汽车安全概论课件-第4章-汽车被动安全技术(装置).ppt

1、第第4 4章章 汽车被动安全技术（装置）汽车被动安全技术（装置）1 1 概述概述2 2 基于伤害减轻的被动安全技术（装置）基于伤害减轻的被动安全技术（装置）3 3 基于防止灾害扩大的被动安全技术（装置）基于防止灾害扩大的被动安全技术（装置）4 4 基于提高被动安全性能的重要部件和结构基于提高被动安全性能的重要部件和结构1 1 概述概述l 汽车被动安全性汽车被动安全性是指当交通事故不可避免地要发是指当交通事故不可避免地要发生时，汽车本身保护乘员和行人，减轻人员伤害和货生时，汽车本身保护乘员和行人，减轻人员伤害和货物损失的能力物损失的能力，即发生事故时的安全性。进一步分为外，即发生事故时的安全性。

2、进一步分为外部被动安全性和内部被动安全性。部被动安全性和内部被动安全性。外部被动安全性是从减轻事故发生过程中汽车对行外部被动安全性是从减轻事故发生过程中汽车对行人、自行车、摩托车乘员的伤害方面提高汽车被动安全人、自行车、摩托车乘员的伤害方面提高汽车被动安全性的能力；内部被动安全性是指汽车所具有的在事故中性的能力；内部被动安全性是指汽车所具有的在事故中使作用于乘员的加速度和力降低到最小的能力。使作用于乘员的加速度和力降低到最小的能力。l 研究的目的：尽量减少事故发生后对车内乘员和行人的研究的目的：尽量减少事故发生后对车内乘员和行人的直接伤害。直接伤害。汽车被动安全技术涉及的内容（汽车被动安全技术

3、涉及的内容（1 1）1 1）车身结构及性能）车身结构及性能尽量减轻乘员伤害。包括乘员舱尽量减轻乘员伤害。包括乘员舱（驾驶室）、车身结构的刚度和车顶的强度，防止前部（驾驶室）、车身结构的刚度和车顶的强度，防止前部碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞及翻车的性能，特别是轿车碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞及翻车的性能，特别是轿车的侧门强度等；的侧门强度等；2 2）座椅及约束系统的安全性）座椅及约束系统的安全性保证撞车时对乘员具有良保证撞车时对乘员具有良好的保护性。包括座椅强度、安全带强度、安全带固定好的保护性。包括座椅强度、安全带强度、安全带固定点的强度、座椅头枕等；点的强度、座椅头枕等；3 3）消除汽车内外凸出物致

4、伤因素）消除汽车内外凸出物致伤因素尽可能降低撞车时凸尽可能降低撞车时凸出物对乘员的伤害。包括汽车内外凸出物平滑化处理、出物对乘员的伤害。包括汽车内外凸出物平滑化处理、车内饰件软化、采用吸能转向盘、柔性转向器、防撞溃车内饰件软化、采用吸能转向盘、柔性转向器、防撞溃缩机构等；缩机构等；汽车被动安全技术涉及的内容（汽车被动安全技术涉及的内容（2 2）4 4）货车和挂车的侧面及后下部设有防护装置，防止车辆在行）货车和挂车的侧面及后下部设有防护装置，防止车辆在行驶过程中与其他车辆、行人、动物发生刮擦、相撞而造成驶过程中与其他车辆、行人、动物发生刮擦、相撞而造成事故，包括商用汽车防钻措施、商用汽车货箱侧面

5、及后下事故，包括商用汽车防钻措施、商用汽车货箱侧面及后下部的护栏等；部的护栏等；5 5）制动器与轮胎）制动器与轮胎主要是改善制动器的抗热衰退性及轮胎主要是改善制动器的抗热衰退性及轮胎行驶过程中的安全性。包括制动器结构形式的选用，制动行驶过程中的安全性。包括制动器结构形式的选用，制动器摩擦材料性能的改进与提高，采用安全轮胎，轮胎附着器摩擦材料性能的改进与提高，采用安全轮胎，轮胎附着性能的改进等。性能的改进等。6 6）事故后安全性）事故后安全性预防火灾发生及防止火灾扩大和使驾乘预防火灾发生及防止火灾扩大和使驾乘人员能够迅速从事故车辆中解脱出来的安全系统；人员能够迅速从事故车辆中解脱出来的安全系统；

6、7 7）汽车安全玻璃）汽车安全玻璃防止被撞击破碎后伤人，增强玻璃的功防止被撞击破碎后伤人，增强玻璃的功能化及安全机能。能化及安全机能。l事故发生时安全性事故发生时安全性 是指事故发生过程中汽车保护乘员和是指事故发生过程中汽车保护乘员和行人，减轻乘员和行人伤亡及车辆损失的结构行人，减轻乘员和行人伤亡及车辆损失的结构性能。性能。l 事故发生后安全性事故发生后安全性 是指事故发生后迅速消除事故后果并是指事故发生后迅速消除事故后果并避免新的危害扩大的性能，即减轻事故后果的避免新的危害扩大的性能，即减轻事故后果的能力。能力。l车辆被动安全系统车辆被动安全系统 主要包括两大部分：安全车身结构和乘员保主要包

7、括两大部分：安全车身结构和乘员保护系统。护系统。安全车身结构安全车身结构为了减少一次碰撞带来的伤害；为了减少一次碰撞带来的伤害；乘员保护系统乘员保护系统为了减少二次碰撞带来的损伤或为了减少二次碰撞带来的损伤或避免二次碰撞。避免二次碰撞。2 2 基于伤害减轻的被动安全技术（装置）基于伤害减轻的被动安全技术（装置）1.1.安全车身结构（轿车）安全车身结构（轿车）为提高汽车的被动安全性，汽车车身设计应把碰撞事故的为提高汽车的被动安全性，汽车车身设计应把碰撞事故的不良后果减轻到最低。为此，车身应与安全带、安全气囊、能不良后果减轻到最低。为此，车身应与安全带、安全气囊、能量吸收式转向系等围绕乘员的相关装

8、置进行合理匹配，共同完量吸收式转向系等围绕乘员的相关装置进行合理匹配，共同完成如下功能：成如下功能：1 1）必须尽可能的缓和和吸收车辆及乘员的运动能量，以缓解乘）必须尽可能的缓和和吸收车辆及乘员的运动能量，以缓解乘员受到的冲击；员受到的冲击；2 2）在确保乘员有效生存空）在确保乘员有效生存空 间的同时，还必须保证碰间的同时，还必须保证碰 撞后乘员易于逃脱和容易撞后乘员易于逃脱和容易 进行车外救护。进行车外救护。1.11.1发生碰撞时的碰撞形式与发生碰撞时的碰撞形式与车车身的变形特性身的变形特性 汽车发生碰撞时的碰撞形式主要为汽车发生碰撞时的碰撞形式主要为3 3种形式：前部种形式：前部碰撞、侧面

9、碰撞、追尾碰撞。美国统计的包含所有伤害碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞。美国统计的包含所有伤害类型的碰撞事故的概率分布图如下左图，各类碰撞事故类型的碰撞事故的概率分布图如下左图，各类碰撞事故所占比例如下右图。此外还有车撞行人与翻车等情况。所占比例如下右图。此外还有车撞行人与翻车等情况。31%34%33%2%前部碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、翻车前部碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、翻车等事故形态特点：等事故形态特点：l 前部碰撞（前部碰撞（包括汽车中心轴线包括汽车中心轴线3030范围以内范围以内）：该事故形）：该事故形态发生率较高，其后果与车辆碰撞发生时的态发生率较高，其后果与车辆碰撞发生时的运动速度高低，运动速

10、度高低，车辆的质量大小、车身前部结构车辆的质量大小、车身前部结构密切相关。密切相关。l 侧面碰撞：该事故形态发生率也较高，由于车内装饰件和侧面碰撞：该事故形态发生率也较高，由于车内装饰件和结构所能吸收的能量有限，因而引起的车内严重变形对汽结构所能吸收的能量有限，因而引起的车内严重变形对汽车乘客伤害的危险性很高。车乘客伤害的危险性很高。l 追尾碰撞：一般追尾碰撞时，相对碰撞速度较低，且尾部追尾碰撞：一般追尾碰撞时，相对碰撞速度较低，且尾部一般有足够的碰撞吸能区间（除短尾车外），相对前部而一般有足够的碰撞吸能区间（除短尾车外），相对前部而言重要性降低，对车内乘员的伤害主要是颈部冲击损伤。言重要性降

11、低，对车内乘员的伤害主要是颈部冲击损伤。若是轿车以高速钻入货车尾部则后果会非常严重。若是轿车以高速钻入货车尾部则后果会非常严重。l 翻车：总体来讲，发生率不是很高，但一旦发生，其后果翻车：总体来讲，发生率不是很高，但一旦发生，其后果会非常严重。会非常严重。轿车车身前部变形轿车车身前部变形力梯度特性力梯度特性 按作用力和变形量的不同，分为行人保护、按作用力和变形量的不同，分为行人保护、低车速保护、小撞击力共存（事故对方共存保低车速保护、小撞击力共存（事故对方共存保护）、针对本车乘员的自身保护、幸存空间等护）、针对本车乘员的自身保护、幸存空间等5 5个个区域。区域。对车身前部碰撞区域变形形式及变形

12、特性对车身前部碰撞区域变形形式及变形特性的基本要求：的基本要求：l 低速碰撞时，车辆的变形以及变形力值都较低速碰撞时，车辆的变形以及变形力值都较小，以保护行人或车辆自身；小，以保护行人或车辆自身；l 当发生中等速度碰撞时，变形力值应尽量均当发生中等速度碰撞时，变形力值应尽量均匀，以最大限度的降低撞击加速度峰值；匀，以最大限度的降低撞击加速度峰值；l 当发生高速碰撞时，为了阻止变形扩展到乘当发生高速碰撞时，为了阻止变形扩展到乘员舱，从悬架到车身前围钣金之间的变形力员舱，从悬架到车身前围钣金之间的变形力值应急剧上升。值应急剧上升。轿车前部、中部、后部的划分轿车前部、中部、后部的划分 轿车的前部、中

13、部、后部分别为发动机室、乘员室（舱）、轿车的前部、中部、后部分别为发动机室、乘员室（舱）、行李箱。实际中通常把发动机室、驾驶室（舱）行李箱。实际中通常把发动机室、驾驶室（舱）、行李箱分别、行李箱分别称为轿车的称为轿车的“厢厢”，如果这三个厢是相互独立的，就称为三厢，如果这三个厢是相互独立的，就称为三厢车；如果驾驶室和行李箱是结合在一起的，则称为两厢车。车；如果驾驶室和行李箱是结合在一起的，则称为两厢车。1.21.2碰撞安全车身设计的原则碰撞安全车身设计的原则车身设计为什么要中间车身设计为什么要中间“硬硬”、两头、两头“软软”？l 原因：原因：重点加固乘员舱部分的强度（高强度乘员舱）重点加固乘员

14、舱部分的强度（高强度乘员舱）有利于减轻变形以便保证乘员生命安全；有利于减轻变形以便保证乘员生命安全；适度弱化汽车头部和尾部的强度（前后碰撞变形适度弱化汽车头部和尾部的强度（前后碰撞变形区）区）有利于其在被挤压变形过程中吸收较多有利于其在被挤压变形过程中吸收较多碰撞能量。碰撞能量。车身结构变形区域吸收碰撞能量的特性车身结构变形区域吸收碰撞能量的特性包含以下三方面的含义包含以下三方面的含义1 1）车身前、后部结构要尽可能多地吸收碰撞能量，使）车身前、后部结构要尽可能多地吸收碰撞能量，使碰撞过程中作用于乘员的力和加速度降低到规定的碰撞过程中作用于乘员的力和加速度降低到规定的范围内；范围内；2 2）车

15、身前、后部构件在碰撞过程中产生变形应根据碰）车身前、后部构件在碰撞过程中产生变形应根据碰撞强度逐级发生，控制受挤压构件的变形形式，防撞强度逐级发生，控制受挤压构件的变形形式，防止车轮、发动机、变速箱等刚性构件侵入座舱；止车轮、发动机、变速箱等刚性构件侵入座舱；3 3）车身座舱结构必须紧固可靠，这是保证车辆发生侧）车身座舱结构必须紧固可靠，这是保证车辆发生侧面碰撞或翻车时乘员安全的主要手段。面碰撞或翻车时乘员安全的主要手段。碰撞作用力在车体结构中的传递路径碰撞作用力在车体结构中的传递路径o 往往吸能吸能盒盒对发生对发生“正面碰撞正面碰撞”的基本要求（碰撞的基本要求（碰撞“固定壁固定壁障障”）l

16、确保乘员生存空间；确保乘员生存空间；l 减小车身减速度；减小车身减速度；l 碰撞过程中车门不碰撞过程中车门不 能打开；能打开；l 防止车辆前部部件侵入座舱内。防止车辆前部部件侵入座舱内。对发生对发生“侧面碰撞侧面碰撞”的基本要求（移动变形壁的基本要求（移动变形壁障）障）l 减少侧面结构对乘员舱的侵入量；减少侧面结构对乘员舱的侵入量；l 减轻侧面结构对乘员舱的侵入速度；减轻侧面结构对乘员舱的侵入速度；l 碰撞过程中车门不能自动打开。碰撞过程中车门不能自动打开。侧面碰撞时乘员侧面碰撞时乘员生存空间改变示意图生存空间改变示意图 侧面碰撞发生时，侧面碰撞发生时，因侧面碰撞时允许的变因侧面碰撞时允许的变

17、形行程很小，应保证主形行程很小，应保证主撞车不会侵入被撞车的撞车不会侵入被撞车的乘员舱，为防止此现象发生，车门和铰链、门锁乘员舱，为防止此现象发生，车门和铰链、门锁机构结构应具有明确的强度，以承受相应的碰撞机构结构应具有明确的强度，以承受相应的碰撞能量。能量。对发生对发生“后面后面碰撞碰撞”的基本要求的基本要求l 减少乘员舱变形减少乘员舱变形（后面碰撞相对正面碰撞（后面碰撞相对正面碰撞而言对乘员的加速度较小）而言对乘员的加速度较小）；l 减轻碰撞中车身的减速度；减轻碰撞中车身的减速度；l 在碰撞中维持燃油箱的存放空间在碰撞中维持燃油箱的存放空间（因车辆的燃油（因车辆的燃油箱多布置在车身后部地板

18、的下部）箱多布置在车身后部地板的下部）；措施：措施：前部碰撞前部碰撞:为了降低正面（迎面）碰撞时的减速度，可将为了降低正面（迎面）碰撞时的减速度，可将轿车前部做成褶皱区，在碰撞时提供轿车前部做成褶皱区，在碰撞时提供500-600mm500-600mm的变形的变形行程，以通过褶皱区吸收撞车时的动能。行程，以通过褶皱区吸收撞车时的动能。追尾碰撞：追尾碰撞：因后部碰撞时的速度较低，轿车后部褶皱区的因后部碰撞时的速度较低，轿车后部褶皱区的变形行程变形行程300-500mm300-500mm。侧面碰撞：侧面碰撞：因侧面碰撞时允许的变形行程很小，应保证主因侧面碰撞时允许的变形行程很小，应保证主撞车不会侵入

19、被撞车的乘员室。因此，车门和铰链、撞车不会侵入被撞车的乘员室。因此，车门和铰链、门锁机构承受碰撞的能量是关键。门锁机构承受碰撞的能量是关键。1.31.3车车身结构上采取的被动安全措施身结构上采取的被动安全措施l 前保险杠前保险杠目前普遍采用吸能保险杠，目的是减少一目前普遍采用吸能保险杠，目的是减少一次碰撞的伤害程度（在低速碰撞时对行人起到保护作次碰撞的伤害程度（在低速碰撞时对行人起到保护作用）；用）；l 后保险杠后保险杠用于车身后部的防撞装置，减轻倒车时对用于车身后部的防撞装置，减轻倒车时对行人的伤害；行人的伤害；l 侧围保险杠侧围保险杠用于车身侧面的防撞装置，防止会车时用于车身侧面的防撞装置

20、，防止会车时及与侧面障碍物之间的擦伤；及与侧面障碍物之间的擦伤；l 减轻撞击行人的弹性装置减轻撞击行人的弹性装置在发动机上部及前风窗周在发动机上部及前风窗周围布置弹性材料，减轻行人撞击后再次冲击的程度。围布置弹性材料，减轻行人撞击后再次冲击的程度。l 吸能车架结构吸能车架结构利用车架的变形吸收碰撞能量，保证利用车架的变形吸收碰撞能量，保证乘员必要的生存空间；乘员必要的生存空间；l 翻车安全对策翻车安全对策加强车顶纵梁及立柱的强度和刚度；加强车顶纵梁及立柱的强度和刚度；在车顶设置翻车保险杠。在车顶设置翻车保险杠。2.2.座椅安全带座椅安全带 2.1 2.1概述概述 汽车高速行驶过程中一旦发生严重

21、的撞车（一次碰撞）汽车高速行驶过程中一旦发生严重的撞车（一次碰撞）事故时会产生很大的减速度，往往会在极短的时间（几十毫事故时会产生很大的减速度，往往会在极短的时间（几十毫秒至几百毫秒）内由高速运动状态变为停止运动状态。秒至几百毫秒）内由高速运动状态变为停止运动状态。在此过程中，由于车内乘员的减速度小于汽车的减速度，在此过程中，由于车内乘员的减速度小于汽车的减速度，使得乘员停止运动的时间比汽车停止运动的时间要长，即汽使得乘员停止运动的时间比汽车停止运动的时间要长，即汽车停止运动后，乘员身体还要向前运动，巨大的惯性力从而车停止运动后，乘员身体还要向前运动，巨大的惯性力从而使得车内驾乘人员无法自控而

22、向前运动碰到方向盘、仪表盘使得车内驾乘人员无法自控而向前运动碰到方向盘、仪表盘或前排座椅的背面（二次碰撞）。或前排座椅的背面（二次碰撞）。这种二次冲撞可能导致驾乘人员身体受到致命撞击，严这种二次冲撞可能导致驾乘人员身体受到致命撞击，严重时甚至还会撞碎挡风玻璃飞出车外，与前方障碍物再次相重时甚至还会撞碎挡风玻璃飞出车外，与前方障碍物再次相撞。撞。安全带的作用安全带的作用 将乘员的身体约束在座椅上，即通过对车内乘员将乘员的身体约束在座椅上，即通过对车内乘员的约束作用，在汽车发生碰撞时使乘员获得一个比较安的约束作用，在汽车发生碰撞时使乘员获得一个比较安全的减速度值，并限制其向全的减速度值，并限制其向

23、 前移动的距离，从而防止乘前移动的距离，从而防止乘 员受到二次碰撞；员受到二次碰撞；此外，在车辆发生翻此外，在车辆发生翻 滚时，安全带还可以保护乘滚时，安全带还可以保护乘 员不致被甩出车外。员不致被甩出车外。2.22.2安全带的工作原理与分类安全带的工作原理与分类1 1）汽车安全带的工作原理）汽车安全带的工作原理 当车辆出现紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时，因乘员的惯性当车辆出现紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时，因乘员的惯性运动会使安全带受到快速而猛烈的拉伸，此时卷收器的自锁功能可运动会使安全带受到快速而猛烈的拉伸，此时卷收器的自锁功能可 在瞬间卡住安全带，使乘员紧在瞬间卡住安全带，使乘员紧 贴座

24、椅，避免被甩出车外或遭贴座椅，避免被甩出车外或遭 受猛烈碰撞而受伤。受猛烈碰撞而受伤。工作特点：缓拉时无阻力，急拉工作特点：缓拉时无阻力，急拉 时则锁紧。时则锁紧。右图为安全带和气囊联合工作右图为安全带和气囊联合工作 的情况（在的情况（在8ms8ms内能将安全的内能将安全的 收紧收紧10-15cm10-15cm）。）。l理想安全带的作用过程理想安全带的作用过程 在事故发生的第一时刻首先及时将安全带收紧，在事故发生的第一时刻首先及时将安全带收紧，毫不犹豫地把乘员毫不犹豫地把乘员“按按”在座椅上，然后适度放松，在座椅上，然后适度放松，即待冲击力峰值过去，或乘员已能受到气囊的保护即待冲击力峰值过去，

25、或乘员已能受到气囊的保护时适当放松安全带，避免因拉力过大而使乘员肋骨时适当放松安全带，避免因拉力过大而使乘员肋骨受伤。受伤。l安全带使用效果安全带使用效果 驾驶员位置负伤率可降低驾驶员位置负伤率可降低43%-52%43%-52%；副驾驶员位置负；副驾驶员位置负伤率可降低伤率可降低37%-45%37%-45%。o碰撞事故车内乘员运动碰撞事故车内乘员运动 驾乘人员系与未系安全带驾乘人员系与未系安全带 速度与车辆速度的关系速度与车辆速度的关系 的伤亡率对比的伤亡率对比 汽车碰撞过程中车内乘员减速度小于汽汽车碰撞过程中车内乘员减速度小于汽车减速度车减速度 汽车碰撞过程中因车内乘员的减速度小于汽车碰撞过

26、程中因车内乘员的减速度小于汽车减速度，导致乘员停止运动的时间（汽车减速度，导致乘员停止运动的时间（t t2 2）比）比汽车停止运动的时间（汽车停止运动的时间（t t1 1）长，即汽车停止运动）长，即汽车停止运动后乘员身体还会向前运动，后乘员身体还会向前运动，存在与乘员舱存在与乘员舱内部的结构物（如方向盘、仪表板、挡风玻璃内部的结构物（如方向盘、仪表板、挡风玻璃等）发生二次碰撞或被甩出车外的风险。等）发生二次碰撞或被甩出车外的风险。2 2）汽车座椅）汽车座椅安全带的分类安全带的分类l 按智能化程度不同，可分为被动式安全带和自动式安全带按智能化程度不同，可分为被动式安全带和自动式安全带两种。两种。

27、被动式安全带被动式安全带其锁扣及解扣都需乘员人工自主操其锁扣及解扣都需乘员人工自主操作，目前绝大部分汽车所配置的安全带都是此类形式；作，目前绝大部分汽车所配置的安全带都是此类形式；自动式安全带自动式安全带其锁扣及解扣在车门关闭或开启后其锁扣及解扣在车门关闭或开启后自动进行，不需乘员人工动作，相比被动式而言其结构比自动进行，不需乘员人工动作，相比被动式而言其结构比较复杂。较复杂。l 轿车上使用的安全带，按固定方式不同可分为两点式安全轿车上使用的安全带，按固定方式不同可分为两点式安全带、三点式安全带、四点式（全背式）三种。带、三点式安全带、四点式（全背式）三种。3 3）安全带的组成及各部件作用安全

28、带的组成及各部件作用l 组成：织带、带扣、卷收器、长度调节件。组成：织带、带扣、卷收器、长度调节件。l 各部件作用：各部件作用：织带织带由化学纤维编织而成，其功能是对乘员起约束作由化学纤维编织而成，其功能是对乘员起约束作用，对此的性能有严格要求；用，对此的性能有严格要求；带扣带扣是一种既能方便的把乘员约束在安全带内，又能是一种既能方便的把乘员约束在安全带内，又能快速使乘员解脱的连接装置，其功能是用以接合或脱开安快速使乘员解脱的连接装置，其功能是用以接合或脱开安全带；全带；卷收器卷收器其功能是收紧、储存织带，在汽车正常行驶时其功能是收紧、储存织带，在汽车正常行驶时允许织带自由伸缩，而当汽车行驶速

29、度急剧变化时则通过允许织带自由伸缩，而当汽车行驶速度急剧变化时则通过锁止结构对乘员实施约束；锁止结构对乘员实施约束；长度调节件长度调节件其功能对织带的长度进行调节。其功能对织带的长度进行调节。汽车安全带主要部件及其组成汽车安全带主要部件及其组成4 4）先进安全带）先进安全带 先进的安全带都带有预收紧装置和拉力限制器。先进的安全带都带有预收紧装置和拉力限制器。预收紧装置预收紧装置是在安全带处于使用状态时，当汽车是在安全带处于使用状态时，当汽车发生碰撞或强烈制动的过程中将安全带锁紧在恰当的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，在安全带处于未使用状态时贮存安全带位置，在安全带处于未使用

30、状态时贮存安全带；拉力限制器拉力限制器在受力峰值过去在受力峰值过去 后，马上降低安全带的张紧力度，后，马上降低安全带的张紧力度，以减小乘员受力。以减小乘员受力。气囊式安全带气囊式安全带 3.3.安全气囊防护系统安全气囊防护系统 安全气囊防护系统（安全气囊防护系统（Supplemental Restraint Supplemental Restraint SystemSystem，简称，简称SRSSRS，直译为辅助约束（防护）系统，一，直译为辅助约束（防护）系统，一般译为安全气囊），是现代轿车上的一种重要辅助乘员般译为安全气囊），是现代轿车上的一种重要辅助乘员约束系统。约束系统。主要用来缓冲在碰

31、撞事故中乘员头主要用来缓冲在碰撞事故中乘员头/面部、胸部的面部、胸部的运动，防止与车内饰件的二次碰撞，同时分散对乘员胸运动，防止与车内饰件的二次碰撞，同时分散对乘员胸部的冲击力，现已成为轿车上的基本配置。部的冲击力，现已成为轿车上的基本配置。3.13.1安全气囊的组成与工作过程安全气囊的组成与工作过程1 1）组成及工作过程）组成及工作过程组成：组成：包括控制装置（传感器、电子控制系统、触发装置）、气体发包括控制装置（传感器、电子控制系统、触发装置）、气体发生器、气袋等。安全气囊系统的组成如下图所示。生器、气袋等。安全气囊系统的组成如下图所示。工作过程：工作过程：在发生碰撞事故的瞬间当传感器侦测

32、到强烈碰撞程度后传在发生碰撞事故的瞬间当传感器侦测到强烈碰撞程度后传递出信号，电子控制系统接受并处理传感器传来的信号。当经计算递出信号，电子控制系统接受并处理传感器传来的信号。当经计算有必要打开气袋时，立即由触发装置发出点火信号触发气体发生器，有必要打开气袋时，立即由触发装置发出点火信号触发气体发生器，点燃固体燃料并产生大量气体迅速使气囊充气，在乘员的前部形成点燃固体燃料并产生大量气体迅速使气囊充气，在乘员的前部形成充满气体的气囊。充满气体的气囊。安全气囊充气过程及效果安全气囊充气过程及效果 工作过程具体可分为四个阶段工作过程具体可分为四个阶段l 触发触发 碰撞约碰撞约10ms10ms后，后，

33、SRSSRS达到引爆极限，点火器引爆达到引爆极限，点火器引爆点火剂并产生大量热量，使充气剂受热分解，但驾驶员点火剂并产生大量热量，使充气剂受热分解，但驾驶员尚未动作（驾驶员身体没有前移）。尚未动作（驾驶员身体没有前移）。l充气膨胀充气膨胀 碰撞约碰撞约40ms40ms后，后，气囊完全充气，体积最大，驾驶员气囊完全充气，体积最大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并拉紧，部分冲击向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并拉紧，部分冲击能量已被吸收。能量已被吸收。l头部陷入头部陷入 碰撞约碰撞约60ms60ms后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊的排气孔在气体和人体

34、压力作用下排气节流，吸收气囊的排气孔在气体和人体压力作用下排气节流，吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能。人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能。l气囊压扁气囊压扁 碰撞约碰撞约110ms110ms后，大部分气体已从气囊逸出，驾驶员后，大部分气体已从气囊逸出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上，气体前方恢复视野。身体上部回到座椅靠背上，气体前方恢复视野。碰撞约碰撞约120ms120ms后，碰撞危害解除，车速降低直至为零。后，碰撞危害解除，车速降低直至为零。气囊动作状态和经历时间肉眼无法确认气囊动作状态和经历时间肉眼无法确认 上述过程表明，整个碰撞过程极为短暂，从开上述过程表明，整个碰撞过程极为短暂，从开始

35、充气到完全充满约为始充气到完全充满约为30ms30ms；从汽车遭受碰撞开始；从汽车遭受碰撞开始到气囊收缩约为到气囊收缩约为120ms120ms，小于人眨眼的时间（人眨，小于人眨眼的时间（人眨眼的时间约为眼的时间约为200ms200ms左右），因而气囊动作状态和左右），因而气囊动作状态和经历时间人的肉眼无法确认。经历时间人的肉眼无法确认。3.23.2安全气囊工作原理安全气囊工作原理 当汽车遭受正面和侧面碰撞时，安全气囊系统的工作原当汽车遭受正面和侧面碰撞时，安全气囊系统的工作原理完全相同，以正面碰撞为例，其工作原理如下：理完全相同，以正面碰撞为例，其工作原理如下：安全气囊的工作原理安全气囊的工作

36、原理 当汽车发生较严重的碰撞时，碰撞传感器将汽车当汽车发生较严重的碰撞时，碰撞传感器将汽车碰撞信息（汽车减速度）转换成相应的电信号输入到电碰撞信息（汽车减速度）转换成相应的电信号输入到电子控制器，与此同时，安全传感器内部的触点也在汽车子控制器，与此同时，安全传感器内部的触点也在汽车减速惯性力的作用下闭合，接通点火器电源；电子控制减速惯性力的作用下闭合，接通点火器电源；电子控制器对碰撞传感器输入的信号进行分析处理后，迅速向点器对碰撞传感器输入的信号进行分析处理后，迅速向点火器输出点火信号，点火器通电引燃点火剂并产生高温，火器输出点火信号，点火器通电引燃点火剂并产生高温，使气体发生器产生大量气体，

37、冲入气囊使气囊快速膨胀使气体发生器产生大量气体，冲入气囊使气囊快速膨胀展开，在车内乘员还没触及到前方坚硬结构物之前，抢展开，在车内乘员还没触及到前方坚硬结构物之前，抢先在二者之间形成弹性气垫，以保护乘员头部、胸部，先在二者之间形成弹性气垫，以保护乘员头部、胸部，避免或减轻受伤害程度。避免或减轻受伤害程度。正面气囊引爆的条件正面气囊引爆的条件l 正前方正前方30300 0角；角；l 纵向加速度达到某一值（减速度阈值）；纵向加速度达到某一值（减速度阈值）；减速度阈值的设定，根据气囊性能设定减速度阈值的设定，根据气囊性能设定 美国：汽车在较低车速（美国：汽车在较低车速（12-22km/h12-22k

38、m/h）碰撞时不）碰撞时不会引爆气囊。会引爆气囊。3.33.3安全气囊的分类安全气囊的分类1 1）按碰撞类型分）按碰撞类型分l 正面碰撞防护安全气囊系统正面碰撞防护安全气囊系统保护头部、胸部；保护头部、胸部；l 侧面碰撞防护安全气囊系统侧面碰撞防护安全气囊系统保护颈部、腰部；保护颈部、腰部；l 顶面碰撞防护安全气囊系统顶面碰撞防护安全气囊系统保护头部；保护头部；多气囊形式多气囊形式2 2）按安全气囊安装数目分）按安全气囊安装数目分l 单气囊系统（仅装在驾驶员侧）；单气囊系统（仅装在驾驶员侧）；l 双气囊系统（驾驶员侧和前排乘员均安装）；双气囊系统（驾驶员侧和前排乘员均安装）；l 多气囊系统（多

39、气囊系统（3 3个或个或3 3个以上，即前排、后排、侧个以上，即前排、后排、侧面等）。面等）。3 3）按传感器类型分）按传感器类型分l 机械式安全气囊系统；机械式安全气囊系统；l 机电式安全气囊系统；机电式安全气囊系统；l 电子式安全气囊电子式安全气囊 4）按保护对象和安装位置的不同分）按保护对象和安装位置的不同分 l 驾驶员席防撞安全气囊；驾驶员席防撞安全气囊；l 前排乘员席防撞安全气囊；前排乘员席防撞安全气囊；l 侧面防撞安全气囊。侧面防撞安全气囊。3.43.4安全气囊的有效工作范围安全气囊的有效工作范围下列情况下正面气囊不会引爆充气：下列情况下正面气囊不会引爆充气：l 汽车遭受侧面碰撞超

40、过斜前方汽车遭受侧面碰撞超过斜前方30300 0角时；角时；l 汽车遭受侧面碰撞；汽车遭受侧面碰撞；l 汽车遭受后面碰撞；汽车遭受后面碰撞；l 汽车发生绕纵向轴线侧翻；汽车发生绕纵向轴线侧翻；l 纵向减速度未达到设定阀值；纵向减速度未达到设定阀值；l 汽车正常行驶、正常制动，在路面不平的道路条件下汽车正常行驶、正常制动，在路面不平的道路条件下行驶；行驶；l 所有传感器都未接通，所有传感器都未接通，ECUECU内部的防护传感器未接通。内部的防护传感器未接通。安全带与安全气囊对驾乘人员的安全防护作用比较安全带与安全气囊对驾乘人员的安全防护作用比较 4.4.汽车座椅系统汽车座椅系统4.14.1概述概

41、述 汽车座椅是汽车中将乘员与车身联系在一起的重要部件，它汽车座椅是汽车中将乘员与车身联系在一起的重要部件，它直接影响到汽车的乘坐舒适性、方便性和安全性。直接影响到汽车的乘坐舒适性、方便性和安全性。l 汽车座椅的主要作用汽车座椅的主要作用 1 1）为驾驶员的视野和对汽车控制进行操作定位为驾驶员的视野和对汽车控制进行操作定位；2 2）为乘员身体提供良好的支撑为乘员身体提供良好的支撑，使乘客在行驶中保持平稳；，使乘客在行驶中保持平稳；3 3）为乘客提供安全舒适的环境，以减少受到颠簸路面的影响；）为乘客提供安全舒适的环境，以减少受到颠簸路面的影响；4 4）在汽车受到撞击时最大限度的保护乘员的安全在汽车

42、受到撞击时最大限度的保护乘员的安全。l汽车座椅的设计与制造要求汽车座椅的设计与制造要求1 1）具有足够的刚度和强度。作为固定安全带的基座，应能承受）具有足够的刚度和强度。作为固定安全带的基座，应能承受人的各种动作的作用力（包括车辆碰撞时人的冲击力）；人的各种动作的作用力（包括车辆碰撞时人的冲击力）；2 2）良好的静态特性。座椅尺寸和形状应保证人体具有合适的坐）良好的静态特性。座椅尺寸和形状应保证人体具有合适的坐姿、良好的体压分布、触感良好；姿、良好的体压分布、触感良好；3 3）良好的振动特性，具有与人体振动相适应的特性；）良好的振动特性，具有与人体振动相适应的特性；4 4）满足整车布置的要求。

43、满足整车布置的要求。座椅在整车上的布置应使方向盘和其座椅在整车上的布置应使方向盘和其他操纵机构与驾驶员之间的距离、视野、头部间隙等适应各他操纵机构与驾驶员之间的距离、视野、头部间隙等适应各种不同身材的乘员或驾驶员，且其布置应能在汽车发生撞击种不同身材的乘员或驾驶员，且其布置应能在汽车发生撞击时保证乘员安全；时保证乘员安全；5 5）具有良好的造型。）具有良好的造型。结构简单，外形符合人体生理功能，布置结构简单，外形符合人体生理功能，布置合适。合适。4.24.2座椅系统的安全性座椅系统的安全性 是指汽车座椅在事故发生时能最大限度是指汽车座椅在事故发生时能最大限度地减少对驾驶员及乘员造成伤害的能力。

44、地减少对驾驶员及乘员造成伤害的能力。汽车座椅不仅要减轻驾驶员及乘员的疲劳以满汽车座椅不仅要减轻驾驶员及乘员的疲劳以满足主动安全性要求，还要与安全带和安全气囊一起足主动安全性要求，还要与安全带和安全气囊一起对乘员定位的同时缓解碰撞的强度，使乘员的损伤对乘员定位的同时缓解碰撞的强度，使乘员的损伤指标达到最小。指标达到最小。座椅系统作为被动安全装置的功能为：座椅系统作为被动安全装置的功能为：1 1）保证乘员的生存空间。保证乘员的生存空间。事故中保证乘员处在自身的生事故中保证乘员处在自身的生存空间之内，并防止其他车载体进入这个空间；存空间之内，并防止其他车载体进入这个空间；2 2）保持乘员姿态。保持乘

45、员姿态。使乘员在事故发生过程中保持一定的使乘员在事故发生过程中保持一定的姿态，以使其他的约束系统能充分发挥保护作用；姿态，以使其他的约束系统能充分发挥保护作用；3 3）吸收能量。在乘员与其发生碰撞时，应能够吸收乘员吸收能量。在乘员与其发生碰撞时，应能够吸收乘员与之碰撞产生的能量，减轻乘员受到的伤害。与之碰撞产生的能量，减轻乘员受到的伤害。要防止座椅安全功能失效时可能引起各种形式的乘员要防止座椅安全功能失效时可能引起各种形式的乘员伤害。伤害。4.34.3座椅系统的安全结构座椅系统的安全结构1 1）座椅的分类）座椅的分类2 2）座椅的组成）座椅的组成 主要包括：座椅骨架、座垫、靠背、头枕、调节主要

46、包括：座椅骨架、座垫、靠背、头枕、调节机构、与车身相连的固定部件（座椅连接件）等。机构、与车身相连的固定部件（座椅连接件）等。座椅调节机构：调节乘员乘坐位置装置。座椅调节机构：调节乘员乘坐位置装置。乘员可根据需要，将座椅进行前后、高度、角度、乘员可根据需要，将座椅进行前后、高度、角度、旋转、支承刚度等调节及旋转等。旋转、支承刚度等调节及旋转等。前后调节是指座椅沿滑轨进行前后位置的改变；前后调节是指座椅沿滑轨进行前后位置的改变；高度调节是指对座椅上高度调节是指对座椅上 下位置的改变；角度调下位置的改变；角度调 节是指对座椅靠背角度节是指对座椅靠背角度 的改变；旋转是指将座的改变；旋转是指将座 椅

47、前后左右旋转，以提椅前后左右旋转，以提 高使用方便性。高使用方便性。3 3 基于防止灾害扩大的被动安全技术（装置）基于防止灾害扩大的被动安全技术（装置）1.1.灭火系统灭火系统 1.11.1汽车自燃汽车自燃 汽车自燃是指在用车辆在行驶或停放过程汽车自燃是指在用车辆在行驶或停放过程中，因自身的电器、线路、供油系统发生故障中，因自身的电器、线路、供油系统发生故障或运载货物等自身原因而不需要外界火源作用，或运载货物等自身原因而不需要外界火源作用，由本身受空气氧化而放出热量或受外界影响积由本身受空气氧化而放出热量或受外界影响积热不散（如夏季炎热的天气）达到自燃点而自热不散（如夏季炎热的天气）达到自燃点

48、而自行燃烧的现象。行燃烧的现象。汽车自燃情景汽车自燃情景 夏季是汽车自燃的多发季节，较其它季节相夏季是汽车自燃的多发季节，较其它季节相比其发生率高出数倍。比其发生率高出数倍。2 2）汽车自燃产生的原因及其防范）汽车自燃产生的原因及其防范 油路原因油路原因 主要表现为油路出现问题造成漏油、漏液所主要表现为油路出现问题造成漏油、漏液所致。导致漏油的原因有油管老化、油管接头松动、致。导致漏油的原因有油管老化、油管接头松动、意外损伤及因非法改装对油路的改动造成管路的意外损伤及因非法改装对油路的改动造成管路的破损和密封损坏等。破损和密封损坏等。电路原因电路原因 电路原因是多方面的。一是线路老化，二是电路

49、电路原因是多方面的。一是线路老化，二是电路系统自身存在的隐患，三是电路改装。系统自身存在的隐患，三是电路改装。n 线路老化与使用时间密切相关。线路老化与使用时间密切相关。n 电路系统存在的隐患主要是指长期暴露在发动机及排电路系统存在的隐患主要是指长期暴露在发动机及排气系统附近高温环境中的电缆因绝缘表皮老化脱落，气系统附近高温环境中的电缆因绝缘表皮老化脱落，电阻增大而造成电缆过载发热现象。这与系统结构设电阻增大而造成电缆过载发热现象。这与系统结构设计相关。计相关。n 汽车电路改装是指部分车辆所有者为了追求某种特定汽车电路改装是指部分车辆所有者为了追求某种特定效果在汽车上额外增加附件导致耗电负载增

50、大的现象，效果在汽车上额外增加附件导致耗电负载增大的现象，如给车辆配备防盗器、换装高档音响、添加空调等。如给车辆配备防盗器、换装高档音响、添加空调等。外界高温原因外界高温原因n 这里外界高温原因主要指夏季太阳直射车内导致积这里外界高温原因主要指夏季太阳直射车内导致积热不散形成高温引起车辆自燃的现象。在夏季太阳热不散形成高温引起车辆自燃的现象。在夏季太阳的炙烤下，暴晒的车辆车内温度能够达到的炙烤下，暴晒的车辆车内温度能够达到60 60 以上，以上，车内的易燃易爆物品会变得非常危险，很容易成为车内的易燃易爆物品会变得非常危险，很容易成为自燃的祸首：自燃的祸首：如放置在仪表盘处的气体打火机、清新剂、