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1、第3章 汽車(chē)碰撞安全性設(shè)計(jì)3.1 概述3.2 經(jīng)驗(yàn)法和試驗(yàn)法3.3 數(shù)學(xué)分析法3.4 汽車(chē)碰撞安全性設(shè)計(jì)3.5 碰撞吸能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 概述汽車(chē)碰撞安全性問(wèn)題分兩種情況: 新汽車(chē)產(chǎn)品的碰撞安全性設(shè)計(jì)問(wèn)題 已有汽車(chē)產(chǎn)品的碰撞安全性改進(jìn)問(wèn)題新設(shè)計(jì)有充分的設(shè)計(jì)空間改進(jìn)設(shè)計(jì)更有挑戰(zhàn)性研究方法發(fā)展:經(jīng)驗(yàn)法、試驗(yàn)法、分析法經(jīng)驗(yàn)法:?jiǎn)渭儜{直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行碰撞安全性設(shè)計(jì)和改進(jìn)的方法稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)法。直覺(jué)是通過(guò)多次相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累產(chǎn)生的;經(jīng)驗(yàn)法以大量汽車(chē)碰撞事例為基礎(chǔ)。汽車(chē)碰撞試驗(yàn)方法:主要是通過(guò)模擬汽車(chē)碰撞事故中的一些典型的和重要的碰撞過(guò)程來(lái)獲取對(duì)不同結(jié)構(gòu)緩沖吸能特性認(rèn)識(shí),實(shí)質(zhì)上是通過(guò)人為碰撞事件在短時(shí)間內(nèi)獲取足夠多經(jīng)
2、驗(yàn)的一種 “經(jīng)驗(yàn)法” 。試驗(yàn)過(guò)程和實(shí)際碰撞有區(qū)別。作用: 研究結(jié)構(gòu)的緩沖吸能特性 檢驗(yàn)汽車(chē)零部件能否滿(mǎn)足汽車(chē)碰撞安全性特點(diǎn): 受試驗(yàn)方法和裝備的先進(jìn)性的影響 用真實(shí)物體在真實(shí)碰撞條件下試驗(yàn)數(shù)學(xué)分析方法(仿真法):主要是應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)工具進(jìn)行汽車(chē)碰撞過(guò)程的分析方法。解析法、多剛體動(dòng)力學(xué)法、有限元法等。特點(diǎn): 可以節(jié)省碰撞試驗(yàn)次數(shù),成本低、周期短 可以進(jìn)行危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M。仿真是建立相應(yīng)物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)上解算的過(guò)程。數(shù)學(xué)模型是仿真的基礎(chǔ)。3.2 經(jīng)驗(yàn)法和試驗(yàn)法 經(jīng)驗(yàn)法:經(jīng)驗(yàn)法不需要很深的的理論和很高技術(shù)水平,是一種創(chuàng)造。經(jīng)驗(yàn)法是最直接的設(shè)計(jì)方法,但往往不完善,需要輔以其他方法,將直接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)
3、化為科學(xué)、使用、可靠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)法的例子-安全帶的發(fā)明汽車(chē)安全帶挽救了無(wú)數(shù)人的生命,是對(duì)行車(chē)安全的一項(xiàng)重要貢獻(xiàn)。美國(guó)安全榮譽(yù)紀(jì)念館于近期接納了三點(diǎn)式安全帶的發(fā)明人尼波林。尼波林原是一名飛機(jī)設(shè)計(jì)師, 1958年他到底特律沃爾沃汽車(chē)公司工作。在考慮汽車(chē)遇到緊急剎車(chē)或碰撞事故時(shí),如何能使司機(jī)、乘客牢牢地固定在坐位上,以抵擋住猛烈撞擊不受傷害時(shí),他認(rèn)為,用皮帶一邊橫跨胸部,一邊橫跨腰下臀部,從同一固定點(diǎn)由上往下緊扣,能固牢整個(gè)人體。這即是今日人們?cè)缫咽熘娜c(diǎn)式汽車(chē)安全帶。1963年,沃爾沃汽車(chē)公司把尼波林的三點(diǎn)式汽車(chē)安全帶注冊(cè),并在自產(chǎn)的汽車(chē)上裝配。同時(shí),沃爾沃還把安全帶發(fā)明,免費(fèi)提供給其他企業(yè)
4、使用,以推廣這項(xiàng)保護(hù)生命的發(fā)明。經(jīng)驗(yàn)法的例子-安全氣囊的發(fā)明1953年8月 18日,美國(guó)人約翰,赫特里特獲得了“汽車(chē)緩沖安全裝置” 的美國(guó)專(zhuān)利。赫特里特是一位自學(xué)成才的賓夕法尼亞州工程師,他在1952年的一次事故后,萌發(fā)了設(shè)計(jì)撞車(chē)安全裝置的想法。在這次事故中,他為躲避一個(gè)障礙物而猛打方向盤(pán)進(jìn)行制動(dòng),他和妻子都用手臂本能地保護(hù)坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識(shí)到必須有一個(gè)更好的方法來(lái)保護(hù)乘員,兩周之后他繪好了設(shè)計(jì)圖紙交給了代理人,這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。 試驗(yàn)法:試驗(yàn)法是一種直接客觀的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證方法。目的是再現(xiàn)實(shí)際道路上的車(chē)輛碰撞事故并對(duì)其研究。特點(diǎn):需要特定的碰撞試驗(yàn)設(shè)施,牽
5、引機(jī)構(gòu)、障礙壁、電測(cè)量系統(tǒng)、高速攝影測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)試用假人。碰撞試驗(yàn):正面碰撞 車(chē)車(chē)偏置碰撞 固定壁實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn) 移動(dòng)壁側(cè)面碰撞 翻車(chē)追尾碰撞臺(tái)車(chē)模擬模擬碰撞試驗(yàn) 臺(tái)架模擬靜態(tài)模擬碰撞試驗(yàn)碰撞試驗(yàn)的作用:對(duì)比優(yōu)選 多方案中選優(yōu)、改進(jìn)研究、影響因素對(duì)比;安全性評(píng)估 直接測(cè)出結(jié)果,對(duì)設(shè)計(jì)、改進(jìn)及產(chǎn)品的安全性評(píng)價(jià);輔助設(shè)計(jì)與改進(jìn) 輔助設(shè)計(jì)和改進(jìn)的手段。碰撞性試驗(yàn)是破壞性實(shí)驗(yàn),成本高、耗費(fèi)時(shí)間大、試驗(yàn)結(jié)果和過(guò)程的瞬時(shí)性3.3 數(shù)學(xué)分析法解析法多剛體動(dòng)力學(xué)法有限元法仿真:汽車(chē)碰撞力學(xué)仿真解析法建立碰撞力學(xué)模型及求解方法的分析簡(jiǎn)單模型的精確分析汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初期的碰撞概算優(yōu)勢(shì):建立分析模型多剛體動(dòng)力學(xué)法多體分
6、析力學(xué)多剛體動(dòng)力學(xué)多柔體動(dòng)力學(xué)計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基于拉格朗日方程多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)剛-柔混合多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)多體動(dòng)力學(xué)分析軟件研究航天器、機(jī)器人等的基礎(chǔ)有限元法20世紀(jì)80年代發(fā)展和完善的計(jì)算方法10ms時(shí)的碰撞變形40ms時(shí)的碰撞變形分析軟件:DYNA 3D(LS-DYNA3D、 OASYS DYNA3D)美國(guó)及英國(guó)早期應(yīng)用廣泛PAM-CRASH起源法國(guó),早期歐洲應(yīng)用較多三維造型和分析軟件UGCATIA碰撞安全分析工程師結(jié)構(gòu)碰撞分析乘員保護(hù)分析安全開(kāi)發(fā)熟悉汽車(chē)碰撞安全基本原理和相關(guān)法規(guī);熟悉碰撞安全分析相關(guān)軟件(Hypermesh, LS-DYNA, MADYMO,PAM-CRASH) 的
7、應(yīng)用3.4 汽車(chē)碰撞安全性設(shè)計(jì)整車(chē)?yán)硐肱鲎蔡匦钥v向碰撞理想特性保證足夠生存空間,不產(chǎn)生過(guò)大變形;乘坐室外的車(chē)體結(jié)構(gòu)盡可能變形,合理吸收碰撞能量側(cè)面碰撞理想特性車(chē)門(mén)和立柱盡可能大的剛性,變形要?。卉?chē)門(mén)內(nèi)板應(yīng)柔軟碰撞安全性的反推設(shè)計(jì)法碰撞界面緩沖吸能系統(tǒng)安全區(qū)保護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向盤(pán)與內(nèi)飾系統(tǒng) 安全氣囊系統(tǒng)安全帶和安全座椅系統(tǒng)人體響應(yīng)安全法規(guī)3.5 碰撞吸能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)焊點(diǎn)與吸能焊接強(qiáng)度、焊接形式的因素a)焊點(diǎn)開(kāi)裂,彎折變形b)焊點(diǎn)未開(kāi)裂,產(chǎn)生充分皺褶變形壁厚與吸能壁厚太小不具備吸能條件壁厚太大不容易變形吸能壁厚對(duì)碰撞變形吸能特性的影響:碰撞產(chǎn)生的最大阻力不同壁厚小最大阻力小,壁厚大最大阻力大緩沖吸能時(shí)間
8、的長(zhǎng)短不同壁厚小吸能(碰撞持續(xù))時(shí)間長(zhǎng)壁厚大吸能(碰撞持續(xù))時(shí)間短橫截面與吸能相同周長(zhǎng)的截面對(duì)比預(yù)變形與吸能預(yù)變形:引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在碰撞時(shí)向設(shè)定的吸能變形方式發(fā)展。第4章 汽車(chē)安全結(jié)構(gòu)4.1 概論4.2 車(chē)身結(jié)構(gòu)安全性要求4.3 汽車(chē)視野4.4 安全玻璃本章參考文獻(xiàn):王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版杜杜子學(xué).汽車(chē)造型.人民交通出版社黃天澤等.汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版4.1 概述汽車(chē)設(shè)計(jì):藝術(shù)造型設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)一 汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu): 基本概念:車(chē)身:是駕駛員工作的場(chǎng)所,也是裝載乘客和貨物的部件。主要包括:發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車(chē)身本體、貨車(chē)的駕駛室和貨箱。車(chē)身結(jié)構(gòu)術(shù)語(yǔ)白車(chē)身:裝焊好、未噴漆的白皮車(chē)身。車(chē)身結(jié)構(gòu)
9、件和覆蓋件的焊接總成。車(chē)身覆蓋件:指覆蓋車(chē)身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表面板件。車(chē)身結(jié)構(gòu)件:指支撐覆蓋件的全部車(chē)身結(jié)構(gòu)零件的總稱(chēng)。安全結(jié)構(gòu): 主要起到保障汽車(chē)安全性的車(chē)身結(jié)構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。車(chē)身立柱: A柱-前立柱、 B柱-中立柱、 C柱-后立柱白車(chē)身立柱: A柱-前立柱、 B柱-中立柱、 C柱-后立柱白車(chē)身車(chē)門(mén)車(chē)身結(jié)構(gòu)件車(chē)身材料金屬:低碳結(jié)構(gòu)鋼,輕合金。覆蓋件鋼板占汽車(chē)材料50%非金屬:塑料、橡膠、復(fù)合材料、玻璃、油漆紡織品、木材等。安全結(jié)構(gòu)主要使用金屬材料。二 汽車(chē)被動(dòng)安全對(duì)策安全結(jié)構(gòu):在一次碰撞過(guò)程中減少其帶來(lái)的危害,保護(hù)乘員。安全結(jié)構(gòu)包括車(chē)身結(jié)構(gòu)、車(chē)頂和車(chē)門(mén)強(qiáng)度、安全玻璃。乘員保護(hù)系統(tǒng):在二次碰撞過(guò)
10、程中減少其帶來(lái)的危害,保護(hù)乘員。乘員保護(hù)系統(tǒng)包括安全帶、安全氣囊、座椅、內(nèi)飾件、轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向管柱。安全結(jié)構(gòu)4.2 車(chē)身結(jié)構(gòu)安全性要求1 車(chē)身結(jié)構(gòu)概述2 車(chē)身安全性要求3 汽車(chē)碰撞安全性1 車(chē)身結(jié)構(gòu)概述車(chē)身結(jié)構(gòu)的功用:安全性的保障車(chē)身結(jié)構(gòu)類(lèi)型(按照受力情況):非承載式:車(chē)身與車(chē)架通過(guò)彈簧或橡膠墊作柔性連接;半承載式:車(chē)身與車(chē)架通過(guò)螺栓連接、鉚接或焊接等方法作剛性連接;承載式:沒(méi)有車(chē)架非承載式車(chē)身半承載式車(chē)身承載式車(chē)身承載式車(chē)身車(chē)身組成:車(chē)身殼體、車(chē)門(mén)、車(chē)窗、車(chē)前鈑金件、內(nèi)外裝飾件、附件、座椅、通風(fēng)裝置車(chē)身的生產(chǎn)過(guò)程:沖壓、焊接2 車(chē)身安全性要求一般要求:保證駕駛員正常工作條件和客貨安全;車(chē)身堅(jiān)固
11、耐用, 覆蓋件無(wú)開(kāi)裂和銹蝕;車(chē)身內(nèi)外不應(yīng)有尖銳凸起物;內(nèi)飾材料必須具有阻燃性。座椅及其布置:座椅的間距要求;通道的寬度要求;駕駛員座椅應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,固定可靠。車(chē)門(mén)及車(chē)窗:?jiǎn)㈤]輕便, 沒(méi)有自開(kāi)現(xiàn)象, 門(mén)鎖牢固可靠;動(dòng)力開(kāi)啟的車(chē)門(mén)應(yīng)具有應(yīng)急手動(dòng)開(kāi)關(guān);門(mén)窗必須使用安全玻璃;駕駛室必須保證駕駛員前方和側(cè)方視野; 9座以上客車(chē)除駕駛員門(mén)和安全門(mén)外, 不應(yīng)有左側(cè)門(mén)。安全玻璃:汽車(chē)玻璃有鋼化玻璃、區(qū)域鋼化玻璃、夾層玻璃。前擋風(fēng)玻璃僅允許使用夾層玻璃。3 汽車(chē)碰撞安全性 車(chē)身碰撞類(lèi)型及結(jié)構(gòu)剛性車(chē)身碰撞的三種類(lèi)型:正面碰撞(39%) 、 側(cè)面碰撞(37%) 和追尾碰撞(24%) 的發(fā)生概率提高結(jié)構(gòu)安全
12、的三種方案通過(guò)車(chē)身結(jié)構(gòu)改進(jìn)吸收撞車(chē)的沖擊力和撞擊能量。 車(chē)身前部和后部為彈性結(jié)構(gòu)而中間為剛性結(jié)構(gòu)。防止成員與車(chē)廂部件的二次碰撞。防治碰撞后車(chē)輛發(fā)生火災(zāi)。4.3 汽車(chē)視野汽車(chē)視野汽車(chē)實(shí)際H點(diǎn)、 R點(diǎn)三維人體模型駕駛員的眼橢圓汽車(chē)視野指駕駛員在駕駛位置所能看到的范圍大小。前方視野指駕駛員從前擋風(fēng)玻璃看到道路的范圍大小和駕駛室內(nèi)儀表板的部分。側(cè)方視野是通過(guò)側(cè)窗所能看到的部分。后方視野是通過(guò)后視鏡所能看到的部分, 也稱(chēng)間接視野。夜間視野是專(zhuān)指由前照燈照明而提供的前方視野, 有兩層含義:前方視野和燈光照明, 二者的交集才稱(chēng)為夜間視野。汽車(chē)實(shí)際H點(diǎn)、 R點(diǎn)H點(diǎn)是指人體身軀與大腿的連接點(diǎn) , 即胯點(diǎn)(Hip
13、 Point) 。汽車(chē)實(shí)際的H點(diǎn)指當(dāng)H點(diǎn)三維人體模型按標(biāo)準(zhǔn)放入汽車(chē)座椅中, 其左右H點(diǎn)的中點(diǎn)。汽車(chē)實(shí)際的H點(diǎn)是與操作方便性及坐姿舒適性相關(guān)的車(chē)內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn);也是確定眼橢圓的基準(zhǔn)點(diǎn)。R點(diǎn): 座椅調(diào)至最后、 最下位置時(shí)的H點(diǎn)。三維H點(diǎn)人體模型關(guān)于H點(diǎn)人體模型,我國(guó)已制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為:GB T1155989國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為:ISO6549駕駛員的眼橢圓駕駛員眼橢圓是駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)坐在座椅中時(shí), 其眼睛位置在車(chē)身中的統(tǒng)計(jì)分布圖形。由于這種圖形在車(chē)身側(cè)視圖和俯視圖中均為橢圓形狀, 故稱(chēng)眼橢圓。眼橢圓樣板, 常將幾種典型百分位(90%,95%, 99%司機(jī)數(shù)量) 的眼橢圓制成樣板供設(shè)計(jì)和校核用。4.4
14、安全玻璃汽車(chē)安全玻璃:無(wú)機(jī)材料或無(wú)機(jī)與有機(jī)材料的復(fù)合材料構(gòu)成的產(chǎn)品。減少車(chē)禍中嚴(yán)重傷人的危險(xiǎn),對(duì)其可見(jiàn)性、強(qiáng)度和耐磨性作出規(guī)定。分類(lèi):夾層玻璃、鋼化玻璃、區(qū)域鋼化玻璃、電熱玻璃、熱反射與熱吸收玻第5章 汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)5.1 概述5.2 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)5.3 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)5.4 電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP5.5 其它主動(dòng)安全系統(tǒng)5.1 概述汽車(chē)安全性 汽車(chē)主動(dòng)安全性奔馳公司汽車(chē)安全技術(shù)的發(fā)展汽車(chē)安全性主動(dòng)安全性 被動(dòng)安全性主動(dòng)安全系統(tǒng) 舒適性系統(tǒng) 碰撞安全性ABS ASR ESP ACC 碰撞過(guò)程一次碰撞 二次碰撞車(chē)身安全結(jié)構(gòu) 乘員保護(hù)系統(tǒng)吸能結(jié)構(gòu) 乘員艙結(jié)構(gòu) 乘員約束系統(tǒng) 安全轉(zhuǎn)向安全帶 S
15、RS 安全座椅 儀表板汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)ABSASR(TRC)ESP電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(主動(dòng)轉(zhuǎn)向)倒車(chē)?yán)走_(dá)隨動(dòng)前照燈ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)Anti-Lock BrakingSystem簡(jiǎn)稱(chēng)ABS,是基于汽車(chē)輪胎與路面之間附著特性開(kāi)發(fā)的高技術(shù)制動(dòng)系統(tǒng)。它從防止制動(dòng)過(guò)程車(chē)輛“抱死”(所謂“抱死”是指制動(dòng)時(shí)車(chē)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng),而車(chē)輛的慣性使車(chē)輪仍在路面上滑移的現(xiàn)象),避免應(yīng)急制動(dòng)出現(xiàn)不穩(wěn)定工況,達(dá)到提高汽車(chē)行駛穩(wěn)定性和方向操縱性的主動(dòng)安全性裝置。ASR(TRC)ASR(Anti-Slip Regulation)TRC(Traction Force Control System)ASR是在ABS基礎(chǔ)上發(fā)展的主動(dòng)安全系
16、統(tǒng),是根據(jù)車(chē)輛行駛工況(起步、加速、轉(zhuǎn)彎、滑溜路面行駛),控制驅(qū)動(dòng)輪,使其產(chǎn)生最佳驅(qū)動(dòng)力,防止驅(qū)動(dòng)滑轉(zhuǎn)(打滑)。ESP(VSC)ESP(Electronic Stability Program)電子穩(wěn)定程序VSC(Vehicle Stability Control)車(chē)輛穩(wěn)定性控制ESP(VSC)主要用來(lái)控制車(chē)輛的橫擺力矩,限制車(chē)輪側(cè)偏角在一定范圍內(nèi),并在緊急情況下對(duì)車(chē)輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)干預(yù),防止車(chē)輛在高速行駛轉(zhuǎn)彎獲知?jiǎng)舆^(guò)程中失控。轉(zhuǎn)向力控制汽車(chē)安全技術(shù)中電子技術(shù)的作用一、汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展歷程基本概念汽車(chē)電子的概念汽車(chē)電子:用于汽車(chē)控制、開(kāi)發(fā)和車(chē)載設(shè)備管理的各類(lèi)電子裝置。狹義上講是汽車(chē)內(nèi)部的
17、電子系統(tǒng);廣義上還包括車(chē)外電子系統(tǒng)、與汽車(chē)相關(guān)的交通、通信等設(shè)施和平臺(tái)。汽車(chē)電子的分類(lèi)按照物理位置上分車(chē)外電子(車(chē)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)施:通信網(wǎng)絡(luò)、定位導(dǎo)航、智能交通);車(chē)內(nèi)電子(車(chē)載電子、汽車(chē)電子控制系統(tǒng))。按照對(duì)汽車(chē)行駛性能作用的影響分為兩類(lèi):汽車(chē)電子控制系統(tǒng): 汽車(chē)電子控制系統(tǒng)和車(chē)上的機(jī)械系統(tǒng)配合使用,即機(jī)電一體化控制系統(tǒng)。包括發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)和車(chē)身電子控制。車(chē)載電子裝置:是指在汽車(chē)環(huán)境條件下能夠獨(dú)立使用的電子裝置。和汽車(chē)本身的動(dòng)力行駛性能無(wú)關(guān),如導(dǎo)航系統(tǒng)、音響、車(chē)載通信系統(tǒng)和上網(wǎng)設(shè)備等。 汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展歷程汽車(chē)電子的發(fā)展是在電子技術(shù)進(jìn)步和汽車(chē)工業(yè)需求推動(dòng)下進(jìn)行的。其發(fā)展歷程分為四個(gè)階段。第一階段(
18、1950年1970年):電子技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到汽車(chē)零件的開(kāi)發(fā),其特征:晶體管,個(gè)別零部件的應(yīng)用;第二階段(1970年1990年):電子技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)部件的開(kāi)發(fā),其特征:微處理器,汽車(chē)各大總成部件功能的集成,出現(xiàn)了大量高可靠性、高效率的復(fù)雜電子控制系統(tǒng)。第三階段(1990年2000年):車(chē)載網(wǎng)絡(luò)階段采用先進(jìn)的微電子技術(shù)、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集成智能功率器件、智能傳感器、大容量非易失存儲(chǔ)器、專(zhuān)用集成電路,形成汽車(chē)上的分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)。車(chē)輛通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連成一個(gè)多ECU、多節(jié)點(diǎn)的有機(jī)整體,汽車(chē)性能更加完善。技術(shù)特征:功能多樣化:各種智能化控制功能(自動(dòng)巡航、自動(dòng)啟停、自動(dòng)避撞)。技術(shù)一體化:機(jī)、液、電、
19、磁一體化系統(tǒng)集成化: 各系統(tǒng)綜合集成控制通信網(wǎng)絡(luò)化: 以CAN總線(xiàn)為基礎(chǔ)的整車(chē)各大總成信息共享的分布式控制系統(tǒng),車(chē)載移動(dòng)通信第四階段(2000年以后):車(chē)際網(wǎng)絡(luò)階段目前,美國(guó)、歐洲、日本在完善汽車(chē)之外的交通、通信等平臺(tái)設(shè)施,將車(chē)際通信和網(wǎng)絡(luò)納入整個(gè)國(guó)家信息系統(tǒng),統(tǒng)一進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)。例如駕駛員信息系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、定位導(dǎo)航系統(tǒng)等。汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽車(chē)在滿(mǎn)足安全、節(jié)能、環(huán)保的同時(shí),將進(jìn)一步滿(mǎn)足人們的生活需要,向舒適、便利、高效、數(shù)字化、信息化、智能化發(fā)展。汽車(chē)將成為開(kāi)放分布式車(chē)上系統(tǒng)控制平臺(tái)車(chē)際網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能汽車(chē)和智能交通系統(tǒng)汽車(chē)電子工業(yè)的類(lèi)型二、 汽車(chē)電子的發(fā)展背景 安全、
20、環(huán)保、節(jié)能推動(dòng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展 電子信息技術(shù)發(fā)展推動(dòng)汽車(chē)技術(shù)集成和智能 汽車(chē)電子技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性 安全 節(jié)能 環(huán)保 舒適 維修汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的一般組成電子控制系統(tǒng)的一般組成電子控制系統(tǒng)一般由檢測(cè)反饋單元、指令及信號(hào)處理單元、轉(zhuǎn)換放大單元、執(zhí)行器和動(dòng)力源。檢測(cè)反饋單元: 通過(guò)傳感器檢測(cè)受控參數(shù)或其它中間變量,放大轉(zhuǎn)換后用來(lái)顯示信號(hào)或者反饋信號(hào);指令及信號(hào)處理單元: 接受指令或反饋信號(hào),進(jìn)行比較、變換、運(yùn)算、邏輯推理等處理;轉(zhuǎn)換放大單元: 將指令信號(hào)按不同方式進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換和線(xiàn)性放大,使功率足以控制執(zhí)行器和驅(qū)動(dòng)受控對(duì)象;執(zhí)行器: 直接驅(qū)動(dòng)受控對(duì)象;動(dòng)力源: 為各單元提供能源。自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)工程自動(dòng)
21、控制系統(tǒng)分類(lèi)方式有以下幾種:按控制系統(tǒng)有無(wú)反饋分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)按輸入量變化的規(guī)律分為恒值控制系統(tǒng) 隨動(dòng)控制系統(tǒng) 過(guò)程控制系統(tǒng)按系統(tǒng)傳輸信號(hào)對(duì)時(shí)間的關(guān)系分為連續(xù)控制系統(tǒng) 離散控制系統(tǒng)按系統(tǒng)輸入量和輸出量的關(guān)系分為線(xiàn)性系統(tǒng) 非線(xiàn)性系統(tǒng)ECU根據(jù)傳感器的信號(hào)對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制,但不 去檢測(cè)控制結(jié)果;傳感器 電子控制單元 執(zhí)行器 發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)也叫反饋控制,在開(kāi)環(huán)的基礎(chǔ)上,它對(duì)控制結(jié)果進(jìn)行檢測(cè),并反饋給ECU。傳感器 電子控制單元 執(zhí)行器 發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制氧傳感器閉環(huán)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)模型信號(hào)輸入裝置各種傳感器,采集控制系統(tǒng)的信號(hào),并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給ECU;電子控制單元EC
22、U,給各傳感器提供參考電壓,接受傳感器信號(hào),進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析處理后向執(zhí)行器發(fā)出指令;執(zhí)行器由ECU控制,執(zhí)行某項(xiàng)控制功能的裝置。傳感器(信號(hào)輸入裝置)電子控制單元(ECU) 執(zhí)行器汽車(chē)電子控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介汽車(chē)電子控制系統(tǒng)分為以下四種:發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)集中控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)、自動(dòng)變速控制系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)等底盤(pán)綜合控制和安全系統(tǒng)車(chē)輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、防撞控制系統(tǒng)智能車(chē)身電子系統(tǒng)自動(dòng)座椅系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)通信與信息/娛樂(lè)系統(tǒng)(車(chē)載電子)導(dǎo)航系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、交通信息系統(tǒng)等5.2 電控防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)一. ABS的理論基礎(chǔ)二. ABS的基本組成與工作原理三
23、. ABS控制方式四. ABS的型式與工作原理一、 ABS的理論基礎(chǔ)1. 汽車(chē)的制動(dòng)性汽車(chē)在行駛過(guò)程中,強(qiáng)制地減速以至停車(chē)且維持行駛方向穩(wěn)定性的能力稱(chēng)為汽車(chē)的制動(dòng)性。評(píng)價(jià)制動(dòng)性能的指標(biāo)主要有:( 1)制動(dòng)效能( 2)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性( 3)制動(dòng)效能的恒定性, 即抗熱衰退性能( 1)制動(dòng)效能汽車(chē)在行駛中,強(qiáng)制減速以至停車(chē)的能力稱(chēng)為制動(dòng)效能。即汽車(chē)以一定的初速度制動(dòng)到停車(chē)所產(chǎn)生的: GB7258-2004 50km/h制動(dòng)距離 20m制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)減速度 5.9m/s2ZBT24007-1989 80km/h 50.7m 3.7mGB7258-2004 50km/h 20m 5.9m/s2 2.5
24、m( 2) 制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)仍能按指定方向的軌跡行駛, 即不發(fā)生跑偏、 側(cè)滑、 以及失去轉(zhuǎn)向能力稱(chēng)為制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):ZBT24007-1989 制動(dòng)初速度 80km/h不許偏出 3. 7m 通道;GB7258-2004 制動(dòng)初速度 50km/h不許偏出 2.5m 通道。2. 汽車(chē)制動(dòng)時(shí)車(chē)輪受力分析車(chē)速 車(chē)輪旋轉(zhuǎn)角速度 慣性力矩制動(dòng)阻力矩車(chē)輪法向載荷 地面法向反力 車(chē)軸對(duì)車(chē)輪的推力 地面制動(dòng)力 車(chē)輪半徑 車(chē)輪切向速度,輪速( 1)制動(dòng)器制動(dòng)力制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓(盤(pán))壓緊時(shí)形成的摩擦力矩M 通過(guò)車(chē)輪作用于地面的切向力F( 2)地面制動(dòng)力制動(dòng)時(shí)地面對(duì)車(chē)輪的
25、切向反作用力FX( 3)地面制動(dòng)力Fx 、制動(dòng)器制動(dòng)力F 及附著力F之間的關(guān)系附著力地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值F 。附著力取決于輪胎與路面之間的摩擦作用及路面的抗剪強(qiáng)度。地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及附著力之間的關(guān)系3. 路面上附著系數(shù) 與滑移率s的關(guān)系( 1)制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪的三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)第一階段: 純滾動(dòng),路面印痕與胎面花紋基本一致 車(chē)速 V = 輪速V第二階段: 邊滾邊滑,路面印痕可以辨認(rèn),但花紋逐漸模糊。車(chē)速 V 輪速V第三階段: 抱死拖滑,路面印痕粗黑。輪速V = 0若需增大Fx ,必須增大F 。 F取決于附著系數(shù) , 又受滑移率S的影響。( 2)滑移率S定義:100%100%r VV
26、V VVS W( 3)附著系數(shù) 與滑移率 S 的關(guān)系(制動(dòng)力系數(shù)-地面制動(dòng)力與垂直載荷之比)分析結(jié)論:S 20%為制動(dòng)穩(wěn)定區(qū)域;S 20%為制動(dòng)非穩(wěn)定區(qū)域;將車(chē)輪滑移率S控制在20%左右,便可獲取最大的縱向附著系數(shù)和較大的橫向附著系數(shù),是最理想的控制效果。4. 理想的制動(dòng)控制過(guò)程( 1)制動(dòng)開(kāi)始時(shí),讓制動(dòng)壓力迅速增大,使S上升至20%所需時(shí)間最短,以便獲取最短的制動(dòng)距離和方向穩(wěn)定性。()制動(dòng)過(guò)程中:當(dāng)S上升稍大于20%時(shí),對(duì)制動(dòng)輪迅速而適當(dāng)降低制動(dòng)壓力,使S迅速下降到20%;當(dāng)S下降稍小于20%時(shí),對(duì)制動(dòng)輪迅速而適當(dāng)增大制動(dòng)壓力,使S迅速上升到20%。結(jié)論:車(chē)輪在制動(dòng)過(guò)程中,以510 次/秒
27、的頻率進(jìn)行增壓、保壓、減壓的不斷切換,使S穩(wěn)定在20%是最理想的制動(dòng)控制過(guò)程。5.ABS的功用ABS的功用是控制實(shí)際制動(dòng)過(guò)程接近于理想制動(dòng)過(guò)程。二、 ABS的基本組成與工作原理傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)工作原理ABS是在傳統(tǒng)制動(dòng)基礎(chǔ)上,又增設(shè)如下裝置:車(chē)輪輪速傳感器電子控制單元ECU制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器三、 ABS控制方式 1. 以車(chē)輪滑移率為控制參數(shù) 根據(jù)車(chē)速和車(chē)速傳感器的信號(hào)計(jì)算車(chē)輪的滑移率作為控制制動(dòng)力的依據(jù)。 S高于設(shè)定值, ECU就會(huì)輸出減小制動(dòng)力信號(hào), 并通過(guò)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器減小制動(dòng)壓力; S低于設(shè)定值時(shí), ECU就會(huì)輸出增大制動(dòng)力信號(hào), 并通過(guò)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器增大制動(dòng)壓力, 控制滑移率在設(shè)定的范圍內(nèi)。
28、已有用多普勒雷達(dá)測(cè)量車(chē)速的ABS。 2. 以車(chē)輪角加速度為控制參數(shù)ECU根據(jù)車(chē)輪的車(chē)速傳感器信號(hào)計(jì)算車(chē)輪的角加速度作為控制制動(dòng)力的依據(jù)。ECU中設(shè)置合理的角加速度、角減速度門(mén)限值。制動(dòng)時(shí),當(dāng)車(chē)輪角減速度達(dá)到門(mén)限值時(shí), ECU輸出減小制動(dòng)力信號(hào);當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速升高至角加速度門(mén)限值, ECU輸出增加制動(dòng)力信號(hào)。四. 的型式與工作原理基本組成 傳感器車(chē)速傳感器、加速度傳感器 ECU 輸入級(jí)電路、計(jì)算電路、輸出級(jí)電路、安全保護(hù)電路 執(zhí)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器 工作原理:制動(dòng)時(shí)ECU接收傳感器的信號(hào),當(dāng)車(chē)輪將要被抱死的情況下, ECU發(fā)出控制信號(hào),通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制制動(dòng)器的制動(dòng)力使車(chē)輪不被抱死。ABS是在常規(guī)制動(dòng)
29、基礎(chǔ)上,又增設(shè)車(chē)輪輪速傳感器;電子控制單元ECU; 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器; ABS警告燈。 幾點(diǎn)說(shuō)明:1、 ABS是在常規(guī)制動(dòng)基礎(chǔ)上工作,制動(dòng)中車(chē)輪未抱死時(shí),與常規(guī)制動(dòng)相同;車(chē)輪趨于抱死時(shí),ABS才工作, ECU控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器對(duì)分泵制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。2、 ABS工作的汽車(chē)車(chē)速必須大于5Km/h, 若低于該車(chē)速,制動(dòng)時(shí)車(chē)輪仍可能抱死。3、常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)出故障, ABS隨之失去控制作用; ABS出故障, ECU自動(dòng)關(guān)閉ABS, 同時(shí)ABS警告燈點(diǎn)亮并存儲(chǔ)故障碼,但常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)仍可正常工作。四傳感器四通道/四輪獨(dú)立控制對(duì)應(yīng)于雙制動(dòng)管路的H型(前后) 布置形式四傳感器四通道/四輪獨(dú)立控制對(duì)應(yīng)于雙制動(dòng)管路的
30、X型(對(duì)角) 布置形式四傳感器三通道/前輪獨(dú)立-后輪低選控制方式三傳感器三通道/前輪獨(dú)立-后輪低選控制方式輪速傳感器實(shí)物圖輪速傳感器的工作過(guò)程ABS的組成和工作過(guò)程ABS的組成和工作原理ABS的工作過(guò)程1.常規(guī)制動(dòng)過(guò)程(ABS不工作)ABS系統(tǒng)不工作,制動(dòng)分泵壓力隨制動(dòng)總泵壓力變化。但ABS監(jiān)測(cè)輪速傳感器信號(hào),判斷是否進(jìn)入防抱死制動(dòng)狀態(tài)。2.保壓過(guò)程當(dāng)四個(gè)車(chē)輪中任意一個(gè)車(chē)輪趨于抱死時(shí),車(chē)輪減速度很大,進(jìn)液電磁閥關(guān)閉,切斷總泵分泵油路,關(guān)閉出液電磁閥,制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)入保壓過(guò)程。3.減壓過(guò)程當(dāng)總泵分泵油路切斷,車(chē)輪滑移率逐漸增大,保持進(jìn)液電磁閥關(guān)閉,向出液電磁閥發(fā)出脈沖信號(hào),使其迅速打開(kāi)和關(guān)閉,
31、使制動(dòng)分泵壓力逐漸降低,制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)入減壓過(guò)程。車(chē)輪滑移抱死成分減少,滾動(dòng)成分增加。4.增壓過(guò)程當(dāng)車(chē)輪滑移率變小,關(guān)閉出液電磁閥,向進(jìn)液電磁閥發(fā)出脈沖信號(hào),使其迅速打開(kāi)和關(guān)閉,使制動(dòng)分泵壓力逐漸升高,制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)入增壓過(guò)程。ABS的優(yōu)點(diǎn):1. 改善汽車(chē)制動(dòng)效能2. 改善汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向操縱性能3. 改善汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的橫向穩(wěn)定性能4. 減小汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的輪胎局部磨損5. 減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度,提高乘坐舒適性和安全性6. 使用方便,工作可靠。5.3 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)一、 ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)1. ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)是應(yīng)用于車(chē)輪防滑的電子控制系統(tǒng)。ASR (Anti
32、 Slip Reguliation)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)打滑是指汽車(chē)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn), 車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率又稱(chēng)滑移率。驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率式中 Vc是車(chē)輪圓周速度; V是車(chē)身瞬時(shí)速度?;D(zhuǎn)率與縱向附著系數(shù)的關(guān)系100%vv vSccd (1) 附著系數(shù)隨路面的不同而呈大幅度的變化;( 2) 在各種路面上, Sd=20%左右時(shí),附著系數(shù)達(dá)到峰值;(3) 上述趨勢(shì)制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)是一致的。ASR系統(tǒng)就是利用控制器控制車(chē)輪與路面的滑移率,防止汽車(chē)在加速過(guò)程中打滑,特別是防止汽車(chē)在非對(duì)稱(chēng)路面或轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn),以保持汽車(chē)行駛方向的穩(wěn)定性,操縱性和維持汽車(chē)的最佳驅(qū)動(dòng)力以及提高汽車(chē)的平順性。2.ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較ASR和ABS
33、都是控制車(chē)輪和路面的滑移率,以使車(chē)輪與地面的附著力不下降, 因此兩系統(tǒng)采用的是相同的技術(shù), 它們密切相關(guān),常結(jié)合在一起使用 , 共享許多電子組件和共同的系統(tǒng)部件來(lái)控制車(chē)輪的運(yùn)動(dòng), 構(gòu)成行駛安全系統(tǒng)。ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的不同主要在于:( 1) ABS系統(tǒng)是制動(dòng)時(shí)防止車(chē)輪抱死滑移;ASR系統(tǒng)( TRC) 是驅(qū)動(dòng)時(shí)防止驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑轉(zhuǎn),提高汽車(chē)起步、 加速及滑溜路面行駛時(shí)的牽引力, 確保行駛穩(wěn)定性。(2) ABS系統(tǒng)對(duì)所有車(chē)輪起作用; ASR系統(tǒng)只對(duì)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪起控制作用。( 3) ABS是在制動(dòng)時(shí)起控制作用, 在車(chē)速很低( 小于8km/h) 時(shí)不起作用; ASR系統(tǒng)是在整個(gè)行駛過(guò)程中都工作, 在車(chē)輪出
34、現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)起作用, 當(dāng)車(chē)速很高( 80120 km/h) 時(shí)不起作用。二、汽車(chē)防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)常用控制方式1 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制:在汽車(chē)起步、 加速時(shí), ASR控制器輸出控制信號(hào), 控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率, 以抑制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)。 常用方法有:輔助節(jié)氣門(mén)控制、 燃油噴射量控制和延遲點(diǎn)火控制。2 驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制:直接對(duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪加以制動(dòng),反映時(shí)間最短。 普遍采用 ASR與ABS組合的液壓控制系統(tǒng), 在ABS系統(tǒng)中增加電磁閥和調(diào)節(jié)器, 從而增加了驅(qū)動(dòng)控制功能。3. 同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)力:控制信號(hào)同時(shí)起動(dòng)ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和輔助節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)器, 在對(duì)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪施加制動(dòng)力的同時(shí)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的
35、輸出功率, 以達(dá)到理想的控制效果。三、 ASR的基本組成與工作原理ASR的基本組成:傳感器:車(chē)輪輪速傳感器節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器ECU: ASR電控單元執(zhí)行器:制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置ASR的基本組成ASR的工作原理車(chē)速傳感器將行駛汽車(chē)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速及非驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào), 輸送給電控單元ECU。 ECU根據(jù)車(chē)速傳感器的信號(hào)計(jì)算驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滑移率, 若滑移率超限,控制器再綜合考慮節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、 轉(zhuǎn)向信號(hào)等因素確定控制方式, 輸出控制信號(hào), 使相應(yīng)的執(zhí)行器動(dòng)作,使驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滑移率控制在目標(biāo)范圍之內(nèi) 。四、 ASR的傳感器1 車(chē)輪輪速傳感器:與ABS系統(tǒng)共享。2 節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感
36、器:與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)共享。3 ASR選擇開(kāi)關(guān): ASR專(zhuān)用的信號(hào)輸入裝置。 ASR選擇開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)ASR不起作用。五、 ASR的電子控制單元(ECU) ASR的ECU也是以微處理器為核心,配以輸入輸出電路及電源等組成。 ASR與ABS的一些信號(hào)輸入和處理是相同的,為減少電子器件的應(yīng)用數(shù)量, ASR控制器與ABS電控單元常組合在一起。ABS/ASR組合ECU實(shí)例5.4 電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESPESP的組成和工作原理ESP第6章 汽車(chē)乘員保護(hù)系統(tǒng)6.1 乘員保護(hù)系統(tǒng)概述6.2 安全帶系統(tǒng)6.3 安全氣囊系統(tǒng)6.4 座椅系統(tǒng)6.5 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.6 儀表板知識(shí)回顧: 汽車(chē)安全性主動(dòng)安全性 被動(dòng)安全性主動(dòng)安全系
37、統(tǒng) 舒適性系統(tǒng) 碰撞安全性ABS ASR ESP ACC 碰撞過(guò)程一次碰撞 二次碰撞車(chē)身安全結(jié)構(gòu) 乘員保護(hù)系統(tǒng)吸能結(jié)構(gòu) 乘員艙結(jié)構(gòu) 乘員約束系統(tǒng) 安全轉(zhuǎn)向安全帶 SRS 安全座椅 儀表板6.1 乘員保護(hù)系統(tǒng)概述在發(fā)生交通事故時(shí)乘員保護(hù)系統(tǒng)使作用在乘員上的加速度和力最小,并減輕交通事故的后果。車(chē)身安全結(jié)構(gòu)主要為減少一次碰撞的危害乘員保護(hù)系統(tǒng)主要為減少二次碰撞的危害乘員保護(hù)的研究?jī)?nèi)容: 乘員傷害評(píng)價(jià):人體耐受碰撞載荷的能力 乘員保護(hù)方法和技術(shù)GOA 乘員傷害評(píng)價(jià):人體耐受碰撞載荷的能力 頭蓋骨骨折 115kN 腦傷害 HIC指標(biāo) 臉部骨的強(qiáng)度 6003000N 頸部 向前彎曲189Nm 向后彎曲5
38、7Nm 胸部 加速度60g以下、撓曲量3in以下 腹部 非常復(fù)雜,還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) 下肢大腿骨、膝蓋骨骨折 4.417.7kN人體頭部損傷指標(biāo)HIC(Head Injury Criterion)a(t) 頭部質(zhì)心的合成加速度,用g 倍數(shù)表示t1,, t2 碰撞過(guò)程中的任意兩個(gè)時(shí)刻,間隔在36ms以?xún)?nèi),取值必須使上式最大。RETURN乘員保護(hù)系統(tǒng)功用: 在二次碰撞過(guò)程中減少其帶來(lái)的危害,保護(hù)乘員。乘員保護(hù)系統(tǒng)組成:包括安全帶、安全氣囊、座椅、內(nèi)飾件、轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向管柱。乘員約束系統(tǒng): 安全帶、安全氣囊、安全座椅1 乘員約束系統(tǒng) 2、 3不合格碰撞保護(hù) 乘員保護(hù)的方法和技術(shù)6.2 安全帶系統(tǒng)當(dāng)汽車(chē)以
39、50km/h速度撞到固定障礙物時(shí),安全帶吸收的能量相當(dāng)于人從五層樓自由落下的能量。安全帶預(yù)緊裝置改善了三點(diǎn)式安全帶的保護(hù)能力。安全帶的沿革 :1903年,法國(guó)人Lebeau獲得汽車(chē)和飛機(jī)乘員安全帶專(zhuān)利。1949年,美國(guó)Nash生產(chǎn)廠汽車(chē)前坐椅配備腰部安全帶。1958年,瑞典沃爾沃(Volvo)的安全工程師NilsBohlin取得三點(diǎn)式安全帶專(zhuān)利。1990年,沃爾沃增設(shè)了附加設(shè)備安全帶束緊器,根據(jù)感應(yīng)器在制動(dòng)時(shí)作出的反應(yīng)收緊安全帶。2002年,美國(guó)公司開(kāi)發(fā)了一種遇上撞擊時(shí)會(huì)自動(dòng)膨脹的新安全帶系統(tǒng)。安全帶機(jī)構(gòu) 安全帶作用和工作原理在發(fā)生碰撞事故時(shí),安全帶在人體作用下產(chǎn)生位移,鎖止機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作,安全
40、帶鎖緊,將乘員“束縛” 在座椅上,避免乘員的頭部、胸部不至于向前撞到方向盤(pán)、儀表板及擋風(fēng)玻璃等車(chē)內(nèi)飾件上,減少乘員二次碰撞的危險(xiǎn)。安全帶是目前最主要也是最有效的被動(dòng)安全裝備。碰撞過(guò)程中安全帶的束縛作用減少交通事故死亡人數(shù)事故調(diào)查:不使用安全帶 8000起事故死亡173人使用三點(diǎn)式安全帶 82000起事故死亡104人兩者相差17倍減輕成員傷害程度2.9萬(wàn)起事故調(diào)查:不使用安全帶 20km/h車(chē)速也會(huì)發(fā)生死亡使用三點(diǎn)式安全帶 95km/h以下車(chē)速?zèng)]有發(fā)生死亡安全帶公益宣傳片未系安全帶的碰撞試驗(yàn) 安全帶的種類(lèi)三種類(lèi)型:兩點(diǎn)式安全帶a) 腰帶b) 肩帶三點(diǎn)式安全帶全背式安全帶兩點(diǎn)式安全帶三點(diǎn)式安全帶腰
41、帶肩帶是目前汽車(chē)上最通用的形式全背式安全帶一條腰帶兩條肩帶 組成 織帶 卷收器 帶扣 預(yù)緊裝置安全帶主要元件發(fā)展概況 織帶要求:強(qiáng)度、延伸型、能量吸收性、耐久性(耐磨損和耐氣候型),外觀平整、柔軟舒適材料:早期尼龍66,目前是聚酯纖維。 使用性能 構(gòu)成織帶的紗及單絲數(shù)值 紗線(xiàn)的性質(zhì)和能量吸收性 織帶邊緣的形狀 卷收器作用:卷收、儲(chǔ)存織帶組成:卷簧、鎖止機(jī)構(gòu)功能:正常情況下,織帶的放長(zhǎng)和收短汽車(chē)發(fā)生事故時(shí), 瞬間鎖止織帶目前廣泛使用緊急鎖止式卷收器,利用慣性元件,在車(chē)速急劇變化時(shí)鎖止織帶。 帶扣要求:既能把乘員約束在安全帶內(nèi),又能快速解脫。 預(yù)緊裝置作用:汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)預(yù)先束緊安全帶,提高安全帶
42、的保護(hù)效果。預(yù)緊裝置組成:傳感器:碰撞傳感器車(chē)身傳感器收緊裝置診斷單元汽車(chē)安全帶的布置試驗(yàn)視頻安全帶保護(hù)作用試驗(yàn)視頻安全帶保護(hù)作用安全帶的發(fā)展兒童安全帶兒童加高座墊兒童安全帶6.3安全氣囊系統(tǒng)(Supplemental Restraint System)SRS知識(shí)回顧: 汽車(chē)安全性主動(dòng)安全性 被動(dòng)安全性主動(dòng)安全系統(tǒng) 舒適性系統(tǒng) 碰撞安全性ABS ASR ESP ACC 碰撞過(guò)程一次碰撞 二次碰撞車(chē)身安全結(jié)構(gòu) 乘員保護(hù)系統(tǒng)吸能結(jié)構(gòu) 乘員艙結(jié)構(gòu) 乘員約束系統(tǒng) 安全轉(zhuǎn)向安全帶 SRS 安全座椅 儀表板6.3 安全氣囊系統(tǒng) 概述 安全氣囊系統(tǒng)的組成和工作原理 安全氣囊的設(shè)計(jì) 安全氣囊技術(shù)的新發(fā)展 安全
43、氣囊的性能及試驗(yàn)研究 安全氣囊工作過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真研究 概述安全氣囊系統(tǒng)(也稱(chēng)輔助乘員保護(hù)系統(tǒng))(Supplemental Restraint System)簡(jiǎn)稱(chēng)SRS。 基本思想:在汽車(chē)碰撞過(guò)程中,一次碰撞后二次碰撞前,在乘員和車(chē)內(nèi)結(jié)構(gòu)之間打開(kāi)緩沖墊(氣囊),起到保護(hù)乘員的作用。基本思想安全氣囊的類(lèi)型按碰撞類(lèi)型正面碰撞防護(hù)安全氣囊側(cè)面碰撞防護(hù)安全氣囊頂部碰撞防護(hù)安全氣囊按氣囊數(shù)目單氣囊系統(tǒng)雙氣囊系統(tǒng)多氣囊系統(tǒng)碰撞形式汽車(chē)碰撞事故的概率分布正面碰撞 39%側(cè)面碰撞 37%追尾碰撞 24%正面安全氣囊正面安全氣囊側(cè)面安全氣囊汽車(chē)安全氣囊布置可靠性高安全氣囊的使用年限為7-15年 。安全可靠能正確
44、區(qū)分制動(dòng)減速度和碰撞減速度的區(qū)別靈敏度高當(dāng)汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí), 在二次碰撞前打開(kāi)。有防誤爆功能減速度過(guò)過(guò)低, 輕微碰撞不能引爆。有自動(dòng)診斷功能 。電控安全氣囊要有備用電源。汽車(chē)對(duì)安全氣囊的要求 安全氣囊系統(tǒng)的組成和工作原理安全氣囊的組成:傳感器、 ECU、氣囊組件傳感器: 碰撞傳感器、安全傳感器氣囊組件:氣體發(fā)生器、點(diǎn)火器、氣袋等組成ECU: 由中央處理器CPU、 只讀存儲(chǔ)器ROM、 隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、 I/O接口,驅(qū)動(dòng)器等電子電路組成,同時(shí),安全氣囊ECU內(nèi)部還有安全傳感器、備用電源、穩(wěn)壓電路和故障自診斷電路。安全氣囊工作原理傳感器應(yīng)變式加速度傳感器壓電加速度傳感器壓電彎曲元件傳感器的碰撞減速度
45、波形氣囊組件氣囊組件包括:氣袋、點(diǎn)火器、氣體發(fā)生器氣袋氣袋材料:尼龍66、聚酯纖維氣袋涂層:氯丁二烯橡膠、硅膠氣袋的漏氣特性:排氣節(jié)流孔、漏氣濾布?xì)獯呐艢鈾C(jī)構(gòu):保證氣流方向與期待膨脹方向不同。氣袋及蓋件安全氣囊安裝點(diǎn)火器的構(gòu)造火藥式氣體發(fā)生器充氣劑為疊氮化鈉(NaN3) 電控單元ECU 機(jī)械式:機(jī)械式傳感器直接觸發(fā)氣體發(fā)生器。 機(jī)電式:機(jī)電結(jié)合式傳感器直接觸發(fā)電子點(diǎn)火,引發(fā)氣體發(fā)生器。 電子式:電子式傳感器向ECU輸入信號(hào),由ECU控制點(diǎn)火器觸發(fā)氣體發(fā)生器。綜合中央電控單元碰撞減速度和頭部位移ECU 安全氣囊的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)的主要問(wèn)題汽車(chē)的碰撞性能加速度特性曲線(xiàn)安全氣囊的尺寸氣體發(fā)生器的特性:
46、氣體量、反應(yīng)速度電控系統(tǒng)的控制:時(shí)序、可靠性氣袋材料氣袋結(jié)構(gòu)和折疊方式氣囊的安裝和外保護(hù) 設(shè)計(jì)原則: 點(diǎn)火條件: 碰撞的判斷速度門(mén)閾值: 單獨(dú)使用 1820km/h與安全帶共同使用 3035km/h 點(diǎn)火時(shí)刻: “127mm30ms”準(zhǔn)則乘員與方向盤(pán)距離 305mm安全氣囊厚度 178mm 充氣時(shí)間30ms人接觸氣囊時(shí)刻對(duì)應(yīng)充滿(mǎn)氣的時(shí)刻碰撞安全帶和安全氣囊點(diǎn)火安全帶收緊氣袋充氣完成正面碰撞乘員位移正面安全氣囊工作時(shí)序正面安全氣囊系統(tǒng)的有效范圍正面安全氣囊系統(tǒng)在汽車(chē)從正前方或斜前方30角范圍內(nèi)發(fā)生碰撞且其縱向減速度達(dá)到某一值(減速度閾值)時(shí),才能引爆正面安全氣囊。(1)正面碰撞超過(guò)30角時(shí);(2
47、) 汽車(chē)遭受橫向碰撞時(shí);(3) 汽車(chē)遭受后方碰撞時(shí);(4) 發(fā)生繞縱向軸線(xiàn)側(cè)翻時(shí);美國(guó)引爆氣囊的車(chē)速為12km/h22km/h;日本和歐洲引爆氣囊的車(chē)速為19km/h32km/h 。 開(kāi)發(fā)過(guò)程實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)結(jié)果分析確定傳感器位置安全氣囊組件開(kāi)發(fā)試驗(yàn)與模擬確定安全氣囊參數(shù)安全氣囊組件試驗(yàn)安全氣囊匹配試驗(yàn)安全氣囊抗干擾試驗(yàn)安全氣囊認(rèn)證試驗(yàn) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要應(yīng)用軟件荷蘭: MADYMO法國(guó): RAMSAFE 安全氣囊技術(shù)的新發(fā)展 氣囊織物技術(shù):輕、薄 氣袋的內(nèi)部結(jié)構(gòu):先展開(kāi)后膨脹 氣體發(fā)生器技術(shù):減少膨脹傷害 傳感器技術(shù):自適應(yīng)性 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì):智能化、小型輕型化實(shí)現(xiàn)全方位保護(hù)、環(huán)保 安
48、全氣囊的性能及試驗(yàn)研究主要對(duì)氣體發(fā)生器和氣袋進(jìn)行環(huán)境測(cè)試和性能測(cè)試 環(huán)境試驗(yàn)高溫、低溫、粉塵、光照、振動(dòng)、沖擊防靜電、濕熱、鹽霧、燃燒、有毒殘留 機(jī)械性能試驗(yàn)墜落、壓力、展開(kāi)、氣袋容積、強(qiáng)度點(diǎn)火器點(diǎn)火、爆裂、機(jī)械碰撞等跌落測(cè)試: 在氣體發(fā)生器的3個(gè)主軸、 6個(gè)方向進(jìn)行自由落體試驗(yàn)。機(jī)械沖擊試驗(yàn): 對(duì)氣體發(fā)生器施加一定強(qiáng)度和脈寬的半正弦脈沖。真空測(cè)試: 將氣體發(fā)生器放置于高海拔模擬容器中1h。振動(dòng)與溫度同時(shí)作用測(cè)試: 在溫度循環(huán)的同時(shí),對(duì)樣品施隨機(jī)振動(dòng)載荷。熱度濕度循環(huán): 對(duì)樣品進(jìn)行30次熱濕溫度循環(huán)。靜電放電測(cè)試: 對(duì)氣體發(fā)生器進(jìn)行靜電放電,以檢驗(yàn)氣體發(fā)生器抗靜電放電點(diǎn)爆的能力。氣袋系統(tǒng)試驗(yàn)系
49、統(tǒng)試驗(yàn)分為靜態(tài)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。靜態(tài)試驗(yàn):氣袋靜態(tài)試驗(yàn)按照前述試驗(yàn)進(jìn)行,檢驗(yàn)氣體發(fā)生器和氣袋組件的技術(shù)性能。動(dòng)態(tài)試驗(yàn): 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)主要檢驗(yàn)氣袋模塊的保護(hù)性能、氣袋控制器的點(diǎn)爆條件和氣袋系統(tǒng)與具體車(chē)型的匹配。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)分為臺(tái)車(chē)試驗(yàn)和實(shí)車(chē)試驗(yàn)。臺(tái)車(chē)試驗(yàn):發(fā)射型、沖撞型實(shí)車(chē)試驗(yàn):發(fā)射型臺(tái)車(chē)試驗(yàn)沖撞型臺(tái)車(chē)試驗(yàn)碰撞試驗(yàn)不合格安全系統(tǒng) 安全氣囊工作過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真研究安全氣囊的仿真研究的關(guān)鍵技術(shù):應(yīng)用有限元法的新的單元理論和本構(gòu)關(guān)系計(jì)算機(jī)模擬TRW Automotive(美國(guó)天合汽車(chē)集團(tuán))全球最大的汽車(chē)安全系統(tǒng)供應(yīng)商之一,集團(tuán)總部設(shè)在美國(guó)密歇根州利沃尼亞市,在全球26多個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有六萬(wàn)三千多名員工, 200
50、5年銷(xiāo)售額達(dá)126億美元。TRW 生產(chǎn)制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸掛、乘員安全方面的高科技主、被動(dòng)安全產(chǎn)品及系統(tǒng)。產(chǎn)品包括集成化車(chē)輛控制系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、乘員安全系統(tǒng)(包括安全氣囊和座椅安全帶)、安全電子裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)部件, 工程緊固系統(tǒng)和零部件售后配換及技術(shù)服務(wù)。TRW 目前在中國(guó)擁有十二家子公司,員工兩千六百余人。總部設(shè)在上海。6.4 座椅系統(tǒng) 概述 座椅系統(tǒng)的安全性功能 座椅系統(tǒng)的安全性結(jié)構(gòu) 座椅系統(tǒng)的安全性能要求及試驗(yàn)方法 兒童安全I(xiàn)SOFIX國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)概述作用: 駕駛員的定位 乘員的支撐和并保持其行駛中平穩(wěn) 提高乘坐的舒適性 碰撞中保護(hù)乘員安全要求:結(jié)構(gòu)合理,使乘員
51、有良好坐姿和體壓分布有足夠的剛度和強(qiáng)度有良好的振動(dòng)特性人機(jī)工程良好的性?xún)r(jià)比座椅系統(tǒng)的安全性功能座椅系統(tǒng)的安全性功能:碰撞中保證乘員在生存空間之內(nèi);碰撞中保證乘員姿態(tài)與其他約束系統(tǒng)協(xié)調(diào)保護(hù)乘員。汽車(chē)尾部碰撞的保護(hù)。頭枕和座椅靠背對(duì)后部沖擊能量的吸收。座椅碰撞試驗(yàn)實(shí)車(chē)碰撞中兒童保護(hù)研究?jī)和踩螆D片兒童安全座椅圖片兒童安全座椅圖片兒童安全座椅圖片座椅系統(tǒng)的安全性結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成:座椅支撐坐墊調(diào)節(jié)裝置靠背頭枕帶加熱元件的座椅一般性設(shè)計(jì)座椅尺寸座椅角度最終坐姿體壓分布安全結(jié)構(gòu)骨架靠背坐墊頭枕調(diào)節(jié)裝置連接部件頭枕兒童安全座椅頭枕座椅系統(tǒng)的安全性能要求及試驗(yàn)方法體壓分布要求振動(dòng)特性要求剛度和強(qiáng)度要求
52、頭枕性能要求試驗(yàn)方法座椅試驗(yàn) 兒童安全I(xiàn)SOFIX國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)ISOFIX系統(tǒng)一種專(zhuān)為汽車(chē)用嬰兒和兒童安全座椅而設(shè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)錨固系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)包括三個(gè)主要內(nèi)容:包括位于汽車(chē)座椅靠背與坐墊之間可將嬰兒/兒童安全座椅與車(chē)體本身結(jié)合起來(lái)的兩個(gè)專(zhuān)用錨固點(diǎn)。參照這樣一種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制造汽車(chē)產(chǎn)品嬰兒/兒童安全座椅可以根據(jù)需要隨意被安裝或拆除。ISOFIX國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)于1999年出臺(tái)。 2000年以后,美國(guó)的法律已經(jīng)規(guī)定:所有在美國(guó)銷(xiāo)售的新車(chē)必須具有Isofix錨固點(diǎn),歐洲和其它國(guó)家也很快引進(jìn)類(lèi)似的法律規(guī)定。后向式安裝兒童安全座椅后向式安裝兒童安全座椅前向式安裝兒童安全座椅前向式安裝兒童安全座椅6.5 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述能量吸
53、收式轉(zhuǎn)向柱的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)幾種能量吸收式轉(zhuǎn)向柱概述要求:車(chē)身變形引起轉(zhuǎn)向柱向駕駛員的運(yùn)動(dòng)能量吸收駕駛員因慣性向轉(zhuǎn)向柱的運(yùn)動(dòng)能量吸收對(duì)策:一次碰撞:轉(zhuǎn)向中間軸隔絕碰撞能量二次碰撞:能量吸收式轉(zhuǎn)向柱吸收碰撞能量碰撞中的轉(zhuǎn)向柱駕駛員系統(tǒng)能量吸收式轉(zhuǎn)向柱的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)隔絕一次碰撞影響的對(duì)策伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸波紋管式轉(zhuǎn)向中間軸可斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向中間軸保護(hù)駕駛員免受二次碰撞傷害的能量吸收式轉(zhuǎn)向柱應(yīng)具備的性能: 正常行駛時(shí),有足夠的強(qiáng)度和剛度碰撞時(shí),能從車(chē)身結(jié)構(gòu)中脫離碰撞時(shí),轉(zhuǎn)向柱和中間軸可以壓縮能量吸收式轉(zhuǎn)向柱設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題能量吸收原理轉(zhuǎn)向柱安裝角度對(duì)吸能效果的影響能量吸收式轉(zhuǎn)向柱的主要參數(shù)幾種能量吸
54、收式轉(zhuǎn)向柱典型的安全轉(zhuǎn)向柱 網(wǎng)狀轉(zhuǎn)向柱 伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸6.6 儀表板設(shè)計(jì) 汽車(chē)顯示位置的劃分 儀表板的安全性設(shè)計(jì)汽車(chē)顯示位置的劃分儀表組合板前擋風(fēng)玻璃中間副儀表板汽車(chē)座椅后背儀表組合板動(dòng)態(tài)信息和監(jiān)控信息:車(chē)速、燃油量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度等。儀表發(fā)展:?jiǎn)为?dú)儀表組合儀表數(shù)字儀表與顯示器結(jié)合在一起的常規(guī)指針式儀表前擋風(fēng)玻璃由距離雷達(dá)或道路導(dǎo)航提示警告宜使用平視顯示器( Head Up Display), 簡(jiǎn)稱(chēng)HUD。 普遍運(yùn)用在航空器上。HUD是利用光學(xué)反射的原理,將相關(guān)資訊投射在一片玻璃上面。玻璃高度大致與駕駛員的眼睛成水平,投射的文字和影像調(diào)整在焦距無(wú)限遠(yuǎn)的距離上面,飛行員透過(guò)HUD往前方
55、看的時(shí)候,能夠輕易的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起。汽車(chē)上也逐漸采用。HUD是利用光學(xué)反射的原理,將相關(guān)資訊投射在一片玻璃上面。玻璃高度大致與駕駛員的眼睛成水平,投射的文字和影像調(diào)整在焦距無(wú)限遠(yuǎn)的距離上面,飛行員透過(guò)HUD 往前方看的時(shí)候,能夠輕易的將外界的景象與HUD 顯的資料融合在一起。汽車(chē)上也逐漸采用。彩色液晶顯示裝置構(gòu)成的HUD中間副儀表板狀態(tài)信息或帶有請(qǐng)求特點(diǎn)的操縱放置在中間副儀表板位置。設(shè)置中央顯示單元(信息系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng))和中央操縱單元(車(chē)載電話(huà)、車(chē)載影音、采暖空調(diào))。汽車(chē)座椅后背其他乘員所需的信息可放置在駕駛座副駕駛座后背上。儀表板的安全性設(shè)計(jì)安全性設(shè)計(jì)滲透在儀表板造
56、型、總布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)之中。組合儀表視認(rèn)性、儀表玻璃的反光、前方視野校核等將影響行車(chē)安全;加強(qiáng)管柱和安全氣囊的布置、內(nèi)部突出物等將影響碰撞安全。第 7 章 汽車(chē)碰撞試驗(yàn)技術(shù)7.1 概述7.2 碰撞試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)施7.3 數(shù)據(jù)采集與處理7.1 概述汽車(chē)碰撞試驗(yàn)研究主要有實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)、臺(tái)車(chē)碰撞試驗(yàn)和零部件臺(tái)架試驗(yàn)三種類(lèi)型。實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)是評(píng)價(jià)汽車(chē)安全性最直接和最有說(shuō)服力的方法,是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)必須進(jìn)行的試驗(yàn)。也是認(rèn)證的強(qiáng)制檢驗(yàn)項(xiàng)目。臺(tái)車(chē)碰撞試驗(yàn)是利用臺(tái)車(chē)模擬實(shí)車(chē)碰撞特性的試驗(yàn)。在臺(tái)車(chē)和剛性墻之間有緩沖裝置,調(diào)整緩沖裝置的力學(xué)特性模擬需要或?qū)嵻?chē)碰撞的減速度波形。零部件臺(tái)架試驗(yàn)可分為靜態(tài)臺(tái)架試驗(yàn)和
57、動(dòng)態(tài)臺(tái)架試驗(yàn)。靜態(tài)臺(tái)架試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)零部件在靜態(tài)載荷作用下的安全性能;動(dòng)態(tài)臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)零部件在沖擊載荷作用下的性能。碰撞試驗(yàn)類(lèi)型:固定壁碰撞 正面碰撞偏置碰撞實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)移動(dòng)壁碰撞 側(cè)面碰撞車(chē)車(chē) 追尾碰撞翻車(chē)臺(tái)車(chē)模擬動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)架模擬靜態(tài)模擬碰撞試驗(yàn)依據(jù)汽車(chē)安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),建立汽車(chē)碰撞試驗(yàn)的體系,其主要有兩方面構(gòu)成: 碰撞試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)施牽引裝置試驗(yàn)車(chē)、試驗(yàn)部件、試驗(yàn)零件假人數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備高速攝影機(jī) 數(shù)據(jù)采集與處理7.2 碰撞試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)施 碰撞試驗(yàn)試驗(yàn)方法 碰撞試驗(yàn)用假人 試驗(yàn)設(shè)施 碰撞試驗(yàn)試驗(yàn)方法實(shí)車(chē)試驗(yàn)實(shí)車(chē)試驗(yàn)的準(zhǔn)備:牽引裝置試驗(yàn)車(chē)假人數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備高速攝影機(jī)測(cè)量參數(shù)車(chē)輛參數(shù)乘
58、員(假人)參數(shù)固定壁試驗(yàn):正面剛性障礙全置碰撞正面偏置可變性障礙碰撞移動(dòng)壁試驗(yàn):側(cè)面可變性障礙碰撞、追尾碰撞車(chē)對(duì)車(chē):試驗(yàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)地試驗(yàn)翻車(chē):下落、平臺(tái)翻車(chē)實(shí)車(chē)試驗(yàn)類(lèi)型:車(chē)對(duì)車(chē):試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)實(shí)驗(yàn):等速正面等速 T型實(shí)地試驗(yàn):下落試驗(yàn)平臺(tái)翻車(chē)試驗(yàn)臺(tái)車(chē)碰撞試驗(yàn)沖撞型發(fā)射型臺(tái)架碰撞試驗(yàn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn):安全帶沖擊試驗(yàn)、座椅沖撞試驗(yàn)、假人沖撞試驗(yàn)等靜態(tài)試驗(yàn):車(chē)門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)、車(chē)頂強(qiáng)度試驗(yàn)等本田汽車(chē)安全技術(shù)碰撞試驗(yàn)用假人假人發(fā)展60年代美國(guó)用于飛行試驗(yàn)的假人VIP。1971年美國(guó)ARL公司開(kāi)發(fā)Hybrid I假人。1972年美國(guó)汽車(chē)界與FTSS公司開(kāi)發(fā)Hybrid II假人,并作為碰撞試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)假人。1976年GM公司
59、設(shè)計(jì)FTSS公司開(kāi)發(fā)Hybrid III假人。1980年美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)開(kāi)發(fā)了側(cè)面碰撞SID假人。1990年美國(guó)SAE和GM公司合作對(duì)SID假人改進(jìn)開(kāi)發(fā)了BIOSID側(cè)面碰撞假人。此外,歐洲汽車(chē)界開(kāi)發(fā)了側(cè)面碰撞EuroSID II假人。正面碰撞假人類(lèi)型 第50百分位Hybrid II和Hybrid III男性假人第95百分位Hybrid III男性假人第5百分位Hybrid III女性假人兒童假人: CRABI 6個(gè)月嬰兒假人兒童假人: CRABI 1歲嬰兒假人兒童假人: CRABI 18個(gè)月嬰兒假人兒童假人: CRABI 3歲兒童假人兒童假人: CRABI 6歲兒童假人兒童假人: CRABI
60、3歲兒童假人兒童假人: CRABI6個(gè)月大嬰兒假人六歲和九歲兒童假人九個(gè)月兒童假人剛出生嬰兒假人碰撞試驗(yàn)兒童假人碰撞試驗(yàn)兒童假人不同年齡段的試驗(yàn)假人不同年齡段的試驗(yàn)假人側(cè)面碰撞假人類(lèi)型 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)用側(cè)碰試驗(yàn)SID假人 歐洲標(biāo)準(zhǔn)用側(cè)碰試驗(yàn)EuroSID假人 TNO-10安全帶試驗(yàn)用假人(荷蘭按照歐洲法規(guī)開(kāi)發(fā))碰撞測(cè)試用假人各部位作用介紹Hybrid III和EuroSID II是由鋼鐵骨架支撐,橡膠皮膚覆蓋,體內(nèi)安裝有各種測(cè)試儀器和傳感器,每個(gè)假人的造價(jià)很高。EuroSID IIHybrid III頭部:假人的頭部是鋁制骨架,橡膠做為“皮肉”將其覆蓋,里面安裝了3個(gè)加速度傳感器,用來(lái)在碰撞中測(cè)試頭
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