《汽车安全技术》

1、整理ppt第五章第五章 汽车安全技术汽车安全技术5.1 概概 述述5.2 汽车安全技术法规与标准汽车安全技术法规与标准5.3 汽车主动安全技术汽车主动安全技术5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术5.5 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验整理ppt5.1 概概 述述 5.1.1 汽车交通事故概述汽车交通事故概述 据有关报导，自从有机动车道路交通事故死亡记录以来，全据有关报导，自从有机动车道路交通事故死亡记录以来，全世界已有世界已有3 200余万人死于道路交通事故。余万人死于道路交通事故。2000年以来，年以来，因道路交通事故受重伤而住院的人数每年达因道路交通事故受重伤而住院的人数每年达50

2、0万人，受伤万人，受伤总人数达总人数达3 000万人。自汽车问世万人。自汽车问世100多年以来，全世界因多年以来，全世界因交通事故致残的人数达交通事故致残的人数达45亿人。亿人。 1990年全球有统计纪录的汽车交通事故损失为年全球有统计纪录的汽车交通事故损失为1 370亿美亿美元，元，1993年达到年达到5 000亿美元，而亿美元，而1995年初日本阪神大年初日本阪神大地震的经济损失约为地震的经济损失约为1 000亿美元。亿美元。我国交通安全状况尤为严峻，许多城市道路交通是机动车、我国交通安全状况尤为严峻，许多城市道路交通是机动车、自行车和人混行，道路交通设施落后，交通管理水平低下，自行车和人

3、混行，道路交通设施落后，交通管理水平低下，车辆本身安全性差，这些是造成汽车交通事故多的主要原因。车辆本身安全性差，这些是造成汽车交通事故多的主要原因。下-页 返回整理ppt5.1 概概 述述 评价一个国家或地区交通事故的严重程度，一般用年万车死评价一个国家或地区交通事故的严重程度，一般用年万车死亡率（或死亡人数）和年亡率（或死亡人数）和年10万人死亡人数两个指标。万人死亡人数两个指标。 万车死亡率表示在一定空间和时间范围内，按机动车拥有量万车死亡率表示在一定空间和时间范围内，按机动车拥有量所平均的交通事故死亡人数的一种相对指标。即平均每年每所平均的交通事故死亡人数的一种相对指标。即平均每年每万

4、辆机动车的致死人数，其计算公式为：万辆机动车的致死人数，其计算公式为：RN=D/Nl04。 图图5 -1为为1995年到年到2005年我国道路交通事故的万车死亡年我国道路交通事故的万车死亡率和死亡人数。率和死亡人数。 美国、日本、欧盟等世界主要经济发达国家自美国、日本、欧盟等世界主要经济发达国家自1970年代以年代以来，虽然汽车保有量逐年增加，但因采取了各种安全措施，来，虽然汽车保有量逐年增加，但因采取了各种安全措施，包括对人的安全教育，使交通事故死亡人数一直呈下降趋势。包括对人的安全教育，使交通事故死亡人数一直呈下降趋势。上-页 下-页 返回整理ppt5.1 概概 述述 5.1.2 道路交通

5、安全的影响因素道路交通安全的影响因素影响道路交通安全的主要因素包括人、汽车、道路和交通环影响道路交通安全的主要因素包括人、汽车、道路和交通环境条件，见图境条件，见图5 -2。人的因素影响，是指交通直接参与者的性格、体力上的弱点、人的因素影响，是指交通直接参与者的性格、体力上的弱点、经验不足或状态不良以及人的安全态度、意识的教育，驾驶经验不足或状态不良以及人的安全态度、意识的教育，驾驶员的选拔、培训和交通伤害的急救与保护等。员的选拔、培训和交通伤害的急救与保护等。汽车本身因素的影响，包括汽车的结构、行驶安全性和技术汽车本身因素的影响，包括汽车的结构、行驶安全性和技术状况等。状况等。道路因素的影响

6、，是指线路走向、路面状况、交通信号的布道路因素的影响，是指线路走向、路面状况、交通信号的布置和清晰度，以及交通规则、交通管理措施等。置和清晰度，以及交通规则、交通管理措施等。上-页 下-页 返回整理ppt5.1 概概 述述环境条件因素的影响，包括对人的精神影响（疲劳、反应能环境条件因素的影响，包括对人的精神影响（疲劳、反应能力），对道路因素的影响（雨、雪、风、雾）以及对汽车的力），对道路因素的影响（雨、雪、风、雾）以及对汽车的物理影响（道路附着条件、转向特性等）。物理影响（道路附着条件、转向特性等）。 5.1.3 汽车安全性的分类汽车安全性的分类汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性、事故后

7、安全汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。性和生态安全性。汽车主动安全性，是指汽车本身防止或减少道路交通事故发汽车主动安全性，是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。生的性能。 汽车被动安全性，是指交通事故发生后，汽车本身减轻人员汽车被动安全性，是指交通事故发生后，汽车本身减轻人员伤害和货物损失的能力。伤害和货物损失的能力。上-页 下-页 返回整理ppt5.1 概概 述述汽车内部被动安全性指在事故中汽车减轻车内乘员受伤和货汽车内部被动安全性指在事故中汽车减轻车内乘员受伤和货物受损的能力。物受损的能力。 汽车外部被动安全性指减轻对事故所涉及的其他人员和车辆汽车

8、外部被动安全性指减轻对事故所涉及的其他人员和车辆的损害的性能，包括一切旨在减轻在事故中汽车对事故所涉的损害的性能，包括一切旨在减轻在事故中汽车对事故所涉及的行人、自行车和摩托车及乘员、其他车辆及乘员等的伤及的行人、自行车和摩托车及乘员、其他车辆及乘员等的伤害而专门设计的于汽车有关的措施。害而专门设计的于汽车有关的措施。事故后安全性，是指汽车能减轻事故后果的性能。这是指能事故后安全性，是指汽车能减轻事故后果的性能。这是指能否迅速消除事故后果，并避免新的事故发生。否迅速消除事故后果，并避免新的事故发生。上-页 返回整理ppt 5.2.1 美国的汽车安全技术法规美国的汽车安全技术法规1966年美国首

9、先制定实施了国家交通法、汽车安全法及公年美国首先制定实施了国家交通法、汽车安全法及公路安全法，路安全法，1968年又实施美国联邦汽车安全标准年又实施美国联邦汽车安全标准FMVSS（Federal Motor Vehicle Safety Standard，简称，简称FMVSS）。）。 美国汽车安全法规将汽车的安全问题分为三大部分。第一部美国汽车安全法规将汽车的安全问题分为三大部分。第一部分是防止撞车等不安全事故发生的法规，第二部分中的技术分是防止撞车等不安全事故发生的法规，第二部分中的技术法规是对撞车时的保护加以规定，即被动安全法规，第三部法规是对撞车时的保护加以规定，即被动安全法规，第三部类

10、中的法规是对撞车防止灾害性事故的发生而加以规定，即类中的法规是对撞车防止灾害性事故的发生而加以规定，即汽车防火安全法规。汽车防火安全法规。 现行美国现行美国FMVSS 一览表（一览表（1995年）如表年）如表5 -2为主动安全为主动安全法规。法规。下-页 返回整理ppt5.2.2 欧洲汽车安全技术法规欧洲汽车安全技术法规 1ECE汽车技术法规汽车技术法规联合国欧洲经济委员会联合国欧洲经济委员会( ECE)共有共有21个欧洲国家参加，美个欧洲国家参加，美国、日本、加拿大、澳大利亚等国也以观察员身份参加了其国、日本、加拿大、澳大利亚等国也以观察员身份参加了其活动。活动。 ECE法规自法规自1958

11、年制定以来，经不断的修改补充，至今已年制定以来，经不断的修改补充，至今已颁布实施颁布实施109项法规，其中，有项法规，其中，有88项是安全法规。项是安全法规。 2欧洲经济共同体欧洲经济共同体( EEC)汽车技术指令汽车技术指令EEC汽车技术指令是欧洲经济共同体成员国（包括德、法、汽车技术指令是欧洲经济共同体成员国（包括德、法、英、意、丹麦、比利时、荷兰、卢森堡、爱尔兰、希腊等英、意、丹麦、比利时、荷兰、卢森堡、爱尔兰、希腊等12国）经协商并经多次表决共同制订的。国）经协商并经多次表决共同制订的。上-页 下-页 返回整理ppt EEC指令不同于指令不同于ECE法规的是：法规的是：EEC指令一经下

12、达后，就要指令一经下达后，就要在共同体成员国内强制执行，并优先于本国法规。在共同体成员国内强制执行，并优先于本国法规。 尽管尽管ECE汽车技术法规和汽车技术法规和EEC指令由两个不同组织机构发布，指令由两个不同组织机构发布，由于两大组织机构彼此间有着极为密切的联系，几乎所有由于两大组织机构彼此间有着极为密切的联系，几乎所有EEC国家都是国家都是ECE的核心国家，的核心国家，EEC指令从法规内容看，与指令从法规内容看，与ECE法规大多数项目基本相同，在法规大多数项目基本相同，在120余项余项EEC指令中有关指令中有关汽车的项目为汽车的项目为66项，其中项，其中46项被项被EEC型式认证的框架指令

13、型式认证的框架指令92/53规定完全等同于规定完全等同于ECE法规，其他许多项目也具有很大法规，其他许多项目也具有很大程度的相似性。程度的相似性。 5.2.3 日本汽车安全技术法规日本汽车安全技术法规日本有关汽车安全公害的技术法规是属于法律性的规定。日本有关汽车安全公害的技术法规是属于法律性的规定。上-页 下-页 返回整理ppt 日本早在日本早在1951年起就根据年起就根据道路运输车辆法道路运输车辆法制定了道路制定了道路运输车辆安全标准，后经运输车辆安全标准，后经40多次的修订，至今仍在执行。多次的修订，至今仍在执行。 日本的道路车辆安全标准几经修订，现在已发布的有关汽车日本的道路车辆安全标准

14、几经修订，现在已发布的有关汽车安全和排放的标准为安全和排放的标准为73条，其中主动安全标准条，其中主动安全标准43条，被动条，被动安全标准安全标准17条，防火标准条，防火标准2条条 5.2.4 中国汽车安全技术法规中国汽车安全技术法规1998年，我国政府主管部门吸收了国外先进的车型认证制年，我国政府主管部门吸收了国外先进的车型认证制度，签署了度，签署了ECE WP29协议，即参加全球汽车技术法规协协议，即参加全球汽车技术法规协调活动，参照调活动，参照ECE法规体系建立了中国汽车技术法规体系法规体系建立了中国汽车技术法规体系CMVDR(China Motor Vehicle Desin Rule

15、)，作为中，作为中国汽车产品车型认证的技术依据。国汽车产品车型认证的技术依据。上-页 下-页 返回整理ppt在汽车产品从在汽车产品从“目录管理目录管理”向向“车型认证车型认证”过渡阶段，我国过渡阶段，我国汽车产品认证中的政府强制性检验项目依据有强制性标准、汽车产品认证中的政府强制性检验项目依据有强制性标准、CMVDR和政府行政发文三种。和政府行政发文三种。中国汽车强制性标准体系是以欧洲中国汽车强制性标准体系是以欧洲ECE/EEC汽车技术法规汽车技术法规体系为主要参照体系，在具体项目内容上紧跟欧、美、日三体系为主要参照体系，在具体项目内容上紧跟欧、美、日三大汽车法规体系的协调成果。大汽车法规体系

16、的协调成果。我国自我国自1993年开始发布第一批汽车强制性安全标准，现在年开始发布第一批汽车强制性安全标准，现在有关汽车、摩托车安全方面的标准共有有关汽车、摩托车安全方面的标准共有66项，其中主动安全项，其中主动安全23项（与汽车有关的项（与汽车有关的19项），被动安全项），被动安全24项（与汽车有关项（与汽车有关的的23项），一般安全项），一般安全19项（与汽车有关的项（与汽车有关的13项）。项）。上-页 下-页 返回整理ppt5.2.5 各国汽车安全性技术法规或标准对比各国汽车安全性技术法规或标准对比1汽车主动安全性技术法规或标准对比汽车主动安全性技术法规或标准对比欧、美、日汽车安全技术法

17、规已形成完整的体系，欧、美、日汽车安全技术法规已形成完整的体系，FMVSS、ECE和日本的道路车辆安全标准中，有关主动安全的法规分和日本的道路车辆安全标准中，有关主动安全的法规分别为别为29项、项、62项和项和43项。项。 2汽车被动安全性技术法规或标准对比汽车被动安全性技术法规或标准对比美国是最早开始机动车被动性研究的国家。迄今为止，在美美国是最早开始机动车被动性研究的国家。迄今为止，在美国的汽车安全法规国的汽车安全法规(FMVSS)中，有关被动安全的法规有中，有关被动安全的法规有26项，已形成完整的法规体系，其内容基本包括了被动安全的项，已形成完整的法规体系，其内容基本包括了被动安全的各个

18、方面。各个方面。上-页 下-页 返回整理ppt 欧洲是从欧洲是从20世纪世纪60年代后期开始制定被动安全法规，他们年代后期开始制定被动安全法规，他们参照美国法规并根据本国的特点加以修订，经过多年的研究、参照美国法规并根据本国的特点加以修订，经过多年的研究、实施，已形成比较完善的被动安全法规体系。实施，已形成比较完善的被动安全法规体系。日本虽然是世界汽车工业最发达的国家之一，但其实车碰撞日本虽然是世界汽车工业最发达的国家之一，但其实车碰撞工作比美国、欧洲晚工作比美国、欧洲晚10年左右，故其碰撞安全法规基本上是年左右，故其碰撞安全法规基本上是参照美国参照美国FMVSS 208制定的。制定的。 中国

19、为了与国际接轨，签署了中国为了与国际接轨，签署了ECEWP29 1998协议，参协议，参照照ECE法规体系建立了中国汽车技术法规体系法规体系建立了中国汽车技术法规体系CMVDR，并，并将其作为中国汽车产品车型认证的技术依据。将其作为中国汽车产品车型认证的技术依据。 各国安全带法规或标准对比如表各国安全带法规或标准对比如表5 -6所示。所示。上-页 下-页 返回整理ppt5.3 汽车主动安全技术汽车主动安全技术 5.3.1 主动安全性的影响因素主动安全性的影响因素 1汽车的行驶安全性汽车的行驶安全性汽车的行驶安全性是指保证汽车在正常行驶过程中运行安全，汽车的行驶安全性是指保证汽车在正常行驶过程中

20、运行安全，同时具有最佳动态性能的能力。同时具有最佳动态性能的能力。 (1)汽车制动性。据有关统计，很多重大交通事故都是由制汽车制动性。据有关统计，很多重大交通事故都是由制动距离过长、侧滑引起的，因此汽车的制动性是汽车安全行动距离过长、侧滑引起的，因此汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。驶的重要保障。 (2)汽车操纵稳定性。操纵稳定性是汽车的一种运动性能，汽车操纵稳定性。操纵稳定性是汽车的一种运动性能，这种性能通过驾驶员在一定路面和环境下的操纵反映出来。这种性能通过驾驶员在一定路面和环境下的操纵反映出来。它是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，被人们称为它是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，

21、被人们称为“高速车辆的生命线高速车辆的生命线”。上-页 下-页 返回整理ppt5.3 汽车主动安全技术汽车主动安全技术 2信息性信息性信息性是指从照明设备、声光报警装置和直接、间接视线等信息性是指从照明设备、声光报警装置和直接、间接视线等方面人手提高汽车的安全性，也就是要求汽车能够提供足够方面人手提高汽车的安全性，也就是要求汽车能够提供足够的信息，以便于驾驶员掌握汽车的运行状况和道路状况，做的信息，以便于驾驶员掌握汽车的运行状况和道路状况，做出正确判断以减少交通事故的能力。出正确判断以减少交通事故的能力。 驾驶员在驾驶过程中，有驾驶员在驾驶过程中，有80%的信息是靠视觉得到的，确的信息是靠视觉

22、得到的，确保良好的视野是预防交通事故的必要条件。保良好的视野是预防交通事故的必要条件。 3驾驶员的工作条件驾驶员的工作条件驾驶员的工作条件对主动安全性的影响主要体现在工作环境驾驶员的工作条件对主动安全性的影响主要体现在工作环境的舒适性和驾驶操作的方便性两个方面。的舒适性和驾驶操作的方便性两个方面。上-页 下-页 返回整理ppt5.3 汽车主动安全技术汽车主动安全技术 5. 3. 2 主动安全技术主动安全技术 汽车的安全性是按交通事故发生的前后加以分类的；如图汽车的安全性是按交通事故发生的前后加以分类的；如图5 -4，我们可以从汽车交通事故发生前后的影响因素来分析，我们可以从汽车交通事故发生前后

23、的影响因素来分析，可见，汽车主动安全技术是汽车发生交通事故前所采用的技可见，汽车主动安全技术是汽车发生交通事故前所采用的技术。因此，汽车主动安全技术应包括安全行驶技术、事故预术。因此，汽车主动安全技术应包括安全行驶技术、事故预防技术和事故发生前的事故回避技术。防技术和事故发生前的事故回避技术。 随着汽车工业和汽车电子技术的迅速发展，汽车的各项性能随着汽车工业和汽车电子技术的迅速发展，汽车的各项性能得到了很大的提高。作为汽车的主要性能之一，汽车安全性得到了很大的提高。作为汽车的主要性能之一，汽车安全性更是有了显著地改善。更是有了显著地改善。上-页 下-页 返回整理ppt5.3 汽车主动安全技术汽

24、车主动安全技术 国外自国外自20世纪世纪90年代以来，在汽车安全性方面已经进行了年代以来，在汽车安全性方面已经进行了许多方面的研究，主要安全技术有：预防安全技术（信息显许多方面的研究，主要安全技术有：预防安全技术（信息显示和报警）、事故回避技术、全自动驾驶技术、碰撞安全技示和报警）、事故回避技术、全自动驾驶技术、碰撞安全技术（乘员保护和减轻对行人伤害）、防止灾害扩大技术和车术（乘员保护和减轻对行人伤害）、防止灾害扩大技术和车辆基础技术。辆基础技术。上-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 汽车被动安全性系指发生事故时，汽车保护车内乘员、行人汽车被动安全性系指发生事故时，汽

25、车保护车内乘员、行人和其他车辆乘员的能力。另外，还应考虑防止事故车辆火灾和其他车辆乘员的能力。另外，还应考虑防止事故车辆火灾以及迅速疏散乘客的性能。由于汽车的被动安全性总是与广以及迅速疏散乘客的性能。由于汽车的被动安全性总是与广义的汽车碰撞事故联系在一起，故又被称为义的汽车碰撞事故联系在一起，故又被称为“汽车碰撞安全汽车碰撞安全性性”。 5.4.1 车辆事故分析和汽车被动安全性的评价方法车辆事故分析和汽车被动安全性的评价方法 1车辆事故统计和分析车辆事故统计和分析道路交通事故的统计和分析是研究汽车被动安全性的基础。道路交通事故的统计和分析是研究汽车被动安全性的基础。根据事故统计，了解事故与气候

26、、道路、时间与驾驶员和车根据事故统计，了解事故与气候、道路、时间与驾驶员和车外人员的年龄等的关系，并找出发生频数最多的那一部分事外人员的年龄等的关系，并找出发生频数最多的那一部分事故（即所谓故（即所谓“典型事故典型事故”），便于集中力量进行研究。），便于集中力量进行研究。下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术汽车发生碰撞事故时，其碰撞形式大致可分为正面碰撞、侧汽车发生碰撞事故时，其碰撞形式大致可分为正面碰撞、侧面碰撞及后面碰撞三种形式，另外还有汽车撞行人与翻车等。面碰撞及后面碰撞三种形式，另外还有汽车撞行人与翻车等。 汽车和自行车碰撞时速度多在汽车和自行车碰撞时速度多在

27、40 50 km/h，而与摩托，而与摩托车碰撞速度则高得多，往往超过车碰撞速度则高得多，往往超过65 km/h。大多数行人是。大多数行人是在十字路口和道路入口处从侧面被汽车前部所撞。在十字路口和道路入口处从侧面被汽车前部所撞。 汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞。一次碰撞即在有碰撞形汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞。一次碰撞即在有碰撞形态的交通事故中，碰撞物体双方最初的接触。一次碰撞后汽态的交通事故中，碰撞物体双方最初的接触。一次碰撞后汽车的速度下降，车内驾驶员和乘员受惯性力的作用继续以原车的速度下降，车内驾驶员和乘员受惯性力的作用继续以原有的速度向前运动，并与车内物体碰撞，称为二次碰撞。有的速度向

28、前运动，并与车内物体碰撞，称为二次碰撞。事故中致死伤害的主要是头、胸、下腹和脊椎等部位。图事故中致死伤害的主要是头、胸、下腹和脊椎等部位。图5 -7 (a)、(b)分别示出了纵向撞车事故中驾驶员和轿车前排乘分别示出了纵向撞车事故中驾驶员和轿车前排乘客的伤害形成过程。客的伤害形成过程。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 2评价被动安全性的指标评价被动安全性的指标为了评价汽车的被动安全性，采用了不少指标。其中最简单为了评价汽车的被动安全性，采用了不少指标。其中最简单的是事故的的是事故的“严重性因素严重性因素”F: 各国统计数据表明，各国统计数据表明，F一般在一般

29、在1/51/40范围内。范围内。考虑到事故中伤亡情况的差异，前苏联学者考虑到事故中伤亡情况的差异，前苏联学者MKKopakoBB提出了提出了“危险系数危险系数”的概念：的概念：sshNFN123qzsqzsok Nk Nk NkNNNN上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术轿车中前排乘客座位的危险性最大，而后排乘客座位相对较轿车中前排乘客座位的危险性最大，而后排乘客座位相对较安全一些，其中驾驶员后面的后排乘客座位危险性最好，也安全一些，其中驾驶员后面的后排乘客座位危险性最好，也就是说相对最安全。就是说相对最安全。 5.4.2 内部被动安全技术内部被动安全技术内部

30、被动安全性是指汽车所具有的在事故中使作用于乘员的内部被动安全性是指汽车所具有的在事故中使作用于乘员的加速度和力降低到最小。在事故发生以后提供足够的生存空加速度和力降低到最小。在事故发生以后提供足够的生存空间，以及确保那些对从车辆中营救乘员起关键作用的部件的间，以及确保那些对从车辆中营救乘员起关键作用的部件的可操作性等的能力。可操作性等的能力。 在轿车发生正面碰撞或碰到固定障碍物上时，汽车前部出现在轿车发生正面碰撞或碰到固定障碍物上时，汽车前部出现特别大的平均减速度特别大的平均减速度Jcp=300400g，向后逐渐降低。，向后逐渐降低。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被

31、动安全技术 (1)车身前部和后部分别做成折叠区。在正面碰撞中，动能车身前部和后部分别做成折叠区。在正面碰撞中，动能被保险杠和车身前部变形所吸收，在剧烈碰撞时，还要涉及被保险杠和车身前部变形所吸收，在剧烈碰撞时，还要涉及乘客区前部。乘客区前部。 汽车的后部碰撞，其理想碰撞特性应与前部相同，但后部撞汽车的后部碰撞，其理想碰撞特性应与前部相同，但后部撞车的速度较低，所以，轿车后部折叠区的变形行程稍短一些，车的速度较低，所以，轿车后部折叠区的变形行程稍短一些，约为约为300 500 mm。 (2)折叠区的变形力满足梯度特性，并具有良好的能量吸收折叠区的变形力满足梯度特性，并具有良好的能量吸收特性。为了

32、减小对车内乘员和车外人员及物体的伤害，折叠特性。为了减小对车内乘员和车外人员及物体的伤害，折叠区的变形力应满足梯度特性，如图区的变形力应满足梯度特性，如图5 -12所示。所示。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 良好的能量吸收特性，是指汽车前部结构要尽可能多地吸收良好的能量吸收特性，是指汽车前部结构要尽可能多地吸收撞击能量，使作用于乘员上的力和加速度降到规定的范围内；撞击能量，使作用于乘员上的力和加速度降到规定的范围内；考虑撞车安全性的车身结构设计的基本思想是利用车身的前、考虑撞车安全性的车身结构设计的基本思想是利用车身的前、后部有效地吸收撞击能量，驾驶室要

33、坚固可靠，确保乘员的后部有效地吸收撞击能量，驾驶室要坚固可靠，确保乘员的有效生存空间。有效生存空间。 (3)车身侧部结构应具有一定承受碰撞的能力。与正面碰撞车身侧部结构应具有一定承受碰撞的能力。与正面碰撞相比，侧面碰撞车身变形空间小，对乘员的危害较大，因此，相比，侧面碰撞车身变形空间小，对乘员的危害较大，因此，增加车室刚度，保证乘员的有效生存空间显得更为重要。增加车室刚度，保证乘员的有效生存空间显得更为重要。此外，翻车时，车门应保证不能自开，在活顶式轿车上，可此外，翻车时，车门应保证不能自开，在活顶式轿车上，可装设展开式翻车保护杆，并约束乘员头部，见图装设展开式翻车保护杆，并约束乘员头部，见图

34、5 -16。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 2限制乘员位移限制乘员位移汽车安全带是重要的乘员约束保护装置之一，能有效地减轻汽车安全带是重要的乘员约束保护装置之一，能有效地减轻二次碰撞给人体造成的伤害。二次碰撞给人体造成的伤害。 在车上安装的主要限位保护装置有：安全带、安全气囊、头在车上安装的主要限位保护装置有：安全带、安全气囊、头枕等。其中，最简单有效的是安全带。如图枕等。其中，最简单有效的是安全带。如图5 -19为各种形为各种形式的安全带，安全带大体可分为二点式安全带、三点式安全式的安全带，安全带大体可分为二点式安全带、三点式安全带和全背带式带和全背带

35、式 二点式安全带包括腰带和肩带两种。二点式安全带包括腰带和肩带两种。 三点式安全带，包括腰肩连续带和肩膝带两种。三点式安全带，包括腰肩连续带和肩膝带两种。 轿车驾驶员和前排乘客多用三点式安全带轿车驾驶员和前排乘客多用三点式安全带(图图5 -19)，后排，后排乘客或载货汽车、大客车乘员也有用腰部安全带的。乘客或载货汽车、大客车乘员也有用腰部安全带的。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 安全带虽然在撞车时起到了保护乘员的作用，但是仅靠安全安全带虽然在撞车时起到了保护乘员的作用，但是仅靠安全带是不够的。近几年，安全气囊作为一种有效的被动安全措带是不够的。近几年，安

36、全气囊作为一种有效的被动安全措施在汽车上得到了广泛的应用。施在汽车上得到了广泛的应用。气囊设计的基本思想是，在汽车发生碰撞后，乘员与车内构气囊设计的基本思想是，在汽车发生碰撞后，乘员与车内构件碰撞前，迅速地在二者之间打开一个充满气体的气垫，使件碰撞前，迅速地在二者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员扑到气垫上，以缓和冲击并吸收碰撞能量，以达到减轻乘员扑到气垫上，以缓和冲击并吸收碰撞能量，以达到减轻乘员伤害程度的目的。乘员伤害程度的目的。 汽车安全气囊是一种辅助的乘员约束系统，它与安全带配合汽车安全气囊是一种辅助的乘员约束系统，它与安全带配合使用可大大降低事故中乘员的伤害指数，尤其是可大大减轻使用

37、可大大降低事故中乘员的伤害指数，尤其是可大大减轻驾驶员面部的伤害。驾驶员面部的伤害。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术驾驶员前部气囊容积一般为驾驶员前部气囊容积一般为5060 L，应在，应在30 35 ms时间内充满氮气；前排乘员前部气囊容积时间内充满氮气；前排乘员前部气囊容积100 N140 L，要，要求在求在50 ms内充满。驾驶员的最大前移空间通常为内充满。驾驶员的最大前移空间通常为12.5 cm，气囊放气时间大约为，气囊放气时间大约为100 ms，碰撞和能量吸收全过，碰撞和能量吸收全过程大约在程大约在150 ms内完成，见图内完成，见图5-21。侧向

38、安全气囊装在车门或座椅架上，由于乘员与向内移动的侧向安全气囊装在车门或座椅架上，由于乘员与向内移动的汽车部件之间距离很小，所以容积为汽车部件之间距离很小，所以容积为12 L的侧向安全气囊响的侧向安全气囊响应时间不得超过应时间不得超过3ms 侧向气囊利用压力传感器来检测侧向碰撞造成车门变形引发侧向气囊利用压力传感器来检测侧向碰撞造成车门变形引发的压力上升，触发气体发生器。两侧使用相互独立的传感器，的压力上升，触发气体发生器。两侧使用相互独立的传感器，分别检测各自的压力，决定是否触发。分别检测各自的压力，决定是否触发。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术头枕是一种

39、用以限制乘员头部相对于躯干向后移位的弹性装头枕是一种用以限制乘员头部相对于躯干向后移位的弹性装置。在后部碰撞时，车辆乘员受到的最主要伤害是颈部冲击置。在后部碰撞时，车辆乘员受到的最主要伤害是颈部冲击损伤。损伤。头枕可分为可调节型和不可调节型。可调节型头枕具有可以头枕可分为可调节型和不可调节型。可调节型头枕具有可以垂直和横向的调节机构，有手动调节和自动调节之分。垂直和横向的调节机构，有手动调节和自动调节之分。 头枕按规定的试验方法试验时，头型移动量必须小于头枕按规定的试验方法试验时，头型移动量必须小于102 mm，将载荷加至，将载荷加至890 N时，头枕及其安装部件在座椅及靠时，头枕及其安装部件

40、在座椅及靠背等损坏前不能破损或脱落。背等损坏前不能破损或脱落。 3消除部件致伤因素消除部件致伤因素在乘坐区设计时必须保证在乘员幸存空间内没有致伤部件。在乘坐区设计时必须保证在乘员幸存空间内没有致伤部件。在图在图5 -24面出了在撞车前和撞车后零件的变形界限。面出了在撞车前和撞车后零件的变形界限。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 仪表板下部、转向盘和挡风玻璃引起伤害的事故频数较高。仪表板下部、转向盘和挡风玻璃引起伤害的事故频数较高。因此，仪表板下部应安装膝部缓冲垫。因此，仪表板下部应安装膝部缓冲垫。由交通事故统计资料和汽车碰撞试验结果的分析表明：汽车由交通事

41、故统计资料和汽车碰撞试验结果的分析表明：汽车正面碰撞时，转向盘、转向管柱是使驾驶员受伤的主要元件。正面碰撞时，转向盘、转向管柱是使驾驶员受伤的主要元件。现代汽车在转向系内安装有能防止或减轻驾驶员受伤的机构。现代汽车在转向系内安装有能防止或减轻驾驶员受伤的机构。吸能式转向柱也叫安全转向柱，除了能满足转向柱常规的功吸能式转向柱也叫安全转向柱，除了能满足转向柱常规的功能外，在汽车发生正面碰撞时，转向柱能变形、伸缩或断开，能外，在汽车发生正面碰撞时，转向柱能变形、伸缩或断开，从而能够有效地吸收碰撞能量，防止或减少碰撞能量伤害驾从而能够有效地吸收碰撞能量，防止或减少碰撞能量伤害驾驶员。驶员。发生碰撞时，

42、碰撞能量使汽车前部发生塑性变形，安装在汽发生碰撞时，碰撞能量使汽车前部发生塑性变形，安装在汽车前部与转向器输入端相连的转向中间轴在碰撞力的作用下车前部与转向器输入端相连的转向中间轴在碰撞力的作用下向后运动。向后运动。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术外部被动安全性是从减轻在事故中汽车对行人、自行车、摩外部被动安全性是从减轻在事故中汽车对行人、自行车、摩托车和其他车辆及其乘员的伤害方面提高汽车被动安全性的托车和其他车辆及其乘员的伤害方面提高汽车被动安全性的能力。能力。 1轿车的外部被动安全性轿车的外部被动安全性在轿车与行人碰撞过程中，首先行人腿部撞到保险杠上，

43、然在轿车与行人碰撞过程中，首先行人腿部撞到保险杠上，然后骨盆与发动机罩前端接触，最后头部撞到发动机罩或挡风后骨盆与发动机罩前端接触，最后头部撞到发动机罩或挡风玻璃上，这时行人被加速到与车同速，这就是所谓的玻璃上，这时行人被加速到与车同速，这就是所谓的“一次一次碰撞碰撞”。车速越高，头部撞击点越靠近挡风玻璃。由于汽车。车速越高，头部撞击点越靠近挡风玻璃。由于汽车制动使行人与汽车分离，行人以与碰撞速度相近的速度撞到制动使行人与汽车分离，行人以与碰撞速度相近的速度撞到路上，这是路上，这是“二次碰撞二次碰撞”。在有的事故中还发生行人被汽车。在有的事故中还发生行人被汽车碾压，这是碾压，这是“三次碰撞三次

44、碰撞”（如图（如图5 - 29）。）。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 (1)保险杠。要保护行人的安全，降低对他们的伤害程度，保险杠。要保护行人的安全，降低对他们的伤害程度，一次碰撞部位一次碰撞部位保险杠是一个关键部件。保险杠是一个关键部件。 为实现降低行人下肢伤害目的，现在的汽车多采用吸能式保为实现降低行人下肢伤害目的，现在的汽车多采用吸能式保险杠，它由保险杠外板、吸能体和骨架构成。接吸能体的不险杠，它由保险杠外板、吸能体和骨架构成。接吸能体的不同，这种保险杠又可分为筒状吸能装置、泡沫吸能装置、蜂同，这种保险杠又可分为筒状吸能装置、泡沫吸能装置、蜂窝状吸

45、能装置三种形式（如图窝状吸能装置三种形式（如图5 - 31）。）。筒状吸能装置筒状吸能装置(图图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，吸收撞击能量。吸收撞击能量。泡沫材料吸能装置泡沫材料吸能装置(图中图中(b的吸能元件一般采用聚氨酯类的吸能元件一般采用聚氨酯类或聚丙烯类发泡树脂材料。或聚丙烯类发泡树脂材料。蜂窝状吸能装置蜂窝状吸能装置(图图5 -31(c的吸收体是由蜂窝状的聚乙烯的吸收体是由蜂窝状的聚乙烯等树脂制成。等树脂制成。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术 (2)发动机罩、挡风玻璃边框等安全结构。为了减轻行人伤发动机罩、挡

46、风玻璃边框等安全结构。为了减轻行人伤害，发动机罩和散热器罩过渡部位应采用吸能结构（见图害，发动机罩和散热器罩过渡部位应采用吸能结构（见图5 -32）。）。在二次碰撞伤害中，风窗玻璃框架起着重要的作用（见表在二次碰撞伤害中，风窗玻璃框架起着重要的作用（见表5 -8），将其外部设计成软结构，可以缓解对行人的伤害。），将其外部设计成软结构，可以缓解对行人的伤害。 在行人保护措施中，防止车外凸出物对行人的伤害也很重要。在行人保护措施中，防止车外凸出物对行人的伤害也很重要。 2载货汽车的外部被动安全性载货汽车的外部被动安全性 载货汽车与轿车正面碰撞时，因质量、刚度和尺寸比轿车大载货汽车与轿车正面碰撞时，

47、因质量、刚度和尺寸比轿车大得多，轿车的损坏往往严重得多。特别是当两者尺寸相差悬得多，轿车的损坏往往严重得多。特别是当两者尺寸相差悬殊时，轿车往往殊时，轿车往往“楔人楔人”载货汽车下面，轿车的前部折叠区载货汽车下面，轿车的前部折叠区不能发挥作用，而导致乘坐区受到破坏。不能发挥作用，而导致乘坐区受到破坏。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术5.4.4 汽车防火安全技术汽车防火安全技术1. 防止燃料泄漏防止燃料泄漏燃料泄漏是火灾发生的第一个环节。防止燃料泄漏主要措施燃料泄漏是火灾发生的第一个环节。防止燃料泄漏主要措施包括：包括：对燃油箱的保护。燃油箱的位置在后桥上方

48、、车轮内侧的位对燃油箱的保护。燃油箱的位置在后桥上方、车轮内侧的位置最安全。为了隔热，燃油箱与发动机排气管应分别布置在置最安全。为了隔热，燃油箱与发动机排气管应分别布置在汽车两侧。汽车两侧。2. 合理设计发动机罩的结构合理设计发动机罩的结构在发生碰撞时，控制发动机罩的变形，使其在中部发生弯折，在发生碰撞时，控制发动机罩的变形，使其在中部发生弯折，而其根部变形很小，这样可以减小挡风玻璃的破碎面积，防而其根部变形很小，这样可以减小挡风玻璃的破碎面积，防止火焰向车内蔓延。止火焰向车内蔓延。上-页 下-页 返回整理ppt5.4 汽车被动安全技术汽车被动安全技术3采用阻燃的内饰材料采用阻燃的内饰材料为了

49、防止车辆碰撞后引起火灾，防止燃油管道、燃料油箱的为了防止车辆碰撞后引起火灾，防止燃油管道、燃料油箱的破裂，防止电器系统短路而造成人员伤亡，现代汽车采用了破裂，防止电器系统短路而造成人员伤亡，现代汽车采用了阻燃性内饰件。阻燃性内饰件。上-页 返回整理ppt5.5 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验1970年美国运输部公布了开发实验安全车年美国运输部公布了开发实验安全车ESV的计划，一的计划，一般认为，般认为，ESV计划的实施开始了汽车安全技术研究的新时代。计划的实施开始了汽车安全技术研究的新时代。ESV计划是汽车以计划是汽车以80 km/h速度正面碰撞固定壁而能够确速度正面碰撞固定壁而能够确保

50、乘员生存为安全目标，开发具有高度安全性能，车重保乘员生存为安全目标，开发具有高度安全性能，车重4000 lb （1lb=0.453 kg）级的试验样车。）级的试验样车。汽车被动安全性试验的目的是评价汽车的被动安全性能，研汽车被动安全性试验的目的是评价汽车的被动安全性能，研究汽车在发生撞车事故时的安全特性以及乘员的受伤情况，究汽车在发生撞车事故时的安全特性以及乘员的受伤情况，为改进和提高汽车的被动安全性提供参考基础。为改进和提高汽车的被动安全性提供参考基础。下-页 返回整理ppt5.5 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验 如前所述，汽车工业发达国家都有自己的汽车被动安全标准如前所述，汽车工业发

51、达国家都有自己的汽车被动安全标准（法规），且都形成了各自的标准体系。从内容上看，各国（法规），且都形成了各自的标准体系。从内容上看，各国的标准不尽一致，因此，其性能的评价方法与使用的设备也的标准不尽一致，因此，其性能的评价方法与使用的设备也不完全相同。不完全相同。 产品安全性比较试验注重对试验结果的分级，而产品改进分产品安全性比较试验注重对试验结果的分级，而产品改进分析试验更关注对碰撞过程的分析，即需要借助高速摄影对车析试验更关注对碰撞过程的分析，即需要借助高速摄影对车辆结构的碰撞过程进行仔细分析。辆结构的碰撞过程进行仔细分析。 一般来说，实车碰撞试验和台车碰撞试验需要具有足够长的一般来说，实

52、车碰撞试验和台车碰撞试验需要具有足够长的加速跑道，要有给实车或台车加速的动力装置，以及符合标加速跑道，要有给实车或台车加速的动力装置，以及符合标准要求的碰撞壁障和测试设备。加速被试对象用的动力装置准要求的碰撞壁障和测试设备。加速被试对象用的动力装置主要有牵引小车和台车两种方式。牵引小车主要用以牵引实主要有牵引小车和台车两种方式。牵引小车主要用以牵引实上-页 下-页 返回整理ppt5.5 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验 车加速，并在加速过程中起到导向作用，当试验实车达到预车加速，并在加速过程中起到导向作用，当试验实车达到预定车速后，牵引小车与牵引装置和试验实车脱钩，即它具有定车速后，牵引小

53、车与牵引装置和试验实车脱钩，即它具有牵引、导向和脱钩能力。台车除具有牵引小车作用外，通常牵引、导向和脱钩能力。台车除具有牵引小车作用外，通常还作为零部件碰撞试验的载体，在台车上可以安装座椅、安还作为零部件碰撞试验的载体，在台车上可以安装座椅、安全带、安全气囊等，甚至将实车的部分车体安装于台车上进全带、安全气囊等，甚至将实车的部分车体安装于台车上进行碰撞试验。行碰撞试验。试验台车采用充气橡胶轮胎，车架用钢板焊接成具有足够强试验台车采用充气橡胶轮胎，车架用钢板焊接成具有足够强度和刚度的框架结构，车架与车轴刚性连接，车架前方有安度和刚度的框架结构，车架与车轴刚性连接，车架前方有安全冲杆和冲头。全冲杆

54、和冲头。 碰撞缓冲装置采用钢条或钢管受冲击变形吸能的方式碰撞缓冲装置采用钢条或钢管受冲击变形吸能的方式上-页 下-页 返回整理ppt5.5 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验台车碰撞试验是一种用台车取代实车的碰撞试验的模拟试验台车碰撞试验是一种用台车取代实车的碰撞试验的模拟试验方法，它可以模拟实车碰撞试验过程，用以检验车身吸能结方法，它可以模拟实车碰撞试验过程，用以检验车身吸能结构的设计方案、安全带的选型及安装部位设计、安全气囊的构的设计方案、安全带的选型及安装部位设计、安全气囊的匹配、座椅和驾驶区设计方案等，从而为整车设计提供必要匹配、座椅和驾驶区设计方案等，从而为整车设计提供必要的依据和

55、指明改进方向。的依据和指明改进方向。实车碰撞试验是检验整车碰撞安全性能最直接和有效的方法，实车碰撞试验是检验整车碰撞安全性能最直接和有效的方法，由它所获得的许多试验结果是台车试验中所无法得到的，因由它所获得的许多试验结果是台车试验中所无法得到的，因此，尽管试验费用昂贵，但却是不能被其他试验完全取代的。此，尽管试验费用昂贵，但却是不能被其他试验完全取代的。为了确定碰撞试验中车内乘员所受伤害的严重程度，要在试为了确定碰撞试验中车内乘员所受伤害的严重程度，要在试验车内放置假人。试验用假人的各部肢体在形状、运动学和验车内放置假人。试验用假人的各部肢体在形状、运动学和动力学性能方面都和真人严格相似，并能

56、模拟人体的若干动动力学性能方面都和真人严格相似，并能模拟人体的若干动作。作。上-页 下-页 返回整理ppt5.5 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验 目前，国内外通用的汽车正面碰撞假人为目前，国内外通用的汽车正面碰撞假人为Hybrid型假人，型假人，它由美国第一技术安全公司它由美国第一技术安全公司( FTSS)与美国汽车与美国汽车T程师协会程师协会( SAE)以及其用户集团在以及其用户集团在Hybrid型假人基础上，按照通型假人基础上，按照通用汽车公司用汽车公司( GM)设计的方案开发完成的。设计的方案开发完成的。目前，考察汽车碰撞安全性仍然需要通过安全碰撞试验加以目前，考察汽车碰撞安全性仍

57、然需要通过安全碰撞试验加以检验，国际上检验车辆碰撞的法规主要有美国法规、欧洲法检验，国际上检验车辆碰撞的法规主要有美国法规、欧洲法规、日本法规体系，以及国际标准化组织推荐的方法等，如规、日本法规体系，以及国际标准化组织推荐的方法等，如美国联邦机动车安全法规美国联邦机动车安全法规FMVSS214、欧洲、欧洲ECER95和国和国际标准化组织际标准化组织IS010997等。等。上-页 下-页 返回整理ppt5.5 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验5.5.2 汽车的正面碰撞试验汽车的正面碰撞试验正面碰撞交通事故中有不同的碰撞重叠率，其中伤亡率较高正面碰撞交通事故中有不同的碰撞重叠率，其中伤亡率较高的区域出现在的区域出现在30%40%重叠率和重叠率和90%100%重叠率重叠率之间。因此正面碰撞试验主要采用两种形式：之