判斷為緊急剎車時，即使駕駛員踩剎車的力量很弱，系統也能通過自動控制發生大的制動力。9.胎壓監控美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)已經做出要求，截止2003產品年車重小于或達到4536公斤的所有美國乘用車輛都必須配備胎壓監控系統，事后寶馬公司就已經把該系統用在全系轎車中。駕駛者可以通過車提示警告系統來判斷輪胎胎壓情況是否正常，首先避免了因輪胎虧氣出現的行車跑偏，其次在高速行駛時也對乘坐者安全是一種保障。10.倒車警告/倒車影像/車外攝像頭倒車警告這項技術用于在駕駛期間以與駐車時，針對您盲區中的轎車或物體向您發出警告。通常，該系統會在您行車時已經進行響應；它可能會使后視鏡的一個警告標示進行閃爍，同時會發出聲音警告，該系統是一個短程檢測系統。如：通用別克君越車后視鏡就配備此功能，反光鏡左邊會有一個車體形狀的圖標，前/后雷達在偵測障礙物時警告標示會給駕駛者以視覺和聽覺上的警告。倒車影像和后視攝像機是一體，不僅保護您的轎車，還能夠避免在倒車時意外傷與兒童和動物。倒車已經從向下傾斜后視鏡或發出聲音警告到實時查看。新一代技術包括一個攝像機，它可以與導航系統協同工作，對您身后的一切進行廣角拍攝，然后反映在車屏幕上，從而幫助您倒車或掛接拖車。11.芯片防盜系統財產安全也被人日益關注，一部幾十萬的轎車被偷盜會讓車主受到很大的損失。廠家也絞盡腦汁為轎車加入更多的安全防系統。通用別克君越不僅在點火鑰匙上加入PasskeyIII安全防盜系統，還針對后行箱結構進行了改進，變為遙控開啟無鎖芯防盜模式，大大減低了被盜被撬的幾率，給車主財產方面的最大保護。自動巡航技術啟動巡航系統，汽車就會保持一個固定速度自動前進，不用再踩油門。這樣可以減輕駕駛員長途行駛的疲勞，最適合在高速公路上使用。但一遇有情況，必須立即剎車減速以防止事故發生，因此，司機必須隨時準備剎車，采取剎車動作以后，巡航系統自動失去功能，必須重新加速后再次設置巡航速度。新型巡航系統則具有高度智能化功能，能夠自動調整車速。裝上新巡航系統的汽車在街道上行駛時，駕駛員可以將腳遠遠地擱在一邊，車輛可自動減速、加速，仿佛有一位看不見的駕駛員在為你駕駛。人眼看得見的，自動巡航系統能察覺，就是駕駛員看不到的東西，它同樣也能發現。它攜帶的GPS定位系統會時時提醒自動巡航系統近一平方公里圍可能突然出現的物體。12.一體化底盤控制系統新型一體化底盤控制系統的功能，就是讓駕駛員在急速行駛或轉彎的汽車中不會撞得頭破血流或被甩出車外。通過中央底盤控制器，將制動、懸掛、轉向、動力傳動等控制系統進行“電子化連接”，通過復雜的控制運算，對各個系統進行協調，使車輛整體性能和穩定性達到最佳水平，減少顛簸和快速轉向時離心力造成的沖撞。13.自動感應大燈和/或夜視輔助系統自動感應大燈隨車輛周邊環境光線影響，系統會自動識別判斷。雨霧天氣光線不夠，大燈會自動亮起給駕駛者提供更安全的行車環境。后期廠家又延伸到自適應大燈系統，這更高級的系統會因方向而調節(在車輛轉向時會轉動燈光)。它們也可以是車速感應式車燈(可以改變光束的長度或高度)，或者對環境光進行補償。夜視系統可以有不同的形式，如基本的紅外線大燈或熱成像攝像機。但是無論采用何種科技，作用都一樣：在夜間或者視線不明的情況下，幫助您看清更遠處的路面并且辨別接近1000英尺外道路上的動物、人或樹木。圖像在駕駛室中的顯示屏上形成，使肉眼難于看清的障礙物體提前被駕駛者掌控，目前博世公司開發的夜視系統則具有以上功能，但價格很是昂貴，即使是超豪華轎車目前也基本為選配系統。相信不久將來這一更高級的系統也會被中高級轎車所選用。三、主動安全性的新技術:1）檢測路面與環境狀況系統使用傳感器或攝像機檢測路面狀態(干燥、潮濕或冰雪,有無障礙物等);檢測周圍車輛與障礙物的距離,車輛的相對速度;檢測周圍行人與交通狀況,夜間則用紅外線監視系統在顯示屏上指示行人狀況。這些檢測不斷地給駕駛員提供信息或者危險狀態警告等。2)打瞌睡警告與喚醒系統使用安裝在駕駛員前儀表板處的小型攝像機與夜間使用紅外線掃描裝置,監視駕駛員的臉部表情變化,通過微機處理,判別駕駛員是否打瞌睡。當駕駛員注意力不集中,處于危險狀態時,即發出警告響聲,同時還會由空調系統中自動散發出具有提神效果的香氣。3)高適應性定速巡航系統定速巡航功能啟動后,該系統能根據前方車輛速度與后方車輛的距離,自動減速或加速。該系統比傳統的增加了路面狀態感知系統,并用性能更高的微機控制剎車系統與調節發動機的供油量。4)緊急制動先期警告系統一般駕駛員在緊急制動時,腳由加速踏板移到制動踏板時約需0.8s。這一系統可以監視駕駛員緊急制動的先期動作,當加速踏板彈回的加速度達到一定值時,制動燈即亮起,警告后邊車輛駕駛員,使后車駕駛員多0.8s對前邊車輛狀況的反應。配備該系統能減少車輛的追尾現象。5)火災隱患或輪胎氣壓過低的警報系統該系統能在發生火災的早期與輪胎氣壓過低時,給駕駛員發出警告信號,以便與早消除隱患。6)智能前大燈隨轉系統智能前大燈隨轉系統(IntelligentAdaptiveFronLightingSystem)是在采用防眩玻璃、異型前照燈等措施之外，視覺方面除了根據各種行駛狀況，提供更加便于觀察前方道路的燈光。AFS系統可以根據轉彎角度和行駛速度，自動地將近光束和曲光燈的照射軸向左右兩側調節，使駕駛員在夜間行車轉彎時更容易看清前方的路況，提高了行車安全。7)主動行駛安全系統該系統也稱為行駛動力學調節系統,不僅能保持和改進ABS和ASR的基本作用,即汽車在縱向動力學臨界狀態下的穩定作用;而且在汽車各種工作狀態下,都能明顯地減小側滑危險,即在橫向動力學臨界狀態下,也能起到穩定作用。以牽引力控制系統(TCS)為例，TCS(TractiOnCOntrOlSystem)又稱驅動防滑系統。汽車在光滑路面制動時，車輪會打滑，甚至使方向失控。同樣，汽車在起步或急加速時，驅動輪也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上還會使方向失控而發生危險。因此需要對其牽引力進行控制。TCS依靠電子傳感器探測到從動輪速度低于驅動輪時(這是打滑的特征)，就會發出一個信號，調節點火時間、噴油器開閉時間、減小氣門開度，從而降低發動機轉速以減小輸出扭矩。或控制降擋與制動車輪，從而使車輪不再打滑。TCS可以提高汽車行駛穩定性，提高加速性，提高爬坡能力。再比如電子穩定裝置(ESP)ESPfElectronicStablityProgram)實際上也是一種牽引力控制系統，與其他牽引力控制系統比較，ESP不但控制驅動輪，而且可控制從動輪。ESP一般需要安裝轉向傳感器、車輪傳感器、側滑傳感器、橫向加速度傳感器等。該系統具有支援ABS與TCS的功能。它通過各傳感器傳來的車輛行駛狀態信息的分析，向ABS、TCS發出糾偏指令，幫助車輛維持動態平衡。ESP可以使車輛在各種狀況下保持最佳的穩定性，在轉向過度或轉向不足的情形下效果更加明顯。有研究表明，ESC技術使美國每年降低了5000～8000個交通死亡人數，在緊急情況下，駕駛員控制汽車的能力提高了34％。8)衛星定位導行系統該系統可以向駕駛員提供有關交通信息,如該車行駛時的所在位置,前進路線通事故與堵塞情況等。指導駕駛員如何按最佳路線行駛,以便順利到達目的地。該系統可提高交通運輸效率,使駕駛輕松,有助于交通安全。9)主動防撞技術主動防撞技術是汽車主動安全領域的一個重要研究方向。其原理是采用雷達、紅外線等多種方式來監測車輛周圍的道路交通狀況，一旦發現有兩車相撞的危險時，就會給駕駛員發出提醒信號，或者自動采取制動、轉向等措施來避免碰撞。近年來在主動安全技術研發方面屢創佳績的日產公司最近就推出了2項車輛主動防撞技術，它們分別是側面碰撞預防與追尾碰撞預防，用來強化日產旗下車型對于乘員的保護性能。這2項技術與之前推出的車道偏離警示系統與車距控制輔助系統相配合，可以很好地體現日產公司“安全屏障”的安全理念，為車輛與乘員提供多角度的保護。側面碰撞預防技術是在汽車車身的側面裝上傳感器，當鄰道有車時，如果駕駛員開始變道，就會以圖像和聲音發出警示的同時，通過分別控制每個車輪的制動器產生車輛的回轉力，幫助駕駛員駕駛車輛不接近鄰道車輛。至于追尾碰撞預防技術，則是通過車尾的傳感器來監測后方的情況，若是感應器檢測到后方來車有可能追尾的話，會自動發出聲音警告駕駛者，或是暫時接管制動系統的控制來避免被追尾。近年來，日產公司在主動安全技術領域成果頗豐，開發了很多世界首創的主動安全技術，對降低道路交通事故傷害起到了很好的效果。10)安全的行駛方向控制系統當車輛偏離正確行駛路線時,該系統攝像機攝取到白色路線標志的信號不正常,便警告駕駛員或自動地回到原來路線。當車輛要改變路線時,則會提醒后邊車輛注意,以免發生相撞事故。11)轉彎減速調節系統當車輛行駛遇到彎道時,由于駕駛員對道路不熟悉,或者注意力不集中,或者車速太高,經常發生車輛撞上路標或者翻車事故。轉彎減速調節系統可檢測轉彎車輛經由路面的轉彎半徑與曲率,并相應地使車輛速度減低?，F代汽車安全技術的發展趨勢汽車安全設計要從整體上來考慮，不僅要在事故發生時盡量減少乘員受傷的機率，而且更重要的是要在輕松和舒適的駕駛條件下幫助駕駛員避免事故的發生?，F代汽車的安全技術包括主動安全技術和被動安全技術兩方面。而被動安全技術和主動安全技術是保證汽車乘員安全的重要保障。過去，汽車安全設計主要考慮被動安全系統，如設置安全帶、安全氣囊、保險杠等?，F在汽車設計師們更多考慮的則是主動安全設計，使汽車能夠主動采取措施，避免事故的發生。在這種汽車上裝有汽車規避系統，包括裝在車身各部位的防撞雷達、多普勒雷達、紅外雷達等傳感器、盲點探測器等設施，由計算機進行控制。在超車、倒車、換道、大霧、雨天等易發生危險的情況下隨時以聲、光形式向駕駛員提供汽車周圍必要的信息，并可自動采取措施，有效防止事故發生。另外在計算機的存儲器還可存儲大量有關駕駛員和車輛的各種信息，對駕駛員和車輛進行監測控制。例如，根據日本政府“提高汽車智能和安全性的高級汽車計劃”，由日本豐田公司研制成功的“豐田高級安全汽車”即具有駕駛員瞌睡預警系統、輪胎壓力監測警告系統、發動機火警預報系統、前照燈自動調整系統、盲區監控系統、汽車間信息傳輸系統、道路交通信息引導系統、自動制動系統、緊急呼叫(SOS)停車系統、滅火系統以與各向安全氣囊系統等，其中有些單項設備已投放市場。汽車100多年的發展史中，有關汽車的安全性能的研究和新技術的應用也發生了日新月異的變化，從最初的保險杠減振系統、乘客安全帶系統、安全氣囊到汽車碰撞試驗、車輪防抱制動系統(ABS)、驅動防滑系統(ASR)，到無盲點、無視差安全后視鏡與兒童座椅系統的研究，汽車的安全性能正日趨完善。特別是近幾年，隨著科學技術的迅速發展，越來越多的先進技術被應用到汽車上。目前，世界各國都在運用現代高新科，加緊研制汽車安全技術，一批批有關汽車安全的前沿技術、新產品陸續裝車使用，使未來的汽車更加安全。未來汽車電子控制的重要發展方向之一是汽車安全領域，并向幾個方向發展：利用雷達技術和車載攝像技術開發各種自動避撞系統；利用近紅外技術開發各種