汽车被动安全性

1、2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1 1 4.1 概述 4.2 4.3 4.4 4.5 座椅 4.6 转向系 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2 2 被动安全性被动安全性 指事故发生时保护乘员和步行者，使直接损失降至 最低的能力。 分为车外被动安全性和车内被动安全性 一次碰撞 （汽车与障碍碰撞）和二次碰撞 （驾驶 员与车内物体碰撞） 被动安全系统被动安全系统 安全车身结构 外部安全 乘员保护系统 内部安全 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3

2、3 l功能 尽可能缓冲和吸收车辆及乘员运动能量 确何乘员有效生存空间，且易于逃脱和车外 救护 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4 4 l前碰撞 l侧面碰撞 l追尾碰撞 l翻滚 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件5 5 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6 6 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7 72021/6/227 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件8 8 2021/6/222

3、021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件9 9 l侧面碰撞时载荷传递路径 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1010 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1111 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1212 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件13132021/6/2213 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1414 l汽车防撞钢梁（视频） 一辆车应该有 前后两根

4、防撞U型 钢梁（3mm厚)。 前面一根，在正面 碰撞时候起作用， 后面一根，在被追 尾时候起作用。 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1515 l理想的安全汽车结构变形 lP85,图4-4 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1616 l1. 前保险杠（图4-6） 作用：吸能，避免重要部件损坏 分类：阻尼型，弹性型等 l2.后保险杠 l3.侧围保险杠 l4. 吸能车架（图4-7） l5.翻车安全对策 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1717 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT

5、课件课件1818 本田雅阁被动安全本田雅阁被动安全 本田雅阁车身被动安全技术本田雅阁车身被动安全技术 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件1919 本田雅阁车身被动安全技术本田雅阁车身被动安全技术 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2020 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2121 1. 车身碰撞有限元分析过程 P89,图4-9,图4-10 2.车身碰撞过程的计算机仿真 1)多刚体动力学方法 采用 MVMA2D,MADYM02D等软件 2)动态大变形非线性有限元法 3)多刚体动力学和动态大变形非线性有限元 混合法 汽

6、车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2222 基于基于HyperworksHyperworks的车身碰撞有限元分析的车身碰撞有限元分析 A cars colliding with wall based on A cars colliding with wall based on Hyperworks finite element softwareHyperworks finite element software 长安大学长安大学 袁显举袁显举 本文利用本文利用HyperworksHyperworks有限元软件的高精度计算能力来分有限元软件的高精度计算能力来分 析车身的刚性碰撞，同时

7、对碰撞过程中乘员的姿态变化以及析车身的刚性碰撞，同时对碰撞过程中乘员的姿态变化以及 所受冲击进行简单模拟。最终通过分析结果对车身的设计参所受冲击进行简单模拟。最终通过分析结果对车身的设计参 数提出修改意见。数提出修改意见。 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2323 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2424 l维特C6R GT2 赛车的CAD三 视图和透视图 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2525 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2626 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2727 汽车被动安全性汽车被动安全性PPT

8、PPT课件课件2828 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件2929 4.3.1 安全带分类 4.3.2 安全带组成 4.3.3 安全带改进 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3030 l安全带的发明者 Nils Bohlin l沃尔沃公司 l1959年 l三点式安全带 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3131 l1.安全带的作用与原理 将乘员约束在座椅上，减小二次碰撞危险 l2.安全带分类 主动型人工锁扣、解扣 被动型-车门关闭、开启后自动锁扣

9、、解扣 两点式-腰带、肩带 三点式-连续、分离，兼有腰带、肩带功能 全背式-马甲式 见图4-14 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3232 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3333 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件34342021/6/2234 卷收器卷收器 插板插板 织带织带 锁扣锁扣 调节件调节件 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3535 l组成 织带：高强度，能量吸收性，耐磨，延伸性 GB规定抗拉强度达到 22260 N以上 带扣（插板）、带扣锁（锁扣）

10、：快速约束、解脱 卷收器：卷收器：无锁止卷收器、自锁式卷收器、紧急锁止 式卷收器 调节件：调节织带长度 预张器 ：发生撞车事故时，预先张紧并锁住安全带 ，弥补了紧急锁止卷收器的不足。 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3636 卷收器分为自锁式卷收器和紧急锁止式卷收器。 l自锁式卷收器可自由地将织带拉出，一旦将织带拉到 所需长度之后即自动锁紧。如果在拉出过程即使尚未 达到所需长度而中途停顿，也会被自动锁紧，只能使 其缩回重拉。 l紧急锁止卷收器在汽车正常行状态下，织带随乘员需 要自由伸缩，但当汽车速度急骤变化时，其锁止机构 锁止并保持束紧力。传感方式有三种：感受织带拉出 加速度的

11、、感受汽车加速度的和复合式。 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3737 5. 紧急锁止卷收器紧急锁止卷收器 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3838 l织带预拉紧器（预张器 ） l限荷器:移动卷收器放松织带，减小拉力 图4-19, 销轴挤压支架梯形长槽,槽变形使卷收 器沿支架的长槽向上滑动,限制最大拉力。 l高度调节器 l自动紧急锁止 l安全带自动佩带装置 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件3939 l预拉紧式安全带是指在发生撞击的一瞬 间1

12、0ms，卷收器会自动将安全带往回 拉一段距离约40mm，以消除安全带与 身体之间的间隙，减小乘员的位移。 l（雅力士、POLO、迈腾、新君威） 锁机式：P95,图4-17 烟火式（爆燃式安全带）P96 ,图4-18 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4040 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4141 安全气囊(Supplemental Restraint System，SRS)，也称辅助乘员保护系 统。 在1953年，第一个气囊专利诞生，但是 由于当时的技术水平限制，还不能把这 种想法或专利付诸实现， 1980年，在部分汽车上安

13、装了安全气囊 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4242 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4343 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4444 叠氮化叠氮化 纳纳 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4545 1.控制装置 传感器 机械式传感器(P99, 图4-24,图4-25) 机电式传感器 电子式传感器 2.气体发生器 烟气式 、 压缩式、 混合式 3.气袋 汽车被动安全性汽车被动安全性PPT

14、PPT课件课件4646 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件47472021/6/2247 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4848 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件4949 固定触点固定触点 转动触点转动触点 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件5050 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件51512021/6/2251 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件5252 （1）气袋材料: 尼龙66 （2）气袋: 涂层 （3）气袋: 漏气特性 （4）气袋: 排气机构 排气方向不得与气袋膨胀方向一致 汽车被动安全性汽车被

15、动安全性PPTPPT课件课件5353 1. 按传感器类型 1)机械式安全气囊 (P102, 图4-28，一体式) 2)机电式 3)电子式（采用多个传感器， ECU控制，判断准确） 2. 按安装位置 1)驾驶员侧气囊(方向盘气囊) 2)前排乘员安全气囊(仪表板气囊) 2021/6/2253 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件5454 3)侧撞安全气囊 a)胸部侧撞安全气囊(安装于车门侧) b)头部侧撞安全气囊(安装于车顶门框,管状、帘 式) 4)后座椅安全气囊(安装于靠背上部) 3. 其它类型气囊 充气膝部软垫，充气地毯 2021/6/2254 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTP

16、PT课件课件5555 l美国 FMVSS 208乘员碰撞保护 美国 FMVSS 214侧面碰撞防护 l欧洲 ECE R94 正面碰撞乘员保护法规 欧洲 ECE R95 侧面碰撞保护法规 l国标 GB 11551 2021/6/2255 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件5656 在美国，因为安全气囊系统是按驾驶员 不配戴座椅安全带来设计的，气囊体积大、 充气时间长。所以，安全气囊系统在较低的 减速度阈值时，即汽车在较低的车速 (20km/h左右) 行驶而发生碰撞时，就引爆 点火剂，使充气剂(叠氮化钠)受热分解给气 囊充气。 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件5757

17、 在日本和欧洲，由于安全气囊系统是按 驾驶员配戴座椅安全带来设计的，气囊体积 小、充气时间短，所以设定的减速度阈值较 高，汽车在较高车速(30km/h左右) 行驶而 发生碰撞时，安全气囊系统才能引爆点火剂 使充气剂受热分解给气囊充气。 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件5858 l轻小型气囊（新型尼龙、薄层、无涂层气袋） l气袋展开模式（先展开后膨胀） l智能型气囊（两次动作SRS，多级气体发生 器） l传感器新技术（传感与诊断、侧碰传感、乘员 位置、座椅位置、临界体重传感） 2021/6/2258 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件

18、课件5959 l周先生在杭州的八下 里一汽丰田4S店购买 了一款价值19万元的 卡罗拉轿车，今年3 月的一次撞击中车头 受损严重，并且他本 人也在撞击中受伤， 在前脸损毁的情况下 ，这辆车的安全气囊 居然没有打开。 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6060 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6161 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6262 l(1)如果正面碰撞的严重程度超出设计的临 界值，相当于以约25km/h(公里/小时)的 车速径直撞在

19、固定或不能变形的障碍物上 ，则SRS前空气囊应张开。 l(2)在某些碰撞中，车辆前向减速度非常接 近设计的临界值，但SRS前空气囊和座椅 安全带预张紧器可能不会一起激活。 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6363 l以下状况可能不 会导致正面安全 气囊打开：主要 包括三种情况 l(1)(1)侧面碰撞侧面碰撞 l(2)(2)追尾追尾 l(3)(3)翻车翻车 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6464 l其中编号9就是前空气囊传感器，从图中我 们可以发现传感器位置在和前车轮平行的位 置，而周先生的

20、车辆前部明显还没有溃缩到 这个位置。 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6565 由于车辆并没有正面碰撞，实际碰撞位置是车 辆的右侧前大灯位置，两车相撞后，被撞车辆 由于惯性继续行驶导致卡罗拉前脸被拉扯变形 ，而且对于周先生称80公里的速度相撞表示怀 疑，因为当车辆已80公里时速相撞的时候车辆 前部会发生严重的形变，而实际上车辆在进一 步检测中发现并没很明显的溃缩现象，也就是 说车辆碰撞的强度确实没有达到激发安全气囊 的程度，所以安全气囊未弹起。 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6666 l4

21、.5.1 座椅系统概述 l4.5.2 座椅系统安全结构 l4.5.3 座椅系统安全性能要求 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6767 1.座椅系统的作用及要求 主要作用 定位驾驶员（驾驶、视野）； 支撑人体、保持平稳； 减振； 保护乘员。 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6868 主要要求 良好的静态特性 足够的强度和刚度 良好的振动特性 满足整车布置的要求（距离、空间、视野） 良好的造型 2021/6/2268 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件6969 2. 座椅系统的安全

22、性 研究内容: l汽车尾部碰撞的乘员保护（沃尔沃） l头枕与座椅背后冲击能量吸收 l设计理念 柔性设计及刚性设计 刚柔并进，软硬兼施 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7070 2. 座椅系统的安全性 座椅系统作为被动安全的功能: l保证乘员的生存空间; l保持乘员姿态; l吸收能量。 如：座椅脱离车体，靠背不牢，乘员下滑 （潜水），头枕过低。 2021/6/2270 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7171 l1. 座椅分类 l2. 座椅安全结构 骨架 座垫 调节装置 靠背 连接部件 头枕头枕 2021/6/222021/6/

23、22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7272 l头枕 被追尾时，防止颈部受伤 固定式 可拆式（P112，表4-2，表4-3） 可调节型 不可调节型 l（GB11550-1995） 位置和尺寸要求 强度和吸能性要求（静载、冲击试验） 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7373 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7474 l沃尔沃头颈保护系统（视频）沃尔沃头颈保护系统（视频） 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7575 l1. 体压分

24、布要求 （图 4-42） l坐垫部分坐垫部分/ /靠背部分靠背部分 左右对称 无明显异常值 坐骨附近压力最高，向四周减小 第四五节腰椎骨处压力最大 l座椅设计时结构要求（座椅设计时结构要求（P114P114，7 7条）条） 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7676 l2. 振动特性要求 弹性特性 RN杰恩威上下振动容许极限图（图4-44） l3. 强度刚度要求 静强度刚度要求（P116, 4条） 冲击和交变载荷要求 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7777 汽车被动安全性汽车被动安全性PPT

25、PPT课件课件78782021/6/2278 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件7979 l4.6.1 转向管柱与驾驶员正面碰撞关系 l4.6.2 转向系防伤机构结构原理 l4.6.3 能量吸收式转向柱管 2021/6/2279 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件8080 一次碰撞: 汽车前部变形，转 向中间轴后移， 隔 绝碰撞。 汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件8181 二次碰撞: 碰撞继续发生，管柱后移，驾驶员前倾。 吸能式转向柱的作用是： 吸收二次碰撞能量和驾驶员的部分惯性能量 2021/6/2281 2021/6/222021/6/22汽车被动安全性汽车被动安全性PPTPPT课件课件8282 1. 1. 隔绝一次