汽車安全性能PPT課件

1、第四章第四章 安全與駕駛安全與駕駛 節(jié)能技術節(jié)能技術甘肅省機動車駕駛培訓教練員從業(yè)資格培訓主講人：李維臻2009年7月第一節(jié)：車輛結(jié)構(gòu)與安全性能 一、主動安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能 二、被動安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能p 交通事故交通事故 車輛在道路上行駛和停放過程中，發(fā)生碰撞、輾壓、刮擦、翻車、墜車、失火、爆炸等現(xiàn)象造成人員傷亡和車、物損壞的事件。 p汽車安全性汽車安全性 1、主動安全性 是指汽車本身防止或減少道路交通事故發(fā)生的性能。主要取決于汽車的總體尺寸、制動性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條件(操作元件人機特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通風、操縱輕便性等)。此外，汽車動力性(特別是超車的

2、時間和距離)也是很重要的影響因素。 2、被動安全性 汽車發(fā)生事故后汽車本身減輕人員受傷和貨物受損的性能。一、主動安全系統(tǒng)汽車在行駛時能在短距離停車且維持行汽車在行駛時能在短距離停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時能維持一定車速駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時能維持一定車速的能力。另外的能力。另外,也包括在一定坡道上能夠長時也包括在一定坡道上能夠長時間停放的能力。間停放的能力。汽車制動性是汽車的重要使用性能之一。汽車制動性是汽車的重要使用性能之一。它屬于汽車主動安全的范疇。它屬于汽車主動安全的范疇。行車制動俗稱腳制動或腳剎車。行車制動俗稱腳制動或腳剎車。駐車制動俗稱手剎車或手制動駐車制動俗稱手剎車或手制

3、動。p汽車制動性能汽車制動性能評價指標評價指標制動效能（含制動距離和制動減速度）；制動效能（含制動距離和制動減速度）；制動效能的恒定性（抗衰退性能）；制動效能的恒定性（抗衰退性能）；制動時汽車方向穩(wěn)定性（包括抗跑偏、抗側(cè)滑制動時汽車方向穩(wěn)定性（包括抗跑偏、抗側(cè)滑和保持轉(zhuǎn)向能力的性能）。和保持轉(zhuǎn)向能力的性能）。制動效能制動效能在良好的路面上，汽車以規(guī)定的初始車速以規(guī)在良好的路面上，汽車以規(guī)定的初始車速以規(guī)定的踏板力制動到停車的制動距離或制動時汽車定的踏板力制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。它是制動性能的最基本指標。的減速度。它是制動性能的最基本指標。制動距離的影響因素制動距離的影響因素司

4、機反應司機反應 行駛速度行駛速度 附著系數(shù)附著系數(shù) 裝載質(zhì)量裝載質(zhì)量制動效能的恒定性制動效能的恒定性抗熱衰退性能：汽車在高速行駛或下長坡道時制動性抗熱衰退性能：汽車在高速行駛或下長坡道時制動性能的保持程度。能的保持程度。抗水衰退性能：是指汽車涉水后對制動性能的保持能抗水衰退性能：是指汽車涉水后對制動性能的保持能力。力。汽車制動時的方向穩(wěn)定性汽車制動時的方向穩(wěn)定性 常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力。常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力。 制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，則汽車制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，則汽車將偏離給定的行駛路徑。這時，汽車的制動方向穩(wěn)將偏離給定的行駛路徑。這時，

5、汽車的制動方向穩(wěn)定性能不佳。定性能不佳。制動跑偏制動跑偏 是指汽車在制動過程中自動向左或向右偏駛的現(xiàn)象。因制造是指汽車在制動過程中自動向左或向右偏駛的現(xiàn)象。因制造或調(diào)整誤差造成汽車左、右車輪，特別是左、右前輪制動器或調(diào)整誤差造成汽車左、右車輪，特別是左、右前輪制動器制動力不相等；因結(jié)構(gòu)設計原因，使汽車制動時懸架受力狀制動力不相等；因結(jié)構(gòu)設計原因，使汽車制動時懸架受力狀態(tài)發(fā)生變化，造成懸架導向桿系在運動學上不協(xié)調(diào)。態(tài)發(fā)生變化，造成懸架導向桿系在運動學上不協(xié)調(diào)。 制動側(cè)滑制動側(cè)滑 是指制動時汽車的某軸或多軸發(fā)生橫向移動的現(xiàn)象。嚴重是指制動時汽車的某軸或多軸發(fā)生橫向移動的現(xiàn)象。嚴重的跑偏必然側(cè)滑，的

6、跑偏必然側(cè)滑， 對側(cè)滑敏感的汽車也有跑偏的趨勢。對側(cè)滑敏感的汽車也有跑偏的趨勢。注意：通常，跑偏時車輪印跡重合，側(cè)滑前后印跡不重合。注意：通常，跑偏時車輪印跡重合，側(cè)滑前后印跡不重合。 p汽車操縱穩(wěn)定性汽車操縱穩(wěn)定性 汽車操縱穩(wěn)定性，是指在駕駛員不感覺過分緊張、疲勞的條件下，汽車能按照駕駛員通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向（直線或轉(zhuǎn)彎）行駛；且當受到外界干擾（路不平、側(cè)風、貨物或乘客偏載）時，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的性能。 影響車輛操縱性的主要因素是車輛軸距和轉(zhuǎn)彎時的離心力。p防抱死制動系統(tǒng) 汽車防抱死制動系統(tǒng)即antilock braking system（abs）。 當汽車制動前輪抱死

7、時，汽車會失去轉(zhuǎn)向能力，后輪抱死時會造成汽車急轉(zhuǎn)甩尾。 制動防抱死系統(tǒng)就是在制動過程中防止車輪被制動抱死，提高制動減速度、縮短制動距離，能有效地提高汽車的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，保證汽車的行駛安全。 制動防抱死系統(tǒng)對汽車性能的影響主要表現(xiàn)在減少制動距離、保持轉(zhuǎn)向操縱能力、提高行駛方向穩(wěn)定性以及減少輪胎的磨損方面。abs無無abs制動制動有有abs制動制動 遇到緊急狀況，駕駛員只要盡可能地用力踩下剎車踏板即可，其他的事情交給abs來處理，因此駕駛者可此專心地處理緊急狀況。制動無abs有abs行駛方向障礙物（一）abs系統(tǒng)的優(yōu)點 以提高汽車行駛性能為目的而開發(fā)的各種abs裝置，其原理是充分利用輪

8、胎和地面的附著系數(shù)，主要采用控制制動液壓壓力的方法，給各車輪施加最合適的制動力。 優(yōu)點：優(yōu)點：縮短制動距離 增加了汽車制動時的穩(wěn)定性 改善了輪胎的磨損狀況 使用方便，工作可靠 （二）abs的結(jié)構(gòu)與工作原理 abs系統(tǒng)通常由車輪速度傳感器、液壓控制單元（液車輪速度傳感器、液壓控制單元（液壓調(diào)節(jié)器、制動壓力調(diào)節(jié)器）壓調(diào)節(jié)器、制動壓力調(diào)節(jié)器）和電控單元電控單元ecu等組成。 車輪轉(zhuǎn)速傳感器液壓控制器電控單元ecu制動踏板指示燈制動器雙腔制動主缸后橋典型abs系統(tǒng) 一、mk20i型abs系統(tǒng) 此系統(tǒng)由戴維斯（twves）研制，裝在上海桑塔納2000、桑塔納3000、捷達、都市先鋒、賽歐及奇瑞等汽車上。

9、 特點：特點：四傳感器三通道，前輪獨立控制，后輪低選擇控制；液壓對角線雙回路系統(tǒng)；泵電機、液壓控制單元和電子控制單元集成一體，簡稱為液壓電子控制單元（hecu）；c語言編寫的控制程序并加密固化在電子控制單元中；電磁閥線圈集成在電子控制單元內(nèi)部；采用大功率集成電路直接驅(qū)動電磁閥及泵電機，省去電磁繼電器；診斷接口可借助于vag1551進行自診斷。mk20i型abs系統(tǒng)abs警告燈右制動燈左制動燈制動燈開關abs泵電機abs液壓控制單元abs電子控制單元左前輪速傳感器左后輪速傳感器1、系統(tǒng)布置、系統(tǒng)布置傳感器傳感器abs電控單元制動燈開關abs液壓泵電機和低壓儲能器液壓控制單元車輪轉(zhuǎn)速傳感器abs警

10、告燈故障診斷插座執(zhí)行元件執(zhí)行元件2 2、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)速傳感器液壓控制單元總泵助力器制動液壓電子控制單元absebd控制檢查監(jiān)視警告abs警告燈故障代碼及故障信息abs：制動防抱死系統(tǒng) ebd：電子制動力分配 3、abs工作流程工作流程液壓控制單元hcu電子控制單元ecu電子控制單元ecu液壓控制單元hcu油泵電機4、液壓電子控制單元、液壓電子控制單元hecu低壓儲能器總泵助力器常開閥常閉閥吸入閥壓力閥液壓泵車輪制動器常規(guī)制動階段常規(guī)制動階段：常開閥斷電-on，常閉閥斷電-off，來自制動總泵的制動液進入制動輪缸。此時abs不工作。5、abs工作原理升壓工作原理升壓低壓儲能器總泵助力器常

11、開閥常閉閥吸入閥壓力閥液壓泵車輪制動器保壓階段保壓階段：當車輪趨于抱死時，常開閥通電-off，常閉閥斷電-off，通往制動輪缸的通道被切斷，輪缸內(nèi)的油壓保持不變。6、abs工作原理保壓工作原理保壓低壓儲能器總泵助力器常開閥常閉閥吸入閥壓力閥液壓泵車輪制動器減壓階段減壓階段：保壓后，若車輪仍趨于抱死時，常開閥通電-off，常閉閥通電-on，制動輪缸內(nèi)的制動液進入儲能器，并由液壓泵泵回到制動總泵。減壓后，車輪轉(zhuǎn)速上升若太快，再次進入到升壓階段，進入新的一個循環(huán)，重復上述過程，直至汽車停車為止。7、abs工作原理減壓工作原理減壓(三)abs的使用 1、裝備、裝備abs的汽車易出現(xiàn)的一些特殊現(xiàn)象的汽車

12、易出現(xiàn)的一些特殊現(xiàn)象發(fā)動機起動時，踏下制動踏板會彈起；而發(fā)動機熄火時，制動踏板會下沉。制動時轉(zhuǎn)方向盤，會感到方向盤有輕微的振動。制動時，會感到制動踏板有輕微下沉，或輕微振動。高速行駛急轉(zhuǎn)彎時，或冰雪路面上行駛時，有時會出現(xiàn)制動警告燈亮起的現(xiàn)象。制動時，abs繼電器不斷地動作，這是abs起作用的正常現(xiàn)象。制動后期，會有車輪被抱死，在地面上留下拖滑的印痕。這是因為在車速小于710km/h時，abs不起作用。此時的印痕很淡，與普通制動時留的長而深的印痕不同。2、abs故障自診斷故障自診斷uabs的自檢的自檢點火開關接通，abs ecu立即對其外部電路進行檢查。這時制動警告燈亮，3s后熄滅。若制動警告

13、燈一直亮或不亮說明abs電路有故障。對制動壓力調(diào)節(jié)器的檢查是通過控制閥的開關循環(huán)來實現(xiàn)。發(fā)動機起動后，車速第一次達60km/h，abs系統(tǒng)完成自檢。自檢過程中若有異常，則停止使用abs，儲存故障碼并點亮故障警告燈。u兩個制動警告燈兩個制動警告燈abs燈：黃色，標記為abs或antilock。制動燈：紅色，標記為break，由制動液壓力開關和液面開關及手制動器開關控制。若制動燈亮，可能制動液不足、儲液器制動壓力過低、或手制動器開關問題，此時abs和普通制動系統(tǒng)均不能正常工作。若abs燈亮，說明abs系統(tǒng)有故障，此時無abs功能，但常規(guī)制動系統(tǒng)仍有效。p電子制動力分配電子制動力分配ebd前后分配左

14、右分配 ebd實際上是abs的輔助功能，它可以改善提高abs的功效。所以在安全指標上，汽車的性能又多了“abs+ebd”。 在剎車的時候，車輛四個車輪的剎車卡鉗均會作動，以將車輛停下。但由于路面狀況會有變異，加上減速時車輛重心的轉(zhuǎn)移，四個車輪與地面間的抓地力將有所不同。傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng)會平均將剎車總泵的力量分配至四個車輪。從上述可知，這樣的分配并不符合剎車力的使用效益。ebd系統(tǒng)便被發(fā)明以將剎車力做出最佳的應用。 ebd是electronic brake-force distribution的縮寫，中文全名為電子剎車力分配系統(tǒng)。配置有ebd系統(tǒng)的車輛，會自動偵測各個車輪與地面將的抓地力狀況，將剎

15、車系統(tǒng)所產(chǎn)生的力量，適當?shù)胤峙渲了膫€車輪。在ebd系統(tǒng)的輔助之下，剎車力可以得到最佳的效率，使得剎車距離明顯地縮短，并在剎車的時候保持車輛的平穩(wěn)，提高行車的安全。而ebd系統(tǒng)在彎道之中進行剎車的操作亦具有維持車輛穩(wěn)定的功能，增加彎道行駛的安全。 p驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)asru汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)（acceleration slip regulation 或 traction control system），簡稱asr或tcs（日本車型稱它為trc或trac）uasr系統(tǒng)是繼abs后采用的一套防滑控制系統(tǒng)，是abs功能的進一步發(fā)展和重要補充。asr系統(tǒng)和abs系統(tǒng)和密切相關，通常配合使用，構(gòu)成汽車行駛的

16、主動安全系統(tǒng)。uabs是防止制動過程中的車輪抱死、保持方向穩(wěn)定性和操縱性并能縮短制動距離的裝置。u而asr的作用是防止汽車加速過程中的打滑，特別防止汽車在非對稱路面或在轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)，保持方向穩(wěn)定性、操縱性，維持最大驅(qū)動力的裝置。u由于asr是abs系統(tǒng)功能的延伸和補充。因此asr與abs之間有許多相同之處，主要部件可以通用或共用。打滑有trac無trac可控asrasr系統(tǒng)防止驅(qū)動輪在驅(qū)動時打滑的控制方式系統(tǒng)防止驅(qū)動輪在驅(qū)動時打滑的控制方式u發(fā)動機輸出功率控制汽油機：減少噴油量、推遲點火時間、節(jié)氣門位置調(diào)整及采用輔助空氣裝置；柴油機：控制供油量和供油時刻u驅(qū)動輪制動控制對發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪

17、直接施加制動 u控制驅(qū)動橋的防滑差速器u綜合控制asr系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理 asr的基本組成u傳感器車輪轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、asr選擇開關等uecuu執(zhí)行器制動壓力調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門驅(qū)動裝置等行駛車輛傳感器ecu執(zhí)行機構(gòu)發(fā)動機驅(qū)動輪制動器asr的基本組的基本組成成p電子穩(wěn)定程序p汽車電子穩(wěn)定程序 esp系統(tǒng)由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器（監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度）、車輪傳感器（監(jiān)測各個車輪的速度轉(zhuǎn)動）、側(cè)滑傳感器（監(jiān)測車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動的狀態(tài)）、橫向加速度傳感器（監(jiān)測汽車轉(zhuǎn)彎時的離心力）等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號對車輛的運行狀態(tài)進行判斷，進而發(fā)出控制指令。 有esp與只有abs及asr的汽

18、車，它們之間的差別在于abs及asr只能被動地作出反應，而esp則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。esp對過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向特別敏感，例如汽車在路滑時左拐過度轉(zhuǎn)向（轉(zhuǎn)彎太急）時會產(chǎn)生向右側(cè)甩尾，傳感器感覺到滑動就會迅速制動右前輪使其恢復附著力，產(chǎn)生一種相反的轉(zhuǎn)矩而使汽車保持在原來的車道上。p汽車電子穩(wěn)定程序p其他輔助輔助安全裝置其他輔助輔助安全裝置系統(tǒng)名稱縮寫(德) 縮寫(英)功能作用防抱死系統(tǒng)absabs在制動中阻止車輪發(fā)生抱死，并保持良好的行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性能。驅(qū)動防滑控制asrtcs通過對打滑車輪施加制動力并降低發(fā)動機扭矩形式阻止驅(qū)動輪空轉(zhuǎn)。電子制動力分配ebvebd在a

19、bs起作用前，阻止后軸過量制動。電子差速鎖止edsedl在車輛處于附著力不同的路面時，通過對空轉(zhuǎn)車輪施加制動實現(xiàn)車輛起步行駛。電子穩(wěn)定程序espesp通過對制動和發(fā)動機管理系統(tǒng)施加相應的調(diào)整，來阻止車輛的滑移。發(fā)動機牽引力矩調(diào)整msrebc當加速踏板突然松開或者帶著檔位施加制動時，那么msr將阻止由于發(fā)動機的制動而產(chǎn)生的驅(qū)動輪抱死。二、被動安全系統(tǒng)無安全氣囊，駕駛員未系安全帶的碰撞情形無安全氣囊，駕駛員未系安全帶的碰撞情形n當汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞，90ms時，人體在轉(zhuǎn)向盤接觸處受力約90000n，下肢多處骨折，頭部和胸部的受傷程度大大超過容許程度，一般來說，死亡在所難免。無安全氣

20、囊，乘員未系安全帶時的碰撞情形無安全氣囊，乘員未系安全帶時的碰撞情形n但汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞時，前側(cè)乘員處造成下肢骨折外，面部受嚴重損害，胸部損傷相對小些，但頭部的損傷導致成員的死亡。無安全氣囊，駕駛員系安全帶時的碰撞情形無安全氣囊，駕駛員系安全帶時的碰撞情形n當汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞時，駕駛員頭部受傷較重，胸部由于被安全帶約束，可產(chǎn)生近10000n的力，造成胸骨和肋骨的骨折。有安全氣囊，駕駛員未系安全帶時的碰撞情形有安全氣囊，駕駛員未系安全帶時的碰撞情形n汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞時，向前快速運動的人體充分與安全氣囊作用，釋放能量。作用在安全氣囊上的力約為10000n，轉(zhuǎn)向軸所受的分力約為9000n,切向分力約為6000n。安全氣囊將人體頭部和胸部同駕駛室前部結(jié)構(gòu)（如風擋、轉(zhuǎn)