第4章_汽车被动安全性 ppt课件

1、4.1 概述4.2 车身构造4.3 平安带4.4 平安气囊4.5 座椅4.6 转向系2021/12/201被动平安性被动平安性指事故发生时维护乘员和步行者，使直接指事故发生时维护乘员和步行者，使直接损失降至最低的才干。损失降至最低的才干。分为车外被动平安性和车内被动平安性分为车外被动平安性和车内被动平安性一次碰撞一次碰撞 汽车与妨碍碰撞和二次碰撞汽车与妨碍碰撞和二次碰撞 驾驶员与车内物体碰撞驾驶员与车内物体碰撞被动平安系统被动平安系统 平安车身构造平安车身构造 外部平安外部平安 乘员维护系统乘员维护系统 内部平安内部平安2021/12/202l功能l尽能够缓冲和吸收车辆及乘员运动能量l确何乘员

2、有效生存空间，且易于逃脱和车外救护2021/12/203l前碰撞l侧面碰撞l追尾碰撞l翻腾2021/12/2042021/12/2052021/12/2062021/12/2072021/12/208l侧面碰撞时载荷传送途径2021/12/2092021/12/20102021/12/20112021/12/20122021/12/2013l汽车防撞钢梁视频l 一辆车应该有l前后两根防撞U型l钢梁3mm厚)。l前面一根，在正面l碰撞时候起作用，l后面一根，在被追l尾时候起作用。 2021/12/2014l理想的平安汽车构造变形lP85,图4-42021/12/2015l1. 前保险杠图4-6l

3、作用：吸能，防止重要部件损坏l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4-7l5.翻车平安对策2021/12/2016本田雅阁被动平安本田雅阁被动平安本田雅阁车身被动平安技术本田雅阁车身被动平安技术2021/12/2019本田雅阁车身被动平安技术本田雅阁车身被动平安技术1. 车身碰撞有限元分析过程P89,图4-9,图4-102.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基于基于HyperworksHyperworks的车身碰撞有限元分析的车

4、身碰撞有限元分析 A carA cars colliding with wall based on s 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有限元软件的高精有限元软件的高精度计算才干来分析车身的刚性碰撞，同时对碰度计算才干来分析车身的刚性碰撞，同时对碰撞过程中乘员的姿态变化以及所受冲击进展简撞过程中乘员的姿态变化以及所受冲击进展简单模拟。最终经过分析

5、结果对车身的设计参数单模拟。最终经过分析结果对车身的设计参数提出修正意见。提出修正意见。l维特C6R GT2赛车的CAD三视图和透视图 4.3.1 平安带分类4.3.2 平安带组成4.3.3 平安带改良2021/12/2029l平安带的发明者Nils Bohlinl沃尔沃公司l1959年l三点式平安带2021/12/2030l1.平安带的作用与原理l将乘员约束在座椅上，减小二次碰撞危险l2.平安带分类l自动型人工锁扣、解扣l被动型-车门封锁、开启后自动锁扣、解扣l两点式-腰带、肩带l三点式-延续、分别，兼有腰带、肩带功能l全背式-马甲式 见图4-142021/12/20312021/12/20

6、332021/12/2034卷收器卷收器插板插板织带织带锁扣锁扣调理件调理件l组成l织带：高强度，能量吸收性，耐磨，延伸性 lGB规定抗拉强度到达 22260 N以上l带扣插板、带扣锁锁扣：快速约束、解脱l卷收器：无锁止卷收器、自锁式卷收器、紧急锁止式卷收器l调理件：调理织带长度l预张器 ：发生撞车事故时，预先张紧并锁住平安带，弥补了紧急锁止卷收器的缺乏。2021/12/2035卷收器分为自锁式卷收器和紧急锁止式卷收器。自锁式卷收器可自在地将织带拉出，一旦将织带拉到所需长度之后即自动锁紧。假设在拉出过程即使尚未到达所需长度而中途停顿，也会被自动锁紧，只能使其缩回重拉。 紧急锁止卷收器在汽车正常

7、行形状下，织带随乘员需求自在伸缩，但当汽车速度急骤变化时，其锁止机构锁止并坚持束紧力。传感方式有三种：感受织带拉出加速度的、感受汽车加速度的和复合式。 2021/12/20375. 紧急锁止卷收器紧急锁止卷收器l织带预拉紧器预张器 l限荷器:挪动卷收器放松织带，减小拉力l 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高度调理器l自动紧急锁止l平安带自动佩带安装2021/12/2038l预拉紧式平安带是指在发生撞击的一瞬间10ms，卷收器会自动将平安带往回拉一段间隔约40mm，以消除平安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

8、威l 锁机式：P95,图4-17l 烟火式爆燃式平安带P96 ,图4-182021/12/2039平安气囊(Supplemental Restraint System，SRS)，也称辅助乘员维护系统。在1953年，第一个气囊专利诞生，但是由于当时的技术程度限制，还不能把这种想法或专利付诸实现，1980年，在部分汽车上安装了平安气囊2021/12/20412021/12/20422021/12/20432021/12/2044叠氮化叠氮化纳纳1.控制安装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 、 紧缩式、 混合式3.气袋2021/12/

9、20452021/12/2047固定触点固定触点转动触点转动触点2021/12/20511气袋资料: 尼龙662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1. 按传感器类型1)机械式平安气囊 (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，判别准确2. 按安装位置1)驾驶员侧气囊(方向盘气囊)2)前排乘员平安气囊(仪表板气囊)2021/12/20533)侧撞平安气囊a)胸部侧撞平安气囊(安装于车门侧)b)头部侧撞平安气囊(安装于车顶门框,管状、帘 式)4)后座椅平安气囊(安装于靠背上部)3. 其它类型气囊 充气膝部软垫，充

10、气地毯2021/12/2054l美国 FMVSS 208l 美国 FMVSS 214l欧洲 ECE R94 l 欧洲 ECE R95 l国标 GB 115512021/12/2055 在美国，由于平安气囊系统是按驾驶员不配戴座椅平安带来设计的，气囊体积大、充气时间长。所以，平安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。 在日本和欧洲，由于平安气囊系统是按驾驶员配戴座椅平安带来设计的，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，平安气囊系

11、统才干引爆点火剂使充气剂受热分解给气囊充气。l轻小型气囊新型尼龙、薄层、无涂层气袋l气袋展开方式先展开后膨胀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2021/12/2058l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，这辆车的平安气囊通畅没有翻开。592021/12/202021/12/20602021/12/2061l(1)假设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)的车速径直撞在固定或

12、不能变形的妨碍物上，那么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前空气囊和座椅平安带预张紧器能够不会一同激活。2021/12/2062l以下情况能够不会导致正面平安气囊翻开：主要包括三种情况l(1)侧面碰撞l(2)追尾l(3)翻车2021/12/2063l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，而周先生的车辆前部明显还没有溃缩到这个位置。2021/12/2064 由于车辆并没有正面碰撞，实践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

13、的速度相撞表示疑心，由于当车辆已80公里时速相撞的时候车辆前部会发生严重的形变，而实践上车辆在进一步检测中发现并没很明显的溃缩景象，也就是说车辆碰撞的强度确实没有到达激发平安气囊的程度，所以平安气囊未弹起。2021/12/2065l4.5.1 座椅系统概述l4.5.2 座椅系统平安构造l4.5.3 座椅系统平安性能要求2021/12/20661.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、坚持平稳；减振；维护乘员。2021/12/2067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间隔、空间、视野良好的外型2021/12/20682. 座椅系统的平安性

14、研讨内容:汽车尾部碰撞的乘员维护沃尔沃头枕与座椅背后冲击能量吸收设计理念柔性设计及刚性设计刚柔并进，软硬兼施2021/12/20692. 座椅系统的平安性座椅系统作为被动平安的功能:保证乘员的生存空间;坚持乘员姿态;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。2021/12/2070l1. 座椅分类l2. 座椅平安构造l骨架l座垫l调理安装l靠背l衔接部件l头枕2021/12/2071l头枕l 被追尾时，防止颈部受伤l固定式 可拆式P112，表4-2，表4-3l可调理型 不可调理型lGB11550-2019l位置和尺寸要求l强度和吸能性要求静载、冲击实验2021/12/207

15、22021/12/2073l沃尔沃头颈维护系统视频沃尔沃头颈维护系统视频2021/12/2074l1. 体压分布要求 图 4-42l坐垫部分/靠背部分l左右对称l无明显异常值l坐骨附近压力最高，向周围减小l第四五节腰椎骨处压力最大l座椅设计时构造要求P114，7条2021/12/2075l2. 振动特性要求l弹性特性lRN杰恩威上下振动允许极限图图4-44l3. 强度刚度要求l静强度刚度要求P116, 4条l冲击和交变载荷要求2021/12/20762021/12/20772021/12/2078l4.6.1 转向管柱与驾驶员正面碰撞关系l4.6.2 转向系防伤机构构造原理l4.6.3 能量吸

16、收式转向柱管2021/12/2079一次碰撞:汽车前部变形，转向中间轴后移， 隔绝碰撞。2021/12/2080二次碰撞: 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2021/12/20811. 1. 隔绝一次碰撞的防伤机构：隔绝一次碰撞的防伤机构：1 1伸缩式转向中间轴图伸缩式转向中间轴图4-46e)4-46e)2021/12/20822波纹管或网格式转向中间轴图4-46b、c)2021/12/20833可断开式转向中间轴图4-46d)2021/12/20844装有钢球双层管式转向中间轴图4-46e)5两段式弹性联轴节转向轴图4-46a) 以上构造主要经过转向中间轴构造的伸长、紧缩、弯曲、断裂，防止转向器后移。2021/12/20852. 2. 二次碰撞防伤机构二次碰撞防伤机构吸能转向盘吸能转向盘吸能式转向柱吸能式转向柱2021/12/20862. 2. 二次碰撞防伤机构二次碰撞防伤机构1 1吸能转向盘吸能转向盘 图图4-474-47轮缘外表包柔性资料；轮辐下倾轮缘外表包柔性资料；轮辐下倾2020柔软柔软镶面；可塑变的轮毂。用于无气囊车。镶面；可塑变的轮毂。用于无气囊车。2 2吸能式转