汽车车身抗撞性及安全技术研究(5)

2018-12-27 19:53

金陵科技学院学士学位论文 第1章 绪论

全带与安全气囊合用一套控制设备,当碰撞发生时,安全带自带的一个收紧装置(也是利用化学品爆炸产生的瞬间冲击力收紧安全带卷收器)会先于安全气囊工作,这样可以更有效的保护乘客。安全带的技术还在不断更新之中。除了上面的限力和自动预收装置,原来用于赛车领域的四点安全带也可能在民用车上出现。

吸能及刚性车身:车身安全的重要性不严而喻,因为车身是提供乘员空间的载体,同样在事故中,车身必需要要保证乘员的存活空间。当车身被撞散架或者被挤扁了,再好的其它安全配置都是摆设了,道理简单不过,因为人已经没有存活空间了,成肉饼了。因此车身安全性能的第一个要素就是碰撞后不能有严重变形(不是完全不变形)。为了保证车身不严重变形,有两件事情要做,一是保持车身刚性,二是分散撞击能量。保持车身刚性的基本办法就是加强车身的强度,例如采用高强钢,采用加强结构,诸如四门防撞钢梁和横向加强梁等;而能量分散机构则和车身的结构息息相关。车身在刚性方面的安全主要体现在结构上。车身安全性能的另一个要素是吸能,这个和能量分散的作用相辅相成的。能量分散只能把能量导向车身的其它位置以避免人在车内的二次碰撞,而最重要的是靠车身把撞击能量的大部分吸收掉。否则,车身再坚固,车内乘员还是会受到二次撞击。因此,车身必需要有类似盒子上包的海绵那样的机构,就是吸能装置。车身除乘员舱以外的几乎所有结构都具备吸能特性,有的车型会根据碰撞速度不一样而设计有几级碰撞吸能区。车身吸能和车身刚性二者必须共存才能保持车身的安全性能。也就是只有刚柔并济的车身才能提供最佳的安全性能。

安全气囊及气帘:安全气囊的基本原理和救跳楼者的气垫差不多,就是在乘员和车身之间建立起一缓冲带,利用吸收能量的功能达到以柔克刚的效果,从而保护乘员。安全气囊根据装的位置不同,保护的部位也有区别。例如我们常见的前排安全气囊主要是保护前排乘客的头胸部,侧面安全气囊则是保护腰腹和颈部,侧安全气帘则侧重保护头部,膝部安全气囊侧重保护腿部等。安全气囊的基本原理都是类似的,气体发生装置是一个装有化学品的“爆炸”装置。当发生碰撞时,气囊会点燃这个爆炸装置,在瞬间即可产生大量的气体,这些气体迅速充满气袋,气袋弹出就形成了缓冲装置。并不是一有碰撞发生气囊就一定会起爆。气囊起爆要参考车速、碰撞力度的减速度值。只有符合标准的碰撞条件气囊才可能起爆。例如正面安全气囊必需要在车头左右各30度的范围内的正面碰撞且达到碰撞力度和速度要求才会起爆,侧面则要求碰撞点在中心线左右60度的范围内。因此不要以为气囊是万无一失的。而且在没有系安全带的时候,气囊对人的保护作用微乎其微,有时甚至会起到反作用,因为气囊弹出一瞬间的力度足以打死一头牛。所以要最大限度的发挥气囊的作用,系好安全带是必要条件。

发动机下沉机构:碰撞时如果发动机直接冲向驾驶室,那就算车身没变形,气囊也起作用,安全带也带好,方向盘也溃缩了,因为发动机挤进来了,所以车内乘员挂掉或者受严重伤害的可能性会徒增。因此,碰撞时绝不能让发动机冲进驾驶室,于是有了一个断臂自救的技术――发动机下沉。碰撞时因为车身前端变形,发动机已经无处容身,此时采用

21

金陵科技学院学士学位论文 第1章 绪论

下沉技术,发动机会斜着向地面运动,着地后阻力增大会减缓发动机的冲击力,另外发动机的冲击点降低,会在车身下面形成一个支撑点,从而把驾驶室“抬”起来,这样不仅仅不会侵占驾驶室的生存空间,还因抬高驾驶室而有利用乘员获救。

主动头部保护系统(WHIPS):头颈部受损伤是交通事故中最常见的伤害。在瑞典,每年就有2.5万人蒙受这类伤害。永久性头颈部受伤害的比例约占受伤人员总数的1/10,而且这类伤害往往很难被确诊。WHIPS头颈部保护系统已成为所有型号Volvo汽车的标准配置,可在发生追尾撞击事故时使永久性颈部伤害的危险减少一半。WHIPS一般设置于前排座椅。当轿车受到后部的撞击时,头颈保护系统会迅速充气膨胀起来,其整个靠背都会随乘坐者一起后倾,乘坐者的整个背部和靠背安稳地贴近在一起,靠背则会后倾以最大限度地降低头部向前甩的力量,座椅的椅背和头枕会向后水平移动,使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护,以减轻脊椎以及颈部所承受的冲击力,并防止头部向后甩所带来的伤害。

分散撞击力车架:车架是汽车的骨架,现代的车架设计不仅要考虑空间、负重和发动机的动力输出,更要考虑其安全性能,即抗冲撞的性能。通过精密计算过的撞击力分散设计可以将撞击力分散到车架的各个部位,减轻车内乘员承受的冲击力,同时避免车体或发动机任何部分凸入车厢内。通常这些分散撞击力车架的横向撑杆及纵向梁全都十分坚固和紧密相连,那些在撞击时受力最大的地方都经过特别的强化工序处理,或是增加了加固件。当然,分散撞击力车架最重要的品质表现还在于当撞击真的发生时车架将会如何折曲,合理的折曲设计可以确保车厢结构完整,即实现所谓的“安全舱”,这对于车内乘员的脱险和抢救是至关重要的。如图3.1

图3.1分散撞击力车架

3.2 简述现代汽车安全新技术

HUD抬头显示系统:(Heads Up Display)抬头显示仪 风窗玻璃仪表显示,又叫平视显示系统,它可以吧重要的信息,映射在风窗玻璃上的全息半镜上,使驾驶员不必低头,就能看清重要的信息。这种显示系统,原是军用战斗机上的显示系统,飞行员不必低头,就能在风窗上看到所需的重要信息。目前,一些高级汽车把它移植到汽车上来。 这种显示系统的优点是:1.驾驶员不必低头,就可以看到信息,从而避免分散对前方道路的注意力。

22

金陵科技学院学士学位论文 第1章 绪论

2.驾驶员不必在观察观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛,可避免眼睛的疲劳。 总之,这种显示系统的作用是提高汽车的安全性。当然这种系统成本昂贵,目前还难以在汽车上普及。

VSC车辆稳定控制系统:车辆动态稳定性控制系统(VSC) 是一种可在各种行驶条件下提高车辆行驶稳定性的新型主动安全体系。VSC 控制系统增强了制动防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS) 以及发动机扭矩控制系统的功能, 其功能处于比ABS 和TCS 更高的控制层次 统计资料显示, 在重大死亡车祸中, 约1 /6是由于车辆失控造成的; 而在车辆失控事件中,由车辆打滑造成的占到了75%。丰田VSC 系统利用控制单元与制动系统及发动机系统相联, 随时监测车身的动态状况, 当出现打滑现象时, 系统自动介入油门与制动的操作, 控制发动机的功率输出, 并适时对适当的车轮施加制动, 以利用有附着力的轮胎, 使车辆稳定减速, 修正车辆的动态, 使其稳定行驶在本来的行驶路线上, 保证车辆安全。

智能巡航系统:普通的巡航控制系统只能让车辆保持在设定的车速上匀速行驶,而智能巡航系统能够使车辆和前车保持固定的距离。在交通繁忙的路段中,这项技术不仅能提高安全性,还可以大大降低驾驶者的疲劳程度。很多豪华品牌轿车已经开始配备这项功能了,如奔驰的动态车距保持系统、雷克萨斯的雷达辅助动态巡航控制系统等。

带安全气囊的汽车保险杠:目前国外在研制一种带安全气囊的汽车保险杠,它是在汽车与行人发生正面碰撞的紧急状态下使行人免受伤害或减轻伤害的被动安全装置。该装置由传感器、充气泵和气囊等部件组成,并集中装入保险杠内,在行人触及保险杠的瞬间,保险杠内藏推板迅速落下,阻止行人被撞倒在车底下,同时,装在保险杠上的传感器被触发。点火回路导通,引燃充气泵内气体器的固体燃料,燃料燃烧释放出大量的氮气,并达到约1000度的高温;气体通过冷却器层降温后,进入过滤器,经过滤后的清洁气体迅速充入内藏的锲状气囊,使其向前张开,托起被碰撞的行人,与此同时,保险杠两侧的翼状气囊充气后向两侧举升,防止行人滚落到公路上,并控制汽车实施应急制动。人在撞车事故中不可能本能地保护自己,靠这种新型的被动安全装置可减轻伤害。

23

金陵科技学院学士学位论文 第5章 结论

4结论与展望

主要研究汽车特别是轿车车身抗撞性与车身结构的关系,寻求提高车身结构抗撞性的方法。在保证乘员安全空间的前提下,使得车身变形的碰撞能量最大,从而使传递给车内乘员的碰撞能量降低到最小。通过研究汽车抗撞性提出汽车安全性要求,并从主动安全性和被动安全性两方面分析汽车安全技术及现代汽车新技术。总结如下

1. 对比国内外对汽车被动安全性的研究及现状可以看出,我国对被动安全性的研究还需要进一步深入;

2.保险杠和车门的加强设计明显提高了汽车的车身抗撞性;

3.越来越多的汽车安全技术应用到汽车上,使乘员的安全得到更加完善的保护。 汽车安全技术的展望

汽车安全与节能是当前国际汽车高新技术发展的两大主题。研制先进安全汽车既是高效安全交通运输系统的基础,同时也是人民生命财产保证的必要选择。随着汽车保有量的增加,交通运输系统日趋复杂,在国家安全、社会经济安全方面对汽车安全提出了更高的要求。先进的安全汽车技术的研究也成为了汽车安全技术的核心任务。具体有以下3个发展方向(1)车路协调控制(2)智能公路(3)基础共性技术的研究

24

金陵科技学院学士学位论文 参考文献

参考文献

[1](英)Julian Happian-smith.现代汽车设计概论[M].张金柱.北京:化学工业出版社,2007.

[2]谷正气.汽车车身现代技术[M] .北京:机械工业出版社,2009. [3]黄金陵.汽车车身设计[M].北京:机械工业出版社,2007. [4]乐玉汉.轿车车身设计[M].北京:高等教育出版社,2000. [5]吴亚良.现代轿车车身设计[M].上海:上海科学技术出版社,1999. [6]黄天泽.汽车车身结构设计[M].北京:机械工业出版社,2005. [7]陈家瑞.汽车构造[M].北京:机械工业出版社,2005. [8]乔维高.汽车被动安全研究现状与发展[J].汽车科技.2008 [9]刘福全.汽车安全控制新技术[J].交通科技与经济.2008

[10]张维刚.钟志华.汽车正面碰吸能部件的改进的计算机仿真[J].汽车工程.2001

25


汽车车身抗撞性及安全技术研究(5).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:王付杂病辨治八法

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: