汽车知识讲义4.3第三节 汽车被动安全性
第三节 汽车被动安全性,一、车辆事故分析和被动安全性的评价方法 (一)分析车辆事故 道路交通事故的统计和分析是研究汽车被动安全性基础。根据事故统计，了解事故与气候、道路、时间以及驾驶员和车外人员的年龄等的关系(影响因素)，并找出发生频数最多的那一部分事故(即所谓“典型事故”），便于集中力量进行研究。,1.碰撞部位分布,侧部,前部,左前部,右前部,正前部,后部,侧翻,翻滚,轿车(分子)/大客车(分母)撞车事故分布,轿车各个座位的危险系数,2.受伤部位分布,撞车中轿车前排乘客 无安全带/有安全带受伤过程,事故中轿车乘员身体各部位受伤分布,3.车速分布,前部：高 后部：低,(二)被动安全性的评价指标 a.严重性因素,受伤人数：轻伤、重伤、死亡人数,b.死亡人数 常用每100万居民，每100万km行程，或每100万部车的事故死亡人数来衡量道路交通事故的程度。,c.危险系数,二、内部被动安全性 研究表明，事故中人体内伤和脑损伤与减速度直接有关，骨折与作用力有关，组织损伤与剪切应力有关。所以研究内部被动安全性重要内容是降低人体减速度。,1.安全车身 在轿车发生迎面碰撞或碰到固定障碍物上时，前部出现特别大平均减速度300400g，而向后逐渐降低。其质心位置平均减速度为4060g ,瞬时值可达80100g。,平均减速度沿车长方向分布,轿车质心平均减速度随时间的变化,S,为了降低迎面碰撞时的减速度，可将轿车前部做成折叠区。在碰撞时，可提供400700mm的变形行程，以通过折叠区吸收撞车时的动能。 后部撞车的车速较低，轿车后部折叠区的变形过程约为300500mm。 侧面撞车时，碰撞部位允许的变形行程很小，应保证主撞车不会侵入被撞车的乘客室。因此，车门和铰链、门锁机构承受碰撞的能力是一个关键。,轿车各部分不同刚度 （乘坐区刚度大，保证乘员的幸存空间）,2.限制乘员位移 (1)限制乘员位移的装置中，最简单有效的是安全带。安全带的型式如图所示。轿车驾驶员和前排乘客多采用三点式安全带，后排乘客或载货汽车、大客车乘员也有用腰部安全带的，赛车则用四点式。,腰带,肩带,腰肩连续带,肩膝带,全背带,肩膝带,肩膝带,膝带+气囊,(2)安全气囊 安全气囊可以不必限制乘客的正常活动。安全气囊的作用情况，传感器1在撞车发生时可感知车身变形和减速度，撞车信号通过引爆装置2使气体发生器3产生了高压氮气和氩气进入安全气囊4。气囊可在50ms内充气完毕，保护乘客的头部和上身。事故发生后经过100ms，气囊的气体通过专门的孔放出，乘客可以自由活动。使用安全气囊的缺点是在放气时形成160180dB的声压，另外成本高。,安全气囊的作用情况,3.消除部件致伤因素 在乘坐区设计时必须保证乘员幸存空间内没有致伤部件。 仪表板下部应安装膝部缓冲垫，风挡玻璃应采用钢化或夹层玻璃；转向盘可采用弹性有波纹的结构，且盘缘可以变形，转向柱能弯曲或伸缩。 在撞车前、后零件变形界限。 界限1-1将引起轻伤， 界限2-2将导致重伤， 界限3-3将是致命的。,幸存空间,三、外部被动安全性,1.轿车与行人的碰撞 轿车与行人碰撞，行人动态示意图。,从图中看出，首先行人腿部碰撞到保险杠上，然后骨盆与发动机罩前段接触，最后头部撞到发动机罩或风挡玻璃上。此时行人被加速到车速，即所谓的“一次碰撞”。由于汽车制动，使行人与汽车分离，行人以与碰撞速度相近的速度撞到路面上，这是“二次碰撞”。有的交通事故还发生行人被汽车辗压，这是“三次碰撞”。,决定行人伤害严重程度的主要因素是一次碰撞的部位和汽车与人体碰撞的部件形状与刚度。,汽车前部的形状参数和刚度对碰撞的影响,保险杠是汽车安全性的一个关键部件。为了减轻事故中受伤程度，行人与保险杠的碰撞部位应在膝盖以下为好，此时希望保险杠降低，但过低会加大头部在发动机罩或挡风玻璃上的撞击速度，因此保险杠高度一般为330350mm较为适宜。另外，保险杠应没有尖角和突出部位，并应适当软化。,2.载货汽车的外部被动安全性 载货汽车在与轿车迎面碰撞时，因载货汽车的质量、刚度和尺寸都比轿车大得多。所以轿车的损坏要比载货汽车严重的多；一般载货汽车后部都不装保险杠，因此跟随行驶的轿车在发生交通事故时，轿车“楔入”载货汽车的可能性增加，轿车的前部折叠区不能发挥作用，而导致乘坐区受到破坏。故对于尾部离地高度不小于700mm车辆应装后保险杠，保险杠安装高度一般为380560mm。尾部缓冲装置.,载货汽车与行人相撞时造成的伤亡也比轿车严重。原因:在一次碰撞中，无论是长头还是平头驾驶室的载货汽车，都不可能存在在轿车事故中的行人身体在发动机罩上的翻转过程，而是在很短时间内行人被加速到货车速度，易造成人的伤亡。,四、被动安全性试验 汽车被动安全性试验应尽量再现典型的公路撞车事故的现象。试验中需要测量车辆的变形、减速度及负荷。必要时在车内设置试验用假人，测定有关部位的负荷及变形情况。,思考题： 1.汽车被动安全性的概念及评价指标 2.汽车被动安全性的结构措施有哪些 3.分析轿车碰撞事故分布情况,
