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1、. . . .引 言汽车经过120多年的发展，已成为人类必不可少、最主要的交通工具。汽车在给人类带来极大方便的同时，也给道路交通带来了很大的安全问题。随着汽车保有量的日益增加，车辆事故和因车祸伤亡的人数也在不断增加，已成为一个不容忽视的社会问题。人们对汽车安全性能的要求越来越高，为满足人们对汽车安全性能要求日益增加的需求，越来越多的先进技术被应用到汽车安全装置上。第一章 汽车安全技术的发展过程1.1汽车安全技术的概述汽车发展的历史就是汽车安全性能不断提高的历史，而汽车安全技术的发展过程也是汽车安全性技术法规发展和完善的过程。1.1.1交通事故的定义我国定义道路交通事故为：“凡车辆、人员在特定道
2、路通行过程中，由于当事人违反交通法规或依法应该承担责任的行为而造成人、畜伤亡和车辆损失的交通事件。”有车辆参与是定义交通事故的前提条件，确保汽车安全是减少事故的主要环节。1.1.2 汽车安全的概述（1）汽车安全是伴随着汽车的发明而出现的，是汽车发明的必然产物。1769年世界上第一起汽车安全事故发生。1858年英国开始实施世界上最早的道路交通法。随着汽车保有量的增加，道路交通事故已成为世界性的社会问题。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！（2）汽车安全主要取决于车、人和交通环境三大要素。首先汽车的可靠性要高、安全性能要好；其次参与交通行为的人员要掌握交通安全知识、遵
3、守交通法规；此外交通环境（道路、交通设施、法规管理）的好坏和完善与否，对确保汽车安全也有不可忽视的作用。（3）汽车安全性的分类：一般按照交通事故发生的前后加以分类：在交通事故发生后尽量减少交通事故和司乘人员直接受害程度，保证司乘人员和行人的安全，这种安全称为被动安全，也称为冲突安全。在交通事故发生之前采取安全措施，以避免交通事故的发生，这种安全称为主动安全，也称为预防安全。1.2汽车安全法规汽车安全法规，经不断修订或追加项目，变得越来越严格和完善了。在美国，1966年起由运输部DOT和国家公路交通安全局NHTSA主管联邦动车安全法规FMVSS的制订和监督实施。FMVSS分为三个系列100系列为
4、预防事故发生，200系列为碰撞过程中的乘员保护或减少伤害，300系列为减少事故后的灾害。作为整车碰撞最终试验的法规标准主要有u三项指标：汽车乘员碰撞保护（FMVSS.208）,防止转向机构对驾驶员的伤害（FMVSS.204）：汽车碰撞时燃油泄漏（FMVSS.301），这些法规均要求整车以48.3km/h的车速正面碰撞固定壁，然后进行各种测量分析。美国执行FMVSS使得汽车事故死亡人数减少了20（约一万人），取得的效果是相当明显的。继美国的FMVSS之后，欧共体、日本、澳大利亚、加拿大等国也相应公布了自己的法规。欧洲各国在很久以前就开始实施各自的车辆法规及其汽车型式认证。二战后，欧洲各国为消除贸
5、易上的障碍，大力推行法规的国际化。制订了作为统一法规的EEC指令和ECE法规。欧洲经济委员会ECE法规由各国任意自选，没有强制力。欧洲经济共同体EEC指令则作为成员国统一的法规，具有一定的强制力。日本制订了道路运输车安全标准和新型汽车审查标准，后来也不断参照FMVSS和ECE进行修改和补充。1968年由澳大利亚运输咨询委员会ATAC的各分委会制订了澳大利亚设计法规ADR。加拿大汽车安全标准CMVSS基本上与黄国FMVSS相同是关于车辆及车辆零件安全的法令。我国继1989年制定的GB/T11551-89“汽车乘员碰撞保护”、GB/11557-89“防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定”、GB/11
6、553-89“汽车正面碰撞时对燃油泄漏的规定”。这些标准基本上与美国法规相近，要求的标准也一样。预计在几年后，在不断开展汽车碰撞试验研究的基础上，我国亦将形成自己的汽车碰撞安全法规系统，那时我国汽车碰撞安全性必然会有很大的提高1.3汽车安全性的现状随着汽车保有量的增长，道路交通事故已成为世界性的社会问题。全世界每年死于道路交通事故的人数估计超过50万人，伤1000万人以上，近年来我国各种机动车的保有量增加很快，道路交通事故的数量和死亡人数也不断增加，从1985年到1994年的10年间，事故数量和死亡人数分别增加了27和60,1995年已达到了272000起和71000多人，成为世界上交通事故最
7、严重的国家。严峻的现实提醒我们必须有效地控制道路交通事故提高汽车的安全性，为此各汽车厂家都极其重视在现在汽车上设置各种主动安全装置和被动安全装置。1.4汽车安全技术的分类及涉及的领域汽车安全技术一般分为：主动安全技术(aetive salty technology)和被动安全技术(passivesaftytechnology)。1.4.1汽车主动安全技术根据 “汽车理论”和 “汽车设计”的概念，所谓主动安全技术就是在汽车的设计和制造时，对汽车的内、外部结构进行合理有效的设计，采用更先进的技术和装备，主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中发生事故，以提高汽车的主动安全性能。俗话说的防患于未然。1.
8、4.2汽车被动安全技术是指在车辆发生交通安全事故后，通过车内的保护系统来有效地保护驾乘人员尽量减少损伤的程度，包括对车上员和乘车下行人的保护。1.4.3 汽车安全技术涉及的领域 主动安全中的事故安全技术事故前的车距自动报警、电控悬袈、防抱死制动系统、驱动防滑系统、巡航控制系统、车辆操作稳定系统、自动变速器、车胎气压报警系统；预防安全技术正常行驶时中的车况、路况监测、改善驾驶视野、提高车辆被认视性、灯照防眩晕、驾驶员注意力监测、自动导航等。被动安全技术中碰撞安全技术事故当时安全气囊、安全带、行人保护、吸能车体；抑制安全技术事故后减轻二次伤害、阻燃构件、自动报警、安全门锁、汽车“黑匣子”等。 第二
9、章 汽车上常用的安全技术2.1主动安全技术2.1.1距离警示系统该系统可以帮助驾驶员保持与前车的安全距离。当距离警示系统启动后，驾驶员可以预先设定本车与前车的时间间隔。汽车行驶时，系统探测到本车与前面的汽车时间间隔低于本车的设定值时，会在前挡风玻璃发出警示，同时发出警示声。如果驾驶员还没有采取任何安全措施，这个系统将会自动刹车。2.1.2行驶中打瞌睡或精力不集中警报系统由于高速公路网的不断完善，增加了长时间驾驶的机会，驾驶人员极易疲劳和注意力不集中，由此而引起的交通事故约占整个车辆事故的50。该系统能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的驾驶员发出警示，避免或减少因疲劳驾驶导致事故的发生
10、。该系统使用仪表板处安装的小型摄像机及夜间红外扫描装置，监视驾驶员的脸部表情。通过微机处理来判断驾驶员是否打瞌睡或注意力不集中，当驾驶员打瞌睡或注意力不集中时会发出警报。2.1.3视觉增强系统为使驾驶员在雨、雾天仍有良好的视觉效果，国外一些大的汽车公司研制出一种视觉增强系统。该系统能迅速去除风挡玻璃上的雨水雾气。典型的结构有三种：第一种是采用除水防护薄膜，使水膜不易形成；第二种是日本三菱汽车公司采用的一种斥水玻璃，使水珠快速结成大水滴流走；第三种是日本制造商利用超声波技术使吸附在风挡玻璃上的水膜雾化消散。2.1.4轮胎气压过低警报系统轮胎气压过低时，会使汽车的行驶性能变坏，加速轮胎磨损，甚至造
11、成车辆倾翻事故。为了解决这一问题，车辆上装有轮胎气压过低警报系统。当轮胎气压低于某一定值时，该系统报警，以便驾驶人员采取一定措施，确保行车安全。为了减少轮胎气压过低对安全行驶的影响，英国哈蒙雷塑料研究所研制出一种自动吸气的轮胎。其内部填充一种能自动吸气的泡沫塑料，吸气特性取决于所受压力。轮胎受的压力越大，吸人气体越多；当压力减小时，它又释放出一部分气体，始终保持一定压力。2.1.5自动巡航系统普通的巡航系统是汽车行驶到一定速度时，启动巡航系统，汽车会保持一定的速度自动前进，不用再踩油门。但当遇到情况时，驾驶员必须踩制动以防事故发生。因此，驾驶员必须随时准备制动。采取制动后巡航系统自动失去功能，
12、必须重新加速后重新设定巡航速度。自动巡航系统则具有高度智能化功能，能自动调整车速。巡航时速最低可达32kmh，利用携带的GPS系统会时时提醒自动巡航系统近1km范围内可能出现的物体。自动巡航系统接收到信息后判断出最佳的车速，待确认无潜在危机后，又会恢复到较快的巡航速度。2.1.6偏离行驶路线警报系统由于某种原因，车辆稍微偏离行车路线，而驾驶员又没有注意修正时，该系统发出警报，直到车辆回到原来的路线为止。日本三菱汽车公司和马自达汽车公司采用车载摄像机识别道路中间白线的方法，即当车辆偏离白线或偏离白线较多时，该系统报警。汽车报警后，驾驶员仍没有使车辆回到原来路线时，该系统便自动地使车辆回到原来路线
13、。2.1.7一体化底盘控制系统它是一种先进的集成系统，通过中央底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统进行电子化连接。控制器通过微电脑的控制运算，对各个子系统进行协调，以获得车辆整体性能和稳定性控制达到最佳，保持汽车在任何行驶状态下的平稳性和快速转弯时的可控性，减少颠簸和转向时离心力造成的冲撞。2.1.8电子制动力分配系统电子制动力分配系统(英文全称是ElectricBrakeforceDistribution，缩写为EBD)。为了防止汽车制动时后轮先制动的情况发生，EBD系统可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程，制动以前轮为基准要比较后轮轮胎的滑动率，如发觉前后车轮有差异，而且
14、差异程度较大必须被调整时，它就会调整汽车制动液压系统，使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布。因此，重踩制动在ABS动作启动之前，EBD已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力，防止出现后轮先抱死的情况，改善制动力的平衡并缩短汽车制动距离。2.1.9电子制动辅助系统电子制动辅助系统(英文全称是ElectronicBrakeAssist，缩写为EBA)。在一些非常紧急的情况下，驾驶员往往缺乏果断，不能迅速踩下制动踏板。EBA就是为此设计的，它的功能与ABS相似。该系统利用传感器感知驾驶员对制动踏板踩踏的速度和力度大小，以此判断驾驶员此次制动的意图。如果属于非常紧急的制动，EBA就会指示制动系统产生更强
15、的制动力，使ABS发挥作用，从而使制动力快速产生，减小制动距离；而对于正常情况的制动，EBA则会通过判断不予启动ABS。通常情况下，EBA的响应速度都会远远快于驾驶员。这对缩短制动距离增加行车安全性非常有利，因此，对于脚力较差的女性及高龄驾驶员避让紧急危险的制动是非常有帮助的。汽车主动安全技术是当今汽车安全技术的重点研究领域和主要发展方向。汽车主动安全技术除以上所述外，还有很多 ，如远红外线夜视系统轮胎防爆安全气阀、防爆(扎)轮胎、高位制动灯、防滑差速锁、超声波清洗雨滴后视镜 、驾驶员酒精浓度检测仪，等等。2.2被动安全技术2.2.1安全带 安全带是50年代开始作为选装件装备汽车的，但直到现在，它仍然是最基本的乘员保护装置。它的作用在于能够在正面碰撞、后面碰撞、有角度碰撞以及翻车事故发生时防止乘员从座位上甩出，帮助乘员减少受伤的风险。 现在，在安全带的设计过程中引入了许多先进技术，从而使今天的工程师能够根据车辆的构型对安全带系统进行设计。安全带系统的重要部分安全带收缩装置总成可以根据车辆的设计而有不同的变型。安全带收缩装置的首要目的是发生碰撞或强烈制动的过程中将安全带锁紧在恰当的位置，在不使用安全带时贮存安全带。根据车辆的设计，还可以增加一些附加的功能，以增强性能或提高便利性。例如紧急锁紧装置，一正常的驾驶过程中，膝/肩部安全带的紧急锁紧式伸缩装置允许安全带
