华北水利大汽车安全工程课件03汽车主动安全性

汽车主动安全性PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

第三章汽车主动安全性操纵安全性24概述1SHANDONGJIAOTONGUNIVERSITY行驶安全性感觉安全性3概述由车辆技术性能不良引起的交通事故比例并不大，但这类事故一旦发生，其后果一般都是比较严重的，这类事故的起因通常是由于制动失灵、机件失灵和车辆装载超高、超宽、超载及货物绑扎不牢固所致。另外，车辆行驶过程中，各种机件承受着反复交变载荷，当载荷超过一定数量时就可能突然发生疲劳而酿成交通事故。据国内外交通事故的统计表明,由于车辆本身因素造成的交通事故,在工业发达国家占5%左右,在发展中国家占10%左右。影响机动车安全性能的主要因素有转向、制动、车轮与轮胎、灯光与喇叭等装置。因此，提高汽车的主动安全性对预防事故的发生具有积极的意义。3.2汽车行驶安全性

汽车的行驶安全性是指汽车的装备保证汽车运行安全，同时具有最佳动态性能的能力。即：有良好的制动性能、操纵稳定性、动力性、通过性。3.2.1汽车动力性汽车的动力性主要由三方面的指标来评定:汽车的最高车速；汽车的加速时间；汽车的最大爬坡度。上述三项动力性评价指标都可通过汽车动力性实验获取。从式（3-1）可以看出：（1）汽车的动力因数仅取决于汽车发动机发出并传到驱动轮的驱动力、汽车的空气阻力及汽车总重。（2）汽车只要有相等的动力因数，在旋转质量换算系数相等的情况下，则不论汽车的重量等其它结构参数有何不同，都能克服同样的坡度或产生同样的加速度。（1）原地起步加速时间1）0～100km/h的加速时间飞度1.5L12.0s红旗CA746010.5s奥迪A87.0s宝马7506.6s奔驰S6006.5s2）静止到400m或静止到1km的冲刺时间奥迪A61.8T静止到400m冲刺时间7.9s

静止到1km冲刺时间33.4s（2）超车加速时间汽车的最高车速和爬坡能力直接影响到汽车的“持续车速”，在高速公路上行驶的汽车应具有符合规定的持续车速，否则将干扰正常车流，极易诱发交通事故。另外，加速能力直接关系到汽车超车时的并行时间，并行时间太长也易诱发恶性交通事故。3.2.2汽车制动安全性汽车的制动性能是指汽车行驶时，能在短距离内停车且维持行驶方向稳定，在下长坡时能维持较低车速的能力。汽车的制动性的评价指标有：(1)制动效能。(2)制动时的方向稳定性。(3)制动效能的恒定性。可以看出，决定汽车制动距离的主要因素是：驾驶员的反应时间、制动系起作用时间、制动器制动力、附着力和制动的初始车速。1.制动过程1）制动效能汽车制动效能的评价指标为制动减速度和制动距离。制动距离是指汽车速度为v0

时，从驾驶员踩到制动踏板开始到汽车停住为止所驶过的距离。制动减速度与制动器制动力及附着力有关。2.制动效能及其恒定性当制动器制动力小于附着力时，最大制动减速度为

当有一轴车轮即将抱死，另一轴车轮未抱死，则滚动压印制动时的最大制动减速度为当所用车轮抱死滑移时，，最大制动减速度为可见，车轮全部抱死时得到的最大制动减速度小于滚动压印制动时的制动减速度，故车轮全部抱死的制动效果差于滚动压印制动效果。ABS2)制动效能的恒定性制动效能的恒定性分为制动效能的热稳定性和水稳定性。案例：原因：根据技术检验部门鉴定，车辆驶过6公里、平均坡度为5.25％的长坡，并连续使用制动，增加了制动蹄片和制动鼓的滑磨时间，使制动鼓温度升高，产生热衰退现象，制动失效。制动器的热衰退与制动器摩擦副材料和制动器结构形式有关。3.制动方向稳定性制动时汽车的方向稳定性是指汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。

1)汽车的制动跑偏汽车制动时自动向左或向右偏驶的现象称为制动跑偏。什么原因会引起制动跑偏？(1)汽车左右车轮，特别是前轴左右车轮制动器制动力不相等。(2)悬架系统与转向系统运动学上的不协调。(3)汽车质心位置的左右不对称。

2)汽车的制动侧滑、甩尾及前轴转向能力的丧失汽车的制动侧滑是指制动时，汽车的某一轴或双轴发生横向移动的现象，最危险的情况是在高速制动时，发生后轴侧滑。此时，汽车易发生不规则的急剧回转运动而失去控制。影响制动侧滑的因素有：路面附着系数、车轮抱死及抱死顺序、制动初速度、载荷及载荷转移、侧向力源。一般而言，侧向附着力越大，汽车的方向稳定性越好，可操作性亦越好。反之，当侧向附着力很小时，驾驶员就无法按照自己的意图操纵汽车，或汽车完全失去控制，导致发生严重交通事故。附着系数的数值主要取决于道路的材料、路面状况、轮胎结构、胎面花纹和车速等因素。

侧向附着系数越小，越容易侧滑。汽车前轴抱死和后轴抱死对汽车侧滑的影响是不同的。

前轮先抱死滑移，后轮滚动，汽车处于稳定状态，但是汽车失去转向能力。汽车前轮滚动，后轮抱死滑移，汽车将会发生甩尾，这时汽车处于不稳定状态。

前、后轮的抱死顺序是由前、后制动器制动力的分配决定的。

制动时会发生载荷向前转移现象，因此后轮容易抱死。如果改变前、后轴的制动力分配，可达到前轮先抱死的目的。汽车制动过程中，重心会前移，因此必须在前轮上加比后轮大的制动力，一般是前轮70%后轮30%，才能保证车辆的制动效能。同时，汽车设计过程中，为了防止紧急制动的时候甩尾跑偏，在没有ABS的情况下，制动力先作用于前轮，因为前轮先抱死而后轮继续转则不会甩尾。

前、后轮抱死顺序可由前、后制动器制动力的分配而改变，在进行制动力分配时，为了保证汽车制动的方向稳定性，首先不能出现后轮比前轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑。另外还应减少前、后轮都抱死，以维持汽车的转向能力，这样最理想的制动力分配是保证前、后轮都不抱死，即采用ABS系统。汽车的操纵稳定性包含相互联系的两个部分：一是操纵性；二是稳定性。操纵性是指汽车能够确切地响应驾驶员转向指令的能力，稳定性是指汽车受到外界扰动(路面扰动或突然阵风扰动)后恢复原来运动状态的能力。它是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能。被人们称为“高速车辆的生命线”。3.2.3汽车的操纵稳定性驾驶人员觉得操纵稳定性不好的汽车一般有如下表现：①发飘。②迟钝。③丧失路感。④失去控制。从车辆方面考虑，影响汽车操纵稳定性的因素：（1）汽车总质量大小、转动惯量及轴荷分配；（2）轴距与轮距；（3）悬挂系统的导向机构；（4）前轮定位参数；（5）轮胎的侧偏特性；（6）转向盘的力特性及转向系的刚度；（7）车辆空气动力学特性；（8）其他，如车轮动平衡、路面摩擦系数等。另外，还受到路面特性，如道路不平度、纵向和横向的坡度、左右车轮附着差异、环境因素(如横向风)以及驾驶员操作技能等使用因素的影响。3.2.4汽车通过性汽车通过性是指汽车能够以足够高的平均车速通过各种坏路、无路地带及各种障碍的能力。坏路、无路地带指松软土壤、沙漠、雪地、沼泽等松软地面及坎坷不平地段。障碍：指陡坡、侧坡、台阶、壕沟等间隙失效:汽车越野行驶时，会出现汽车被地面托住而无法通行的情况。防止间隙失效的汽车几何通过性参数主要有：(1)最小离地间隙；(2)接近角、离去角；(3)纵向通过角。h越大，无碰撞通过凸起能力大。h越大，顶起失效的可能性越小。越大，越不易发生触头失效。越大，越不易发生托尾失效。汽车类型最小离地间隙（mm）接近角（°）离去角（°）轿车轻型、微型中级、高级120~180130~20020~3020~303~55~8货车轻型中型、重型180~220220~30020~3025~302~44~7大客车小型中型、大型180~220240~2908~308~125~9

越野车

36~601.9~3.63.3汽车感觉安全性汽车感觉安全性是指在汽车上设置特有装备或考虑一定的特殊要求，如照明设备、声响报警装备、驾驶员的直接和间接视线，便于驾驶员能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。照明设备汽车视野3.3.1汽车灯光据统计：全世界每年死于交通事故的人数估计超过50万人，伤1000万人以上，而夜间发生的交通事故大约是白天的3倍，具有良好照明条件道路上交通事故只是没有照明或照明条件不良道路的30％。因而，改善汽车灯光产品的品质，对提高汽车的感觉安全性具有重大意义。1．功能：主要功能是照明、指示预告、警示预告。2.分类车辆前端照明：近光/远光前照灯、雾灯、辅助行驶灯、转向灯、驻车灯和侧向标志/间距灯(宽车)。后端照明：停车灯、尾灯、转向灯、驻车灯、间距灯(宽车)、倒车灯和牌照灯。车辆内部照明信号设备前照灯汽车前照灯的主要作用是照亮道路，分近光灯和远光灯。日间行车灯

它的功效不是为了使驾驶员能看清路面，而是为了让别人知道有一辆车开过来了。因此这种灯具不是照明灯，而是一种信号灯。行车开启头灯，可降低12.4%的车辆意外，同时也可降低26.4%的车祸死亡机率。总之，白天行车灯的目的就是为了交通安全。但是，夜间不能只开日间灯。欧盟规定,新造轿车和小型货车从2011年2月7日起开始强制实行昼间行车灯,卡车和巴士自2012年8月开始实行。有些国家要求车辆必须安装日间行车灯，白天开启日间行车灯有助于交通安全，日间行车灯随车辆启动而启动，到夜晚大灯开启后日间行车灯会自动关闭，在我国该项配置已逐渐出现在某些轿车上，不过不作为强制政策执行。尾灯LED转向刹车灯对于车辆的内部照明信号设备应优先方便使驾驶员接触与操纵各种开关，以及在车辆工作状态下能向驾驶员提供必要的信息，使驾驶员分心驾驶的可能性尽量小。驾驶员必须处理不断增加的信息流，这些信息源于车辆本身、其他车辆、道路及无线电通讯设备，以符合人机工程学要求的方法适当地布置显示和指示设备，便于将所有信息转递给驾驶员，对于从容和安全驾驶是非常重要的。汽车的转弯指示灯、倒车灯、雾灯、示廓灯、尾灯和牌照灯等主要是起到指示预告的功能，其中倒车灯在车辆倒车挂入倒车档时自动开启，雾灯主要是在迷雾天、雨雪天（夜间）时开启使用，示廓灯、尾灯、牌照灯在开启前照灯的同时亮灯。具有警示预告功能的灯光主要有刹车灯和危险警示灯。其中，当驾驶员踩刹车的时候车尾刹车灯（红色）自动开启，警示后车注意减速避让；危险警示灯（黄色双跳灯）主要是向其他机动车、非机动车、行人警示预告本车具有危险紧急情况，请注意避让。3.3.2汽车视野驾驶员在驾驶过程中，有80％的信息是靠视觉得到的，确保良好的视野是预防交通事故的必要条件。1.汽车驾驶员眼椭圆汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按自己的意愿将座椅调整到合适位置，并以正常的驾驶姿势入座后，其眼睛位置在车身坐标系中的统计分布图形呈椭圆状，因此被称为驾驶员眼椭圆。

眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科学的视野原点基础，可以作为汽车视野校核的基准。第95百分位数，就是说在这群人中有95%的人低于或等于某个数值，而只有5%的人高于这个数值的。

2.视野种类及其要求按是否利用后视镜分直接视野和间接视野.按行车方向分前方视野和后方视野。直接视野间接视野前方视野分：单眼视野双眼视野两单眼视野周边视野3.前方视野汽车前上方视区界限受前窗上横框位置的限制，SAE要求上方视区大小应保证在十字路口处能看到信号灯，同时还要能够避免太阳光线等的刺眼作用。因此，为了看清信号灯所需的最小视角，取决于汽车制动后车头距信号灯的距离，该距离必须保证驾驶员能够看清信号灯的变化情况。3.前方视野根据图3-18，制动距离与前上方最小视角之间的关系：（3-6）式中：a——前上方最小视角，；

h——驾驶员眼睛距路面的高度，m；

S——可能的制动距离，m；

L——驾驶员眼睛与车头之间的距离，m；

H——信号灯的高度，m。看清信号灯必须的最小上方视角车速（km/h）最小上方视角2018°406°40’603°22’802°汽车前下方视区的合适值应该综合考虑车速、车辆类型、使用条件等方面的影响因素确定。研究表明，汽车行驶速度越高，越不希望前下方视野大；然而如若前下方视野过小，会使盲区扩大，不利于驾驶员对前方障碍物的观察，且会使速度感变差。在高速公路上，车速一般可达l00km／h，这时最合适的前下方视区界限为最近可见路面点位于车前方8.2m处，在山区道路上平均车速为50km/h时为3.2m，市内道路上平均车速为40km／h时为2.8m。从车辆运行的要求来看，后视镜大体应满足以下几点：(1)在公路，特别是高速公路多车道超车或换道行驶时，通过内外后视镜(包括侧下视镜)可向驾驶员提供左右两侧及后方的交通状况信息。(2)繁华市区行驶时，车内外后视镜、下视镜可向驾驶员提供汽车周围行人、自行车、摩托车、各种障碍物及其交通情况的信息。(3)汽车倒车时，驾驶员通过内、外后视镜可观察到汽车后部、侧面的障碍物及交通状况。图3-16内后视野图3-17外后视野4.后方视野5.提高和改善汽车视野的措施1）车身设计汽车的车身结构必须确保在行驶过程中，驾驶员能确认道路、交通标志、其他车辆和行人的动态等，为此，在车身结构设计时，可采取以下对策：(1)扩大风窗玻璃的有效透明区的面积；减少风窗玻璃倾角并尽量使之靠近驾驶员的眼睛；前后风窗玻璃向两侧包围。

(2)减小风窗立柱的投影长度。

(3)对于载货汽车，尽量减低发动机盖的高度，减少发动机盖的伸出长度，以确保驾驶员的视线有足够的前方倾斜角和视野。2)座椅布置驾驶员的视线是从其眼点发出的，不同驾驶员眼点的共同基点是驾驶员座椅，完全一致的车身结构，会因座椅的不同布置方式，其视野性能会有较大差异。所以驾驶员座椅布置也是确保良好视野的重要一环，必须高度重视。为了使驾驶员座椅的位置与车身相匹配，在保证驾驶员上下方便性及乘坐舒适性的前提下，减少座椅座垫与靠背的倾角，布置座椅靠近汽车前端，选择适当的座椅高度，在与总布置不发生干涉情况下，将座椅靠近中间一些。3)气候适应性设计如现在汽车上几乎都装备了的风窗玻璃刮水器、洗涤器、除霜装量、除雾装置、遮阳板等。此外，后窗增加电热丝，侧窗安装除霜器、安装电热式后视镜、安装能根据降雨情况变化而自动动作的刮水器等。4)后视镜的技术参数后视镜曲率半径的选择很重要，曲率半径过大，不能给驾驶员提供足够的视野范围；曲率半径过小，视野范围开阔，但失真率过大，反而使驾驶员无法判断真实情况。现在可以采用变曲率半径设计，对于反射路面的镜面，采用大的曲率半径，以保证物体清晰和较强的真实感；对于反射路旁景物的镜面，采用小的曲率半径，以得到更大的视野范围。双曲率后视镜在后视镜外侧约1/3的位置会有一条虚线。虚线以外的曲率半径较小，主要用来观察车身侧面较远位置的情况，虚线以内，曲率半径较大，用来观察车身侧面较近位置的情况，两种曲率的结合可以尽量减少后视镜的盲区。

蓝镜一般后视镜用的都是铬或者银、铝作为反射材料，银和铝的反射率较高，如果后视镜中有强光源的话，比如太阳或者后车的灯光，很容易使驾驶者产生炫目感，影响行车安全。铬镜能解决炫目的问题但反射率较低，夜间的视觉会稍暗，因此德国人发明了蓝镜。

『宝马3系的蓝镜』

5)显示的识别性(1)车内环境的识别性，主要指仪表的布置、形状、显示方式、照明等应保证各种信息的良好识别。在布置时，应避免出现转向盘、操纵杆等挡住仪表显示盘的情况，同时，也要避免仪表及仪表座等妨碍前方视野。(2)车外环境的识别性，主要指道路、车辆、行人以及与交通有关的标志等。依据人眼对色彩感觉程度，应把车外环境中有关物体表面设成易看清或发现的色彩，如警告标志用对比效果强烈的黄底黑字、禁令标志应采用更显眼的红色。6)与灯光的匹配合理地调整光束，使前照灯尽可能多地照亮驾驶员视线可及的路面，避免出现前照灯灯光的可照亮区是驾驶员的视野盲区，而视野范围内的路面，灯光光线又不可及的情况出现。

7)驾驶员的视力驾驶员是用视觉得到交通环境和车辆自身的信息。统计数据表明：正常的视力或视力进行适当的矫正后，会使交通事故大幅度降低。视力安全运动的极限速度安全感视力安全运动的极限速度安全感1.050km/h安全、舒适0.520-30km/h产生危险感，小心驾驶0.7530-50km/h产生不安全感0.2520km/h有显著危险