汽车安全技术

《汽车安全技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车安全技术（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、汽车安全技术1 汽车安全性的内容和影响因素1.1 汽车安全性的内容汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。1.1.1 汽车的主动安全性汽车的主动安全性是指事故将要发生时操纵制动或转向系，防止事故发生的能力 以及汽车正常行驶时保证其动力性、操纵稳定性、驾驶舒适性、信息正常的能力。又可 分为行驶安全性、环境安全性、感觉安全性、操作安全性。1.1.2 汽车的被动安全性汽车被动安全性是指事故发生时保护成员和步行者，使直接损失降到最小的能力 又可分为车外部安全性、车内部安全性。1.1.3 事故后安全性事故后安全性，是指汽车能减轻事故后果的能力，是指能否迅速消除事故后果，并 避

2、免新的事故发生。1.1.4 生态安全性生态安全性是指发动机排气污染、汽车行驶噪声和电磁波对环境的影响。其内容见 图 1 。财nttZAA.汽压.的雳事翰理吐艘 n ua 厶交遇弓 J5 (tttttK*iA)1.2 汽车安全性的影响因素汽车道路交通事故是世界性的灾害，因此汽车交通事故安全也是世界性的难题。道 路交通事故引起人的伤亡，财产的损失，给过敏经济也带来了巨大的损失。然而诱发交 通事故是多方面的，它受汽车行车速度、道路条件、车辆状况、驾驶员行为、驾驶员的 文化素质和自然环境等因素的综合影响。其中人、汽车、道路、环境条件是影响道路交 通安全的主要因素，它们之间的关系见上图2。 在道路交通系

3、统中，人是系统的核心，道路是系统的基础。人的因素影响主要是指交通 直接参与者的性格、经验或状态等。道路因素的影响是指线路走向、路面状况、交通信 号的布置和清晰度，以及交通规则、交通管理措施等。汽车本身因素的影响是指车辆结 构和技术状况等。环境条件因素的影响是指环境对人的精神影响（疲劳、反应能力）， 对道路因素的影响（雨、雪、风、雾）以及对汽车的物理影响（道路附着条件、转向特 性等）。如果把环境条件纳入道路影响因素范围内，可认为道路交通安全主要与“驾驶 员-汽车-道路”系统有关。而汽车是该系统中潜在危机性最大的环节，因此应用先进的 电子技术提高汽车的安全性能是减少道路交通事故的有效途径。2 智能

4、化系统在汽车行驶安全上的应用近年来，汽车保有量迅速增加，汽车安全性已成为人们最关心的问题。为了保障人 民生命财产安全，政府部门制定了相关的道路交通安全法规，为了满足安全法规和消费 者对汽车安全性的要求，汽车厂商采取了多方面措施来改善汽车的安全性能，其中智能 化系统起到了很大的作用，主要表现在以下几个方面。2.1 安全带安全带是主要的成员约束系统，它可限制前碰和翻滚过程中人体相对于车体的运 动，并可吸收部分能量，达到保护成员的目地。2.1.1 安全带的分类安全带分为二点式、肩带式（又称斜式）、三点式、四点式（又称全背带式）。目前 以三点式安全带最为广泛，它由腰带式安全带和肩带式安全带组合而成，是

5、大多数车辆 的标准装备，四点式安全带一般应用于赛车，而半自动及自动安全带则装备在高级豪华 轿车上。见下图 3。图3a 二点式安全带也称为安全腰带，是适用范围最广的一种基本形式。可是在撞车时对上体的保护不 太够，单独使用不大理想。由于对防止成员甩出车外的效果很好，现在主要在后排座椅 上使用。b 肩带式安全带也称斜式安全带或安全肩带，在欧洲用得较多。由于在撞车时容易发生下半身向前 方挤出等不良的情况，在日本、澳大利亚等不允许采用这种方式。可是最近开发了与膝 部保护装置并用以弥补这一缺点的系统，在美国也得到了承认。c 三点式安全带是把二点式安全带与肩带式组合起来，成员保护性能优良，并且实用性也高，是

6、现 在最常用的一种形式。为了便于使用，把肩带和腰带的织带练起来的方式也开始普及。 d 四点式安全带也称全背带式安全带，成员保护性能最好，但在实用性方面还存在一定问题，故现 在仅限于特殊用途，如赛车上。2.1.2 安全带的构成及作用安全带主要由织带、卷收带、带扣和调节件组成。织带：是构成安全带的本体，是 一种由化学纤维编织而成的带子，宽度一般在48mm左右，厚约1.1mm至1.2mm,其 材料有尼龙、涤纶聚酯，也由锦纶聚酯。卷收器：用于收卷、储存部分或全部织带，这 种卷收起装置使佩带者不必随时调节织带长度。带扣：把乘务员约束在安全带内，又能 快速解脱的连接装置。调节件：用于调节织带使用长度的部件

7、。见下图4、5。r.n测1图 4图52.2 安全气囊2.2.1 安全气囊的作用安全气囊是汽车被动安全性技术中高新技术产品之一，它的防护效果已被人们普遍 认识，近几年来在美国、欧洲和日本，甚至全世界得到了迅速的发展。在汽车发生碰撞 后，乘员与车内构件碰撞前，迅速的在两者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员扑在 气垫上，以缓和冲剂并吸收碰撞能量，从而答到减轻乘员伤害程度的目的。气囊对乘员 保护效果总的来说不如安全带，但它与安全带配合使用可大大降低事故中乘员的伤害指 数，尤其是可大大减轻驾驶员面部的伤害，从而大大降低医疗费用，收到保险公司的欢 迎。汽车安全气囊是自动为乘员提供碰撞保护的系统。所谓“自动

8、”是指车上乘员不需 做任何动作，一旦发生碰撞事故时，就会收到该系统的保护。在国外，随着越来越多的 汽车装备了气囊，交通事故死亡率已有所下降，尽管如此，气囊并不能取代安全带，而 只能作为乘员的辅助约束系统。2.2.2 安全气囊系统的工作过程在汽车发生足够严重的前碰撞或近似前碰撞事故时，车上的探测碰撞点火装置探测 到碰撞引起的突然减速信号，并将其传递给气体发生器的引爆装置，使密封在气体发生 器内的物质引爆后进行快速化学反应，生成氮气。氮气充入一个坚固的纤维编织气囊内 充满气囊所用时间不到0.5s,气囊充气前折叠在转向盘毂内和仪表盘内，充气时先将保 护外罩自动充开。气囊的侧面有排气孔，但乘员碰到压膨

9、胀的气囊时，囊内氮气排出 原来较热的气体在排除后快速冷却，吸收乘员向前运动能量。2.2.3 安全气囊的组成a.由气袋、气体发生器、气体过滤及加热装置。一般是采用尼龙6、尼龙66材料制 造。驾驶员位置用气囊装在转向盘内。气体发生器点火后发生爆炸反应，产生的气体温 度比较高，容易对人体产生灼伤。此外，点火爆炸后有异味气体产生。人们也正在研制 新型的第三类气体发生器。转化率高，且对人体无毒，对环境无害，利于回收，由于其 气体转化率高，因而尺寸小，易于布置。目前气体发生器的开发重点是提高气体转化率，减小其尺寸。b.控制装置、触发装置、传感器、连接插头、导线、监控器、电压保护装置及备用 电源。C.转向盘

10、、仪表板上的气囊安装位置及重新布置的内饰件等。可以在车辆实际撞车 前预知撞车不可避免，以及撞车的严重程度，用的多的是利用电磁波的雷达传感器。对 撞车不可避免主要是利用安装在车辆前部的雷达探明与障碍物的相对速度、相对距离以 及方位，从而进行判断撞车后损害的严重程度。2.2.4 安全气囊的结构原理气囊根据其安装的位置及所起的作用不同，结构上也有所不同，但工作原理基本一 致。汽车行驶过程中，传感器放大器系统不断地向电子控制装置发送速度变化信息，电 子控制装置对这些信息加以分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其他指标超过 了预定值，则电子控制装置想气体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后

11、 发生爆炸反应，产生氮气或将储气罐中压缩氩气释放出来迅速充满气袋。乘员与气袋接 触时，通过气袋上排气孔的组你吸收碰撞能量，从而达到保护乘员的目的。由于乘员一 般紧贴在汽车的侧面位置乘坐，离汽车的侧面很近，因此，侧碰撞时对乘员的保护更困 难一些。碰撞发生后20ms到30ms车门与乘员开始接触，因此在20ms到30ms时间内 气囊必须起作用，碰撞感知时间只有几毫秒，气袋展开充满气体的时间也只有几十毫秒， 这是非常不容易实现的。见下图6、 7。图6 图 72.3 电子技术对汽车安全行驶的作用2.3.1 汽车电控悬架汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。一般行驶时需要柔软一点的悬架以求舒 适感，当急转

12、弯及制动时又需要硬一点的悬架以求稳定性，两者之间有矛盾。另外，汽 车行驶的不同环境对车身高度的要求也是不一样的，刚度不变的悬架无法满足这种矛盾 的需求。理想的悬架应在不同的条件下有不同的弹簧刚度和阻力减震，既能满足行驶平 顺性要求和操纵稳定性要求，又能达到安全行驶的目的。电子技术的发展，使得设计出 一种可以在一定范围内调整的悬架成为可能，这种悬架称为电控悬架，目前比较常见的 是电控空气悬架形式。典型的电控悬架系统由电子控制元件（ECU）、空气压缩机、车 高传感器、转向角度传感器、速度传感器、制动传感器、空气弹簧元件等组成。该系统能够根据汽车的瞬时驾驶条件自动调节悬架组件的性能，即通过各种传感器

13、 对汽车的运行状况进行检测，当悬架电子控制元件收到传感器检测到的转向和制动状况 信号后，能自适应地处理车辆的侧倾、前后仰，并自动调整减振器阻尼力，能防止车体 倾斜并提高车轮的地面附着力。该系统使汽车更易于控制，具有更好的操纵稳定性。2.3.2 汽车电子稳定程序系统ESP 是英文 Electronic Stability Program 的缩写，中文译成“电子稳定程序”。该系 统通常是支援防抱死制动系统及驱动防滑系统的功能。它通过对从各传感器传来的车辆 行驶状态信息进行分析，然后向 ABS、ASR 发出纠偏指令，来帮助车辆维持动态平衡。 ESP 一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横

14、向加速度传感器等。它可 以监控汽车行驶状态，并自动向一个或多个车轮施加制动力，以保持车子在正常的车道 上运行。2.3.3 汽车轮胎检测系统汽车轮胎是汽车与地面的接触部分，影响汽车的驱动力和制动力。在安全性方面起 着非常大的作用，汽车行驶中若轮胎气压不足，将导致轮胎磨损不均匀，燃油消耗增加， 并使稳定性和操纵性变坏，极易发生轮胎爆裂，引发交通事故。汽车轮胎监测系统 (TMPS)能实现对汽车轮胎的实时监测，当压力低于安全范围时会给予报警。2.3.4 汽车电子制动力分配系统汽车在制动时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样。比如，有时左前轮和右后轮 附着在干燥的水泥地面上，而右前轮和左后轮却附着在水中或

15、泥水中，这种情况会导致 在汽车制动时四只轮子与地面的磨擦力不一样，制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻 事故。电子制动力分配系统(EBD)能够根据汽车制动时产生轴荷转移的不同，自动调 节前、后轴的制动力分配比例，提咼制动效能，并配合ABS系统提咼制动稳定性。 3 汽车安全性能发展前景展望现代汽车的主动安全和被动安全共同筑起汽车的安全防护体系，为乘客的人身安全 提供保障，最大限度的减少事故嗦带来的生命财产损失。科技永无止境，畅想依然永恒， 在汽车时代进入千家万户的今天，它的安全性能依然是一个永恒的话题，因为人的生命 只有一次，我想提咼未来汽车的安全次年功能要从防抱死系统入手，目前它已司空见惯， 已

16、经成为主流车型的首选配置，但是它的性能还需要进一步提升，传统的防抱死系统是 通过点刹式刹车来完成制动过程，但在号称世界汽车工厂的德国斯图加特目前正在致力 于研究新式的防抱死系统，它不仅有 ABS 的功能，还配备了主动预警系统，即可以通 过微机处理器提前判断抱死趋势，每秒点刹力更加频繁，从而答到更好的防护系统。第二，在汽车安全方面有交大提升空间的就是气囊和安全带，因为它们是事故发生 时最先接触到乘客的装置，目前的安全带一般是在事故发生时起到防护，新一代的安全 带会采用，提前预警式安全带，即在车底安装一个传感装置，当驾驶员紧急刹车的时候， 会给其一个信号，再由它传给安全带，安全带会在即将发生事故的时候提前收缩，防范 于未然从而答到更佳的防护效果。第三，就是汽车独立供氧系统的研发与应用，人们驾驶着自己的汽