《汽车安全性能》PPT幻灯片

1,第四章 安全与驾驶 节能技术,甘肃省机动车驾驶培训教练员从业资格培训,主讲人：李维臻 2009年7月,2,第一节：车辆结构与安全性能,一、主动安全系统的结构及功能 二、被动安全系统的结构及功能,3,交通事故 车辆在道路上行驶和停放过程中，发生碰撞、辗压、刮擦、翻车、坠车、失火、爆炸等现象造成人员伤亡和车、物损坏的事件。,4,汽车安全性 1、主动安全性 是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。主要取决于汽车的总体尺寸、制动性、行驶稳定性、操纵性、信息性以及驾驶员工作条件(操作元件人机特性、座椅舒适性、噪声、温度和通风、操纵轻便性等)。此外，汽车动力性(特别是超车的时间和距离)也是很重要的影响因素。 2、被动安全性 汽车发生事故后汽车本身减轻人员受伤和货物受损的性能。,5,一、主动安全系统,6,汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。另外,也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。 汽车制动性是汽车的重要使用性能之一。它属于汽车主动安全的范畴。 行车制动俗称脚制动或脚刹车。 驻车制动俗称手刹车或手制动。,汽车制动性能,7,评价指标 制动效能（含制动距离和制动减速度）； 制动效能的恒定性（抗衰退性能）； 制动时汽车方向稳定性（包括抗跑偏、抗侧滑和保持转向能力的性能）。,制动效能 在良好的路面上，汽车以规定的初始车速以规定的踏板力制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能的最基本指标。,8,制动距离的影响因素,司机反应 行驶速度 附着系数 装载质量,9,制动效能的恒定性抗热衰退性能：汽车在高速行驶或下长坡道时制动性能的保持程度。抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的保持能力。,汽车制动时的方向稳定性 常用制动时汽车按给定路径行驶的能力。 制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，则汽车将偏离给定的行驶路径。这时，汽车的制动方向稳定性能不佳。,10,制动跑偏 是指汽车在制动过程中自动向左或向右偏驶的现象。因制造或调整误差造成汽车左、右车轮，特别是左、右前轮制动器制动力不相等；因结构设计原因，使汽车制动时悬架受力状态发生变化，造成悬架导向杆系在运动学上不协调。,11,制动侧滑 是指制动时汽车的某轴或多轴发生横向移动的现象。严重的跑偏必然侧滑， 对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。,注意：通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。,12,汽车操纵稳定性,汽车操纵稳定性，是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶；且当受到外界干扰（路不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能。 影响车辆操纵性的主要因素是车辆轴距和转弯时的离心力。,13,14,防抱死制动系统,汽车防抱死制动系统即Antilock Braking System（ABS）。 随着汽车技术的迅速发展，安全性能越来越受到人们的重视，制动系统作为主要主动安全件更是备受关注。,15,当汽车制动前轮抱死时，汽车会失去转向能力，后轮抱死时会造成汽车急转甩尾。 制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高制动减速度、缩短制动距离，能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽车的行驶安全。 制动防抱死系统对汽车性能的影响主要表现在减少制动距离、保持转向操纵能力、提高行驶方向稳定性以及减少轮胎的磨损方面。,ABS,无ABS制动,有ABS制动,16,遇到紧急状况，驾驶员只要尽可能地用力踩下刹车踏板即可，其他的事情交给ABS来处理，因此驾驶者可此专心地处理紧急状况。,17,（一）ABS系统的优点,以提高汽车行驶性能为目的而开发的各种ABS装置，其原理是充分利用轮胎和地面的附着系数，主要采用控制制动液压压力的方法，给各车轮施加最合适的制动力。 优点： 缩短制动距离 增加了汽车制动时的稳定性 改善了轮胎的磨损状况 使用方便，工作可靠,18,（二）ABS的结构与工作原理,ABS系统通常由车轮速度传感器、液压控制单元（液压调节器、制动压力调节器）和电控单元ECU等组成。,车轮转速传感器,液压控制器,电控单元ECU,制动踏板,指示灯,制动器,双腔制动主缸,后桥,19,20,典型ABS系统,一、MK20I型ABS系统 此系统由戴维斯（TWVES）研制，装在上海桑塔纳2000、桑塔纳3000、捷达、都市先锋、赛欧及奇瑞等汽车上。 特点： 四传感器三通道，前轮独立控制，后轮低选择控制； 液压对角线双回路系统； 泵电机、液压控制单元和电子控制单元集成一体，简称为液压电子控制单元（HECU）； C语言编写的控制程序并加密固化在电子控制单元中； 电磁阀线圈集成在电子控制单元内部；采用大功率集成电路直接驱动电磁阀及泵电机，省去电磁继电器； 诊断接口可借助于VAG1551进行自诊断。,21,MK20I型ABS系统,1、系统布置,22,2、系统组成,23,ABS：制动防抱死系统,EBD：电子制动力分配,3、ABS工作流程,24,液压控制单元HCU电子控制单元ECU,电子控制单元ECU,液压控制单元HCU,油泵电机,4、液压电子控制单元HECU,25,常规制动阶段：常开阀断电-ON，常闭阀断电-OFF，来自制动总泵的制动液进入制动轮缸。此时ABS不工作。,5、ABS工作原理升压,26,保压阶段：当车轮趋于抱死时，常开阀通电-OFF，常闭阀断电-OFF，通往制动轮缸的通道被切断，轮缸内的油压保持不变。,6、ABS工作原理保压,27,减压阶段：保压后，若车轮仍趋于抱死时，常开阀通电-OFF，常闭阀通电-ON，制动轮缸内的制动液进入储能器，并由液压泵泵回到制动总泵。,减压后，车轮转速上升若太快，再次进入到升压阶段，进入新的一个循环，重复上述过程，直至汽车停车为止。,7、ABS工作原理减压,28,(三)ABS的使用,1、装备ABS的汽车易出现的一些特殊现象 发动机起动时，踏下制动踏板会弹起；而发动机熄火时，制动踏板会下沉。 制动时转方向盘，会感到方向盘有轻微的振动。 制动时，会感到制动踏板有轻微下沉，或轻微振动。 高速行驶急转弯时，或冰雪路面上行驶时，有时会出现制动警告灯亮起的现象。 制动时，ABS继电器不断地动作，这是ABS起作用的正常现象。 制动后期，会有车轮被抱死，在地面上留下拖滑的印痕。这是因为在车速小于710km/h时，ABS不起作用。此时的印痕很淡，与普通制动时留的长而深的印痕不同。,29,2、ABS故障自诊断,ABS的自检 点火开关接通，ABS ECU立即对其外部电路进行检查。这时制动警告灯亮，3S后熄灭。若制动警告灯一直亮或不亮说明ABS电路有故障。 对制动压力调节器的检查是通过控制阀的开关循环来实现。 发动机起动后，车速第一次达60km/h，ABS系统完成自检。 自检过程中若有异常，则停止使用ABS，储存故障码并点亮故障警告灯。 两个制动警告灯 ABS灯：黄色，标记为ABS或ANTILOCK。 制动灯：红色，标记为BREAK，由制动液压力开关和液面开关及手制动器开关控制。 若制动灯亮，可能制动液不足、储液器制动压力过低、或手制动器开关问题，此时ABS和普通制动系统均不能正常工作。 若ABS灯亮，说明ABS系统有故障，此时无ABS功能，但常规制动系统仍有效。,30,电子制动力分配EBD,前后分配,左右分配,EBD实际上是ABS的辅助功能，它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指标上，汽车的性能又多了“ABS+EBD”。 在刹车的时候，车辆四个车轮的刹车卡钳均会作动，以将车辆停下。但由于路面状况会有变异，加上减速时车辆重心的转移，四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。传统的刹车系统会平均将刹车总泵的力量分配至四个车轮。从上述可知，这样的分配并不符合刹车力的使用效益。EBD系统便被发明以将刹车力做出最佳的应用。 EBD是Electronic Brake-Force Distribution的缩写，中文全名为电子刹车力分配系统。配置有EBD系统的车辆，会自动侦测各个车轮与地面将的抓地力状况，将刹车系统所产生的力量，适当地分配至四个车轮。在EBD系统的辅助之下，刹车力可以得到最佳的效率，使得刹车距离明显地缩短，并在刹车的时候保持车辆的平稳，提高行车的安全。而EBD系统在弯道之中进行刹车的操作亦具有维持车辆稳定的功能，增加弯道行驶的安全。,31,驱动防滑控制系统ASR,汽车驱动防滑系统（Acceleration Slip Regulation 或 Traction Control System），简称ASR或TCS（日本车型称它为TRC或TRAC） ASR系统是继ABS后采用的一套防滑控制系统，是ABS功能的进一步发展和重要补充。ASR系统和ABS系统和密切相关，通常配合使用，构成汽车行驶的主动安全系统。 ABS是防止制动过程中的车轮抱死、保持方向稳定性和操纵性并能缩短制动距离的装置。 而ASR的作用是防止汽车加速过程中的打滑，特别防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，保持方向稳定性、操纵性，维持最大驱动力的装置。 由于ASR是ABS系统功能的延伸和补充。因此ASR与ABS之间有许多相同之处，主要部件可以通用或共用。,32,33,ASR系统防止驱动轮在驱动时打滑的控制方式,发动机输出功率控制 汽油机：减少喷油量、推迟点火时间、节气门位置调整及采用辅助空气装置； 柴油机：控制供油量和供油时刻 驱动轮制动控制 对发生空转的驱动轮直接施加制动 控制驱动桥的防滑差速器 综合控制,34,ASR系统的结构与工作原理,ASR的基本组成 传感器 车轮转速传感器、节气门位置传感器、ASR选择开关等 ECU 执行器 制动压力调节器、节气门驱动装置等,ASR的基本组成,35,电子稳定程序,36,汽车电子稳定程序,37,ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。 有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。,汽车电子稳定程序,38,其他辅助辅助安全装置,39,二、被动安全系统,40,41,42,43,44,无安全气囊，驾驶员未系安全带的碰撞情形,当汽车以48km/h速度发生正面碰撞，90ms时，人体在转向盘接触处受力约90000N，下肢多处骨折，头部和胸部的受伤程度大大超过容许程度，一般来说，死亡在所难免。,45,无安全气囊，乘员未系安全带时的碰撞情形,但汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，前侧乘员处造成下肢骨折外，面部受严重损害，胸部损伤相对小些，但头部的损伤导致成员的死亡。,46,无安全气囊，驾驶员系安全带时的碰撞情形,当汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，驾驶员头部受伤较重，胸部由于被安全带约束，可产生近10000N的力，造成胸骨和肋骨的骨折。,47,有安全气囊，驾驶员未系安全带时的碰撞情形,汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，向前快速运动的人体充分与安全气囊作用，释放能量。作用在安全气囊上的力约为10000N，转向轴所受的分力约为9000N,切向分力约为6000N。安全气囊将人体头部和胸部同驾驶室前部结构（如风挡、转向盘）隔开。避免了头部和胸部的原种损伤。,48,三、车辆维护与检视,49,汽车在使用过程中，受摩擦、振动、冲击等作用，各部机构、零件逐渐产生不同程度的变形、磨损、疲劳、腐蚀、老化，其动力性、经济性、可靠性、安全性等性能随之