汽車安全與法規(guī) (第3版) 課件 第四章 汽車被動安全性

汽車安全與法規(guī)

（第3版）普通高等教育車輛工程專業(yè)“新工科”建設系列Contents第1章

汽車安全技術概述第2章

汽車安全技術法規(guī)與標準第3章

汽車主動安全性第4章

汽車被動安全性第5章

汽車主動安全系統(tǒng)第6章

汽車被動安全性能試驗第4章汽車被動安全性4.1概述4.2安全的車身機構4.3座椅安全帶系統(tǒng)4.4安全氣囊系統(tǒng)4.5座椅系統(tǒng)4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷系統(tǒng)4.7其他被動安全裝置4.1

概述汽車被動安全性概述汽車被動安全性介紹了與汽車碰撞的關系、汽車被動安全性的分類以及影響汽車被動安全性的主要措施汽車被動安全性定義汽車被動安全性是指事故發(fā)生時保護乘員和步行者，使直接損失降至最低的性能。汽車被動安全性的分類汽車被動安全性分為汽車外部安全性和車內(nèi)安全性。汽車外部安全性是從減輕在事故中汽車對人、自行車和摩托車乘員的傷害方面提高汽車被動安全性的能力。汽車外部安全性決定因素有:發(fā)生碰撞后汽車車身變形的狀態(tài)、汽車車身外部形狀。4.1

概述汽車被動安全性概述汽車被動安全性的分類汽車被動安全性分為汽車外部安全性和車內(nèi)安全性。車內(nèi)安全性是汽車在事故中使作用于乘員的加速度和力降低到最小,在事故發(fā)生以后提供足夠的生存空間,以及確保對從車輛中營救乘員起關鍵作用部件的可操作性等的能力。車內(nèi)安全性決定性因素有:車身變形狀態(tài)、客艙強度、當碰撞發(fā)生時和發(fā)生后的生存空間尺寸、約束系統(tǒng)、撞擊面積(車內(nèi)部)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、乘員的解救及防火。4.1概述汽車被動安全性概述安全車身結構和乘員保護系統(tǒng)車輛的被動安全性也可分為安全車身結構和乘員保護系統(tǒng)兩大類。安全車身結構是在碰撞發(fā)生時,盡可能多地吸收汽車碰撞動能,減輕車內(nèi)乘員所承受的碰撞動能,同時保證乘員有足夠的生存空間。乘員保護系統(tǒng)是在碰撞發(fā)生后，減少二次碰撞造成的乘員損傷或避免二次碰撞。4.1概述汽車被動安全性概述汽車碰撞安全法規(guī)汽車碰撞安全法規(guī)是汽車生產(chǎn)企業(yè)必須遵循的規(guī)定,是指導汽車碰撞安全性設計與改進的依據(jù),是汽車產(chǎn)品進入市場的最低要求。目前,汽車碰撞安全法規(guī)主要規(guī)定了車輛對車內(nèi)乘員、路上行人的保護性能。近年來隨著汽車電動化，現(xiàn)在法規(guī)還增加了電路短路、人員觸電和電池電解液泄露甚至爆炸起火。目前各國有關碰撞的安全法規(guī)如表所示。汽車碰撞實驗標準4.2

安全的車身結構

汽車車身安全概述汽車車身主要由車身覆蓋件、車身結構件、結構加強件等部分組成，對汽車被動安全有重要影響，要求車身本體結構在發(fā)生碰撞事故時,盡可能多地吸收汽車碰撞動能,減輕車內(nèi)乘員所承受的碰撞動能,同時保證乘員有足夠的生存空間。其功能包括：安全的車身結構必須盡可能地緩和與吸收車輛及乘員的運動能量，以緩解乘員受到的沖擊。安全的車身結構在確保乘員有效生存空間的同時，還必須保證碰撞后已于乘員逃脫和車外救護。4.2安全的車身結構

車身的變形特殊性汽車在各種路面上高速行駛時,發(fā)生碰撞事故的碰撞形式可分為前碰撞、側(cè)面碰撞及追尾碰撞三種形式。正面碰撞在正面碰撞過程中，可以將車身前部分為三個變形吸能區(qū)。第一變形區(qū)可以保護行人，避免車輛低速下的碰撞破壞性；第二變形區(qū)為相容區(qū)，可以在兩車相撞時吸收能量；第三變形區(qū)為自身保護區(qū)，在撞擊固定障礙時，可以保護乘員艙的完整。4.2安全的車身結構

車身的變形特殊性側(cè)面碰撞側(cè)面碰撞時受到的撞擊部位為車門、立柱或門檻梁等。汽車側(cè)面碰撞的理想特性應是要求側(cè)面結構有足夠大的剛度,以確保車門和立柱不發(fā)生大的變形。追尾碰撞追尾碰撞時相對碰撞速度較低,并且尾部一般也有足夠多的碰撞吸能區(qū)間(短尾車除外)，乘員受到的最主要傷害是頸部沖擊損傷。車輛尾部區(qū)段應盡量軟化。碰撞時應保證燃油系統(tǒng)的完整性。4.2安全的車身結構

車身結構安全設計車身結構安全設計概述從汽車碰撞安全性考慮，可以將車身分為兩個區(qū)域，乘員安全區(qū)（A區(qū)）和緩沖吸能區(qū)（B區(qū)）。乘員安全區(qū)應具有足夠大的剛度，不允許發(fā)生大的碰撞變形；緩沖吸能區(qū)允許車輛有足夠大的碰撞變形，以吸收碰撞能量，設計成“外柔內(nèi)剛”的結構。4.2安全的車身結構

車身結構安全設計車身正面的防碰撞機構汽車發(fā)生正面碰撞時，車身前部機構吸收大部分的能量，因此車身的設計顯得十分重要。為了實現(xiàn)汽車車身防碰撞結構的第二區(qū)段的特性,車身前部結構的設計一般采用如下方法：有效利用車身前部的壓潰變形吸收碰撞能量，減小碰撞加速度加固乘員艙前圍結構，提高乘員艙梁框架的承載能力，保證乘員的生存空間防止車身前部部件侵入乘員艙內(nèi)，必須采取結構措施使其在汽車發(fā)生正面碰撞時向下移動4.2安全的車身結構

車身結構安全設計車身側(cè)面的防碰撞機構汽車側(cè)面結構碰撞設計原則是提高側(cè)面結構的剛度，減小碰撞凹陷變形，保證乘員艙內(nèi)的完整性及生存空間。車身側(cè)面的防碰撞結構設計一般采用以下方法:合理設計乘員艙的梁框架結構，使碰撞力能夠傳遞到各部件上加強車門強度車身側(cè)圍框架的抗沖擊強度增加門檻強度，如增大門檻梁的斷面面積等措施加強地板中部的地板通道，提高車身抗彎強度合理設計及布置門鎖與鉸鏈4.2安全的車身結構

車身結構安全設計車身后面的防碰撞機構汽車追尾碰撞時，沖擊力沿兩種路徑傳遞，一條后保險杠經(jīng)后縱梁傳遞給門檻梁，另一條由后車輪候補結構經(jīng)后輪傳遞給門檻梁。汽車車身后面的防碰撞結構的設計一般采用如下方法:車身后方的防碰撞機構設計應該提高后部構件的吸能效率，設置更具吸能特性的后橫梁與后縱梁等連接件設計階段要考慮汽車后部結構形狀及材料低于多角度碰撞的能力車身后方的防碰撞機構也應該對汽車燃油箱進行設計，將燃油箱布置在壓縮變形區(qū)之外，防止變形4.2安全的車身結構

車身結構安全設計車身的防翻碰撞機構汽車發(fā)生事故時，駕駛?cè)藭霈F(xiàn)操作失誤導致車輛翻車。為確保乘員有足夠的生存空間,一般采用如下方法:為保證乘員的生存空間，應加強車頂縱梁及立柱的強度和剛度在車頂設置橫向支撐梁構建，如設置翻車保護杠等裝置4.2安全的車身結構

車身結構安全設計車身外圍的碰撞機構汽車的保險杠設計時，應能保證吸收足夠多的碰撞產(chǎn)生的能量，因此保險杠一般由能折疊變形的輕質(zhì)金屬制成。救護網(wǎng)布置在車身前部，防止撞擊后的行人跌落路面繼而受車輪碾壓。在發(fā)動機上部及前封窗玻璃周圍布置彈性材料，減輕行人撞擊后再次沖擊的程度。利用車架的變形來吸收碰撞能量,保證乘員必要的生存空間。4.2安全的車身結構

汽車保險杠汽車保險杠主要類型阻尼型保險杠在保險杠和車身之間加裝油壓和液壓阻尼元件的叫阻尼型保險杠。彈性型保險杠在保險杠內(nèi)填充泡沫材料、蜂窩結構材料等吸能材料的叫彈性型保險杠。4.2安全的車身結構

汽車保險杠汽車保險杠主要類型彈性-阻尼型保險杠，綜合了彈性保險杠和阻尼型保險杠優(yōu)點波紋管型保險杠，利用矩形波形管來吸收能量柔性型保險杠，利用合成材料制成的保險杠，碰撞后可以恢復原狀能量耗散型保險杠，利用金屬切削或彎曲、擠壓變形等方式來消耗碰撞能量4.2安全的車身結構

汽車保險杠汽車保險杠主要類型主動作用型保險杠這種保險杠與主動防撞裝置相連，根據(jù)即將發(fā)生的碰撞使保險杠彈出適當?shù)木嚯x來吸收能量。安全氣囊式保險杠將傳感器、充氣泵和氣囊等部件集成后安裝在汽車前保險杠內(nèi)，主要是為了保護行人。4.2安全的車身結構

汽車保險杠保險杠骨架保險杠骨架一般采用橫梁結構，又叫防撞梁，是保險杠系統(tǒng)的核心部件?？梢栽谄嚢l(fā)生碰撞時能有效保護車身、發(fā)動機和發(fā)動機附屬裝置等部件。按照材料可以分為三類：鋁合金防撞梁、高強度鋼防撞梁、GMT材料防撞梁。4.2安全的車身結構

汽車保險杠鋁合金防撞梁裝配鋁合金防撞梁可以降低車身質(zhì)量，鋁合金防撞梁的折疊變形模式又有利于能量吸收。高強度鋼防撞梁高強度鋼防撞梁用高強度鋼板熱沖壓成型，有利于將碰撞能量均勻的傳遞。GMT材料防撞梁GMT（GlassMatReinforcedThermoplastic）材料具有輕質(zhì)、比強度高、抗沖擊、易成型和可回收等特點。GMT材料現(xiàn)在已經(jīng)運用在發(fā)達國家和地區(qū)的汽車零部件制造上。4.2安全的車身結構

汽車保險杠汽車保險杠相關法規(guī)及要求世界各國對汽車保險杠的防撞性有著明確的規(guī)定要求，各國對保險杠的規(guī)定和試驗要求如下表。4.2安全的車身結構

電動汽車碰撞后安全電動汽車是機械電氣一體化設備，有其特殊的安全要求，尤其是在碰撞后高能量動力電池起火、擠壓爆炸，電解液泄漏，高壓系統(tǒng)觸電等安全問題。動力蓄電池安裝位置動力蓄電池是電動汽車上主要的危險源。要求動力蓄電池所在的安裝位置，當車輛受到碰撞后蓄電池不能有損壞。動力蓄電池機械防護動力蓄電池還應該設置多重保護結構，防止蓄電池擠壓變形。車身門檻、總量等在發(fā)生側(cè)面碰撞時應該保證變形小，地板橫梁與車身門檻分離以減小傳遞到蓄電池的沖擊等措施。4.2安全的車身結構

電動汽車碰撞后安全電解液泄漏傷害和車輛儲能系統(tǒng)（REESS）傷害要求在碰撞結束30min內(nèi)，不應該有電解液從REESS中溢出到乘員艙，同時規(guī)定不應有超過5.0L的電解液從REESS中溢出，保證車內(nèi)人員有充足時間逃離。滅火藥劑根據(jù)電動汽車動力蓄電池組的火災特點，目前滅火藥劑主要包括干粉滅火劑、細水霧滅火劑、氫氟碳類滅火劑、惰性氣體滅火劑等。在鋰電池起火后，應根據(jù)起火環(huán)境、噴射殘留情況等因素選擇合適的滅火器。4.2安全的車身結構

汽車碰撞計算機仿真分析汽車碰撞模擬仿真的有四種類型模擬汽車事故的模型模擬碰撞中結構大變形的模型模擬人體整體動力學的模型模擬人體局部結構的生物力學模型這四種模型根據(jù)建模方法又可以分為集總參數(shù)模型多體系統(tǒng)模型有限元模型4.2安全的車身結構

汽車碰撞計算機仿真分析車身碰撞有限元法分析過程車身碰撞有限元分析方法包括整車的有限元分析、部件或結構的碰撞有限元分析等。車身碰撞的有限元分析過程如右圖：4.2安全的車身結構

汽車碰撞計算機仿真分析汽車碰撞過程的計算機仿真多剛體動力學法多剛體動力學法主要應用有關人體和車輛各個部分在碰撞過程中的動態(tài)響應、事故分析與再現(xiàn)問題的被動安全性研究。由于多剛體動力學法以剛體來代表分析的對象，因此不能直接用來進行車體結構的受撞變形計算分析。圖為利用MADYMO3D軟件進行氣囊系統(tǒng)與假人碰撞分析。4.2安全的車身結構

汽車碰撞計算機仿真分析汽車碰撞過程的計算機仿真動態(tài)大變形非線性有限元法動態(tài)大變形非線性有限元法將連續(xù)的空間系統(tǒng)離散化，利用節(jié)點將實際結構的各個部件聯(lián)系在一起，可以用于人體和車輛的詳細建模，能夠得到各個部件的變形、應力應變分布、速度和加速度分布等。多剛體動力學和動態(tài)大變形非線性有限元混合法此方法綜合以上兩種方法的優(yōu)點，及突出有限元的特點，又可通過局部的多剛體處理提高計算速度。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理座椅安全帶的作用與原理汽車座椅安全帶的作用是將乘員的身體約束在座椅上，汽車發(fā)生碰撞事故時，防止乘員在車內(nèi)發(fā)生二次碰撞，使乘員傷亡降至最低。當碰撞事故發(fā)生時，人體作用在安全帶上的力使安全帶運動速率到達一定值時，鎖止機構開始工作，安全帶鎖緊。圖為典型的三點式安全帶系統(tǒng)結構圖。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理座椅安全帶的分類按照使用的主動性，可以分為主動型安全帶和被動型安全帶按照固定安裝方式來分，可以分為兩點式安全帶、三點式安全帶和全背式安全帶4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理座椅安全帶的分類兩點式安全帶兩點式安全帶可以分為安全腰帶和安全背帶。安全腰帶的優(yōu)點是使用方便，缺點是腰部負荷較大，一般用于后排座及中間座乘員，現(xiàn)在很少使用。安全背帶使乘員的受力不均勻，下體容易先行擠出，不推薦使用。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理座椅安全帶的分類三點式安全帶三點式安全帶既能限制乘員軀體向前移動，又能限制其上軀體過度前傾，兼有兩點式安全腰帶和背帶的優(yōu)點。全背式安全帶又稱馬夾式安全帶，是在兩點式安全腰帶上再裝兩條抱肩帶而成，但是結構復雜，實用性差。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理座椅安全帶的相應法規(guī)在我國,安全帶總成必須滿足GB14166—2013《機動車乘員用安全帶、約束系統(tǒng)、兒童約束系統(tǒng)和ISOFIX兒童約束系統(tǒng)》的要求。在速度為50km/h的正面撞擊試驗中:（1）影響乘員約束的安全帶總成或約束系統(tǒng)的部件不得斷裂，并且?guī)Э刍蜴i止系統(tǒng)均不得失效。（2）對于腰帶，假人骨盆位置前移量應為80~200mm，對于其他形式安全帶，骨盆位置前移量應為80~200mm，胸部位置前移量應為80~300mm。（3）安全帶安裝在前排外側(cè)乘坐位置并且在前面有安全氣囊保護時，如果胸部參考點在通過規(guī)定（2）位移值的時刻的速度不超過24km/h，胸部參考點的位移值可超過這個規(guī)定的值。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理座椅安全帶的相應法規(guī)（4）動態(tài)試驗中，除胸部與轉(zhuǎn)向機構總成接觸外，假人的頭部或身體與車輛前面堅硬部位不發(fā)生任何接觸。如果轉(zhuǎn)向機構總成符合《防止汽車轉(zhuǎn)向機構對駕駛員的傷害》(GB11557—2011)要求，且胸部與轉(zhuǎn)向裝置的撞擊速度不24km/h，則胸部參考點的移動量允許超過規(guī)定（2），位移和鎖止系統(tǒng)應保證所有座椅上的乘員在試驗后，仍可用手操作方式離開車輛。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理安全帶的應用普通安全帶普通安全帶是在安全帶鎖止后通過自身的變形來吸收人體的碰撞能量，降低胸部加速和胸部壓縮量，目前應用在一些低價位的商用車和乘用車上。限力式安全帶限力式安全帶是在普通安全帶卷收器中心安裝一根限力桿，通過限力桿扭曲變形限制安全織帶的增長，目前應用在一些低價位乘用車上。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結構原理安全帶的應用預張緊力式安全帶預張緊力式安全帶通過安全氣囊發(fā)出信號使預緊器內(nèi)產(chǎn)生高壓氣體產(chǎn)生卷曲動力，消除安全帶與人體之間的間隙，目前應用在中高端車型中。預卷式預緊力式安全帶預卷式預緊力式安全帶通過雷達裝置感應與前車的間距，若間距小于一定值，電機運動消除安全帶與人體之間空隙，并且提醒駕駛?cè)司o急制動或進行應急處理，目前應用在一些高端車型上。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理安全氣囊系統(tǒng)的組成安全氣囊系統(tǒng)由控制裝置、氣體發(fā)生器和氣袋組成。汽車安全氣囊作為一種輔助的乘員約束系統(tǒng),主要用來緩沖在前碰事故中乘員頭部的運動,防止與車內(nèi)飾件的二次碰撞,同時分散對乘員胸部的沖擊力。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理安全氣囊系統(tǒng)的工作原理汽車發(fā)生碰撞事故時，傳感器檢測汽車碰撞強度，電子系統(tǒng)接收并處理傳感器的信號。當經(jīng)計算有必要打開氣袋時，立即由觸發(fā)裝置發(fā)出點火信號觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器收到信號后迅速產(chǎn)生大量氣體，在乘員的前部形成充滿氣體的氣囊。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理控制裝置安全氣囊控制裝置包括傳感器、電子控制系統(tǒng)以及觸發(fā)裝置，是安全氣囊系統(tǒng)的核心。主要功能為控制氣囊的點火、氣囊系統(tǒng)的故障診斷以及判定作為是否有乘員等?？刂蒲b置各組件的功能傳感器用來檢測汽車發(fā)生事故的程度，并向控制系統(tǒng)發(fā)送信號；電子控制系統(tǒng)決定是否啟用安全氣囊；觸發(fā)裝置接到啟動信號后點爆氣體發(fā)生器，使安全氣囊進入工作狀態(tài)。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理控制裝置各組件的功能安全氣囊的點火控制算法安全氣囊的點火控制算法有加速度法、速度變量法、加速度坡度法、移動窗式積分算法和基于模糊決策與神經(jīng)網(wǎng)絡的控制算法。傳感器傳感器主要有三種類型，機械式、機電式和電子式。圖為機械式傳感器。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理控制裝置各組件的功能傳感器機電式傳感器分為滾球式、偏心式和水銀開關式等。滾球式傳感器特點為其內(nèi)鋼球在碰撞時向前運動，觸發(fā)電路。偏心式傳感器中有偏心轉(zhuǎn)動質(zhì)量的機電式加速器。而水銀傳感器較為常見，其觸發(fā)所需的力較小。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器的作用及分類在碰撞發(fā)生后，氣體發(fā)生器可以迅速產(chǎn)生大量氣體，用于氣袋的充氣。常見的氣體發(fā)生器有固體燃料式氣體發(fā)生器和混合式氣體發(fā)生器。煙火式氣體發(fā)生器煙火式氣體發(fā)生器屬于固體燃料式氣體發(fā)生器的一種。煙火式氣體發(fā)生器最早使用火箭固體推進劑，因此它在工作過程中容易灼傷人，且工作后會產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣體發(fā)生器壓縮空氣式氣體發(fā)生器壓縮空氣式氣體發(fā)生器也屬于固體燃料氣體發(fā)生器的一種，它將氣體壓縮在一個高壓罐內(nèi)，工作時高壓罐炸開產(chǎn)生氣體，對人體無害?；旌鲜綒怏w發(fā)生器混合式氣體發(fā)生器采用少量固體燃料加熱儲存氣體，具有性能穩(wěn)定，可靠性強，且對人和環(huán)境都無害的優(yōu)點。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣袋氣袋式氣囊系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)生怕碰撞時，其充氣形成柔軟的氣墊起到保護的作用。氣袋一般由袋體織物、內(nèi)部涂層、抗拉限制帶(阻尼帶)和排氣機構組成，抗拉限制帶將氣囊上、下中心連接起來?以限制氣囊的展開厚度，避免傷人。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣袋氣袋材料氣囊袋織物經(jīng)歷了縫制型涂層織物氣囊、縫制型非涂層織物氣囊和非涂層全成型三種。氣袋涂層作用：避免氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高溫氣體及殘留物對氣袋的腐蝕；消除氣袋織物的透氣性，控制氣袋排氣特性；保持氣袋展開的初始壓力；使氣袋基本織物穩(wěn)定；使尼龍絲結合牢固；保持氣袋的透氣性不變。傳統(tǒng)的氣袋涂層材料為聚氯丁二烯。近年來開發(fā)出了性能更為出色的硅酮涂層。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣袋氣袋的漏氣特性氣袋的漏氣特性是指氣袋在充氣后氣袋氣體泄漏到氣袋外面的特性。氣袋的漏氣特性會影響對乘員的保護效果。氣袋排氣機構氣袋排氣機構的構成方式可以是簡單的排氣口，或利用氣袋的不同部位密度不同的特點來構成，或利用內(nèi)部涂層分布與厚度的不同來構成。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按采用傳感器分類機械式安全氣囊機械式安全氣囊主要有氣囊傳感器、氣體發(fā)生器、氣袋等裝置組成，有著結構簡單、可靠性高的特點，但是因傳感器必須與氣體發(fā)生器安裝在一起，安裝位置受到限制。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按采用傳感器分類機電式安全氣囊觸點在車身減速的作用下，克服機械勢能觸發(fā)安全氣囊點火開關，從而得到安全氣囊點火信號。機電式安全氣囊兼有機械式安全氣囊的優(yōu)點，它采用電子點火，因此安裝位置沒有限制。電子式安全氣囊電子式安全氣囊在機械式安全氣囊的結構上增加了控制器ECU、主電源及備用電源和報警系統(tǒng)。其中ECU用于分析傳感器的信號、啟動點火指令、進行系統(tǒng)故障診斷和記錄存儲工作過程。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按采用傳感器分類電子式安全氣囊電子式安全氣囊通過各傳感器實時檢測汽車減速度信號，由ECU判斷當前時刻的減速度是否超過設定值，從而確定是否需要引爆安全氣囊，并控制氣體發(fā)生器動作。它可以對路況和碰撞事故進行判斷，并根據(jù)不同類型的事故控制安全氣囊的引爆時間，但是有著結構復雜、成本高、易受電磁場影響的缺點。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按保護作用和安裝位置分類駕駛?cè)藗?cè)氣囊（轉(zhuǎn)向盤氣囊）駕駛?cè)藗?cè)氣囊安裝于轉(zhuǎn)向盤內(nèi)，作用是在車輛發(fā)生正面碰撞時，防止駕駛?cè)伺c轉(zhuǎn)向盤、儀表板及前風窗玻璃發(fā)生碰撞而造成傷害。前排乘員安全氣囊乘員安全氣囊安裝與儀表板內(nèi)，主要是為了防止前排乘員與儀表板和前風窗發(fā)生碰撞而造成傷害。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按保護作用和安裝位置分類側(cè)撞安全氣囊側(cè)撞安全氣囊主要是保護車內(nèi)乘員在發(fā)生撞車事故時，不會與車門發(fā)生碰撞而造成乘員受傷。分為胸部和頭部側(cè)撞安全氣囊兩種形式。后座椅安全氣囊后座椅安全氣囊一般安裝在前排座椅的靠背上部或頭枕后部，主要用于高級轎車。主要保護后座乘員頭部的安全氣囊采用小容積氣囊，大容積氣囊則用于保護頭部和胸部。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類其他類型氣囊氣囊式安全帶氣囊式安全帶借鑒了氣囊特性的安全帶產(chǎn)品，其可以在發(fā)生碰撞時展開氣囊，以便對人體產(chǎn)生緩沖作用減少對胸部、腰部的傷害。膝部氣囊膝部氣囊的主要作用是減輕碰撞時膝蓋部位受到的傷害。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類其他類型氣囊腿部氣囊腿部氣囊安裝于座椅前沿，碰撞時沿垂直大腿方向展開，從而起到調(diào)節(jié)座椅角度的作用。足部氣囊足部氣囊主要是防止前圍板和前地盤侵入乘員艙時乘員受傷，為了降低踝關節(jié)受傷程度。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類其他類型氣囊行人安全氣囊行人安全氣囊的主要作用是為了保護行人而設計，行人安全氣囊主要有兩種發(fā)動機艙蓋氣囊和前圍安全氣囊。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊新技術開發(fā)質(zhì)量小、折疊體積小的輕小型氣囊氣囊的一種發(fā)展趨勢是使用新型材料，比如420d的新型尼龍，質(zhì)量小、舒適性好、裝配性能好。另一種發(fā)展趨勢是無涂層氣袋，比如采用尼龍66型織物具有更好的經(jīng)濟性。改進氣袋的展開模式傳統(tǒng)氣袋是先充氣再展開，改進的氣袋展開模式是先展開再充氣，可以有效減小充氣展開時對乘員的沖擊力，減小乘員損傷。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊新技術開發(fā)智能型/自適應型安全氣囊智能型安全氣囊是一種能夠最大限度地保護乘員的安全氣囊系統(tǒng)，在汽車碰撞的瞬間可以根據(jù)碰撞條件和乘員狀況來調(diào)節(jié)氣囊的工作性能。依靠先進的的傳感器技術新型傳感器應該包括：傳感與診斷模塊，側(cè)碰撞傳感裝置，乘員位置傳感裝置，座椅位置傳感裝置，座椅安全帶傳感裝置，成人臨界重量傳感裝置，碰撞程度傳感器，碰撞預警傳感器。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊新技術安全氣囊的多樣化針對易受傷的部位設計了許多新型的安全氣囊，比如安裝在轉(zhuǎn)向盤下方膝墊部位的安全氣囊，可保護下肢在正碰撞中免受傷害，安裝在制動踏板下的安全氣囊，可保護腳和踝關節(jié)，安裝在前座椅靠背上的安全氣囊，可以保護后座乘員。集成式座椅安全氣囊傳統(tǒng)的安全氣囊被安裝在車身結構上，新型的安全氣囊技術可以直接被布置在座椅上，該款氣囊會從座椅中彈出，緊緊地抱住乘客，保護乘客的頭部、上半身和骨盆等身體部位不受碰撞沖擊。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)概述汽車座椅系統(tǒng)的作用就汽車系統(tǒng)控制和駕駛視野等，為駕駛?cè)硕ㄎ?。在人體重要的結構點上支撐人體，使乘客在汽車行駛中保持平穩(wěn)。為乘客提供安全舒適的環(huán)境，以減少顛簸路面的影響。在汽車受到撞擊時保護乘員。汽車座椅是汽車中將乘員與車身聯(lián)系在一起的重要部件，它直接影響到汽車的乘坐舒適性、方便性和安全性。汽車座椅系統(tǒng)的制造要求擁有良好的靜態(tài)特性，能夠保證駕駛?cè)擞辛己檬孢m的坐姿。具有足夠的強度和剛度。具有良好的振動特性。使駕駛?cè)伺c各操縱機構之間擁有合適安全的距離，調(diào)節(jié)輕便。具有良好的造型。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)概述汽車座椅系統(tǒng)的安全性汽車座椅系統(tǒng)安全性是指汽車座椅再事故發(fā)生時，能最大限度地減少對駕駛?cè)思俺藛T造成傷害的能力。座椅系統(tǒng)的被動安全裝置的功能應該包括：事故中保證乘員的生存空間。在事故發(fā)生時乘員能保持一定的安全姿態(tài)。能夠吸收碰撞能量，盡量使乘員受到的傷害最低。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結構汽車座椅的分類按形狀可以分為分離式座椅、肩斗式座椅、半分離式座椅和長凳式座椅。按性能可以分為固定式座椅、活動式座椅、可折式座椅和調(diào)節(jié)式座椅等等。按其乘坐的人數(shù)可以分為單人用座椅、雙人用座椅、多人用座椅。按功用可以分為駕駛?cè)俗?、前排乘客座椅、后排乘客座椅以及輔助座椅(包括兒童座椅)，其中輔助座椅通常用于大型客車、運動車、大型轎車和旅行車等。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結構座椅的安全結構座椅主要由座椅骨架、靠背、頭枕、坐墊、調(diào)節(jié)裝置、座椅總成與車身相連的固定部件組成。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結構座椅的安全結構座椅骨架座椅骨架是汽車座椅形狀的基礎結構，由座椅彈簧或緩沖材料以及蒙皮等部件直接或間接地固定在骨架上。座椅骨架一般由鋼制材料焊接而成，如今熱塑成型的座椅骨架和鎂制骨架正在推廣。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結構座椅的安全結構座椅坐墊座椅坐墊通常由座椅彈簧、緩沖墊和蒙皮制成。座椅彈簧起緩沖作用，一般由彈簧鋼絲或橡膠元件構成。緩沖墊是蒙皮和彈簧之間的柔軟部分，而蒙皮是套在座椅總成表面的材料，起到保護座椅泡沫，增加舒適度的作用。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結構座椅的安全結構調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)座椅高度機構、前后位移調(diào)整機構、靠背仰角調(diào)整機構和坐墊前傾角調(diào)整機構等。靠背靠背有強度設計和造型設計兩方面的內(nèi)容。強度設計又包括剛性吸能設計和柔性吸能設計，需要根據(jù)不同狀況來選擇。造型設計的原則應該使靠背的高度和曲線符合人體，為乘員提供穩(wěn)定舒適的坐姿。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結構座椅的安全結構連接部件汽車座椅連接部件的強度直接影響座椅的安全性能。座椅的連接部件要求具有足夠的強度，要避免在事故發(fā)生時因連接部件失效造成危險。頭枕頭枕是用以限制乘員頭部相對于軀干向后移位的彈性裝置。頭枕分為固定式和可拆式兩種。4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求體壓分布從人體工學角度出發(fā)，汽車座椅應對乘員產(chǎn)生良好的靜壓感，乘員在自然狀態(tài)下應保持肌肉放松、體壓分布合理等。體壓分布與坐墊和靠背的硬度有關，除了座椅本身的尺寸和形狀，還應該考慮座椅相對車內(nèi)空間的總體布置。4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求座椅結構設計對體壓分布要求座椅的高度和前后位置可以調(diào)節(jié)坐墊前角使乘員大腿受力小，能支持大腿座椅靠背能承受1500N以上的力，靠背設計要防止造成駕駛員疲勞座椅靠背前后傾角可調(diào)，使乘員下半身可調(diào)坐墊傾斜角應能調(diào)節(jié)，滿足坐姿要求座椅靠背和坐墊與彈簧連成一體，使沖擊能迅速衰減在座椅上制動踏板和加速踏板踩踏到底時，兩只腳移動距離和角度應該相等4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求振動特性要求汽車座椅應有合適的彈性特性，過硬的彈性部件使人感到不適，而過軟的彈性部件容易使車身振動的低頻相近而引起共振。將人體看做一個剛體，從座椅傳來的振動原封不動地傳到人體各部分，根據(jù)各部分地感覺整理成R.N.杰恩威上下振動容許極限圖。4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求

4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構概述汽車轉(zhuǎn)向系防傷機構是一種除了滿足轉(zhuǎn)向機構常規(guī)功能外,還能夠在正面碰撞事故中確保駕駛?cè)擞凶銐虻纳婵臻g,吸收碰撞能量,防止或減輕駕駛?cè)藗Φ谋粍颖Ｗo裝置。常見的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構有吸能轉(zhuǎn)向盤、能量吸收式轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向中間軸。4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與駕駛?cè)讼到y(tǒng)正面碰撞的關系汽車發(fā)生正面碰撞時，一次碰撞能量使汽車前部發(fā)生塑性變形，安裝在汽車前部的、與轉(zhuǎn)向器輸入端相連的轉(zhuǎn)向中間軸在碰撞力的作用下向后運動。要減輕一次碰撞的影響,可由轉(zhuǎn)向中間軸來完成。二次碰撞下，駕駛?cè)嗽诒旧淼膽T性能量下與轉(zhuǎn)向盤產(chǎn)生碰撞。吸收二次碰撞的能量和駕駛?cè)说牟糠謶T性能量是吸能轉(zhuǎn)向盤和能量吸收式轉(zhuǎn)向柱設計要解決的問題。4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構結構原理減輕一次碰撞影響的防傷機構伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸當汽車發(fā)生正碰時，通過花鍵軸套之間的相對滑動來消除碰撞力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪軸的位移波紋管式或網(wǎng)格式轉(zhuǎn)向中間軸通過波紋管或網(wǎng)格式軸的彎曲和壓縮來消除碰撞力使轉(zhuǎn)向器齒輪軸產(chǎn)生的向后的位移4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構結構原理減輕一次碰撞影響的防傷機構可斷開式中間軸當碰撞力達到某一規(guī)定值時，上、下兩段軸能及時脫開而避免轉(zhuǎn)向盤后移裝有鋼球的雙層管式轉(zhuǎn)向中間軸碰撞發(fā)生時，轉(zhuǎn)向軸內(nèi)、外管產(chǎn)生相對運動，而管與球之間又有較大的過盈量從而產(chǎn)生較大的摩擦力，吸收撞擊能量4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構結構原理

4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構

轉(zhuǎn)向防傷機構相關法規(guī)各國對轉(zhuǎn)向防傷系統(tǒng)法規(guī)及標準《防止汽車轉(zhuǎn)向機構對駕駛?cè)藗Α?GB11557-2011)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱機構作出了規(guī)定，主要包括以下內(nèi)容:汽車在以48.3~53.1km/h之間的車速進行正面固定壁障碰壁試驗中，要求轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向管柱在水平方向的后移量不得大于127mm，沿垂直方向所測量的車輛轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向軸頂端相對車內(nèi)不受碰撞影響的某點的向上位移量不得大于127mm。人體模塊以24.1~25.3km/h的相對速度撞擊轉(zhuǎn)向操縱裝置時，轉(zhuǎn)向操縱裝置作用在人體模塊上的水平力不得超過11123N。撞擊頭型以24.1~25.3km/h的相對速度撞擊轉(zhuǎn)向操作裝置時，作用在該撞擊頭型上的減速度超過80g的累積作用時間不得大于3ms，且最大減速度不得超過120g。4.7

其他被動安全裝置

安全玻璃安全玻璃包括鋼化玻璃、區(qū)域鋼化玻璃和夾層玻璃。汽車前風窗玻璃普遍采用安全性更好的夾層玻璃。除前風窗玻璃之外，汽車玻璃均為鋼化玻璃。鋼化玻璃是汽車上使用最多的玻璃，在遇到外力沖擊造成玻璃破裂時，不會形成鋒利的刀口，而是碎裂為許許多多的小碎片。區(qū)域鋼化玻璃一般用作汽車的前風窗玻璃，安全性不如夾層玻璃，破碎時會變成一堆碎片會阻擋駕駛?cè)艘暰€，但是成本較低。夾層玻璃由兩塊普通玻璃膠合而成，中間夾有一層薄膜經(jīng)強力膠壓制成，玻璃破碎時不會散落飛濺。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅概述汽車兒童安全座椅是專為不同體重的兒童設計、安裝在汽車內(nèi)、能有效提高兒童乘車安全的座椅。兒童安全座椅的分類按照兒童安全座椅在車輛上的放置位置，可以分為通用類、半通用類、受限制類和特殊車輛類；按照擺放方向可以分為，臥式、后向式、前向式和可轉(zhuǎn)換式；按照使用兒童的年齡可以分為，嬰兒用（0~1歲）、幼兒用（1~5歲）和學童用（5~12歲）兒童座椅。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅的約束帶裝置和固定裝置汽車兒童安全座的約束功能通過約束帶裝置和固定裝置來實現(xiàn)。約束帶裝置作用是將兒童可靠的約束在乘臥空間的系統(tǒng)。固定裝置是指將兒童安全座椅連接在座椅上的固定系統(tǒng)。兒童安全座椅固定裝置地分類兒童安全座椅固定地方式分為安全帶固定方式、ISOFIX固定方式和LATCH固定方式。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅固定裝置地分類安全帶固定方式使用安全帶固定方式的兒童安全座椅，可以裝在所有配置安全帶的車輛，適用性強，多數(shù)兒童安全座椅都可采用這種固定方式，但缺點則是安裝費時、復雜且長時間使用容易造成松動。ISOFIX固定方式ISOFIX系統(tǒng)是國際標準化組織制定的汽車兒童安全座椅快速剛性連接系統(tǒng)，優(yōu)點是連接強度高、不易松動、安裝簡單，但是必須使用專用接口的安全座椅、通用性不好。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅固定裝置地分類LATCH固定方式兒童安全座椅底部連接件用于連接汽車座椅較低位置的固定點，兒童座椅的上拉帶用來連接汽車座椅上部固定點，較低位置的固定點和上拉帶組成了LATCH系統(tǒng)。該系統(tǒng)有三個固定點?？梢悦撾x安全帶而獨立工作，并且對于兒童座椅的安裝也是非常地簡便。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童受傷部位及原因發(fā)生交通事故時，兒童頭部可能與汽車內(nèi)飾發(fā)生碰撞，也包括與車內(nèi)其他乘員碰撞導致?lián)p傷兒童頸部骨骼發(fā)育尚未成熟，碰撞也可能導致頸部受傷風險兒童心臟在胸腔內(nèi)所占比例大于成人心臟所占比例，因此兒童胸腔內(nèi)器官損傷概率較高在車輛碰撞時，由于兒童骨骼發(fā)生尚未成熟，因此事故極易造成兒童四肢骨折甚至截肢4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅的功能正面碰撞或緊急制動時，能有效阻止兒童身體向前急速運動，避免二次碰撞，不能因為約束系統(tǒng)的定位不佳而向前滑動側(cè)向碰撞時，靠背側(cè)翼和頭枕側(cè)翼能有效地保護兒童軀干和頭部追尾碰撞時，靠背和