汽车安全概论ppt课件-第4章--汽车被动安全技术(装置).ppt

第4章 汽车被动安全技术（装置）,1 概述2 基于伤害减轻的被动安全技术（装置）3 基于防止灾害扩大的被动安全技术（装置）4 基于提高被动安全性能的重要部件和结构,1 概述,汽车被动安全性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，减轻人员伤害和货物损失的能力，即发生事故时的安全性。进一步分为外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使作用于乘员的加速度和力降低到最小的能力。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。,汽车被动安全技术涉及的内容（1）,1）车身结构及性能尽量减轻乘员伤害。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；2）座椅及约束系统的安全性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、安全带固定点的强度、座椅头枕等；3）消除汽车内外凸出物致伤因素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、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；,汽车被动安全技术涉及的内容（2）,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、商用汽车货箱侧面及后下部的护栏等；5）制动器与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。6）事故后安全性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；7）汽车安全玻璃防止被撞击破碎后伤人，增强玻璃的功能化及安全机能。,事故发生时安全性,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性能。事故发生后安全性 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，即减轻事故后果的能力。,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护系统。安全车身结构为了减少一次碰撞带来的伤害；乘员保护系统为了减少二次碰撞带来的损伤或避免二次碰撞。,2 基于伤害减轻的被动安全技术（装置）,1.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置进行合理匹配，共同完成如下功能：1）必须尽可能的缓和和吸收车辆及乘员的运动能量，以缓解乘员受到的冲击；2）在确保乘员有效生存空 间的同时，还必须保证碰 撞后乘员易于逃脱和容易 进行车外救护。,1.1发生碰撞时的碰撞形式与车身的变形特性,汽车发生碰撞时的碰撞形式主要为3种形式：前部碰撞、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、翻车等事故形态特点：,前部碰撞（包括汽车中心轴线30范围以内）：该事故形态发生率较高，其后果与车辆碰撞发生时的运动速度高低，车辆的质量大小、车身前部结构密切相关。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车乘客伤害的危险性很高。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），相对前部而言重要性降低，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。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。,轿车车身前部变形力梯度特性,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（事故对方共存保护）、针对本车乘员的自身保护、幸存空间等5个区域。,对车身前部碰撞区域变形形式及变形特性的基本要求：,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；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；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值应急剧上升。,轿车前部、中部、后部的划分,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）、行李箱分别称为轿车的“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。,1.2碰撞安全车身设计的原则,就提高乘员舱碰撞安全性而言，乘员舱的设计需要重点关注两方面的问题：一是碰撞事故发生时对碰撞能量的吸收；二是碰撞事故发生时保持乘员舱的完整性，以尽可能避免乘员受到挤压和冲击。利用车身前后部构件的变形有效的吸收碰撞能量，使车身乘坐舱紧固可靠，从而确保乘员的有效生存空间，即中间“硬”、两头“软”。,车身设计为什么要中间“硬”、两头“软”？,原因：重点加固乘员舱部分的强度（高强度乘员舱）有利于减轻变形以便保证乘员生命安全；适度弱化汽车头部和尾部的强度（前后碰撞变形区）有利于其在被挤压变形过程中吸收较多碰撞能量。,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,1）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范围内；2）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，防止车轮、发动机、变速箱等刚性构件侵入座舱；3）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。,碰撞作用力在车体结构中的传递路径,往往,吸能盒,对发生“正面碰撞”的基本要求（碰撞“固定壁障”）,确保乘员生存空间；减小车身减速度；碰撞过程中车门不 能打开；防止车辆前部部件侵入座舱内。,对发生“侧面碰撞”的基本要求（移动变形壁障）,减少侧面结构对乘员舱的侵入量；减轻侧面结构对乘员舱的侵入速度；碰撞过程中车门不能自动打开。,侧面碰撞时乘员生存空间改变示意图,侧面碰撞发生时，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被撞车的乘员舱，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，以承受相应的碰撞能量。,对发生“后面碰撞”的基本要求,减少乘员舱变形（后面碰撞相对正面碰撞而言对乘员的加速度较小）；减轻碰撞中车身的减速度；在碰撞中维持燃油箱的存放空间（因车辆的燃油箱多布置在车身后部地板的下部）；,措施：,前部碰撞: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500-600mm的变形行程，以通过褶皱区吸收撞车时的动能。追尾碰撞：因后部碰撞时的速度较低，轿车后部褶皱区的变形行程300-500mm。侧面碰撞：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。,1.3车身结构上采取的被动安全措施,前保险杠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用）；后保险杠用于车身后部的防撞装置，减轻倒车时对行人的伤害；侧围保险杠用于车身侧面的防撞装置，防止会车时及与侧面障碍物之间的擦伤；减轻撞击行人的弹性装置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。吸能车架结构利用车架的变形吸收碰撞能量，保证乘员必要的生存空间；翻车安全对策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。,2.座椅安全带,2.1概述 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，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）。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撞。,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 前移动的距离，从而防止乘 员受到二次碰撞；此外，在车辆发生翻 滚时，安全带还可以保护乘 员不致被甩出车外。,2.2安全带的工作原理与分类,1）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 贴座椅，避免被甩出车外或遭 受猛烈碰撞而受伤。工作特点：缓拉时无阻力，急拉 时则锁紧。右图为安全带和气囊联合工作 的情况（在8ms内能将安全的 收紧10-15cm）。,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，毫不犹豫地把乘员“按”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时适当放松安全带，避免因拉力过大而使乘员肋骨受伤。,安全带使用效果,驾驶员位置负伤率可降低43%-52%；副驾驶员位置负伤率可降低37%-45%。碰撞事故车内乘员运动 驾乘人员系与未系安全带 速度与车辆速度的关系 的伤亡率对比,汽车碰撞过程中车内乘员减速度小于汽车减速度,汽车碰撞过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（t2）比汽车停止运动的时间（t1）长，即汽车停止运动后乘员身体还会向前运动，存在与乘员舱内部的结构物（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。,2）汽车座椅安全带的分类,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。被动式安全带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；自动式安全带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较复杂。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。,3）安全带的组成及各部件作用,组成：织带、带扣、卷收器、长度调节件。各部件作用：织带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；带扣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全带；卷收器其功能是收紧、储存织带，在汽车正常行驶时允许织带自由伸缩，而当汽车行驶速度急剧变化时则通过锁止结构对乘员实施约束；长度调节件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,4）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。预收紧装置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位置，在安全带处于未使用状态时贮存安全带；拉力限制器在受力峰值过去 后，马上降低安全带的张紧力度，以减小乘员受力。,气囊式安全带,3.安全气囊防护系统,安全气囊防护系统（Supplemental Restraint System，简称SRS，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约束系统。主要用来缓冲在碰撞事故中乘员头/面部、胸部的运动，防止与车内饰件的二次碰撞，同时分散对乘员胸部的冲击力，现已成为轿车上的基本配置。,3.1安全气囊的组成与工作过程,1）组成及工作过程组成：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。工作过程：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，在乘员的前部形成充满气体的气囊。,安全气囊充气过程及效果,工作过程具体可分为四个阶段,触发 碰撞约10ms后，SRS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，但驾驶员尚未动作（驾驶员身体没有前移）。,充气膨胀,碰撞约40ms后，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，部分冲击能量已被吸收。,头部陷入,碰撞约60ms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。,气囊压扁,碰撞约110ms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。碰撞约120ms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,上述过程表明，整个碰撞过程极为短暂，从开始充气到完全充满约为30ms；从汽车遭受碰撞开始到气囊收缩约为120ms，小于人眨眼的时间（人眨眼的时间约为200ms左右），因而气囊动作状态和经历时间人的肉眼无法确认。,3.2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,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，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。,正面气囊引爆的条件,正前方300角；纵向加速度达到某一值（减速度阈值）；减速度阈值的设定，根据气囊性能设定美国：汽车在较低车速（12-22km/h）碰撞时不会引爆气囊。,3.3安全气囊的分类,1）按碰撞类型分正面碰撞防护安全气囊系统保护头部、胸部；侧面碰撞防护安全气囊系统保护颈部、腰部；顶面碰撞防护安全气囊系统保护头部；多气囊形式,2）按安全气囊安装数目分,单气囊系统（仅装在驾驶员侧）；双气囊系统（驾驶员侧和前排乘员均安装）；多气囊系统（3个或3个以上，即前排、后排、侧面等）。3）按传感器类型分机械式安全气囊系统；机电式安全气囊系统；电子式安全气囊,4）按保护对象和安装位置的不同分,驾驶员席防撞安全气囊；前排乘员席防撞安全气囊；侧面防撞安全气囊。,3.4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：汽车遭受侧面碰撞超过斜前方300角时；汽车遭受侧面碰撞；汽车遭受后面碰撞；汽车发生绕纵向轴线侧翻；纵向减速度未达到设定阀值；汽车正常行驶、正常制动，在路面不平的道路条件下行驶；所有传感器都未接通，ECU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,4.汽车座椅系统,4.1概述 汽车座椅是汽车中将乘员与车身联系在一起的重要部件，它直接影响到汽车的乘坐舒适性、方便性和安全性。汽车座椅的主要作用 1）为驾驶员的视野和对汽车控制进行操作定位；2）为乘员身体提供良好的支撑，使乘客在行驶中保持平稳；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；4）在汽车受到撞击时最大限度的保护乘员的安全。,汽车座椅的设计与制造要求,1）具有足够的刚度和强度。作为固定安全带的基座，应能承受人的各种动作的作用力（包括车辆碰撞时人的冲击力）；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姿、良好的体压分布、触感良好；3）良好的振动特性，具有与人体振动相适应的特性；4）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时保证乘员安全；5）具有良好的造型。结构简单，外形符合人体生理功能，布置合适。,4.2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，使乘员的损伤指标达到最小。,座椅系统作为被动安全装置的功能为：,1）保证乘员的生存空间。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；2）保持乘员姿态。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；3）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。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。,4.3座椅系统的安全结构,1）座椅的分类,2）座椅的组成,主要包括：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。,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、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；高度调节是指对座椅上 下位置的改变；角度调 节是指对座椅靠背角度 的改变；旋转是指将座 椅前后左右旋转，以提 高使用方便性。,3 基于防止灾害扩大的被动安全技术（装置）,1.灭火系统 1.1汽车自燃 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热不散（如夏季炎热的天气）达到自燃点而自行燃烧的现象。,汽车自燃情景,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。,2）汽车自燃产生的原因及其防范,油路原因 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、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。,电路原因,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。线路老化与使用时间密切相关。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，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。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大的现象，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,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。在夏季太阳的炙烤下，暴晒的车辆车内温度能够达到60 以上，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：如放置在仪表盘处的气体打火机、清新剂、灭蚊剂等物品容易受热膨胀后爆炸引起火灾。搁置在风挡附近的老花镜或放大镜等也同样是非常危险的物品，它们具有聚光的作用，能够把透进风挡的光线聚集，在焦点能产生上百摄氏度的高温，足以点燃车内的内饰部件，引起火灾。,汽车夏天长途行驶、超负荷装载，使发动机各部件在长时间内不停地运转，造成温度升高，加上天气酷热、发动机通风设备效果不好，也会造成电源线短路，引起自燃起火。还需注意的是，车载货物的放置如果不当，相互碰撞、产生火花，也会引起汽车自燃。,碰撞后自燃,实际中，汽车因碰撞引发自燃的现象也有发生，下图为两车相撞自燃的情景。引起碰撞自燃的原因主要为：碰撞使得可燃物靠近排气管等高温部位，引起可燃物起火自燃；碰撞使得电路短路起火自燃；碰撞使得燃油泄漏，恰遇车辆与地面摩擦起火引燃或车辆电路短路引燃。,预防汽车自燃的基本措施：,一是应加强定期检查，防止油路、电路故障以及漏油、漏气等现象发生；二是若要对车辆进行改装，务必到专业改装店；三是车辆上配置车载灭火器等。,1.2车用灭火设施,1)车载灭火器 目前用于汽车消防的，多为手提式灭火器，主要有干粉灭火器、超细干粉灭火器、二氧化碳灭火器和水系灭火器等不同类型。,2)自动灭火系统,该系统主要由火探管（温 度传感器）、处理单元、喷嘴、灭火剂、语音报警器等部分组成。温度传感器实时监控车内温度变化，并将监测信息及时传输到处理单元，当监测到单位时间内温度差值超过规定极限值时，处理单元发出火灾信号、及时启动喷嘴喷洒灭火剂，同时启动语音报警器进行语音报警。当自动灭火系统失灵时，发动机舱盖锁止机构自动释放，允许从外面进行灭火。,2.汽车门锁系统,2.1汽车电控门锁 汽车电控门锁是采用电子电路控制的以电磁铁、微型电动机和锁体作为执行机构的机电一体化的安全装置。主要由控制部分和执行机构两部分组成。,1）控制部分,控制部分包括输入、存储、编码、鉴别、抗干扰、驱动、显示、报警、保险及电源等子系统。2）执行机构 由门锁驱动装置和门锁组成。其功用是在门锁控制电路的控制及驱动下，执行门锁锁定和开启任务。,电动机式门锁执行机构简图,3.GPS救援系统,车辆发生碰撞后，为了快速救助伤者，必须准确确定事故车辆的地点。GPS救援系统利用卫星导航定位，能够很快 确定车辆方位，缩短 救助时间，降低乘员 的伤害程度。,4 基于提高被动安全性能的重要部件和结构,1.制动器 1.1 制动器分类及主要特点 目前，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式制动器，也就是阻止汽车运动的制动力矩来源于固定元件和旋转工作表面之间的摩擦作用。按结构形式可分为鼓式制动器和盘式制动器两类。,鼓式制动器结构 盘式制动器结构,盘式制动器的优缺点,优点：散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车更容易在较短的时间内使车停下。有些盘式制动器为强化散热，在制动盘中间铸有通风孔道或开有多个小孔，以加速通风散热和提高制动效率。缺点：对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压力高，要有助力装置配合，故主要用于轻型车上。,1.2制动器热衰退现象及其产生原因分析,鼓式制动器为什么容易热衰退（比盘式制动器更突出）？这与鼓式制动器结构形式密切相关。鼓式制动器因制动蹄完全置于制动鼓内腔中，呈现被包裹状态，连续制动时由于摩擦副中的制动鼓和制动蹄之间频繁摩擦，会产生大量热量，而被包裹的结构形式因散热性差，使摩擦片温度迅速升高形成热衰退。危害：造成摩擦系数下降，制动力矩及制动力也随之下降，导致制动距离增大、制动性能降低，严重时会导致制动失效。,制动器的抗热衰退性能,是指汽车在高速行驶条件下或下长坡过程中连续制动时制动效能的热稳定性，即制动器温度升高后与未升高前即冷态时相比，其制动性能保持的程度。制动器抗热衰退性一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。根据国际标准草案ISO/DIS6597，要求以一定车速连续制动15次，每次的制动强度为3m/s，最后的制动效能应不低于规定的冷试验制动效能（5.8 m/s）的60（在制动踏板力相同的条件下）。,影响制动器抗热衰退性的主要因素,制动器摩擦副材料 影响摩擦副摩擦系数的大小及其稳定性；制动器的结构形式 是包裹形式还是开放形式；,2.轮胎,2.1轮胎分类及其特点轮胎按胎体中帘线排列方式的不同分为斜交轮胎和子午线轮胎。子午线轮胎获得广泛使用。,子午线轮胎结构,按是否有内胎可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎,有内胎轮胎 无内胎轮胎无内胎轮胎在轿车上获得广泛应用。,无内胎轮胎的突出优点,气密性好。其气密层采用特种的丁基橡胶混合物制成。工作温度低。由于不存在内外胎之间的磨擦，并且可通过轮辋直接散热，使胎温低，耐磨性强，使用寿命长。结构简单，省去了内胎和胎带，有利于车辆轻量化。安全性和便利性提高。无内胎轮胎只有在爆破时才会失效。,2.2 低压安全轮胎,又称为“零压轮胎”，英文是run-flat tire，意为轮胎在遭遇到外来物刺扎后，气体不会很快漏完，能够继续行驶一段里程，轮胎行业直译为“跑气保用轮胎”，亦称“缺气保用轮胎”。普通轮胎和安全轮胎在充气及缺气状态下效果比较如下：,a）普通轮胎、低压安全轮胎充气状态下,b）普通轮胎、低压安全轮胎缺气状态下,1）安全轮胎的分类,安全轮胎目前主要分两大类。一类为自封型安全轮胎，是指具有一定抗刺破能力的轮胎，即轮胎在被约6mm以下异物刺穿时依靠轮胎自身特殊的结构能迅速封堵破损处，阻止轮胎充气内压下降，从而维持正常行驶状态；另一类为刚性支撑型安全轮胎（进一步细分为自体支撑型和辅助支撑型两种），即轮胎在破损、气压为零的情况下通过胎内支撑物在轮胎失压后保持行驶轮廓，保证车辆以可接受的操纵稳定性继续行驶相当长的距离。,2）零压续跑轮胎,其基本意义是轮胎在零气压下还能续跑一定里程。对于零压续跑轮胎，虽然目前还没有严格规范的定义，但一般认为是指泄气后还能续驶一定里程的轮胎，国内业界习惯称之为“泄（漏、跑）气保用轮胎”、“零压轮胎”、“安全轮胎”、“防爆（漏）轮胎”等。零压续跑轮胎属于安全轮胎的一种，是指具有零压续跑能力的轮胎。零压续跑轮胎和TPMS（轮胎气压监测系统）共同构成零压续跑轮胎系统。辅助支撑型安全轮胎是典型的零压续跑轮胎系统。,2.3 防滑水轮胎,汽车行驶过程中可能遇到两种附着力很小的危险情况：一种是刚开始下雨，路面上只有少量雨水时，雨水与路面上的尘土、油污相混合，形成高粘度的水液，滚动的轮胎无法排挤出胎面与路面间的水液膜，由于水液膜的润滑作用使轮胎附着能力大为下降，而使行驶的轮胎出现溜滑；另一种是高速行驶的汽车经过有积水层的路面时出现“滑水现象”。,轮胎两侧纵向及横向花纹排水示意图,德国马牌公司3D沟槽防滑水轮胎,胎面花纹的主要特点是，在胎面中部设计出宽大的排水主沟，在主沟两侧有通往胎侧的侧沟，以提高排水效率，最大限度地避免轮胎在湿路面高速行驶可能产生的“滑水现象”。,2.4 SUV轮胎,目前，SUV轮胎主要分为HT铺装路面轮胎、AT全地形路面轮胎、MT极限越野路面轮胎和UHP超高性能轮胎，如下图所示。（a）HT轮胎及花纹（b）AT轮胎及花纹（c）MT轮胎及花纹（d）UHP轮胎及花纹,2.5轮胎的发展趋势,轮胎未来的发展趋势可概括为：安全、环保、智能化。智能轮胎是指能够收集、传输有关自身所处环境的所有信息，并对这些信息作出正确判断和处理的轮胎。绿色轮胎是指由于应用新材质和设计，滚动阻力小，耗油低、废气排放少的子午线轮胎。以安全高效、节能环保为主要特点的“绿色轮胎”，是国际轮胎工业发展的主流方向。,3.汽车玻璃与安全性,3.1汽车玻璃的基本要求与分类1）对汽车玻璃的基本要求具有良好的光学性能。具有足够的强度。安全性。,2）汽车玻璃的分类,汽车玻璃由玻璃原片二次加工而成，目前以夹层钢化玻璃和夹层区域钢化玻璃为主，能承受较强的冲击力。夹层玻璃是由两层或两层以上的玻璃用一层或多层透明的粘结材料（玻璃胶、中间膜）粘合而成的玻璃制品。夹层玻璃结构,钢化玻璃,是指将普通玻璃在炽热状态下使之迅速冷却即淬火从而产生预应力的强度较高的玻璃。钢化玻璃结构,我国规定：,汽车只能使用夹层玻璃和部分区域钢化玻璃（均为安全玻璃），其目的是防止玻璃受到撞击后破碎伤人，要求只裂不碎，以减少对乘员和行人的划伤；同时裂纹不致严重影响驾驶员的视线。不少国家规定只能使用夹层玻璃。目前汽车前挡风玻璃以夹层钢化玻璃和夹层区域钢化玻璃为主，能承受较强的冲击力。,3.2 玻璃破碎形状与安全性,普通玻璃破碎的情境 无夹层钢化玻璃破碎的情境,夹层钢化玻璃破碎的情境,夹层玻璃在受损严重情况下仍然保持相对整体性的特性，可在车辆发生撞击事故时有效防止车内乘员不致因玻璃碎裂而飞出，增加撞车事故后车内乘员的安全性，故夹层玻璃被要求配备在前挡风玻璃上使用。,钢化玻璃在受到损坏后，会迅速扩散成无数小颗粒，并且很容易出现脱落现象，在危急时刻可以方便车内乘员逃生，并且车侧面和后面受到石子撞击的概率要小于前风挡，因此钢化玻璃普遍运用在除前挡风以外其他部位。,3.3 汽车玻璃新技术,1）HUD前风挡玻璃 HUD是Head Up Display的缩写，意为“抬头显示”。可将发动机转速、车速、里程、耗油量等行车信息投影在前风挡玻璃的驾驶员平视范围区域，且显示位置、显示亮度均可调整，驾驶员不需低头就能方便观察，并且可根据需要选择显示的信息种类，大大改善了驾驶员观察信息的方便性，缩短眼球对前方的视觉盲区时间，提高了汽车驾驶的安全性，尤其是在夜间行驶及路况不好的情况下可有效减少交通事故的发生。,车载平视显示HUD系统,HUD系统的主要结构,专用投影仪；楔形胶片。楔形PVB胶片制成的风挡玻璃,2）其他汽车玻璃新技术,一是功能化的汽车玻璃 功能化汽车玻璃是在现有汽车玻璃基础上增加节能隔热、防紫外线、电视接收、全球定位系统（GPS）接收等功能，使汽车整体更具人性化，增加乘坐的舒适性及提高节能效果。这类产品有隔热风挡玻璃、高吸热玻璃、显示前风挡玻璃、天线玻璃等。二是增强安全机能的汽车玻璃 增强安全机能的汽车玻璃产品包括车门热增强夹层玻璃、电加热除霜玻璃等，也逐渐在高端车型上得到应用。,3.4 逃生条件下的应急安全,在车辆突发火灾等紧急情况下，从快速逃生的要求来讲，此时希望能够方便的使车窗玻璃破碎，以使车内乘员能够尽快逃生。发生火灾时，电动车窗可能已经无法打开，但只要车辆没有严重变形，一般可以手动解锁中控打开车门。如果门窗都无法打开，马上用尖锐物体用力敲击玻璃，如果没有应急小锤或救生手电，尖头的钥匙也是一件工具。请记住，汽车的前后风挡以及天窗玻璃比侧窗强度更高，敲击侧窗更容易碎，且最好是敲击车窗玻璃四个角落中的某个角落。,