汽车驾驶及交通安全.doc

论汽车内部结构设计及汽车驾驶过程中的刹车片问题 汽车是非常复杂的产品并需满足各方面的性能要求，其设计开发过程也由许多不同的工作阶段组成，而各工作阶段又需要使用多种不同的设计验证技术。只有采用新技术将整个产品的开发过程及其不同的工作方式进行全面的集成才能达到加速和优化设计的目的。 从目前概念车的世界里，内部（车内）多变的色彩为汽车赋予了更多的活力同时，空间的利用在内部结构的设计上占到了一个什么重要的作用，事实也引证了这一点仔细对比一下目前的新概念，很多汽车的内部结构已经相当的精简当然这不是说要放弃一些本来必须的东西，设计师只是把一些实用的工具隐藏起来譬如是把一些导航，冷气口隐藏起来在新的设计理念里，简单比杂乱给人的感觉更好。 汽车内部的设计也是一种学问有些东西是不可以模仿的德国汽车和中国的汽车有什么不同？其实同样的车，差别当然不是很大，之所以人们对这两种汽车存在着不同的意见，最主要的是感觉的差异而这种感受不只是局限在单纯的驾驶感，人们对德国的总体感觉还有对德国文化的理解也是一个很重要的因素中国一开始就给人家一个不好的影响是，中国的东西不好就这样小小的一句话，害了中国的产品，包括汽车而中国人乃至世界对于中国汽车的不满，内部结构发面占到了一定影响中国虽然已经融入了世界，但不可以模仿的东西太多，需要慢慢探索学习的东西也很多，中国汽车发展很快，但是内部结构的设计一直滞后于世界。笔者总结了中国汽车内部结构的几点不完善第一：工艺不够精细，印象中有一个很影响深刻的事情，在年的广州车展中，我亲眼看到中国一辆名叫汽车的座椅竟然爆线了，虽然说这是一辆展车而非量产车，但是几十万的观众看到这样一个不足会有什么感受？而事情的背后反映出的问题同样值得深思第二：总体感觉不够清晰，简明很难说造成这种感受的原因对汽车的布局把握不好。因为布局的好与不好也没有一个很明确的定义但是感觉的东西很直观，也是最实在的。一个东西好不好，感受是最好的验证第三：人才不足，国外很多的非机器制造的汽车工艺是由许多有十几年经验的工匠完成的，而且这种工艺是一代传一代的，也很少说会外传，可以这么说，版权的保密性非常好虽然学不到，但中国也可以学习一下这种模式，虽然短期看不到什么效果，但是长远对中国的汽车还是很不错的目前中国还没有进入一个自主豪华车时代，而这个时代却是培养人才最好的时机，但中国在这方面确做得不够好 数字化虚拟技术就是通过集成各种计算机技术，并充分发挥其应用潜能，使产品开发设计能够可靠地在计算机系统内，以数字化模型方式完成产品的设计和验证。在汽车开发中，虚拟技术有助于决策层及早对设计方案进行决策和进行跟踪管理；有助于加强异地的合作，共同解决技术难题；有助于在制造样车前进行反复验证和校核，从而及早发现和避免设计错误；有助于在产品投产前及早获取产品信息以进行市场调查。贯穿于产品开发全过程的数字化虚拟技术可使产品特性得到全面系统的优化，使开发周期大大缩短，开发费用大大减少，提高产品质量，最终提高企业在市场的竞争力。 汽车内部结构是一个从构思、设计到验证的复杂的系统工程结构时要考虑众多的约束关系和人机工程的要求。汽车内部结构是“以人为中心”的设计，即以人为中心，在满足一定的约束条件下，运用人机工程学达到人车环境和谐的设计理念。汽车内部结构设计是同时进行多方面结构的设计过程，也是不断反复递进寻求最优化方案的设计过程。 汽车内部结构主要任务是：车型主要结构尺寸确定：乘员结构；整车主要尺寸确定；踏板，换档杆及手刹位置结构；转向盘及转向管柱结构；行李箱结构；侧车窗玻璃；顶盖位置；座椅及仪表板结构等。人机工程学研究：确保驾驶员及乘员的居住舒适性，安全性，以及驾驶员的操纵方便性和具有良好的视野等。法规符合性校核：风窗面积及雨刷结构；手伸及界面；仪表板可视范围；内外后视镜视野；安全带固定点等。在满足这些要求的同时，还要尽量减小整车质量，增大车室内空间，提高整车的经济性能。在传统的设计中，工程师使用二维人体模板在二维主图版上进行汽车内部结构设计，无法事先对踏板、换档杆、转向盘的操纵性和坐姿及视野性等性能进行空间位置的评估和验证，只有在制作了物理样车后由一定比例的人进行实际的驾驶操作才可完成验证 如今，由于计算机技术的发展和应用，在汽车开发中已广泛采用CAD 方法进行三维数字化设计，以三维数据为主线，使用虚拟样车来优化产品设计和验证过程。因而，数字化三维人体模型相应地在汽车内部结构的人体工程学模拟和分析中发挥其潜能和优势。 在产品周期的各个阶段，人都是最重要的因素。数字化三维人体模型可有效地应用在汽车虚拟设计及制造的整个生命周期，从初始的概念方案设计至最后的产品验证。 数字化人体模型技术可辅助设计者确定人在相应的工作环境下的性能，确定人体尺寸形态功能及其定位，满足舒适性和安全性标准的要求。如图1 所示，在虚拟的CAD 设计数据中，可调入此虚拟的人体模型，完成操作任务和分析工作。通过三维人体模型可运用数字人体和电子样车进行与人相关要素的模拟分析校核，如人的可操作性，舒适性，可视性等重要设计要素。在汽车内部结构过程中应用数字化三维人体模型可提高设计效率和设计质量；改善安全性及人机工程学性能；减少物理样车的制造及验证工作和周期。 波音公司、通用公司、戴姆勒克莱斯勒公司等这些大的飞机和汽车公司已将数字化三维人体模型越来越广泛的应用于产品生命周期的各个方面和各个阶段CATIA，EDS 等大的软件公司，也相继推出数字化三维人体模块供用户使用并不断补充及完善。 现以CATIA 的人体模型模块（Manikin）为例简要说明数字化三维人体模型的主要功能。该三维人体模型包括4 个子模块：构造人体（Human Builder）模块，生成可与产品相配合的人体模型；编辑人体尺寸(Human Measurement Edit)模块，可对人体模型的各部分的尺寸进行有比例地调整；人体动作分析（Human Activity Analysis）模块， 对人肢体进行由静态姿势到复杂的动态动作的评价；人体姿态分析(Human Posture Analysis)模块，进行人体各种姿态的分析。此人体模型包括有104 组人体测量数据；100 个无约束的连接；148 个自由度；各种姿势轮廓；包含所有关节的手模型、脊椎模型、肩模型、臀部模型等模型；可表现关节活动的制约及动作运动的上下极限并可进行调节。此模块具有如下几方面用途：测量人体尺寸；视野分析；坐姿分析；运动舒适角度分析；伸及范围分析；举升、放下和搬运分析；设计干涉检查；运动模拟等。 在进行汽车内部结构时，SAE 中有如下用于驾驶员和乘员的人体工程学研究和设计的相关标准。 数字化三维人体模型在汽车内部结构设计及校核中承担着人机工程学的结构设计及校核验证的重要角色。图2 所示为数字化三维人体模型在一汽车内部结构中的应用实例。它协助汽车设计工程师进行一系列乘员内部居住性的结构优化工作，主要包括：协助确定汽车主要控制尺寸；确定不同人体尺寸的驾驶员及乘员的乘坐位置和驾驶姿态；对人体乘坐姿态及其舒适性进行分析和评估；确定踏板、转向盘、操纵杆、仪表及控制按纽等零件的结构位置，并进行操作合理性评价；模拟乘员上下车姿态以评估上下车方便性；驾驶员及乘员的座椅位置确定及安全带的固定位置的确定；模拟座椅的滑动、及杆件操纵的运动过程并进行评价；校核驾驶员驾驶过程中的直接视野和通过内外后视镜的间接视野的法规符合性；协助进行仪表板结构和仪表板盲区的校核；确定合理的车内宽度和头顶空间；分析人体重量在座椅上的力的分布；对手及脚对操纵部件操作时所施加的力进行评估；同时检查设计间隙及干涉分析，最终记录数据并输出优化的结构结果。 数字化三维人体模型为汽车内部结构的虚拟设计提供了一个有利的工具。随着虚拟技术的发展，虚拟现实技术也被应用在汽车的虚拟产品开发过程中。例如，可以利用一个虚拟的座位把虚拟现实技术与物理模型联结在一起，让驾驶员戴着头盔和数字手套感知汽车驾驶室的内部空间的结构来评价虚拟的结构状况，检查内部空间设计的可操作性和舒适性。虚拟设计和验证技术将越来越广泛的应用于产品开发中。接下来我们详细介绍下刹车片及如何做好安全。 刹车片也叫刹车皮。在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用，所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。 刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生磨擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。 刹车系统常见的六大故障问题，刹车片是关系行车安全的重要零部件，刹车片质量问题一直受到人们的关注。日常行车中，刹车常见的六大故障问题有：其一，制动效果不良(刹车偏软)。汽车行驶中制动时，制动减速度小，制动距离长。液压制动系统产生制动效能不良的原因，一般可根据制动踏板行程、踏制动踏板时的软硬感觉、踏下制动踏板后的稳定性来判断。维持制动时，踏板的高度若缓慢下降，说明制动管路某处破裂、接头密闭不良、总泵或分泵活塞密封不良、回油阀及出油阀不良。可首先踏下制动踏板，观察有无制动液渗漏部位。若外部正常，则应检查分泵或总泵故障。连续几脚制动时踏板高度稍有增高，并有弹性感，说明制动管路中渗入了空气；其二，制动突然失灵。汽车在行驶中，一脚或连续几脚制动，制动踏板均被踏到底，制动突然失灵。原因：1.制动总泵或分泵漏油严重；2.制动总泵或分泵活塞密封圈破损，或刹车油路中有过多的空气。如发生此情况，司机应迅速连续两脚刹车。发生制动失灵的故障，应立即停车检查。首先观察制动液罐中的制动液有无亏损，然后观察制动总泵、分泵、油管有无泄漏制动液处；其三，刹车跑偏。刹车时，方向跑偏，特别是没有装ABS刹车防抱死装置的汽车，方向控制不了，其原因为刹车磨损不均，总泵一个活塞油封膨胀、一个分泵漏油所致；其四，刹车抖动。刹车时摆振，方向盘弹手。原因为刹车盘摆差超限，刹车钳变形，刹车片磨成锥形。发生此类情况必须进厂检修； 其五，刹车吱吱响。一般为刹车盘、刹车片或制动鼓、蹄片磨损不平所致；其六，刹车不回。踏下制动踏板时感到既高又硬或没有自由行程，汽车起步困难或行驶费力。故障现象：踩刹车踏板，踏板不升高，无阻力。须判断制动液是否缺失；制动分泵、管路及接头处是否漏油；总泵、分泵零部件是否损坏。 刹车片行业现状，日前，国内刹车片大型生产基地河北故城爆出厂家掺入钢渣，生产“杀人”刹车片的消息，引起不小震动。据报道，河北故城县许多刹车片企业在上产时掺入脚废料钢渣，产品没有厂名、厂址及中文标识。这些刹车片销往背景、天津、西安等地，北京多家汽车修理厂及汽配城商家都在销售这种来路不明的“三无”产品。 钢渣是刹车片厂在生产过程中废弃的边角余料。钢渣的使用可以大幅降低刹车片企业的成本，对于消费者安全则会造成严重威胁。正因如此，有人将这些刹车片称为“杀人”刹车片。除“三无”产品外，假冒伪劣也是刹车片行业的一大问题。据了解，这些刹车片企业每天生产刹车片1万片到3万片左右，主要销往北京、天津、西安等地的汽配城和汽修厂。假冒伪劣刹车片出厂价格较低，但在汽配城和修理厂的售价却能翻上几倍。 中国摩擦密封材料协会理事长王耀先生说，自从1999年整顿之后，刹车片行业整体呈健康良性发展。但由于标准水平滞后，准入门槛低，许可证管理不够严格，部分企业以假冒伪劣、价格战方式谋生存的现象仍然发生和存在。要想规范行业秩序，提高行业门槛，必须从许可证管理、国家强制性标准等方面入手。 国内刹车片的种类，良好的制动系统对于汽车的驾驶安全非常重要，如果不能保证你的爱车的制动系统运转正常，危险将时时威胁着你。在制动系统中，刹车片是最需要时常更换的部件，那么一般多久需要更换刹车片一次呢? 通常我们会以仪表板上刹车警示灯是否亮起作为更换刹车片的判断依据，但这已经是最后的底线了。有经验的车主都知道，前刹车片一般行驶到4500公里就要更换了，这样可以使刹车片能用得长一点，后刹车片则一般是到8500公里，另外，如果发现刹车油减少了，那说明你爱车的刹车片该更换了。 笔者在此给读者总结了几款不同类型的刹车片以供车主朋友们参考。 (1)半金属刹车片。半金属片的摩擦性能优良，耐高温持久，布氏硬度适中，使用寿命延长。但是它需要更高的制动压力来完成同样的制动效果，特别是在低温环境中金属含量高对刹车盘磨损大，同时会产生更大的噪音。同时制动热量被传递到制动钳及其组件上，会加快制动钳、活塞密封圈和回位弹簧老化，如果处理不当，热量达到一定温度水平，将会导致制动萎缩和刹车液沸腾。(2)无石棉、低金属刹车片。改进型无石棉、低金属刹车片不同于传统型半金属刹车片，它由一种有机配方与小量的用于导热并提供更好的制动性的铜或钢混合制成，彻底解决了噪音和使用寿命问题，同时具有制动力矩平稳、硬度适中、磨损率低、对偶相容性好、无石棉粉尘污染、使用寿命长等特点。(3)陶瓷刹车片。陶瓷刹车片是目前刹车片行业的顶级产品，它由陶瓷纤维，不含铁的填料物质，胶粘剂，和少量的金属组成的