第4章_汽车被动安全性

4.4.3 安全气囊相关法规
在日本和欧洲，由于安全气囊系统是按 驾驶员配戴座椅安全带来设计的，气囊体积 小、充气时间短，所以设定的减速度阈值较 高，汽车在较高车速(30km/h左右) 行驶而 发生碰撞时，安全气囊系统才能引爆点火剂 使充气剂受热分解给气囊充气。
4.4.5 安全气囊新技术
1. 轻小型气囊（新型尼龙、薄层、无涂层气袋） 2. 气袋展开模式（先展开后膨胀） 3. 智能型气囊（两次动作SRS，多级气体发生
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4.5.1 座椅系统概述
✓ 主要要求
① 良好的静态特性 ② 足够的强度和刚度 ③ 良好的振动特性 ④ 满足整车布置的要求（距离、空间、视野） ⑤ 良好的造型
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4.5.1 座椅系统概述
2. 座椅系统的安全性 研究内容: ① 汽车尾部碰撞的乘员保护（沃尔沃） ② 头枕与座椅背后冲击能量吸收 ③ 设计理念
• 作用：吸能，避免重要部件损坏 • 分类：阻尼型，弹性型等
l 2.后保险杠 l 3.侧围保险杠 l 4. 吸能车架（图4-7） l 5.翻车安全对策
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本田雅本阁田被雅动安阁全车身被动安全技术
本田雅阁车身被动安全技术
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7. 翻车安全对策
4.2.3 车身碰撞过程的数据分析
• 调节件：调节织带长度
• 预张器 ：发生撞车事故时，预先张紧并锁住安全带 ，弥补了紧急锁止卷收器的不足。
2020/7/5Байду номын сангаас
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4.3.2 安全带的组成
卷收器分为自锁式卷收器和紧急锁止式卷收器。 l 自锁式卷收器可自由地将织带拉出，一旦将织带拉到
所需长度之后即自动锁紧。如果在拉出过程即使尚未 达到所需长度而中途停顿，也会被自动锁紧，只能使 其缩回重拉。 l 紧急锁止卷收器在汽车正常行状态下，织带随乘员需 要自由伸缩，但当汽车速度急骤变化时，其锁止机构 锁止并保持束紧力。传感方式有三种：感受织带拉出 加速度的、感受汽车加速度的和复合式。
• 柔性设计及刚性设计 刚柔并进，软硬兼施
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4.5.1 座椅系统概述
2. 座椅系统的安全性 座椅系统作为被动安全的功能: ① 保证乘员的生存空间; ② 保持乘员姿态; ③ 吸收能量。
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4.2.1车身变形特性—正面碰撞
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4.2.1车身变形特性—正面碰撞
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4.2.1车身变形特性—正面碰撞
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测试车辆以55～56km/h的速度撞向刚性 壁障，车前部发生了吸能溃缩形变.
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4.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
长安大学 袁显举
本文利用Hyperworks有限元软件的高精度计算能力来分 析车身的刚性碰撞，同时对碰撞过程中乘员的姿态变化以及 所受冲击进行简单模拟。最终通过分析结果对车身的设计参 数提出修改意见。
赛车车身空气动 力学计算机仿真
l 维特C6R GT2 赛车的CAD三 视图和透视图
这幅CFD（计算流体力学）仿真图展示了 C6R GT2赛车行驶时，气流流过赛车表 面的概况。
l 国标 GB 11551
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4.4.3 安全气囊相关法规
在美国，因为安全气囊系统是按驾驶员 不配戴座椅安全带来设计的，气囊体积大、 充气时间长。所以，安全气囊系统在较低的 减速度阈值时，即汽车在较低的车速 (20km/h左右) 行驶而发生碰撞时，就引爆 点火剂，使充气剂(叠氮化钠)受热分解给气 囊充气。
l 侧面碰撞时载荷传递路径
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4.2.1 车身变形特性— 侧面碰撞
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4.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
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4.2.1 车身变形特性—追尾
5. 紧急锁止卷收器
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4.3.3 提高安全带性能的方法
1. 织带预拉紧器（预张器 ）
2. 限荷器:移动卷收器放松织带，减小拉 力
图4-19, 销轴挤压支架梯形长槽,槽变形使卷
收器沿支架的长槽向上滑动,限制最大拉力。
3. 高度调节器
4. 自动紧急锁止
5. 安全带自动佩带装置
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4.4 安全气囊
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4.4 安全气囊
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安全气囊工作原理
叠氮化 纳
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4.4.1 安全气囊组成
1.控制装置
• 传感器
• 机械式传感器(P99, 图4-24,图4-25) • 机电式传感器 • 电子式传感器
2.气体发生器
• 烟气式 、 压缩式、 混合式
4.3.1 安全带分类
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4.3.2 安全带组成
卷收器 织带
插板
锁扣
调节件
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4.3.2 安全带的组成
l 组成
• 织带：高强度，能量吸收性，耐磨，延伸性
• GB规定抗拉强度达到 22260 N以上
• 带扣（插板）、带扣锁（锁扣）：快速约束、解脱
• 卷收器：无锁止卷收器、自锁式卷收器、紧急锁止 式卷收器
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4.3.1 安全带分类
l 1.安全带的作用与原理
• 将乘员约束在座椅上，减小二次碰撞危险
l 2.安全带分类
主动型—人工锁扣、解扣
被动型---车门关闭、开启后自动锁扣、解扣
两点式---腰带、肩带
三点式---连续、分离，兼有腰带、肩带功能
全背式---马甲式
见图4-14
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4.3.1 安全带分类
• 被动安全系统
• 安全车身结构 外部安全
• 乘员保护系统 内部安全
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4.2 安全车身结构
l 功能
• 尽可能缓冲和吸收车辆及乘员运动能量 • 确何乘员有效生存空间，且易于逃脱和车外
救护
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4.2.1 车身变形特性—碰撞形式
l 前碰撞 l 侧面碰撞 l 追尾碰撞 l 翻滚
器） 4. 传感器新技术（传感与诊断、侧碰传感、乘员
位置、座椅位置、临界体重传感）
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卡罗拉：安全气囊未打开
l 周先生在杭州的八下 里一汽丰田4S店购买 了一款价值19万元的 卡罗拉轿车，今年3
月的一次撞击中车头 受损严重，并且他本 人也在撞击中受伤， 在前脸损毁的情况下 ，这辆车的安全气囊 居然没有打开。。
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安全气囊开启条件
l 以下状况可能不 会导致正面安全 气囊打开：主要 包括三种情况
l (1)侧面碰撞
l (2)追尾
l (3)翻车
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安全气囊开启条件
l 其中编号9就是前空气囊传感器，从图中我 们可以发现传感器位置在和前车轮平行的位 置，而周先生的车辆前部明显还没有溃缩到 这个位置。
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4.5 座椅
l 4.5.1 座椅系统概述 l 4.5.2 座椅系统安全结构 l 4.5.3 座椅系统安全性能要求
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4.5.1 座椅系统概述
1.座椅系统的作用及要求 主要作用 ① 定位驾驶员（驾驶、视野）； ② 支撑人体、保持平稳； ③ 减振； ④ 保护乘员。
预拉紧式安全带原理
4.4 安全气囊
✓ 安全气囊(Supplemental Restraint System，SRS)，也称辅助乘员保护系 统。
✓ 在1953年，第一个气囊专利诞生，但是 由于当时的技术水平限制，还不能把这 种想法或专利付诸实现，
✓ 1980年，在部分汽车上安装了安全气囊
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1. 车身碰撞有限元分析过程
• P89,图4-9,图4-10
2.车身碰撞过程的计算机仿真 1)多刚体动力学方法
采用 MVMA2D,MADYM02D等软件 2)动态大变形非线性有限元法 3)多刚体动力学和动态大变形非线性有限元
混合法
4.2.3 车身碰撞过程的数据分析
基于Hyperworks的车身碰撞有限元分析 A car’s colliding with wall based on Hyperworks finite element software
l 汽车防撞钢梁（视频） 一辆车应该有
前后两根防撞U型 钢梁（3mm厚)。 前面一根，在正面 碰撞时候起作用， 后面一根，在被追
尾时候起作用。
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4.2.2 车身结构安全设计
l 理想的安全汽车结构变形 l P85,图4-4
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4.2.2 车身结构安全设计
l 1. 前保险杠（图4-6）
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4.3.3 安全带优化
l 预拉紧式安全带是指在发生撞击的一瞬 间10ms，卷收器会自动将安全带往回 拉一段距离约40mm，以消除安全带与 身体之间的间隙，减小乘员的位移。
l （雅力士、POLO、迈腾、新君威）
锁机式：P95,图4-17
烟火式（爆燃式安全带）P96 ,图4-18
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式) 4)后座椅安全气囊(安装于靠背上部) 3. 其它类型气囊
充气膝部软垫，充气地毯
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