15+汽车主动安全与被动安全结构.ppt

汽车安全与维护之主动安全和被动安全 黄淮学院电子科学与工程系 汽车的车身结构与安全 非承载式车身 汽车具有刚性车架 优点 有独立的大梁 即车架 底盘强度较高 抗颠簸性能好 此外即使四个车轮受力不均匀 也由车架承担 而不会传递到车身上去 缺点 车身比较笨重 质量大 高速行驶稳定性较差 目前轿车基本不用非承载式车身 主要用于越野车 货车和客车 汽车的车身结构与安全 承载式车身没有刚性车架 只是加强了车头 侧围 车尾 底板等部位 车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构 优点 具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度 质量小 高度低 装配简单 高速行驶稳定性较好 整体式车身比较安全 缺点 底盘强度远不如大梁结构的车身 当四个车轮受力不均匀时 车身会发生变形 另外制造成本偏高 汽车的车身结构与安全 一体式侧围 BODYSIDE 是由整体钢板冲压成形的 最大限度的构建起安全的车内空间 防止侧面撞击给乘客带来的伤害属于GOA车身的必备设计理念 GOA车身为GlobalOutstandingAssessmen 世界顶级水准的安全设计 核心技术是具有高强度座舱和冲击能量高效吸收能力的车身结构 目前只有极少数厂家使用一体式体围 汽车的主动安全 为预防汽车发生事故 避免人员受到伤害而采取的安全设计 称为主动安全设计 如ABS EBD TCS ESP等都是主动安全设计 它们的特点是提高汽车的行驶稳定性 尽力防止车祸发生 其它像高位刹车灯 前后雾灯 后窗除雾等也是主动安全设计 ABS 防抱死制动系统 它通过传感器侦测到的各车轮的转速 由计算机计算出当时的车轮滑移率 由此了解车轮是否已抱死 再命令执行机构调整制动压力 使车轮处于理想的制动状态 快抱死但未完全抱死 对ABS功能的正确认识 能在紧急刹车状况下 保持车辆不被抱死而失控 维持转向能力 避开障碍物 在一般状况下 它并不能缩短刹车距离 EBD 电子制动力分配系统 它必须配合ABS使用 在汽车制动的瞬间 分别对四个轮胎附着的不同地面进行感应 计算 得出摩擦力数值 根据各轮摩擦力数值的不同分配相应的刹车力 避免因各轮刹车力不同而导致的打滑 倾斜和侧翻等危险 ASR TCS 牵引力控制系统 汽车在光滑路面制动时 车轮会打滑 甚至使方向失控 同样 汽车在起步或急加速时 驱动轮也有可能打滑 在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险 TCS就是针对此问题而设计的 它依靠电子传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时 这是打滑的特征 就会发出一个信号 调节点火时间 减小气门开度 减小油门 降挡或制动车轮 从而使车轮不再打滑 TCS可以提高汽车行驶稳定性 避免加速过度与甩尾失控的危险 ESP 电子稳定程序 它实际上也是一种牵引力控制系统 与其它牵引力控制系统比较 ESP不但控制驱动轮 而且控制从动轮 它通过主动干预危险信号来实现车辆平稳行驶 如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况 此时后轮失控而甩尾 ESP便会放慢外侧的前轮来稳定车子 在转向过少时 为了校正循迹方向 ESP则会放慢内后轮 从而校正行驶方向 EBA 紧急刹车辅助系统 电脑根据刹车踏板上侦测到的刹车动作 来判断驾驶员对此次刹车的意图 如属于紧急刹车 则指示刹车系统产生更高的油压使ABS发挥作用 从而使刹车力更快速的产生 缩短刹车距离 被动安全 为避免或减轻人员在车祸中受到伤害而采取的安全设计称为被动安全设计 如安全带 安全气囊 车身的前后吸能区 车门防撞钢梁都属被动安全设计 它们都是在车祸发生后才起作用的 安全带预紧式安全带安全气囊 SRS 侧门防撞钢梁 安全带 是为了固定乘员身体以避免发生碰撞而设置的 主要有两点式和三点式两种 两点式只固定乘员的腰部 不能固定上半身 一般不用在前座 三点式在两点的基础上加一根斜跨到肩部固定上半身的带子 固定带子的固定点有三处 它可固定乘员的上半身 提高了安全性 预紧式安全带 当汽车发生碰撞事故的一瞬间 乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带 立即将乘员紧紧地绑在座椅上 然后锁止织带防止乘员身体前倾 有效保护乘员的安全 它除了有普通安全带卷收器的收放织带功能外 还有控制装置和预拉紧装置 它们的功能是当车速发生急剧变化时 能够在0 1s左右加强对乘员的约束力 固定乘员在座位上 最大限度的降低伤害 它也可归于主动安全类 安全气囊 SRS 当车辆前端发生了强烈的碰撞 安全气囊就会瞬间从方向盘内 蹦 出来 垫在方向盘与驾驶者之间 防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上 安全气囊并不是不分大小的碰撞都会出来的 它对正面碰撞的受力和接触面积都有要求的 一般在时速40公里以上的正面撞击 以及车辆中心左右各约30 角的正侧面撞击时 才会感应产生作用 安全气囊 SRS 工作过程 当传感器侦测撞车的强烈程度 传递出信号 气体发生器根据信号指示产生点火动作 点燃固态燃料并产生气体 多为氮气 向气囊充气 使气囊迅速膨胀 当膨胀起来后气囊又立即泄气 防止乘员在撞上它以后反弹回来的二次伤害 安全气囊 无安全气囊 驾驶员未系安全带时的碰撞情形 当汽车以48km h速度发生正面碰撞 90ms时 人体在转向盘接触处受力约90000N 下肢多处骨折 头部和巡捕的手上程度大大超过容许程度 一般来说 死亡在所难免 无安全气囊 前乘员未系安全带时的碰撞情形 但汽车以48km h速度发生正面碰撞时 千册患处造成下肢骨折外 面部受严重损害 胸部损伤相对小些 但头部的损伤导致成员的死亡 无安全气囊 驾驶员系上安全带时的碰撞情形 当汽车以48km h速度发生正面碰撞时 驾驶员头部受伤较重 胸部由于被安全带约束 可产生近10000N的力 造成胸骨和肋骨的骨折 有安全气囊 驾驶员未系安全带时的碰撞情形 但汽车以48km h速度发生正面碰撞时 向前快速运动的人体充分与安全气囊作用 释放能量 作用在安全气囊上的力约为10000N 转向轴所受的分力约为9000N 切向分力约为6000N 安全气囊将人体头部和胸部同驾驶室前部结构 如风挡 转向盘 隔开 避免了头部和胸部的原种损伤 2 2安全气囊系统的组成 1安全气囊系统控制原理 2安全气囊动作过程 单位 ms 在40ms内 安全气囊打开的过程 人体还没有前移 安全气囊动作过程 3安全气囊的有效范围 在下列情况下 正面气囊不会引爆充气汽车遭受侧面碰撞超过斜前方 30 角时 汽车遭受横向碰撞 汽车遭受后方碰撞 汽车发生绕纵向轴线侧翻 纵向减速度未达到设定阈值 所有传感器都未接通或SRSECU内部的防护传感器未接通 汽车正常行驶 正常制动或在路面不平的道路条件下行使 五 安全气囊的发展 价廉 无毒的气体发生器并降低对环境的污染 智能化的感应系统以及电子控制系统 通用性以及对环境的适应性 避免气囊带来的附加伤害 先进的数字模拟与设计技术 安全气囊的智能化 它通过增加传感器 探测乘员是儿童还是成人 以及坐姿及安全带状况 然后经计算机分析 合理控制安全气囊展开的时间和强度 以减少安全气囊对人员的意外伤害 这种智能安