畢業(yè)設(shè)計(jì)--汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目： 汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析 </p><p>　　學(xué) 院： 交通工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 交 通 運(yùn) 輸 </

2、p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車控制技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)相關(guān)課題分析 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：</p><p>　　1、汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析；</p><p>　　2、汽車車輛穩(wěn)定性控制技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析；</p><

3、p>　　專題（子課題）題目： 汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析 </p><p>　　專題（子課題）內(nèi)容：</p><p>　　1、汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)發(fā)展背景分析；</p><p>　　2、汽車乘員被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的結(jié)構(gòu)及工作原理分析；</p><p>　　3、汽車乘員主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的結(jié)構(gòu)及工作原理分析；</p>

4、<p>　　4、汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師（簽字）： </p><p>　　主 管 教 學(xué) 院 （部） 長(zhǎng)（簽字）： </p><p>　　年 月 日</p><p>　　Subjec

5、t： Analysis on the technology and development </p><p>　　trend of automotive occupant safety protection </p><p>　　汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析</p><p><b>　　摘 要</b></p>&

6、lt;p>　　隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，汽車銷量的急劇增加，交通事故日益頻繁和嚴(yán)重。因此，發(fā)展汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)，提高汽車安全性能以保護(hù)人們生命安全成為社會(huì)日益關(guān)注的問題。汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)分為主動(dòng)安全（防止事故發(fā)生）和被動(dòng)安全（減小事故后果）兩大方面。汽車安全保護(hù)技術(shù)正處于不斷發(fā)展完善的階段，不僅要依賴被動(dòng)安全技術(shù)，更要發(fā)展主動(dòng)安全技術(shù)，使二者相輔相成、相互補(bǔ)充，將交通事故發(fā)生的概率降到最低。發(fā)展汽車安全保護(hù)技術(shù)以及分析其未來的發(fā)

7、展趨勢(shì)，不斷提高汽車的安全性能，這樣才能最大程度地減輕交通事故中汽車乘員的傷亡，保護(hù)乘員的生命安全。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：汽車；乘員；安全保護(hù)；發(fā)展趨勢(shì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the continuous progress of society, the sharp in

8、crease in car sales, traffic accidents have become increasingly frequent and serious. Therefore, the development of automobile occupant safety protection technology, improve the safety performance of the car to protect p

9、eople's life safety has become the issue of social concern. Automotive occupant safety protection technology is divided into active safety (to prevent accidents) and passive safety (reduce the consequences of acciden

10、ts) two asp</p><p>　　【Keywords】: automotive ；occupant；safety protection ；development trend </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒 論1</b></p>

11、<p>　　第1章 汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)發(fā)展背景分析3</p><p>　　1.1汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)概述3</p><p>　　1.2汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的研究背景3</p><p>　　1.2.1 汽車安全技術(shù)的發(fā)展3</p><p>　　1.2.2 中國(guó)汽車安全的現(xiàn)狀7</p><p>　　

12、第2章 汽車乘員被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的結(jié)構(gòu)及工作原理分析9</p><p>　　2.1 預(yù)緊式安全帶保護(hù)技術(shù)10</p><p>　　2.1.1 預(yù)緊式安全帶的結(jié)構(gòu)組成10</p><p>　　2.1.2 預(yù)緊式安全帶的分類及其工作原理11</p><p>　　2.1.3 汽車安全帶的作用及其保護(hù)機(jī)理13</p><

13、p>　　2.1.4 預(yù)緊式安全帶與普通安全帶的比較14</p><p>　　2.2 汽車安全氣囊保護(hù)技術(shù)15</p><p>　　2.2.1 汽車安全氣囊的保護(hù)思想15</p><p>　　2.2.2 汽車安全氣囊的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理16</p><p>　　2.2.3 汽車安全氣囊的關(guān)鍵技術(shù)及分類20</p>

14、<p>　　2.3 汽車安全座椅保護(hù)技術(shù)25</p><p>　　2.3.1 安全座椅的種類及其作用25</p><p>　　2.3.2自動(dòng)座椅系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及其工作原理26</p><p>　　2.3.3兒童安全座椅28</p><p>　　2.4 海馬M5被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)29</p><p>　

15、　2.5 海馬S7被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)32</p><p>　　第3章 汽車主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的結(jié)構(gòu)及其工作原理分析34</p><p>　　3.1 車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)（VDC）34</p><p>　　3.1.1 VDC的結(jié)構(gòu)及工作原理34</p><p>　　3.1.2 VDC對(duì)車輛安全性能的影響36</p><p

16、>　　3.2 電子控制的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS36</p><p>　　3.2.1防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的基本結(jié)構(gòu)組成37</p><p>　　3.2.2 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的類型及布置形式39</p><p>　　3.2.3 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的工作原理39</p><p>　　3.2.4 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）

17、對(duì)車輛安全性能的影響40</p><p>　　3.2.5 以ABS為基礎(chǔ)的其他先進(jìn)制動(dòng)系統(tǒng)40</p><p>　　3.3 ESP電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)42</p><p>　　3.3.1 ESP簡(jiǎn)介42</p><p>　　3.3.2 ESP的組成部分43</p><p>　　3.3.3 ESP的工作過程44&

18、lt;/p><p>　　3.4 安全駕駛系統(tǒng)45</p><p>　　3.5 自動(dòng)避撞系統(tǒng)46</p><p>　　3.6 海馬M5主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)46</p><p>　　3.7 海馬S7主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)48</p><p>　　3.8 哈弗H6主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)49</p><p>　　

19、3.9 第九代雅閣主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)50</p><p>　　第4章 汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析54</p><p>　　4.1 汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀54</p><p>　　4.1.1 國(guó)內(nèi)汽車安全保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀54</p><p>　　4.1.2 國(guó)外汽車安全保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀54</p><p

20、>　　4.2 汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析54</p><p>　　4.2.1 汽車被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)54</p><p>　　4.2.2 汽車主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)57</p><p><b>　　結(jié) 論59</b></p><p><b>　　總結(jié)與體會(huì)61</

21、b></p><p><b>　　謝 辭62</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)63</b></p><p>　　附錄一 英文原文64</p><p>　　附錄二 中文譯文73</p><p><b>　　緒 論</b>

22、</p><p>　　汽車給人們的生活帶來了很多便捷，也給人們帶來了巨大的災(zāi)難，交通事故的發(fā)生率不斷增加．不僅給國(guó)家社會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失也給事故家屬造成一定的精神傷害。因此．人們?cè)谫?gòu)車時(shí)也越加看中汽車的安全性能。 隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，汽車的普及和應(yīng)用將更加普遍和深入，隨之帶來的道路交通安全問題也已成為世界性的大問題。目前，全球每年有眾多的人死于因汽車引起的道路交通事故，每年因道路交通事故造成巨額經(jīng)濟(jì)損

23、失，道路交通事故已經(jīng)嚴(yán)重威脅人類生命。因此，汽車的安全性能對(duì)人類生命和財(cái)產(chǎn)安全的影響是不言而喻的。特別是近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到汽車上，汽車的安全性能正日趨完善。</p><p>　　生命安全高于一切，發(fā)展汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)顯得至關(guān)重要，希望通過對(duì)這一課題的研究，進(jìn)一步掌握汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)和汽車安全保護(hù)設(shè)施設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理。汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)通?？煞譃橹鲃?dòng)安全技

24、術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)。主動(dòng)安全技術(shù)是指通過預(yù)先的防范，避免事故發(fā)生的技術(shù)，主要包括車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)（VDC）、電子控制的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS、以ABS為基礎(chǔ)的其它先進(jìn)制動(dòng)系統(tǒng)（電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD、加速防滑控制系統(tǒng)ASR等）、安全駕駛系統(tǒng)及自動(dòng)避撞系統(tǒng)等；被動(dòng)安全技術(shù)則是在事故發(fā)生過程中及事故發(fā)生后，盡量減少損害的方法與措施，主要包括安全帶、安全氣囊以及安全座椅等。被動(dòng)安全是事故發(fā)生后盡量減少傷亡損失，而主動(dòng)安全才可以從源頭避免事故的

25、發(fā)生。因此，主動(dòng)安全更能防患于未然。 </p><p>　　汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)是可以使汽車在行駛中發(fā)生碰撞時(shí)，最大程度地保護(hù)汽車上的乘員，減少其傷亡程度，以達(dá)到安全保護(hù)成員的目的。汽車安全技術(shù)的高低，直接關(guān)系到汽車乘員的生命安全。為了確保汽車安全行駛并發(fā)揮其最佳的安全保護(hù)性能,應(yīng)該把最先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到汽車安全保護(hù)裝置的研發(fā)設(shè)計(jì)上。</p><p>　　汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的高低，直接關(guān)

26、系到到行車安全以及車上乘員的生命安全，為此許多汽車強(qiáng)國(guó)目前都在大力發(fā)展有關(guān)汽車乘員的安全保護(hù)技術(shù)，以最大程度地來減少發(fā)生意外時(shí)汽車乘員的傷亡程度。為減輕交通事故中汽車乘員的傷亡，汽車乘員安全防護(hù)成為一項(xiàng)緊迫的課題。</p><p>　　我們應(yīng)該在搞懂汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上認(rèn)真分析與總結(jié)，讓更先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用在這些安全保護(hù)設(shè)備的開發(fā)設(shè)計(jì)上，以至于當(dāng)汽車在行駛過程中遭遇交通事故時(shí)，以獲得保護(hù)成員安全的最佳效果。力

27、求通過對(duì)這一課題的研究分析，能夠?qū)ζ嚦藛T安全保護(hù)技術(shù)的發(fā)展有一些參考價(jià)值。</p><p>　　第1章 汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)發(fā)展背景分析</p><p>　　1.1汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)概述</p><p>　　汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)就是汽車在行駛過程中，用來保障乘員生命安全的技術(shù)。汽車乘員安全保護(hù)對(duì)于車輛來說分為主動(dòng)安全保護(hù)（防止事故發(fā)生）和被動(dòng)安全保護(hù)（減小事故后

28、果）兩大方面：</p><p>　　主動(dòng)安全是指盡量自如的操縱控制汽車的安全系統(tǒng)措施。無論是直線上的制動(dòng)與加速還是左右打方向都應(yīng)該盡量平穩(wěn)，不至于偏離既定的行進(jìn)路線，而且不影響司機(jī)的視野與舒適性。這樣的汽車，當(dāng)然就有著比較高的避免事故能力，尤其在突發(fā)情況的條件下保證汽車安全。</p><p>　　被動(dòng)安全是指汽車在發(fā)生事故過程中以及事故發(fā)生后對(duì)車內(nèi)乘員的保護(hù)，如今這一保護(hù)的概念以及延伸到車

29、內(nèi)外所有的人甚至物體。由于國(guó)際汽車界對(duì)于被動(dòng)安全已經(jīng)有著非常詳細(xì)的測(cè)試細(xì)節(jié)的規(guī)定，所以在某種程度上，被動(dòng)安全是可以量化的。</p><p>　　被動(dòng)安全是事故發(fā)生后盡量減少傷亡損失，而主動(dòng)安全才可以從源頭避免事故的發(fā)生。因此，主動(dòng)安全更能防患于未然。</p><p>　　1.2汽車乘員安全保護(hù)技術(shù)的研究背景</p><p>　　1.2.1 汽車安全技術(shù)的發(fā)展<

30、/p><p>　　自1886年1月29日人類發(fā)明了第一輛汽車至今，汽車工業(yè)已經(jīng)有近130年的發(fā)展。汽車的普及極大地方便了人類的出行，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。與此同時(shí)，世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，世界上每天大約有3500人因道路交通碰撞而死亡。每年有幾千萬人遭受傷害或致殘。兒童、行人、騎自行車的人以及老年人是最脆弱的道路使用者。道路交通傷害已成為全球第八大死因，而且是15至29歲年輕人的主要死因。如不采取緊急行動(dòng)，到2030年

31、，道路交通傷害將上升為全球第五大死因[1]。據(jù)估計(jì)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(dá)5000萬人。根據(jù)聯(lián)合國(guó)和世界衛(wèi)生組織的報(bào)告，在諸多日常交通事故中，汽車交通事故傷害是最危險(xiǎn)的。2012—2013 年間，歐盟國(guó)家交通事故死亡率見表1-1[2]。其中：旅行里程死亡率即每?jī)|人公里死亡人數(shù)；旅行時(shí)間死亡率即每?jī)|人小時(shí)死亡人數(shù)。即：</p><p>　　旅行里程死亡率 ＝ 死亡人數(shù)／（ 出行總?cè)?/p>

32、數(shù)× 旅行里程）；</p><p>　　旅行時(shí)間死亡率 ＝ 死亡人數(shù)／（ 出行總?cè)藬?shù)× 旅行時(shí)間）。</p><p>　　表1-1歐盟國(guó)家交通事故死亡率比較(2012-2013年) [2]</p><p>　　世界衛(wèi)生組織的報(bào)告指出，全世界每天有3 000多人死于汽車交通事故傷害。因汽車交通事故傷害引起的死亡人數(shù)中的85%以及由此導(dǎo)致的90%的傷

33、殘疾調(diào)整壽命年（DALYs）發(fā)生在中等收入和低收入國(guó)家。其中：DALY為傷殘疾調(diào)整壽命年，是一個(gè)測(cè)量健康損失的指標(biāo)，包含因早死損失的壽命年和傷殘?jiān)斐傻慕】祲勖鼡p失年的信息。</p><p>　　研究表明，在2000—2020年期間，汽車交通事故死亡人數(shù)在高收入國(guó)家將下降30%左右，而在中等收入和低收入國(guó)家則會(huì)大幅度增加。如果不采取適當(dāng)措施，到2020年汽車交通事故傷害預(yù)計(jì)將成為導(dǎo)致全球疾病與傷害的原因中的第3 位

34、（見表1-2）</p><p>　　表1-2 1990年與2020年全球疾病負(fù)擔(dān)前十大原因的排序[2]</p><p>　　汽車交通事故傷害在給人的生命造成巨大損失同時(shí)，還造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)有關(guān)報(bào)告，汽車交通事故傷害的經(jīng)濟(jì)損失在低收入國(guó)家約占國(guó)民生產(chǎn)總值（gross national product，GNP）的1%，在中等收入國(guó)家為1.5%，在高收入國(guó)家為2%。每年全球汽車交通事故傷

35、害的損失估計(jì)為5180億美元，其中中等收入和低收入國(guó)家的每年損失為650 億美元。</p><p>　　因此，世界各國(guó)政府都將治理汽車交通事故傷害問題列為重要的事項(xiàng)，而且提出了具體的目標(biāo)（見表1-3）。在此基礎(chǔ)上，許多國(guó)家和地區(qū)還制訂了具體的政策和分解目標(biāo)。這些政策的提出，大大地刺激汽車安全技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車安全性能提出了更高的要求。</p><p>　　表1-3部分國(guó)家和地區(qū)計(jì)劃減少車禍

36、死亡的目標(biāo)[2]</p><p>　　汽車安全技術(shù)可分為主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)。在1886年，汽車剛誕生時(shí)，車上未配備任何安全裝置及技術(shù)，人們?cè)谶x購(gòu)汽車時(shí)，主要關(guān)注鋼板的厚度、強(qiáng)度及結(jié)實(shí)與否；技術(shù)人員也主要研究汽車玻璃在發(fā)生事故破碎后，如何減少尖銳度以減輕對(duì)乘員的損傷，同時(shí)另一主要研究?jī)?nèi)容為發(fā)生撞擊后如何減少零部件的脫落，降低對(duì)乘員造成的危害，如安全帶的出現(xiàn)。在1959年，沃爾沃公司成功研制出前座三點(diǎn)式安全帶

37、；1953年，第一個(gè)安全氣囊被發(fā)明并申請(qǐng)專利，但直到1980年，安全氣囊才開始逐步在部分汽車上安裝使用；1966年，碰撞緩沖區(qū)的概念在車上開始用，主要是指車輛發(fā)生碰撞時(shí)，利用車輛的前部和側(cè)面鋼板吸收碰撞時(shí)產(chǎn)生的能量；1970年，兒童安全座椅開始在汽車上裝備。總體而言，在汽車發(fā)展前期，汽車安全技術(shù)的發(fā)展主要關(guān)注的是如何在事故發(fā)生后將傷害程度減小到最低，即被動(dòng)安全性方面。</p><p>　　而在主動(dòng)安全技術(shù)方面，相

38、關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用均較晚。最具代表性的ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）技術(shù)于1920年由英國(guó)人霍納摩爾發(fā)明，1936年德國(guó)博世公司取得ABS專利權(quán)，但直到20世紀(jì)50年代才開始在汽車上應(yīng)用；20世紀(jì)90年代初期，博世公司發(fā)明ESP（電子穩(wěn)定系統(tǒng)）并首先應(yīng)用在奔馳汽車上；進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)汽車安全性能要求的不斷提高，各大品牌汽車生產(chǎn)制造廠家也越來越重視汽車安全技術(shù)的研制與開發(fā)，越來越多的先進(jìn)安全技術(shù)被應(yīng)用到汽車上，如：

39、汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）、汽車電子控制制動(dòng)系統(tǒng)（EBS）、可控懸架系統(tǒng)、汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎壓了監(jiān)控系統(tǒng)等等。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的快速發(fā)展，汽車安全技術(shù)將朝著集成化、智能化的方向邁進(jìn)，能“防患于未然”，同時(shí)在發(fā)生事故后給予有效保護(hù)的汽車安全技術(shù)的研究與發(fā)展將是世界各國(guó)汽車高新技術(shù)發(fā)展永恒的主題之一[3]。</p><p>　　1.2.2 中國(guó)汽車安全的現(xiàn)狀</p>&l

40、t;p>　　隨著中國(guó)社會(huì)的進(jìn)步、人民安全意識(shí)的提高，中國(guó)產(chǎn)生的交通事故在逐年減少，但交通事故傷亡率的不斷增長(zhǎng)體現(xiàn)出中國(guó)汽車安全整體水平較低（見圖1-1），雖然在汽車產(chǎn)銷和保有量上有很大突破，中國(guó)汽車安全技術(shù)的發(fā)展仍然比較落后。</p><p>　　汽車工業(yè)發(fā)展100 多年以來，汽車安全技術(shù)在不斷的進(jìn)步之中，特別是在20 世紀(jì)80年代后期汽車安全技術(shù)越來越受到全球的重視。歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(Economic Co

41、mmission for European， ECE) 及歐洲經(jīng)濟(jì)共同體(European Economic Community，EEC) 的 ECE/EEC 法規(guī)、歐洲新車評(píng)價(jià)規(guī)程（European New Car Assessment Program，Euro-NCAP）、全球技術(shù)法規(guī)（Global technical regulations，GTR）以及美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車安全標(biāo)準(zhǔn)（Federal Motor Vehicle Safet

42、y Standards and Regulations，F(xiàn)MVSS）中汽車安全相關(guān)內(nèi)容突出了全球汽車產(chǎn)業(yè)在這一方面所取的成果。</p><p>　　中國(guó)汽車技術(shù)研究中心于2006 年引進(jìn)了NCAP 新車評(píng)價(jià)體系[4]，并根據(jù)中國(guó)國(guó)情制定了適合于自己的中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程C-NCAP 評(píng)價(jià)體系，揭開了中國(guó)汽車安全技術(shù)飛速發(fā)展的序幕。國(guó)內(nèi)消費(fèi)者從以往的只重外表不重質(zhì)量的觀點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒囕v的安全性能為選購(gòu)的首要標(biāo)準(zhǔn)，C-

43、NCAP 對(duì)汽車安全性能的星級(jí)評(píng)價(jià)能夠幫助消費(fèi)者更加直觀地鑒別車輛的安全性能，正因?yàn)橛羞@樣的第三方評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，有力地促進(jìn)了國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)在汽車安全技術(shù)研發(fā)和安全配置上加大投入力度，不僅為了達(dá)到國(guó)家的法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，而是更深層次地去挖掘和滿足消費(fèi)者的安全需求。中國(guó)整車的安全性能要求逐步提高，對(duì)汽車零部件質(zhì)量的要求也越來越高，安全零部件供應(yīng)商積極引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)并加大新產(chǎn)品的研發(fā)投入以提升國(guó)內(nèi)汽車安全零部件的整體效能。消費(fèi)者、主機(jī)廠、供應(yīng)商之間相

44、互影響有效地刺激了國(guó)內(nèi)汽車安全技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)步。</p><p>　　第2章 汽車乘員被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的結(jié)構(gòu)及工作原理分析</p><p>　　科技的進(jìn)步使得車輛保有量增加，人們?cè)谙硎鼙憷耐瑫r(shí)，也迫切的感知到交通安全嚴(yán)重性。近年來，我國(guó)的交通事故發(fā)生率卻居高不下，每年由車輛交通事故致死的人數(shù)數(shù)目驚人。為了減少交通事故的傷亡率，提高汽車乘員的保護(hù)，在交通事故發(fā)生時(shí)，汽車被動(dòng)安全技術(shù)能最大

45、限度的降低對(duì)人員的傷害，保護(hù)乘員的安全。如圖2-1所示為國(guó)內(nèi)2006-2012 年來的交通事故統(tǒng)計(jì)圖。從圖2-1中我們可以看出，國(guó)內(nèi)由汽車交通事故導(dǎo)致的傷亡情形仍很嚴(yán)重。因此，汽車被動(dòng)安全的研究仍然是我們應(yīng)該重視的。</p><p>　　被動(dòng)安全技術(shù)的產(chǎn)生起源于歐美，隨著相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)生及運(yùn)用，交通事故中所產(chǎn)生的傷害得到了明顯的改善，如圖2-2所示。</p><p>　　2.1 預(yù)緊式安全帶

46、保護(hù)技術(shù)</p><p>　　在汽車碰撞事故中，安全帶系統(tǒng)是最重要的成員保護(hù)裝置。汽車安全帶是將乘員約束在座椅上的安全裝置，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，限制乘員的位置，乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)它會(huì)首先拉緊織帶，立即將乘員緊緊地綁在座椅上，然后鎖住織帶防止乘員身體前傾，有效保護(hù)乘員的安全。避免乘員與車體其他部位發(fā)生碰撞傷害，同時(shí)它的緩沖作用能吸收大量動(dòng)能，降低事故對(duì)駕乘人員的傷害程度。隨著汽車安全碰撞性能的不斷提高，安全帶技術(shù)獲得飛速

47、的發(fā)展。安全帶系統(tǒng)的技術(shù)已日趨于成熟，在滿足安全性能的同時(shí)，人們對(duì)安全帶系統(tǒng)的舒適性要求也越來越高。因而主被動(dòng)安全系統(tǒng)的結(jié)合，智能化系統(tǒng)的運(yùn)用成為未來安全帶系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。</p><p>　　2.1.1 預(yù)緊式安全帶的結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　預(yù)緊式安全帶主要由傳感器、動(dòng)力裝置、安全帶收緊結(jié)構(gòu)、防逆轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)等組成。</p><p><b>　　傳感

48、器</b></p><p>　　與安全氣囊系統(tǒng)共用。一旦檢測(cè)到來自前方的沖擊高于規(guī)定值時(shí)，預(yù)緊式安全帶與安全氣囊系統(tǒng)會(huì)同時(shí)啟動(dòng)。</p><p><b>　　動(dòng)力裝置</b></p><p>　　由用于點(diǎn)火的加熱器、點(diǎn)火劑、推動(dòng)劑、活塞等組成，根據(jù)來自傳感器的信號(hào)點(diǎn)火。利用產(chǎn)生的氣壓推動(dòng)氣缸中的活塞，從而生成拉緊安全帶的動(dòng)力。對(duì)預(yù)拉

49、緊裝置中最重要的推動(dòng)劑中添加了具有良好耐熱性和耐久性的成分。</p><p><b>　　安全帶收緊結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　安全帶穿過固定齒輪和移動(dòng)齒輪之間，通常情況下使用不會(huì)產(chǎn)生任何阻力。動(dòng)力裝置啟動(dòng)后產(chǎn)生的推力，通過滑輪轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，可動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)夾住與固定齒輪之間的安全帶，從而邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊拉緊安全帶。</p><p>&

50、lt;b>　　防逆轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　一旦收緊安全帶，乘客安全帶的張力則會(huì)使防反向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪咬合并保持咬合狀態(tài)。為了確實(shí)防止反向轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒輪的4個(gè)部位進(jìn)行咬合。</p><p>　　預(yù)緊式安全帶不僅為乘員提供了最為可靠的安全保障，而且由于它確保了乘客正確的坐姿，也是安全氣囊能否正常發(fā)揮作用的關(guān)鍵。每種安全帶都是由織帶、安裝固定件和卷收器等部件組成。預(yù)緊式安全

51、帶中起主要作用的卷收器與普通安全帶不同，除了普通卷收器的收放織帶功能外，還具有當(dāng)車速發(fā)生急劇變化時(shí)，能夠在0.1秒左右加強(qiáng)對(duì)乘員的約束力，因此它還有控制裝置和預(yù)拉緊裝置。</p><p>　　(1）預(yù)拉緊式卷收器的控制裝置分有兩種，一種是電子式控制裝置，由電子控制單元（ECU）檢測(cè)到汽車加速度的不正常變化，經(jīng)過電腦處理將信號(hào)發(fā)至卷收器的控制裝置，激發(fā)預(yù)拉緊裝置工作，這種預(yù)緊式安全帶通常與輔助安全氣囊組合使用。另一

52、種是機(jī)械式控制裝置，由傳感器檢測(cè)到汽車加速度的不正常變化，控制裝置激發(fā)預(yù)拉緊裝置工作，這種預(yù)緊式安全帶可以單獨(dú)使用。</p><p>　　(2）汽車安全帶卷收預(yù)緊裝置是目前國(guó)外在安全帶上普遍采用的一項(xiàng)新技術(shù),它的主要作用是在車輛碰撞剛一開始、乘員尚未來得及向前移動(dòng)時(shí),快速回卷安全帶,以消除由于乘員衣著等因素所產(chǎn)生的安全帶松弛量,瞬間約束乘員的身體,從而使安全帶系統(tǒng)有效地利用車輛有限的空間快速吸收乘員的動(dòng)能,減輕車

53、輛碰撞對(duì)乘員造成的傷害。安全帶預(yù)緊裝置通常與安全氣囊連動(dòng)。</p><p>　　根據(jù)安全帶卷收預(yù)緊裝置的驅(qū)動(dòng)方式不同,可以分為機(jī)械式預(yù)緊裝置和火藥式預(yù)緊裝置兩大類。</p><p>　　機(jī)械式預(yù)緊裝置大多設(shè)計(jì)安裝在安全帶的帶扣處。當(dāng)傳感器感應(yīng)到車輛碰撞信號(hào)后,觸發(fā)機(jī)械式驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)安全帶帶扣向后移動(dòng),并回拉安全帶來消除其松弛量。</p><p>　　火藥式預(yù)緊裝置設(shè)

54、計(jì)安裝在卷收器總成中,卷收器中的卷軸與預(yù)緊轉(zhuǎn)軸相咬合,當(dāng)傳感器感應(yīng)到車輛碰撞信號(hào)后, 觸發(fā)點(diǎn)火裝置,通過高壓氣體發(fā)生器產(chǎn)生的爆破力來推動(dòng)活塞向下移動(dòng), 帶動(dòng)鋼絲繩使卷收器卷軸回卷安全帶, 使安全帶快速拉緊以消除其松弛量。</p><p>　　2.1.2 預(yù)緊式安全帶的分類及其工作原理</p><p>　　預(yù)緊式安全帶是近年來發(fā)展的一種安全帶。一般，為了乘員的舒

55、適，安全帶的預(yù)緊力不能太大，安全帶與人體之間總有一定的間隙，當(dāng)乘員衣服較厚時(shí)，此間隙會(huì)較大。在碰撞時(shí)，這個(gè)間隙將減小安全帶的有效作用范圍，降低安全帶的效能。安全帶使用預(yù)緊器后，可在碰撞達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，啟動(dòng)預(yù)緊器，帶動(dòng)鎖扣回縮或卷收器回轉(zhuǎn)，使得安全帶縮短一定距離，有效消除間隙，可以提高安全帶的作用。預(yù)緊式安全帶是在普通安全帶上增加預(yù)緊器構(gòu)成的。預(yù)緊器可以與鎖扣結(jié)合在一起(鎖扣預(yù)緊器)，也可以與卷收器結(jié)合在一起(卷收器預(yù)緊器)。下面就以預(yù)緊

56、式安全帶為例介紹一下安全帶的組成結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　1．鎖扣預(yù)緊器</b></p><p>　　鎖扣預(yù)緊器結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，使用火藥作為動(dòng)力。鎖扣上面與織帶相連，下面由鋼絲繩與預(yù)緊器內(nèi)的活塞相連。發(fā)生碰撞時(shí)，通過點(diǎn)火設(shè)備點(diǎn)爆安裝在預(yù)緊器上的火藥，火藥燃燒產(chǎn)生氣體充入氣室內(nèi)?；钊跉怏w的壓力下向右移動(dòng)，通過鋼絲繩將鎖扣向下拉回約80mm，消除安全帶與乘

57、員間的間隙。在活塞中安裝有鋼球，使得活塞只能向右移動(dòng)，防止在安全帶的拉力下活塞向左移動(dòng)。</p><p><b>　　2．卷收器預(yù)緊器</b></p><p>　　安裝在卷收器的側(cè)面，使用火藥作為動(dòng)力。發(fā)生事故時(shí)，點(diǎn)燃火藥，推動(dòng)齒條移動(dòng)，從而帶動(dòng)卷收器回卷，如圖2-4所示。</p><p>　　發(fā)生碰撞時(shí)，預(yù)緊式安全帶的傳感器一旦檢測(cè)到前方碰撞

58、高于規(guī)定值，電力信號(hào)即被傳送到動(dòng)力裝置的電子點(diǎn)火器，完成預(yù)拉緊式安全帶的啟動(dòng)。在乘客因碰撞向前方移動(dòng)之前，預(yù)緊式安全帶收緊并保持該狀態(tài)。使乘客能夠牢固地坐在座椅上。當(dāng)安全帶尚未松弛時(shí)，安全帶約收緊約50mm，若安全帶多少有些松弛的話，安全帶最大會(huì)收緊約100mm。另外，安全帶的拉緊負(fù)荷設(shè)置在不會(huì)傷害乘客的程度。</p><p>　　2.1.3 汽車安全帶的作用及其保護(hù)機(jī)理</p><p>

59、<b>　　1．安全帶的作用</b></p><p>　　安全帶的主要作用在于事故發(fā)生時(shí)，將駕乘人員牢牢地拴在座椅上，防止二次碰撞，避免造成人員與車體其他部位的碰撞傷害，同時(shí)它的緩沖作用能吸收大量的動(dòng)能，降低事故對(duì)駕乘人員的傷害程度[6]。安全帶是最典型的被動(dòng)安全裝置，它可對(duì)駕乘人員進(jìn)行系絆約束和相對(duì)固定，能有效地減輕交通事故發(fā)生時(shí)乘員與車身的碰撞的幾率，并將乘員的損傷程度降至最低，其工作原

60、理很簡(jiǎn)單，緩拉時(shí)無阻力，急拉時(shí)可鎖緊。即當(dāng)車輛出現(xiàn)緊急制動(dòng)、正面碰撞或發(fā)生翻滾時(shí)，乘員會(huì)使安全帶受到快速而猛烈的拉伸，此時(shí)卷收器的自鎖功能可在瞬間卡住安全帶，使乘員緊貼座椅，避免乘員身體沖出座椅與車內(nèi)飾件發(fā)生二次碰撞。安全帶作為主要的乘員約束保護(hù)裝置，是目前最有效的安全設(shè)備，其單獨(dú)使用時(shí)可以減少42％左右的死亡率[7]。事實(shí)證明。在正面碰撞、追尾碰撞及翻車事故中。普通安全帶對(duì)乘員保護(hù)效果很好，尤其是對(duì)乘員頭部，胸部的保護(hù)。為了進(jìn)一步降低

61、碰撞時(shí)乘員的“潛水”現(xiàn)象(即乘員沿座椅下滑1造成的腹部傷害，目前很多汽車生產(chǎn)廠采用織帶預(yù)張緊器或織帶夾緊裝置的安全帶 這種安全帶同改進(jìn)的座椅結(jié)構(gòu)及安全氣囊相接合，便可大大提高對(duì)乘員的保護(hù)性能</p><p><b>　　2．保護(hù)機(jī)理</b></p><p>　　在典型的安全帶系統(tǒng)中，安全帶與一個(gè)卷收器相連，卷收器中的核心元件是卷軸，它與安全帶的一端相連。在卷收器內(nèi)部，

62、一個(gè)彈簧為卷軸提供旋轉(zhuǎn)作用力( 或扭矩) 。它會(huì)旋轉(zhuǎn)卷軸，以便卷起任何松弛的安全帶。當(dāng)拉出安全帶時(shí)，卷軸將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并使相連的彈簧也沿相同方向旋轉(zhuǎn)。若松開安全帶，彈簧將收緊，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)卷軸，直至使安全帶張緊。</p><p>　　目前安全帶多配有預(yù)緊器系統(tǒng)來收緊安全帶，在發(fā)生碰撞時(shí)收緊安全帶的松弛部分。一些較高級(jí)的安全帶系統(tǒng)使用負(fù)載限力器來盡可能減少安全帶造成的傷害。當(dāng)有巨大的作用力施加到安全帶上時(shí)，額外釋放

63、更多安全帶[6]。</p><p>　　2.1.4 預(yù)緊式安全帶與普通安全帶的比較</p><p>　　預(yù)緊式安全帶是在普通安全帶上的改進(jìn)，預(yù)緊式安全帶與普通安全帶見表2-1。預(yù)緊式安全帶不僅為乘員提供了最為可靠的安全保障，而且由于它確保了乘客正確的坐姿，也是安全氣囊能否正常發(fā)揮作用的關(guān)鍵。當(dāng)發(fā)生正面碰撞時(shí)，預(yù)緊式安全帶能夠在瞬間收緊，使乘客能夠牢固地坐在座席上，從而進(jìn)一步提高了安全帶的功

64、效。采用預(yù)緊裝置，不僅達(dá)到了使用簡(jiǎn)單、舒適的效果，而且可以進(jìn)一步提高保護(hù)效果。如果同時(shí)使用預(yù)緊式安全帶與安全氣囊系統(tǒng)，則能夠進(jìn)一步提高對(duì)乘客的保護(hù)效果。</p><p>　　表2-1 預(yù)緊式安全帶與普通安全帶的比較</p><p>　　2.2 汽車安全氣囊保護(hù)技術(shù)</p><p>　　當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，可有效地減少地乘員傷害，同時(shí)因其價(jià)格適中，因而得到了迅速的發(fā)展和

65、普及。汽車安全氣囊的基本思想是：在發(fā)生第一次碰撞后第二次碰撞前，迅速在乘員和汽車內(nèi)部構(gòu)件之間插人一個(gè)充有氣體的氣囊，讓乘員“撲”在氣囊上, 通過氣囊上的排氣節(jié)流阻力吸收乘員的動(dòng)能，使猛烈的第二次碰撞得以減緩，以達(dá)到保護(hù)乘員的目的[8]。</p><p>　　2.2.1 汽車安全氣囊的保護(hù)思想</p><p>　　如圖2-5所示，氣囊的基本保護(hù)思想是：在發(fā)生碰撞后迅速在乘員和車內(nèi)部件之間打開

66、一個(gè)充滿氣體的袋子，讓乘員撲在氣袋上，以達(dá)到保護(hù)乘員的目的。</p><p>　　2.2.2 汽車安全氣囊的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理</p><p><b>　　安全氣囊組成</b></p><p>　　如圖2-6所示，安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、控制器、氣體發(fā)生器和氣袋等組成。傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度并將其傳給控制器，控制器進(jìn)行判斷并在適當(dāng)時(shí)機(jī)發(fā)出點(diǎn)

67、火信號(hào)觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器點(diǎn)火后迅速產(chǎn)生大量氣體展開氣袋。從而達(dá)到保護(hù)乘員生命安全的目的。</p><p><b>　　傳感器</b></p><p><b>　?。?）傳感器的種類</b></p><p>　　如圖2-7所示，目前主要有機(jī)械式、機(jī)電式、電子式等幾種。其中電子集成式集成度高，其內(nèi)部集成有加速度傳感，低

68、通濾波器，溫度補(bǔ)償?shù)饶K；接口簡(jiǎn)單，可靠性高；具有自測(cè)試功能，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。是目前廣泛應(yīng)用的一種。</p><p><b>　?。?）傳感方式</b></p><p>　　傳感方式有多點(diǎn)式和單點(diǎn)式。目前正在使用的多點(diǎn)傳感式安全氣袋系統(tǒng)的典型配置，共有三個(gè)傳感器：一個(gè)機(jī)電式左檔板傳感器，一個(gè)機(jī)電式右檔板傳感器和診斷模塊中的一個(gè)電子傳感器。司機(jī)側(cè)和乘客側(cè)各有一個(gè)氣袋

69、。兩個(gè)檔板傳感器中只要有一個(gè)閉合，診斷模塊就對(duì)電子傳感器送來的信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，當(dāng)認(rèn)為有必要點(diǎn)火時(shí)，就發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)使氣袋充氣[9]。目前，由于點(diǎn)爆控制算法越來越完善，單點(diǎn)傳感式氣袋系統(tǒng)正在逐步取代多點(diǎn)傳感式氣袋系統(tǒng)。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)</b></p><p>　　控制系統(tǒng)是氣袋系統(tǒng)的核心部件，其控制機(jī)理是各生產(chǎn)廠家嚴(yán)格保密的核心技術(shù)。氣袋控制系統(tǒng)

70、要能準(zhǔn)確判斷出正撞、偏撞、斜撞、撞樹等各種復(fù)雜情況的碰撞強(qiáng)度，并準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)爆氣袋。</p><p>　　控制系統(tǒng)主要有機(jī)械式 、 模擬電子式 、智能式幾種。機(jī)械式控制系統(tǒng)主要用于低成本的氣袋系統(tǒng)，應(yīng)用正在減少。</p><p>　　現(xiàn)在大部分都采用帶微處理器的智能控制系統(tǒng)，對(duì)電子式傳感器測(cè)量得到的信號(hào)進(jìn)行處理，輸出點(diǎn)爆信號(hào)。其原理框圖如圖2-8所示的安全傳感器是一機(jī)電式傳感器，如圖2-9所示，

71、它在不低于3g的加速度時(shí)閉合，主要是為了提高系統(tǒng)的抗干擾性。氣袋控制器一般具備如下特性：①在不影響系統(tǒng)可靠性的前提下，盡量采用集成元件，元器件的個(gè)數(shù)應(yīng)盡量少；②元件及電路應(yīng)為可在線測(cè)試的；③減少耗電，使系統(tǒng)在主電源掉電情況下可繼續(xù)工作；④儲(chǔ)存故障代號(hào)，以備事后診斷。</p><p><b>　　氣袋的形式</b></p><p>　　如圖2-10所示，氣袋的形式有兩種

72、：一種體積比較大，即使乘客不系安全帶也能起到良好的保護(hù)作用，主要在美國(guó)市場(chǎng)，因?yàn)槊绹?guó)法規(guī)對(duì)安全帶的佩戴沒有強(qiáng)制性；一種體積較小，與安全帶配合使用，是將安全氣袋與三點(diǎn)式安全帶共同組成一個(gè)乘員保護(hù)系統(tǒng)使之達(dá)到最佳的乘員保護(hù)效果。這種氣袋主要在歐洲市場(chǎng)應(yīng)用，因?yàn)闅W洲對(duì)安全帶的佩戴有強(qiáng)制性要求。</p><p><b>　　氣體發(fā)生器</b></p><p>　　氣體發(fā)生器有

73、壓縮氣體式(冷式)、燃燒式( 熱式)、混合式三種。</p><p>　　壓縮氣體式(冷式)：主要與機(jī)械式傳感器及控制器連用。由于其產(chǎn)氣量少、　充氣速度慢等缺點(diǎn)，應(yīng)用較少。</p><p>　　燃燒式( 熱式)：如圖2-11a所示，通過燃燒劑燃燒產(chǎn)生大量氣體，產(chǎn)氣量大，容易控制，應(yīng)用較多。燃燒劑有疊氮化鈉等種類。疊氮化鈉燃燒產(chǎn)生無害的氮?dú)?，但產(chǎn)生大量的熱量和固體顆粒，所以要采取降溫、過濾等相

74、應(yīng)措施。為防止火藥產(chǎn)生的熱量對(duì)乘員造成傷害，有些氣袋內(nèi)部涂有隔熱涂層。疊氮化鈉融于水后有毒，對(duì)環(huán)保不利。各氣袋生產(chǎn)廠家都在發(fā)展新型的燃燒劑?？扇?xì)怏w式是其中的一種，它將氫氣和氧氣按一定比例混合加壓儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣瓶中。它燃燒后產(chǎn)生水，沒有固體顆粒，燃燒前也沒有害，是一種理想燃燒劑。</p><p>　　混合式：如圖2-11b所示，是用少量的燃燒物質(zhì)產(chǎn)生足夠的熱量，使得壓縮氣體迅速膨脹而充滿氣袋。其產(chǎn)氣量大，而產(chǎn)生的熱量

75、少，是今后的發(fā)展方向。</p><p>　　混合型氣體發(fā)生器性能上的優(yōu)勢(shì)：①對(duì)溫度的敏感性較低，低溫條件下性能變化不大；②通過調(diào)整，容易滿足客戶對(duì)峰值壓力、壓力上升曲線、溢出氣體的速度等性能的要求；③對(duì)環(huán)境有利。無毒性材料；優(yōu)異的抗老化性能；④氣體發(fā)生器表面溫度低。在氣體發(fā)生器作用后，其表面溫度至多上升75度，塑料件可與氣體發(fā)生器接觸；⑤溢出的氣體無害。產(chǎn)生的少量非毒性顆粒，92％的顆粒是KCl，產(chǎn)出的顆粒濃度比

76、采用疊氮化鈉等燃燒劑的熱式氣體發(fā)生器低；⑥優(yōu)異的燃燒劑抗老化性能。在車體中15年無變化，推進(jìn)劑不會(huì)吸濕。⑦氣體發(fā)生器有單級(jí)和兩級(jí)氣體發(fā)生器。單級(jí)氣體發(fā)生器有一個(gè)產(chǎn)氣部件，兩級(jí)氣體發(fā)生器有兩個(gè)相互獨(dú)立的產(chǎn)氣部件，適當(dāng)組合兩個(gè)部件的工作時(shí)間，即可獲得不同的充氣特性。適用與智能乘員保護(hù)系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.3 汽車安全氣囊的關(guān)鍵技術(shù)及分類</p><p><b>　　1、

77、關(guān)鍵技術(shù)</b></p><p><b>　　（1）碰撞判斷準(zhǔn)確</b></p><p>　　汽車的碰撞形式是各式各樣的，如圖2-12所示。其碰撞強(qiáng)度、減速度波形、車體變形等都是不一樣的，但都要求氣袋系統(tǒng)能準(zhǔn)確地判斷出強(qiáng)度如何，并能準(zhǔn)確控制氣袋點(diǎn)爆。</p><p>　　目前氣袋系統(tǒng)有兩種形式，如圖2-13所示。一種是與安全帶配合使

78、用，當(dāng)?shù)退倥鲎矔r(shí)，主要是安全帶對(duì)乘員起保護(hù)作用，當(dāng)發(fā)生高速碰撞時(shí)，才啟動(dòng)氣袋對(duì)人進(jìn)行保護(hù)，此時(shí)氣袋主要保護(hù)人的面部，又稱之為“面袋”。第二種是單獨(dú)起保護(hù)作用，發(fā)生碰撞時(shí)，氣袋要保護(hù)人的頭部和胸部。 第二種氣袋的體積較大 (對(duì)司機(jī)側(cè)氣袋為60升以上)，充氣時(shí)間長(zhǎng)，充氣量大，啟動(dòng)氣袋的碰撞車速較低，造價(jià)高。第一種氣袋的體積較小，(對(duì)司機(jī)側(cè)氣袋為40升左右)，充氣量小，充氣時(shí)間短，啟動(dòng)氣袋的碰撞車速高，造價(jià)低。就我國(guó)情況看，第一種氣袋更適合我

79、國(guó)國(guó)情。</p><p>　　氣袋的點(diǎn)爆車速與各個(gè)國(guó)家的事故形式有關(guān)。通常是根據(jù)大量的事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，總結(jié)出在不同車速的碰撞事故對(duì)乘員造成的傷害程度，據(jù)此確定何種車速需啟動(dòng)氣袋對(duì)乘員進(jìn)行保護(hù)。目前國(guó)外的資料中可以得知，對(duì)使用安全帶的“面袋”來說，一般規(guī)定：20km/h 以下正面撞墻時(shí)，氣袋不點(diǎn)爆；30km/h以上正面撞墻時(shí)，氣袋一定點(diǎn)爆； 20～30km/h 之間為點(diǎn)火的模糊區(qū)，氣袋可點(diǎn)爆也可不點(diǎn)爆。對(duì)不使用安全帶

80、的氣袋，一般是12.8km/h(8mph) 正面撞墻時(shí)氣袋不爆，20.9km/h(13mph) 正面撞墻時(shí)氣袋要點(diǎn)爆。如果高速碰撞時(shí)氣袋沒有點(diǎn)爆(漏點(diǎn)火)，會(huì)造成乘員的嚴(yán)重傷害，是絕對(duì)不允許的。</p><p><b>　　（2）點(diǎn)火時(shí)刻準(zhǔn)確</b></p><p>　　以司機(jī)側(cè)氣袋為例。氣袋點(diǎn)爆后，氣體發(fā)生器的充氣時(shí)間約是30毫秒。對(duì)處于正常位置的假人，最佳情況下是

81、發(fā)生碰撞時(shí)，氣袋剛剛充滿氣體后，人的頭部即與氣袋接觸，這樣保護(hù)作用最好。如果人頭部接觸到氣袋時(shí)，氣袋尚未充氣完畢(遲點(diǎn)火)，則氣袋不僅不能起到緩沖吸能作用，巨大的爆炸力反而會(huì)將人打傷。如果氣袋充氣完畢后很長(zhǎng)時(shí)間人的頭部才與氣袋接觸(早點(diǎn)火)，由于氣袋節(jié)流小孔的排氣作用，氣袋中沒有足夠的氣體壓力，同樣會(huì)影響對(duì)人的保護(hù)作用。</p><p>　　如果乘員乘坐位置偏離了正常位置，如司機(jī)離方向盤過近或過遠(yuǎn)，稱為離位乘員。

82、氣袋對(duì)離位乘員具有較強(qiáng)的傷害作用。以司機(jī)側(cè)氣袋為例，根據(jù)美國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)的尸體試驗(yàn)結(jié)果，如果氣袋點(diǎn)爆時(shí)尸體胸部靠在方向盤上，氣袋會(huì)將其肋骨打斷；如果胳膊靠在方向盤上，氣袋會(huì)使得胳膊骨折。氣袋對(duì)離位兒童乘員的傷害尤為嚴(yán)重。因此美國(guó)在推行低能量氣袋，即延長(zhǎng)氣袋的充氣時(shí)間，減少氣袋爆出時(shí)的侵略性。</p><p>　?。?）粗糙路面干擾能力強(qiáng)</p><p>　　氣袋系統(tǒng)是一次性使用的安全防護(hù)系統(tǒng)，

83、若意外點(diǎn)爆，除了會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，由于氣袋點(diǎn)爆時(shí)的巨大聲響和體積，會(huì)對(duì)乘員造成驚嚇，可能會(huì)引發(fā)不必要的事故。因此必須具有高的抗粗糙路面干擾能力。</p><p>　　根據(jù)清華大學(xué)的總結(jié)，當(dāng)汽車以20～60km/h的速度通過下述路面時(shí)，氣袋不應(yīng)點(diǎn)爆：上下110毫米高的臺(tái)階、鐵路鐵軌、270毫米深的坑及國(guó)標(biāo)路面，計(jì)有扭曲路面、坑洼路面、石塊路面、搓板路面、卵石路面等。這些情況都會(huì)產(chǎn)生較大的汽車減速度，氣袋系統(tǒng)必須能識(shí)別

84、出此種狀況，氣袋不能點(diǎn)爆。</p><p>　?。?）高可靠性與工作穩(wěn)定性</p><p>　　由于汽車的工作環(huán)境比較復(fù)雜，如圖2-14所示，氣袋必須有較高的工作可靠性和穩(wěn)定性。</p><p>　?。?）如汽車在雨中工作；</p><p>　?。?）汽車在高溫氣候中行駛；</p><p>　?。?）汽車在寒冷的地區(qū)使

85、用；</p><p>　?。?）汽車在高海拔的地區(qū)使用；</p><p>　　（5）汽車在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中等。</p><p>　　5、汽車在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中等。</p><p>　　這些環(huán)境都不能引起氣袋系統(tǒng)的失效。另外，某些時(shí)候汽車上的電瓶電壓可能偏低；在發(fā)生碰撞時(shí)，可能在碰撞的最初時(shí)刻即將電瓶破壞，使氣袋系統(tǒng)失去電源。因此氣袋系統(tǒng)要有很

86、寬的工作電源范圍，并且當(dāng)電源失掉后，應(yīng)能有數(shù)百毫秒的持續(xù)工作能力。</p><p>　　2．汽車安全氣囊的分類</p><p><b>　　按保護(hù)對(duì)象分為：</b></p><p><b>　?、賯?cè)氣囊</b></p><p>　　側(cè)氣囊是安裝在座椅外側(cè)的，目的是減緩側(cè)面撞擊造成的傷害。很多廠家的車

87、型都會(huì)標(biāo)配前排兩個(gè)座椅的側(cè)氣囊，而裝配后排側(cè)氣囊的車型則很少。</p><p><b>　?、谙ゲ繗饽?lt;/b></p><p>　　膝部氣囊的大多數(shù)車型都只配備了主、副駕駛安全氣囊、側(cè)氣囊等，其實(shí)車輛在真正發(fā)生正面碰撞時(shí)，下面是更應(yīng)該受保護(hù)的，下面的膝部與中控臺(tái)的距離最短，是最易造成骨折損傷的部位[10]。膝部安全氣囊是用來降低乘員在二次碰撞中車內(nèi)飾對(duì)乘員膝部的傷害。

88、膝蓋部分的氣囊位于前排駕駛座椅內(nèi)，一旦打開能夠有效保護(hù)后排乘客的腰下肢體部位，從而也能緩解來自正面碰撞的前沖力。</p><p><b>　?、垲^部氣囊</b></p><p>　　頭部氣囊也叫側(cè)氣簾，在碰撞時(shí)彈出遮蓋車窗，以達(dá)到保護(hù)乘客的效果。頭部氣囊主要針對(duì)側(cè)撞時(shí)乘車人的頭部進(jìn)行保護(hù)。側(cè)窗玻璃，甚至安全帶側(cè)面支撐扣都有可能成為車禍中的殺手，那么頭部氣囊就會(huì)把乘員和

89、這些東西隔開。</p><p>　　以側(cè)氣囊為例分析安全氣囊的安全性。側(cè)面安全氣囊系統(tǒng)最早引入車輛大約在1995年，是為了保護(hù)乘員在側(cè)面碰撞中受傷。國(guó)際研究表明，側(cè)安全氣囊在減輕乘員死亡和損傷的風(fēng)險(xiǎn)上是有效的。</p><p>　　在維多利亞，車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，利用警方報(bào)告的保險(xiǎn)損害賠償數(shù)據(jù)認(rèn)識(shí)側(cè)安全氣囊在減少乘員傷亡程度上所發(fā)揮的作用，我們可以發(fā)現(xiàn)頭部和軀干保護(hù)的雙安全氣囊系統(tǒng)，旨在保

90、護(hù)頭部、頸部、面部、胸部和腹部，能有效降低駕駛員傷亡程度，因?yàn)檫@些部分靠近側(cè)面碰撞區(qū)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從傷亡人的整個(gè)身體區(qū)域來看，受傷區(qū)域顯著減少41.1%；從頭部、頸部、面部、胸部及腹部來看，受傷區(qū)域減少48%[17]。結(jié)果表明，車輛的頭部和軀干側(cè)安全氣囊系統(tǒng)是一個(gè)非常有效的安全技術(shù)，它可以減少車輛在近側(cè)碰撞中乘客傷亡的程度。通過減少傷亡程度的這些數(shù)據(jù)可以表明，在顯著減少整個(gè)道路交通事故的作用上，具有這一安全技術(shù)的各種車輛是優(yōu)先考慮的。&l

91、t;/p><p>　　2.3 汽車安全座椅保護(hù)技術(shù)</p><p>　　2.3.1 安全座椅的種類及其作用</p><p><b>　　1.安全座椅的種類</b></p><p>　?。?）滑移式汽車安全座椅。在汽車座椅底座處沿車身縱向設(shè)置滑槽，利用不同的方式在汽車發(fā)生碰撞時(shí)實(shí)現(xiàn)駕乘人員隨汽車座椅一起向前或向后滑移，以減少人

92、員在慣性力下與汽車轉(zhuǎn)向盤、儀表板等發(fā)生擠壓的危害。這類安全座椅制造和使用都很簡(jiǎn)單，但其仍舊屬于被動(dòng)安全范疇，滑移距離不易于控制，對(duì)后排人員安全威脅較大。</p><p>　?。?）后傾式汽車安全座椅。后傾式汽車安全座椅的基本思路是，在汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)，在一定條件下使得座上人員隨座椅后仰，以避讓危害。這類安全座椅對(duì)后排人員威脅較小，但如何將人員固定于座椅上，如何實(shí)現(xiàn)后仰，如何讓鎖止等問題都是不容易解決的難題。&l

93、t;/p><p>　?。?）綜合式座椅。這類安全座椅對(duì)后排人員威脅較小，但如何將人員固定于座椅上，如何實(shí)現(xiàn)后仰，如何讓鎖止等問題都是不容易解決的難題。綜合式安全座椅可以較充分地利用座椅的特殊位置，以提高汽車的安全性能，但其在技術(shù)上比滑移式和后傾式要求都要高出許多。</p><p>　　2.安全座椅的作用分析</p><p>　　汽車座椅是汽車設(shè)備中的一個(gè)重要的部分，同時(shí)

94、也是必不可少的重要部分，在汽車座椅中設(shè)置安全性能可以更好的發(fā)揮汽車的整體安全功能和作用。另外，汽車的座椅在提高汽車安全性能方面也有著非常重要的作用，通過對(duì)汽車座椅安全性能的改良不僅能夠有效的降低汽車的安全使用成本，也可以為汽車安全性能提供一個(gè)更加廣闊的思路，因此汽車座椅在汽車安全中的作用不僅是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的，也是表現(xiàn)效果最佳的[11]。</p><p>　　在現(xiàn)代汽車安全事故中，多數(shù)汽車交通事故都是汽車碰撞或追尾。

95、而在這些交通事故中，一部分是由于汽車座椅設(shè)計(jì)的不符合人體工程學(xué)，導(dǎo)致汽車座椅舒適性較差，易產(chǎn)生疲勞，同時(shí)座椅的包裹性能差，發(fā)生碰撞時(shí)不能對(duì)人體進(jìn)行有效的保護(hù)。一部分是由于座椅強(qiáng)度不足，在發(fā)生碰撞時(shí)，座椅骨架發(fā)生斷裂或變形，從而未能對(duì)乘員進(jìn)行保護(hù)，有的甚至還發(fā)生二次傷害。而汽車座椅的安全問題是指汽車座椅能夠有效的預(yù)防汽車事故以及事故突發(fā)之后對(duì)車內(nèi)人員進(jìn)行保護(hù)，降低車禍造成的傷害與車禍之后在救援中帶來的二次傷害。所以汽車座椅的設(shè)計(jì)首要目標(biāo)就

96、是要保證乘員的絕對(duì)安全，并且能夠避免二次碰撞。座椅安全在事故發(fā)生時(shí)與事故發(fā)生后對(duì)于駕駛員受到傷害的防范工作可以分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性。</p><p>　　汽車座椅的主動(dòng)安全性是指，汽車座椅能夠?yàn)槌藛T提供舒適安全的乘坐環(huán)境，為駕駛員提供良好的駕駛環(huán)境，從而保證駕駛員集中注意進(jìn)行駕駛，從主觀上避免汽車事故的出現(xiàn)。汽車座椅主動(dòng)安全性能必須有效的防止事故的發(fā)生[12]。汽車座椅的合理設(shè)計(jì)與布置直接影響著駕駛?cè)藛T的視

97、野開闊程度、汽車操作的穩(wěn)定性能和其他汽車控制系統(tǒng)的功能正常發(fā)揮。這就要求在汽車整體布局中，乘員坐姿符合人體工程學(xué)，保證駕駛和乘坐的舒適性與方便性。汽車座椅的被動(dòng)安全性主要表現(xiàn)在汽車座椅的強(qiáng)度、汽車座椅的記憶功能，以及汽車座椅外形曲線的科學(xué)性、汽車座椅安全氣囊及安全帶等方面。這些對(duì)于駕駛員的安全具有直接的影響[12]。首先，在事故發(fā)生時(shí)，駕駛員和其他成員處在汽車內(nèi)的狹小空間，這樣就使得駕駛員和乘員必須依靠座椅記性防護(hù)，避免其他載體進(jìn)入到這

98、一空間；頭枕的被動(dòng)調(diào)節(jié)可以根據(jù)身體位置的變換與身體對(duì)靠背作用力的大小來進(jìn)行變換，用以達(dá)到防止乘員產(chǎn)生揮鞭傷害。其次，駕駛員和其他成員在事故發(fā)生時(shí)的姿勢(shì)由汽車座椅的曲線所決定，這樣就要求汽車座椅內(nèi)必須裝有安全帶和安全氣囊，這兩部分保護(hù)系統(tǒng)正常的發(fā)生作用保證駕駛員的人身安全。因此汽車座椅設(shè)計(jì)必須保持兩個(gè)要求</p><p>　　2.3.2自動(dòng)座椅系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及其工作原理</p><p>　　1

99、.八種多功能存儲(chǔ)式座椅</p><p>　　如圖2-15所示，現(xiàn)代自動(dòng)座椅（存儲(chǔ)式座椅）可以作到八個(gè)方向可變：1、座椅前后調(diào)節(jié)；2、靠背傾斜調(diào)節(jié)；3、座椅上下調(diào)節(jié)；4、頭枕上下調(diào)節(jié)；5、頭枕前后調(diào)節(jié)；6、座椅前部調(diào)節(jié)；7、側(cè)背支撐調(diào)節(jié)；8、腰椎支撐的氣墊調(diào)節(jié)。</p><p>　　自動(dòng)座椅系統(tǒng)工作原理（以凌志LS400轎車為例）</p><p>　　日本豐田（Toy

100、ota）汽車公司的凌志LS400型轎車自動(dòng)座椅的控制裝置有：電子控制器EGU、座椅（調(diào)整）開關(guān)、存儲(chǔ)和復(fù)位開關(guān)、腰墊開關(guān)、位置傳感器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 凌志LS400型轎車自動(dòng)座椅各個(gè)裝置的主要功能</p><p>　　2.3.3兒童安全座椅</p><p>　　兒童安全座椅是一種系于汽車座位上，供兒童乘坐，有束縛設(shè)備，并能

101、在發(fā)生車禍時(shí)，束縛著兒童以保障兒童安全的座椅。汽車安全座椅符合汽車座位形狀，結(jié)構(gòu)牢固，具備安全帶固定設(shè)備，易安裝，座椅可多角度調(diào)整，材質(zhì)舒適、通氣、易拆洗等特點(diǎn)，當(dāng)汽車受到外部強(qiáng)烈撞擊時(shí)能保護(hù)兒童免受或減輕傷害[13]。如圖2-16位兒童安全座椅結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p>　　汽車兒童安全座椅也稱兒童約束系統(tǒng) CRS(Child Restraint System)，是一種專為不同年齡(或體重)兒童設(shè)計(jì)、安裝在汽

102、車內(nèi)、能有效提高兒童乘車安全性的座椅。歐洲法規(guī)ECE R44/03對(duì)兒童安全座椅的定義是:能夠固定到機(jī)動(dòng)車輛上，由帶有卡扣的安全帶組件或柔韌性部件、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、附件等組成的兒童安全防護(hù)系統(tǒng)?？膳c附加裝置如可攜式童床、嬰兒提籃、輔助性座椅或碰撞防護(hù)物等組合而成。在汽車發(fā)生碰撞或突然減速的情況下，減緩對(duì)兒童的沖擊力和限制兒童的身體移動(dòng)來減少對(duì)他們的傷害，確保孩子的乘車安全。</p><p>　　結(jié)合在昆明海馬汽車4S店

103、進(jìn)行的畢業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)期間，通過跟維修車間馬主任的咨詢交流，掌握了部分海馬車的安全保護(hù)技術(shù)，下面向大家介紹一下。</p><p>　　2.4 海馬M5被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)</p><p>　　如圖2-17所示，新一代海馬M5車身的高強(qiáng)度鋼材比例達(dá)到55.4%，在同級(jí)車型中處于較高的水平。這在“硬碰硬”的時(shí)候可以盡量的保護(hù)座艙空間。</p><p>　　圖2-17 新一代海

104、馬M5高強(qiáng)度車身</p><p>　　新一代海馬M5不僅可以保護(hù)乘客乘坐的車廂，6安全氣囊、同級(jí)唯一主動(dòng)式安全頭枕、前排預(yù)緊式安全帶等配置還可以減少人體所承受的沖擊力，將傷害降到最低。尤其是主動(dòng)式安全頭枕，可在車輛發(fā)生撞擊時(shí)，在最短的時(shí)間內(nèi)托住乘客的頭頸，可降低75%追撞所造成的頸椎傷害。此外，駕駛員位置還配備有膝部保護(hù)墊，以降低撞擊時(shí)對(duì)乘員膝部的傷害。緩沖腿部受到的沖擊，并可進(jìn)一步控制撞擊中的身體移動(dòng)，將頭部或

105、上半身受傷的可能性同步降低。</p><p>　　如圖2-18所示，海馬M5擁有主、副駕駛席、前排雙側(cè)、以及雙側(cè)安全氣簾在內(nèi)的6安全氣囊，可以全方位保護(hù)乘客在撞擊時(shí)的人身安全。</p><p>　　圖2-18 新一代海馬M5安全氣囊被動(dòng)安全配置</p><p>　　安全氣囊雖然重要，但一定要配合安全帶使用，才會(huì)有保護(hù)作用。如圖2-19所示，海馬M5擁有前排預(yù)緊式安全

106、帶和后排安全帶未系提醒。前排預(yù)緊式安全帶可以在碰撞發(fā)生的瞬間，乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)便將乘員緊緊地綁在座椅上，防止乘員身體前傾，有效保護(hù)乘員的安全。后排安全帶未系提醒在同級(jí)甚至更高級(jí)別的車型中都不多見，但實(shí)際上后排乘客往往忽視安全帶的作用，在事故中極易受到傷害。安全帶未系提醒不但更好的保護(hù)了乘客的安全，更提高了乘客的安全意識(shí)，幫助培養(yǎng)安全的乘車習(xí)慣。</p><p>　　圖2-19 新一代海馬M5安全帶配置</

107、p><p>　　此外，兒童也是被動(dòng)安全配置的重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象。帶兒童出游時(shí)，兒童安全座椅、兒童安全鎖這些配置必不可少。如果讓孩子隨意的坐在后排或者爬來爬去，急剎車時(shí)很容易傷害到孩子。如圖2-20所示，新一代海馬M5后排座椅設(shè)置兒童座椅固定接口，可以快速將兒童座椅安全地安裝在固定點(diǎn)上。兒童安全鎖可防止兒童誤打開車門，確保萬無一失。</p><p>　　2.5 海馬S7被動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)</p&g

108、t;<p>　　海馬S7（如圖2-21所示）還配備了完善的被動(dòng)安全技術(shù)，將事故帶來的傷害降到最低。如圖2-22所示，海馬S7配備主動(dòng)式頭枕，當(dāng)車輛遭受后方追撞時(shí)，主動(dòng)式頭枕可以向上向前推動(dòng)，托住乘客的頭部，將頭部猛烈晃動(dòng)對(duì)頸椎的損傷降到最低。據(jù)調(diào)查顯示，配備主動(dòng)式頭枕可降低75%因追撞所造成的頸椎傷害。而且，在保護(hù)動(dòng)作完成后，主動(dòng)式頭枕可自動(dòng)回復(fù)到原來位置，以備下次使用。</p><p>　　此外，