汽車主動安全、被動安全汽車主動安全、被動安全1培訓內容2023/8/32主動安全技術2汽車安全概述31被動安全技術33車輛4培訓內容2023/7/31http://www.upc.ed2023/8/33據估計全世界每年約有120萬人死于汽車交通事故傷害，受傷者多達5000萬人。

汽車交通事故傷害的經濟損失在低收入國家約占國民生產總值的1%，在中等收入國家為1.5%，在高收入國家為2%。每年全球汽車交通事故傷害的損失估計為5180億美元。汽車安全的意義一、汽車安全概述2010年，全國共接報道路交通事故3906164起，同比上升35.9%。造成65225人死亡、254075人受傷，直接財產損失9.3億。2023/7/31一、汽車安全概述2023/8/34汽車環(huán)境人道路操作活動氣象物理精神制約交通安全主要影響因素經驗素質狀態(tài)路面設施法規(guī)結構性能狀況一、汽車安全概述2023/7/31http://www.up2023/8/352010年，92%的事故死亡人數因機動車駕駛人肇事導致：超速行駛、未按規(guī)定讓行、無證駕駛、逆向行駛、疲勞駕駛等。一、汽車安全概述2023/7/31汽車安全一、汽車安全概述2023/8/36行人安全駕乘人員安全人的安全主動安全被動安全預防事故發(fā)生的安全對策。主要與汽車的制動性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、動力性、信息性以及駕駛員工作條件等相關。事故發(fā)生后，減小事故后果的安全對策。汽車安全分類汽車安全一、汽車安全概述2023/7/31http://ww2023/8/37一、汽車安全概述汽車安全的發(fā)展2023/7/312023/8/38汽車安全發(fā)展趨勢一、汽車安全概述2023/7/312023/8/39二、主動安全技術—動力學控制1.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)1.前輪速度傳感器2.制動壓力調節(jié)裝置3.ABS電控單元4.ABS警告燈5.后輪速度傳感器6.停車燈開關7.制動主缸8.比例分配閥9.制動輪缸10.蓄電池11.點火開關ABS系統(tǒng)可自動調整車輪制動力，保證輪胎與路面間合理的滑移率（15~20%），防止制動時車輪抱死產生滑移，從而使車輛失去控制造成無法轉向和側滑現象，并有效縮短制動距離。2023/7/312023/8/3101.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)制動壓力調節(jié)裝置

二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3111.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)建壓階段（常規(guī)制動）ABS工作過程二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3121.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)保壓階段ABS工作過程二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3131.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)降壓階段ABS工作過程二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3141.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)升壓階段ABS工作過程二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3151.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)升壓保壓降壓ABS工作循環(huán)二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3162.EBD（ElectricBrakeforceDistribution）電子制動力分配控制系統(tǒng)是ABS的輔助功能。EBD能夠在汽車制動時根據車輪載荷的變化自動調節(jié)各車輪間制動力，保證較高的車輪附著力，提高制動穩(wěn)定性。二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/317在車輪部分制動時，EBD功能就起作用，當ABS起作用時，EBD即停止工作。2.EBD（ElectricBrakeforceDistribution）電子制動力分配控制系統(tǒng)二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/318是ABS的一種擴展功能?？设b別汽車的輪子是否失去著地摩擦力，對汽車的加速打滑進行控制。從而更好地利用地面附著力，提高車輛的通過性和行駛穩(wěn)定性。一般在車速40km/

h以下時EDL起作用。常規(guī)制動3.EDL（ElectronicDifferentialLock）電子差速鎖二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/319升壓過程3.EDL（ElectronicDifferentialLock）電子差速鎖二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/320保壓過程3.EDL（ElectronicDifferentialLock）電子差速鎖二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3213.EDL（ElectronicDifferentialLock）電子差速鎖減壓過程二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3224.TCS（TractionControlSystem）牽引力控制系統(tǒng)（ASR、TRC、TRAC、ATC、DTC）是ABS基礎上的擴展。能夠對牽引力進行自動控制，取得最好的牽引效果，防止車輪打滑。二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/3234.TCS（TractionControlSystem）牽引力控制系統(tǒng)CANTCS單元

主缸前輪速傳感器前輪速傳感器后輪速傳感器后輪速傳感器EMSENGINEETCS:發(fā)動機扭矩控制?直接控制型：節(jié)氣門控制?間接控制型：點火正時控制，燃油噴射控制。BTCS:制動壓力控制每一驅動輪單獨控制。適用于低速40km/h以下。同EDL。二、主動安全技術—動力學控制2023/7/312023/8/324二、主動安全技術—動力學控制5.ESP（ElectronicStabilityProgram）電子穩(wěn)定程序ESP包含了ABS和TCS二者的功能。能提高汽車在加速、轉向和剎車時的穩(wěn)定性，降低車輛側滑的危險。ESP的主要組成1.電控液壓單元和ECU2.輪速傳感器3.方向盤轉角傳感器4.橫擺角速度傳感器5.發(fā)動機管理系統(tǒng)2023/7/312023/8/325二、主動安全技術—動力學控制5.ESP（ElectronicStabilityProgram）電子穩(wěn)定程序工作原理ESP在對危急駕駛情況作出反應前，必須獲得兩個問題的應答：從方向盤角度傳感器1和輪速傳感器2得到a答案。a、駕駛者想操縱車駛向哪里？b、車輛實際駛向哪里？從橫擺率傳感器3和側向加速度傳感器4得到b答案。ESP控制單元進行比較a≠b車輛出現危急行駛狀況，需要ESP進行控制調整。a=b車輛行駛情況正常Ⅱ、當車輛出現過度轉向，通過對外弧線前部車輪施加相應的制動，并對發(fā)動機和變速箱管理系統(tǒng)施加控制，ESP可以阻止車輛向內滑移。Ⅰ、當車輛出現不足轉向，通過對內弧線后部車輪施加相應的制動，并對發(fā)動機和變速箱管理系統(tǒng)施加控制，ESP可以阻止車輛向外駛出彎道。2023/7/312023/8/326二、主動安全技術—動力學控制5.ESP（ElectronicStabilityProgram）電子穩(wěn)定程序轉向不足正常方向RR輪制動補償力矩2023/7/312023/8/327二、主動安全技術—動力學控制5.ESP（ElectronicStabilityProgram）電子穩(wěn)定程序轉向過度沒有控制時控制時正常方向FL輪制動產生力矩2023/7/312023/8/328二、主動安全技術—動力學控制5.ESP（ElectronicStabilityProgram）電子穩(wěn)定程序ESP控制框圖2023/7/312023/8/329二、主動安全技術—動力學控制裝備ESP的車型，將同時具有TCS、EDS、ABS功能裝備TCS的車型，將同時具有EDL、ABS功能5.ESP（ElectronicStabilityProgram）電子穩(wěn)定程序2023/7/312023/8/330TCS邏輯覆蓋ESP邏輯（只發(fā)生在驅動輪）即：選擇較低的制動壓力施加在車輪上。與TCS直接介入有所不同的是，此時動力源來自ESP壓力調節(jié)器，否則將破壞液壓系統(tǒng)。ESP邏輯覆蓋ABS邏輯。這是由于ESP系統(tǒng)將產生接近50%的滑移率來穩(wěn)定車輛.（超出ABS20%邏輯控制范圍）發(fā)動機扭矩調節(jié)：如果ESP和TCS都想降低發(fā)動機扭矩，將優(yōu)先采用最大調節(jié)量。ESP與EBC:當ESP工作時，EBC需要介入，則此時EBC起作用，提高發(fā)動機轉速。二、主動安全技術—動力學控制5.ESP（ElectronicStabilityProgram）電子穩(wěn)定程序優(yōu)先原則ESP與其它動力控制系統(tǒng)的關系2023/7/31

汽車被動安全技術

汽車被動安全技術

31

汽車被動安全技術：

汽車安全防護裝置汽車結構安全性§3-1

汽車座椅及座椅安全帶汽車安全防護裝置——汽車座椅及座椅安全帶

——安全氣囊

——安全轉向器

——安全玻璃用途：保護車內乘員免遭傷害或減輕傷害的程度一、汽車座椅圖3-1汽車座椅總成圖1-頭枕總成；2、11-卡簧；3-導管；4-靠背骨架；5-靠背泡沫內芯；6-靠背袋架；7-靠背總成；8-靠背調節(jié)器飾板；9-靠背調節(jié)旋鈕；10-靠背調節(jié)器飾板固定銷；12-座椅滑動襯塊；13-坐墊總成

座椅系統(tǒng)的功能—安全性、舒適性、低成本、質量好，美觀耐用

座椅系統(tǒng)的結構—頭枕、靠背、坐墊、座椅總成固定件汽車被動安全技術：汽車安全防護裝置§3-1汽車座椅及32

座椅的結構座椅系統(tǒng)的組成

骨架—整體式、可翻折式彈性元件褥墊（填料）蒙面調節(jié)機構座椅的結構座椅系統(tǒng)的組成骨架—整體式、可翻折式彈性元件33二、汽車座椅安全帶

安全帶使用效果圖3-2汽車安全帶效果1-無安全帶乘員負傷率；2-有安全帶乘員負傷率3-無安全帶乘員死亡率；4-有安全帶乘員死亡率圖3-3駕駛員與車輛速度的關系v1–碰撞后汽車速度；

v2-碰撞后乘員速度Dv-乘員與車廂內二次碰撞速度——駕駛員負傷率可降低43%~52%——副駕駛員負傷率可降低37%~45%定義：安全帶是主要的乘員約束系統(tǒng)，可限制車輛前方碰撞以及翻滾過程中人體相對于車體的運動，并可吸收部分沖擊能量，達到保護乘員的目的二、汽車座椅安全帶安全帶使用效果圖3-2汽車安全帶效果341.汽車座椅安全帶的分類2.安全帶的組成及各部件的作用

兩點式安全帶（圖a）斜掛式安全帶（圖b）

三點式安全帶（圖c）全背帶式安全帶（圖d）組成:

——織帶、帶扣、卷收器、調節(jié)件

織帶：化學纖維編織，寬50mm；厚1.1~1.2mm。

帶扣：既能把乘員約束在安全帶內，又能快速解脫的連接裝置。

卷收器：在汽車正常行駛時允許止帶自由伸縮，當汽車速度急劇變化時，鎖止機構會保持安全帶束緊力約束乘員。圖3-4汽車安全帶分類圖3-5

汽車安全帶的組成1-外側上部固定點；2-導向板；3-肩帶；4-頭枕；5-腰帶；6-卷收器；7-外側地板固定點；8-內側地板固定點；9-鎖扣；10-插板1.汽車座椅安全帶的分類2.安全帶的組成及各部件的作用35

卷收器的作用卷收器的類型

在安全帶長度不同時，收卷、儲存織帶使用安全帶時，乘員不必調節(jié)織帶長度乘員使用安全帶時上半身的動作比較自如為了提高撞車時安全帶的約束性能，預先將織帶收緊

調節(jié)件：用于調節(jié)織帶使用長度的部件。

無鎖止式卷收器自動鎖止式卷收器緊急鎖止式卷收器

織帶敏感式車體敏感式復合敏感式

應用：緊急鎖止式卷收器圖3-5

汽車安全帶的組成1-外側上部固定點；2-導向板；3-肩帶；4-頭枕；5-腰帶；6-卷收器；7-外側地板固定點；8-內側地板固定點；9-鎖扣；10-插板3.安全帶的使用注意事項

常檢查

一人用

用后收

配座椅

中性洗

護兒童使用好卷收器的作用卷收器的類型在安全帶長度不同時，收卷、儲存織36§3-2

安全氣囊一、安全氣囊設計的基本思想

安全氣囊最大容許時間：從汽車碰撞開始算起，氣囊漲開所需的總時間<100ms,其實際的展開時間大約是30ms，氣囊漲開1s之后就會癟掉，以防止駕駛人員被氣囊窒息。

作用：當汽車受到撞擊急劇減速時，氣囊就迅速膨脹以防止駕駛員身體向前沖擊轉向盤和擋風玻璃。功效：有助于防止碰撞過程中頭/面部和胸部的損害，尤其是在汽車正面碰撞和前側碰撞時，保護作用尤為明顯。汽車安全氣囊系統(tǒng)SRS(SupplementalRestraintSystem)/

輔助乘員保護系統(tǒng)二、安全氣囊的作用在汽車碰撞發(fā)生后,乘員與車內構件碰撞前,迅速在兩者之間自動地打開充滿氣體氣墊,使乘員“撲”在氣墊上,以緩和沖擊并吸收部分碰撞能量,從而達到減輕乘員傷害程度的目的三、安全氣囊的可靠性設置

電源：采用雙電源工作：電源、氣囊電子電路的儲能元件，低電壓小功率的備用電源。器件：高標準、高可靠性：抗干擾、抗老化，主要器件采取降額使用、并聯(lián)冗余等措施，控制軟件應具有自檢功能。§3-2安全氣囊一、安全氣囊設計的基本思想安全氣囊最37四.駕駛員正面氣囊引爆的條件

碰撞方位為正前方或斜前方±30°

碰撞時，減速度≥電腦設定的減速度閾值

汽車遭受側面碰撞超過斜前方±30°時汽車遭受橫向碰撞時汽車遭受后方碰撞時汽車發(fā)生繞縱向軸線側翻時縱向減速度未達到設定的減速度閾值汽車正常行駛，正常制動或在不平路面的道路上行駛時五.安全氣囊不能被引爆的條件六.安全氣囊的工作過程圖3-6汽車安全氣囊的動作過程

（車速度50km/h）四.駕駛員正面氣囊引爆的條件碰撞方位為正前方或斜前方±3038六、安全氣囊系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）七、安全氣囊的組成

前碰撞(相當于>16km/h的速度與剛壁正碰)→傳感器探測信號→氣體發(fā)生器引爆裝置→引爆后快速生成氣體→氣體充入氣囊→氣囊漲開(<0.05s)→吸收乘員向前運動能量→氣囊漲開1s后排出氣體癟掉材料：尼龍6、尼龍66容量：正駕側50L~80L，副駕側120L~160L1.氣袋組成—傳感器系統(tǒng)、氣囊總成、氣體發(fā)生器、系統(tǒng)控制模塊(ACM)及其他附件圖3-7典型安全氣囊系統(tǒng)的組成1-左碰撞傳感器；2-右碰撞傳感器；3-SRS警告燈；4-SRS電器（包括安全傳感器）；5-氣囊組件2.氣體發(fā)生器火藥式:由火箭燃料組成，體積小，氣體轉化率40%。爆炸反應后產生的氣體溫度較高，易產生灼傷，有異味。燃料有毒，易污染。六、安全氣囊系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）七、安全氣囊的組成前碰撞(392.氣體發(fā)生器（續(xù)）3.碰撞傳感器混合式:以氬氣作為壓縮氣體，點火爆炸后壓縮氣體從儲氣罐沖出，充滿氣袋。應用廣，缺點是壓縮氣體膨脹時吸收大量熱量，易造成結霜，氣體溫度降低，膨脹效果不不太理想。

安裝設置：

3~4只碰撞傳感器碰撞傳感器類型：滾子式傳感器、鋼球式傳感器、水銀開關式傳感器、電阻應變式傳感器

功能—檢測、判斷汽車發(fā)生事故后的撞擊信號，以便及時啟動安全氣囊，并提供足夠的電能或機械能來點燃氣體發(fā)生器。滾子式傳感器鋼球式傳感器水銀式傳感器偏心錘式傳感器第三類氣體:氣體轉化率60%~98%，對人體無毒，對環(huán)境無害，利于回收，體積小，易于布置。2.氣體發(fā)生器（續(xù)）3.碰撞傳感器混合式:以氬氣作為壓縮氣40八、安全氣囊的分類——主要針對未系安全帶的乘員設計，無需使用者設定就能處于工作狀態(tài)，18~20km/h發(fā)生碰撞引爆氣囊?！踩珟?氣囊保護系統(tǒng)；<30km/h

安全帶保護，>30km/h發(fā)生碰撞時點火引爆氣囊

分立元件型集成電路型微機控制型

其中電控式還可分為：集中控制式，分散控制式八、安全氣囊的分類——主要針對未系安全帶的乘員設計，無需使用41九、安全氣囊的結構原理1.機械式正面碰撞氣囊的結構原理

工作原理——事故過程中人體與氣囊相互作用過程如右圖示意圖3-8

事故過程中人體與氣囊作用過程示意圖組成：—加速度傳感器、氣體發(fā)生器、氣袋、轉向盤蓋、充氣泵、氣囊組件及固定件圖3-9機械式正面碰撞氣囊結構示意圖特點：—結構簡單、成本低，但是不易使氣囊在最佳時刻點火，抗干擾能力差九、安全氣囊的結構原理1.機械式正面碰撞氣囊的結構原理工42

工作過程6個步驟：—發(fā)生碰撞、傳感器感知發(fā)生碰撞、傳感器球體動作、點火、氣體產生、氣體膨脹氣囊加速度傳感器圖3-10機械式氣囊傳感器工作原理圖3-11駕駛員氣囊發(fā)生器展開圖組成：鎖止彈簧、敏感球、球體導向柱、觸發(fā)杠桿、點火針、點火彈簧、鎖止桿、平衡針、鎖止鉤、平衡彈簧等

工作原理—如左圖示意

氣體發(fā)生器如右圖組成：—安裝板總成、過濾器、混絲過濾器、推進劑、燃燒艙、過濾器擋板、殼體、密封器以及密封墊等工作過程6個步驟：—發(fā)生碰撞、傳感器感知發(fā)生碰撞、傳感器球43

轉向盤安全氣囊圖例

氣體發(fā)生器—點火器和充氣泵等圖3-12

轉向盤安全氣囊總成1-安裝架；2-充氣器外殼；3-轉向盤；4-氣囊；5-引火藥；6-電雷管；7-汽化劑；8-氣囊保護罩；9-濾清器；10-氣囊盒；11-經濟速度開關；12-纏疊電纜圖3-14點火器1-殼體；2-電橋道線；3-點火劑出口；4-點火劑固定器圖3-13駕駛員席充氣泵1-點火器；2-疊氮化鈉；3-增壓濾清器；4-到氣囊的出口；5-充氣泵殼體；6-點火劑氣流中心組成——點火器、充氣泵、氣囊組件及固定件轉向盤安全氣囊圖例氣體發(fā)生器—點火器和充氣泵等圖3-12442、氣囊總成氣囊組件：氣囊由輕尼龍或聚酯纖維布料制成，內層涂有聚氯丁二烯，用以密閉氣體圖3-15乘客席充氣泵1-點火器；2-燃料；3-濾清器；4-蓋；5-氣囊；6-存儲的氣囊中心；7-氣泵圖3-16未展開的氣囊氣囊總成組成：氣囊、氣囊容器、支撐架和底板、充氣器和裝飾蓋

控制儀表板上的安全氣囊檢測燈連續(xù)監(jiān)測安全氣囊系統(tǒng)的各個部件控制安全氣囊系統(tǒng)的診斷功能在汽車碰撞期間，如蓄電池電壓不足，則提供脹開氣囊所需的電能當收到來自傳感器的相應信號時，負責給一個或幾個氣囊充氣

典型的安全氣囊系統(tǒng)控制組件(ACM)組件應具備的功能：2、氣囊總成氣囊組件：氣囊由輕尼龍或聚酯纖維布料制成，內層452、氣囊總成(續(xù))ACM組成：控制模塊、信號處理電路、備用電源電路、保護電路和穩(wěn)壓電路等控制模塊：由A/D轉換器、D/A轉換器、I/O串口、只讀存儲器、隨機存儲器、EPROM和定時器組成

安全氣囊檢測燈護膝板

其他電氣附件：信號處理電路：放大器和濾波器組成備用電源電路保護電路和穩(wěn)壓器安全氣囊系統(tǒng)的ECU2、氣囊總成(續(xù))ACM組成：控制模塊、信號處理電路、備用電463.電子式正面碰撞氣囊的結構原理

工作過程（與機械式氣囊工作過程相同）組成：—加速度傳感器、氣體發(fā)生器、氣袋、轉向盤蓋、充氣泵、氣囊組件及固定件，故障診斷系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、電力供給及儲備系統(tǒng)等氣囊控制系統(tǒng)3.電子式正面碰撞氣囊的結構原理工作過程（與機械式氣囊工474.側面碰撞氣囊距離近：成員位置與汽車側面很近時間短：碰撞后20ms~30ms車門與乘員開始接觸要求反應快：傳感器感知碰撞時間僅幾毫秒，氣囊充氣展開也僅有十幾毫秒

側面碰撞特點：

側面氣囊的分類：

安裝在座椅上的側面碰撞氣囊安裝在車門上的側面碰撞氣囊安裝在車身立柱上的側面碰撞氣囊安裝在車身上的充氣幕簾安裝在車身上的充氣管狀結構等

側面氣囊的類別：

頭部、胸部、膝部、臀部側碰氣囊4.側面碰撞氣囊距離近：成員位置與汽車側面很近側面碰撞特48圖3-20典型的汽車轉向柱系統(tǒng)一、概述圖3-19汽車正面碰撞時轉向柱—駕駛員系統(tǒng)的碰撞關系定義：二、能量吸收式轉向柱的結構原理與設計汽車發(fā)生正面碰撞時，能夠有效地吸收碰撞能量，防止或減少碰撞能量傷害駕駛員的轉向柱叫作吸能式轉向柱轉向柱—駕駛員碰撞關系：首次碰撞:利用轉向中間軸隔絕碰撞影響二次碰撞:利用能量吸收式轉向柱吸收二次碰撞能量及部分慣性能量§3-3

能量吸收式轉向柱1.隔絕首次碰撞影響的對策

方法：通過轉向中間軸的防撞結構來隔絕碰撞影響圖3-20典型的汽車轉向柱系統(tǒng)一、概述圖3-19汽車正面碰撞49

結構措施：結構組成（右圖）：伸縮式轉向中間軸圖3-21伸縮式轉向中間軸圖3-22波紋管式轉向中間軸波紋管式轉向中間軸可斷開式式轉向中間軸1-轉向器；2-下轉向軸；3-上轉向軸；4-轉向盤；5-銷釘結構措施：結構組成（右圖）：伸縮式轉向中間軸圖3-21502.保護駕駛員免受二次碰撞傷害的吸能式轉向柱

應具有以下性能：

在汽車正常行駛時，轉向柱及其中的轉向軸有足夠的強度和剛度以保證正常的轉向力矩傳遞及安裝在其上的其他功能件（如變速桿、組合開關等）正常工作當汽車發(fā)生正撞時，轉向柱系統(tǒng)能夠從車身結構中以機械的方式脫離當汽車發(fā)生正撞時，轉向柱及其中的轉向軸可以被壓縮，并且轉向柱系統(tǒng)中應具有能量吸收原建議吸收碰撞能量

能量吸收原理

材料的彎曲材料的變形接觸摩擦3.吸能式轉向柱設計中應注意的幾個問題

剪斷折斷以上幾種形式的組合2.保護駕駛員免受二次碰撞傷害的吸能式轉向柱應具有以下性51轉向柱駕駛員系統(tǒng)的受力關系

轉向柱安裝角度對吸能效果的影響轉向柱最佳安裝角度取值：21°~22°壓縮行程：>150mm轉向柱系統(tǒng)最小臨界壓縮力：1.1kN~2.5kN轉向柱斷開聯(lián)接盒的分離力：注塑銷的破壞力500N/個吸能式轉向柱除了能夠保證規(guī)定的壓縮變形力外，還要有足夠的抗彎曲強度以提高軸向吸能效果吸能式轉向柱壓縮吸能部分的上、下端應分別連接在車身上強度和剛度有一定差異的部位，以保證壓縮吸能力的傳遞

F2

較大時，會導致轉向柱從車身上脫離

F2增大會使駕駛員胸部所受的碰撞分力加大，是吸能緩沖效果下降討論:當F不變而q變大時，吸能力F1略有下降，而F2

卻大幅上升

能量吸收式轉向柱的主要參數轉向柱駕駛員系統(tǒng)的受力關系轉向柱安裝角度對吸能效果的影響轉52§3-4

汽車結構與被動安全性

汽車碰撞類型：

正面碰撞；側面碰撞；追尾碰撞。車身不同部位剛性對安全性的影響一、汽車碰撞類型及不同部位剛性對其安全性的影響圖3-24汽車碰撞事故的機率分布圖3-26Sigma轎車車身1—車身前部；2—車身中部；3—車身后部圖3-25車身不同部位剛性對安全性的影響§3-4汽車結構與被動安全性汽車碰撞類型：正面碰撞53二、車身結構的有限元分析

模型計算與實測值比較：

有限元模型：圖3-27兩門轎車左側車體有限元模型a）—車身形狀；b）—車身有限元劃分圖3-28撓度的計算值與試驗值1、2—對應前、后軸的位置；3、5—分別指前后縱梁；4—門檻；實線—計算值；虛線—試驗值二、車身結構的有限元分析模型計算與實測值比較：有限元模型54圖3-29兩種情況下邊梁模擬變形情況圖3-30兩種情況下的載荷變化曲線

邊梁模擬變形情況：圖3-29兩種情況下邊梁模擬變形情況圖3-30兩種情況553、車身結構的有關安全措施

吸能式保險杠

吸能車架結構

車身側面和頂部措施3、車身結構的有關安全措施吸能式保險杠吸能車架結構車身56

車身結構安全性設計的主要內容

汽車結構安全性設計的主要原則

車身結構設計必須確保駕駛員的視野和視認性措施：車身布置及結構設計應使車身各支柱，特別是前風窗支柱對駕駛員的視野性妨礙應最小，后視鏡的設計要確保后方視野性的要求三、車身結構安全性設計

汽車車身結構碰撞安全性設計車身碰撞安全性定義：即是減小由于碰撞造成乘員傷害的程度或車身保護乘員的性能

車身結構安全性設計須具備的功能性要求碰撞能量須能被指定結構部位分級吸收，確保乘員生存空間防止碰撞導致的乘員與室內部件的撞擊，減小乘員的傷害碰撞后乘員易于逃生或進行車外救護，避免二次破壞或傷害

汽車被動安全技術：

汽車結構安全性汽車安全防護裝置車身結構安全性設計的主要內容汽車結構安全性設計的主要原則57(一)碰撞安全的車身結構

利用車身前、后部構件的變形有效地吸收碰撞能量，而車身座艙堅固可靠，從而保證乘員的有效生存空間2.

車身變形區(qū)特性1.

車身結構碰撞安全的設計原則

車身前、后部結構要盡可能多地吸收碰撞能量，使碰撞過程中作用于乘員上的力和加速度降到規(guī)定的范圍內

車身前、后部構件在碰撞中產生變形應根據碰撞強度逐級發(fā)生，控制受壓各構件的變形形式，防止車輪、發(fā)動機、變速箱等剛性部件侵入座艙，同時也有利于車身的修復車身座艙結構必須堅固可靠，事故中保證乘員安全圖3-31安全座艙結構圖3-32車身前部碰撞變形的模擬(一)碰撞安全的車身結構利用車身前、后部構件的變形有效地58(二)車身前部結構的碰撞安全性

車身前部正面碰撞時的理想變形特性曲線1.

車輛正面碰撞特性第Ⅰ變形區(qū)：既可保護行人，也可避免低速下車輛的破壞性第Ⅱ變形區(qū)：為相容區(qū)，保證兩車相撞時，具有最佳的能量吸收特性和分布第Ⅲ變形區(qū)：為自身保護區(qū)，用于撞擊固定障礙（如墻壁）時對座艙完整性的保護圖3-33車身前部理想變形特性曲線

結構安全措施：車身前部壓潰變形以吸收碰撞能量，緩解碰撞加速度

加固座艙前壁結構，確保座艙生存空間利用安全帶、安全氣囊保護系統(tǒng)，避免二次碰撞造成的傷害(二)車身前部結構的碰撞安全性車身前部正面碰撞時的理想變592.車身前部結構吸收碰撞能量的機理討論：車身前部的能量吸收能力與碰撞中前部變形部分的結構質量有關，變形部分質量越大，則所吸收的碰撞能量越強

圖3-34(a)變形過程模擬比較（彎曲模式、壓潰模式）

吸收碰撞能量的方式：

彎曲變形、壓潰變形

正面碰撞時，車身前部吸收的能量：

結構形式對吸收效果的影響圖3-34(b)能量吸收效果比較（載荷曲線）圖3-34(c)凸（凹）臺的結構形式2.車身前部結構吸收碰撞能量的機理討論：車身前部的能量吸收60圖3-34(d)前縱梁的有限元模型及變形后的形狀2.吸能結構設計要點

在梁上設置易于軸向壓潰的結構要素，如圖3-35所示

3.加強座艙結構強度的措施縱梁(車架)局部制成波紋管狀

增加梁上彎曲部分的板厚，局部加強控制彎曲變形，設置軸向布置的加強筋圖3-35車身梁構件上設計易于軸向壓潰的結構要素圖3-36碰撞載荷的縱向傳遞提高座艙梁框架的承載能力合理傳遞碰撞載荷（圖3-36叉型或三叉型布置結構）圖3-34(d)前縱梁的有限元模型及變形后的形狀2.吸61圖3-38座艙的加強梁框架圖3-37碰撞時發(fā)動機下移示意(奔馳A級車,1993年)4.防止車輛前部部件侵入座艙內

采取結構措施使剛性部件碰撞時下移，如圖3-37所示

注意：燃油箱的保護

提高側面結構的抗撞擊強度，減小碰撞凹陷變形，保證座艙的完整性