主动安全性和被动安全性课件

为充分发挥轮胎与地面的潜在附着能力，全面满足制动要求，在高级轿车及载重货车上安装制动防抱死装置，简称（ABS）。从而在紧急制动时，μ↑，μ侧↑，S↓，方向稳定性↑。

ABS(AntilockBrakingSystem)——在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车的方向稳定性和转向操纵性，缩短制动距离的安全装置。防抱死装置一般有三部分：传感器、控制器、压力调节器。传感器：感测车轮运动参数；控制器：分析传感器参数，当车轮将要抱死时发出脉冲信号使压力调节器起作用；压力调节器：调节分泵压力，减少分泵压力防止抱死，当车轮转速增加时又恢复制动。

注意：正常制动时——防抱死装置不起作用；紧急制动时——防抱死装置起作用汽车主动安全性——制动防抱死装置(ABS）

3.910037.256.7162.75100湿7.73508.29.2541.8100干SS减小SVo混凝路无ABS有ABS试验条件

例：某型号轿车装有ABS时以角加速度为控制变量的试验结果。ABS的液压原理车轮抱死过程1、抱死过程假设1）因抱死过程很短，忽略车速的降低，即V=常数；

2）车轮载荷Fz=常数；

3）附着率—滑移率曲线按稳定曲线处理（两段直线）；

4）制动器摩擦力矩与时间呈线性关系。分析抱死过程为：滑移率在0~Sc范围内变化时，增加缓慢；角速度ω缓慢降到ωc；角加速度很快下降到ωc，并保持稳定；滑移率在Sc~1范围内变化时；滑移率Sc很快增大到1；角速度ωc很快减小到0；角减速度曲线急降到0，制动不稳定。2.车轮抱死过程——在该角减速度时，达到附着系数μh，ABS应该开始工作

t——在这段时间内，必须由ABS控制，防止车辆进入滑移状态。t与车速、ωc有关，约有百分之几秒到十分之几秒。制动距离不是车轮制动性能的唯一标准，还要保持转向能力和弯道行驶的稳定性。故车轮除了制动力B之外，还必须承受侧向力Fy控制过程是波动的，μ和s也是变化的。平均附着率

波动越小，ε值越接近于1。2.车轮抱死过程为保证能够承受侧向力，应s<sc

；ε值约为0.93

2.车轮抱死过程汽车被动安全性一、车辆事故分析和被动安全性分析方法一、车辆事故分析和被动安全性分析方法1.车辆事故分析客车碰撞方向分析撞车速度分析事故中人员伤害分析汽车和自行车及行人碰撞事故分析

Ns——事故中死亡人数；

Nsh——事故中受伤人数。也可用每百万居民、每百万公里行程、每百万部汽车的事故死伤人数表示。2.被动安全性评价指标1）事故的“严重性因素”F一、车辆事故分析和被动安全性分析方法2）事故的“危险系数”kNq—轻伤人数;Nz—重伤人数；Ns—死亡人数；N0—未受伤人数；k1、k2、k3—加权系数。一、车辆事故分析和被动安全性分析方法二、内部被动安全性1.安全车身安全措施：前部——做成摺叠区（变形行程约为500—600/700mm），其变形力应满足梯度特性。二、内部被动安全性后部——也作有摺叠区（变形行程约为300—500mm），备胎位置、油箱位置、行李箱盖等。侧向——车门、铰链、门锁机构需具有一定的承受碰撞能力。车门不可自行打开。安全带和安全气囊（1）安全带：一种系拌式被动安全装置。有二点式、肩带式、三点式、四点式和特殊安全带，见下图。注意：碰撞的加速度很小时不起作用，不能保护胸部和头部。2.限制乘员位置（2）安全气囊组成：碰撞探测点火系统、气体发生器和气囊三部分。碰撞探测点火系统——压电式加速度传感器和点火控制电路组成，15ms内完成信号识别和点火；气体发生器——有气体发生剂、电点火管、过滤网等组成；气囊——一般选用抗拉强度较高的尼龙材料，内层涂有氯丁橡胶。内装安全阀，防止充气时产生过大的压力而挤伤驾驶员。2、智能安全带和气囊系统（1）常规安全带和气囊系统的设计用来对付严重事故，若在一些并不严重的事故中，系统反映过渡，反而造成不必要的伤害；（2）智能安全带和气囊系统采用可变容积的气囊和带两级预张紧器的新型安全带，能够按照程序判断撞车事故的严重程度不严重时，第一级预张紧器拉紧安全带，同时计算机系统计算出充气量的多少；

事故严重时，第二级安全带张紧器被触发，并能自动识别乘客的体重、体态、高度、座位是否有人以及安全带使用情况的差异。安全气囊——

3.消除部件致伤因素

在乘员幸存空间内保证没有致伤部件。

仪表板下部安装膝部缓冲垫；转向盘采用弹性有波纹的结构，转向柱能够弯曲或伸缩；内饰材料应软化，并应不易燃烧。三、外部被动安全性1.轿车与行人“一次碰撞”——车接触人，人被加速。“二次碰撞”——车已制动，人撞到路面上。“三次碰撞”——人被车碾压。应设计合理的保险杠2.载货汽车的外部被动安全性前部——下图各尺寸后部——保险杠，离地高度380-560mm四、被动安全性试验要求：试验应能再现典型的公路撞车事故。测量：车辆变形、减速度及负荷，人体有关部位的负荷及变形（用假人）。实车碰撞法壁撞车或车撞壁。用电机牵引或用牵引车牵引试验车加速。2.模型撞车法——新车设计阶段采用。模型车与样车比例1:2。3.部件试验——采用静态加载或冲击的方法检测强度及耐久性。4.试验用模拟人——研究车内人员受伤害的部位及程度。四、被动安全性试验第四章思考题1．汽车安全性能主要包含哪些内容？2．什么是汽车的制动性能、制动稳定性？3.充分理解汽车的制动力分配曲线4.汽车的被动安全性电子控制制动系统（EBS)

主要用于载货汽车的气制动系统；装置EBS的货车的制动距离比仅装ABS的货车缩短15%，它与ABS完全兼容，最大特点是缩短制动系统的反应时间。ABS是在极端情况下才会控制制动，而在部分制动时EBS可单独控制每个制动缸的压力，反应时间短，确保在任一时间得到正确的制动压力。辅助制动装置主要用于经常在山区公路上行驶的汽车、赛车、车流密度大的城市道路上行驶的车辆、大型客运车辆等。类型：主要有发动机排气制动和缓速器。（1）发动机排气制动：通过停止对发动机供油，由汽车驱动轮和传动系带动发动机曲轴继续旋转来消耗汽车动能，从而使汽车减速，这种方法只能用于车速较低而发动机转速较高的情况。（2）电磁缓速器：在不使用或少使用行车制动器的条件下使车辆速度降低或保持稳定，但不能将车辆紧急制动。主要由固定不动的定子和与传动轴连接的转子组成。优点：安全、成本低、安装简单。操作：手控开关或制动踏板，有一个静止档位和几个工作档位，每个工作档位输出不同的制动功率。测距系统该系统能够按照汽车自身的速度确定汽车前后的车辆和行人的安全距离，如果有车辆和行人进入汽车的预警区，则通过声音或灯光发出警告，以让驾车者采取行动。如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便启动紧急制动装置。测距系统工作原理：测距传感器（利用光线、激光或超声波）测得汽车与障碍物间的距离，ECU接收到该距离信号以及车速传感器、车轮转角传感器信号后，计算出该行驶汽车和前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告会车、超车的信号或显示前方物体的距离。摄像系统一般由摄像头和安装在车辆内部的显示器组成。摄像头一般安装在车辆的两侧和后部，车辆前部装有显示器，可以让驾车者消除视野盲区，在倒车和转弯时可以及时看到车辆和行人。如果装有红外线摄像系统，即使在夜间没有灯光的情况下驾驶员也可以看到车辆和行人。防追尾碰撞（测距系统与摄像系统应用实例）（一）系统用传感器CCD照相机激光雷达超声波传感器电磁波传感器（二）防追尾碰撞控制系统（1）组成——行车环境监测、防碰撞预测和车辆控制三部分。行车环境监测——由测量车间距离和前面车辆方位的激光扫描雷达及能够判定路面状况的道路传感器组成。防碰撞预测——第一步是进行路径估算，即从激光扫描雷达所获“距离与方位”的大量数据组中抽取有用数据，第二步是进行安全危险判定。车辆控制——由安全/危险预警信号控制的自动制动操作机构，配有ABS，并采用高速电磁阀进行纵向加速度反馈控制。汽车导向（导航）与全球定位系统（GPS)该系统能自动显示地图、目的地的方向和距离，还能显示交通流量等信息为车辆指示最佳行驶路线，最重要的是它能自动显示该车的位置，当发生意外时，及时向控制中心发送信息，使车内乘员及时得到救援。1）组成——一台微型电子计算机、方位传感器、显示器。2）主要功能——①按照要求制定行车计划，并能随时确定具体方位；②遇到交通异常情况，它能自动重新设计路线，并在显示屏的地图上显示各种交通状况，甚至可以呈现出前方道路的实际图像；③多语种的语言提示；④提供相关服务信息（包括汽车没有人力协助的意外事故等）。前照灯自动调光系统汽车前照灯灯光自动控制系统，是指能自动地依照汽车外界环境光线的强弱，使前照灯及时且迅速的点亮；夜间行车，当两车相遇或接近会车时，也能自动将前照灯的远光变换成近光或将近光变换成远光。该系统用一种测量交通状况的雷达和摄像机探测迎面的车辆并自动调节灯光，自动提供最佳照明，避免了远近光的调整，在弯曲的路上也能将灯光调整到最佳可见度，采用三光束技术，降低了灯光的眩目性，避免妨碍对方驾驶员视线。安全汽车座椅在发生碰撞时，该座椅的头托能在瞬间向前移动5cm，防止驾驶员的头猛烈后撞，并且座椅靠背上的金属板也同时动作，不让身体突然靠上去，以免头部受伤。目前还发展了电子控制的自动座椅，它能自动适应不同体形的乘员乘坐舒适性要求。该座椅的调整装置除能改变座椅的前后、高低、靠背斜度及头枕的位置外，还能存储座椅位置的若干个数据，只要乘员一按按钮，就能调出各个座椅的位置信号，若不符合存储数据的乘员乘坐，汽车便发出蜂鸣声响信号。翻车警告系统据不完全统计，美国每年死于交通事故的50%的驾驶员是由翻车事故导致的。其主要原因是车速过快。翻车警告系统由传感器、控制器和执行机构组成。传感器监测车辆转弯的速度，若发现速度过快，则控制器发出警告让驾驶员减速，若不行，则通过执行机构将发动机的转速降低，该系统还可启动一个发动机制动系统。儿童安全装置主要指儿童安全带和儿童座椅。因为儿童的的身材比例与成人不同，并不是成人身材的简单缩小。据试验结果显示，一个20kg的儿童，在发生撞击时，体重可达2t，是根本抱不住的。防止驾驶员打瞌睡系统该系统通过一个摄像