引入
新课
小结
作业
操纵稳定性的评价指标
侧偏特性的定义
汽车稳态转向特性的类型
汽车转向特性的影响因素
转向轮摆振的形成原因及防治措施
第五章 汽车的安全性
安全问题的分类：
主动安全：汽车能帮助驾驶员在所有交通状况下尽可能避免事故的能力。
被动安全：汽车在发生不可避免的事故时，尽可能减轻人员伤害和货物损失等不良后果的能力。
⏹ 车外被动安全：事故发生时能减轻对事故所涉及的其他人员和车辆的损害。
⏹ 车内被动安全：要求事故发生时能减小乘员伤亡和货物受损的概率。
5.1 碰撞特性及人体损伤机理
5.1.1 碰撞特性
1、碰撞形态分类：正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞
2、碰撞事故造成伤亡人员的分类：车内乘员、车外行人。
3、一次碰撞和二次碰撞：
一次碰撞：汽车与行人或障碍物的碰撞。
二次碰撞：由于惯性作用而造成的人体与车内部件的碰撞。
5.1.2 人体损伤机理
1、人体损伤分类：
机械损伤：人体在外界直接的碰撞载荷作用下产生的内伤和外商；
生物损伤：碰撞所导致的加速度作用下人体某些部位功能损伤；
心里损伤：碰撞过程对人的心理造成的惊慌和恐惧感等。
２、乘员在碰撞过程中受到损伤的主要原因
碰撞过程过分剧烈
碰撞过程中乘坐室外部刚硬物体侵入乘坐室内部；
碰撞过程中变形太大以致乘员缺乏生存空间而伤亡。
３、人体的耐伤害程度
１）定义：人体能够忍受的外来力或加速度的界限。
２）举例
人体能承受的最大减速度为４９０ｍ／ｓ２，且作用时间越长，所能忍受的最大减速度值越小。
正面碰撞时，人体胸部撞击转向盘或仪表板，这时胸部受到的合成加速度界限应小于６０ｇ（持续３ｍｓ），胸部挤压变形量界限应小于７６ｍｍ；
大腿骨的髋关节处若轴向载荷超过１０ｋＮ，将会导致骨折。
５.２　安全车身结构
１、被动安全对策分类：安全车身结构、乘员保护系统。
２、安全车身结构设计基本思想
汽车的安全性利用车身的前、后部有效地吸收撞击能量，驾驶室要兼顾可靠、确保乘员有效地生存空间。
小知识：
良好的能量吸收性：指汽车前部结构要尽可能多地吸收撞击能量，使作用于乘员身上的力和加速度降到可以承受的范围内；并控制受压各部件的变形形式，防止车轮、发动机、变速器等刚性部件侵入驾驶室。
5.2.1 低速碰撞安全结构
1、目的：
保护行人和骑车人的安全，降低对他们的伤害程度；
保护汽车重要部件免遭损坏，节约因撞车造成的维修费用。
2、措施
1）保险杠安全措施：吸能式保险杠。
          （由保险杠外板、吸能体、骨架组成）
小知识（１）：
● 保险杠作用：是吸收缓和外界冲击力，防护车身前后部的安全装置。
● 保险杠材料：二十年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主。目前轿车的前后保险杠兴用了塑料。
● 保险杠结构：
✓ 外板和吸能体用塑料（大体上使用聚脂系和聚丙烯系两种材料）制成。
✓ 横梁用厚度为1.5毫米左右的冷轧薄板冲压而成U型槽；
✓ 外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝联接，可以随时拆卸下来。
● 小知识（２）
● 车身材料：高强度钢板
现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右
● 低碳合金强度钢板类别：含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板
● 外板材料：含磷冷轧钢板
● 冷轧钢和热轧钢区别：轧钢终止温度。冷轧薄钢板优不存在热轧常出现的麻点和氧化铁皮等缺陷，表面质量好、光洁度高。
● 含磷冷轧钢板优点：
具有较高强度，比普通冷轧钢板高15％～25％；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能。
２、发动机罩、风窗玻璃等安全结构：
１）发动机罩和散热器罩采用吸能结构。
２）风窗玻璃框外部设计成软结构：使用缓冲垫
      　“二次碰撞”中起重要作用
３）采用救助网
        对“三次碰撞”的防护
４）防止车外凸出物对行人的伤害：
车身设计时，尽量把门首等设计成内凹式，采用具有缓冲结构的后视镜。
５.２.２　正面碰撞车内安全结构
１、主要措施：
利用汽车前部的压溃变形吸收能量，以缓解碰撞加速度
小知识：
汽车前部构件的碰撞能量主要依靠物件的弯曲变形和压溃变形来吸收。
加固车身驾驶室结构，保证乘员有足够的生存空间；
● Ｓ形纵梁、Ｙ形纵梁、波纹筒状纵梁）
● 采取相应措施使压溃变形小的发动机等向下转移
● 在车轮后面安装防护装置，防止车轮侵入驾驶室
● 不同的悬架，采取不同的措施
利用安全带、安全气囊等安全保护装置。
２、后面碰撞的吸能
与前面碰撞基本相同，重点是防止燃油箱的损坏。
５.２.３　侧面碰撞安全结构
一、措施：
1、 车门、门槛、立柱均设计成刚性结构；
2、 采用防侧碰安全气囊
二、指导思想：
将侧碰力有效地转移到车身具有保护作用的梁、柱、地板、车顶等部件，是撞击力被这些部件分散。
5.1.3 汽车乘员保护系统
作用：减少“二次碰撞”的主要措施。
保护措施：安装安全带（安装+提高固定强度）、安装安全气囊、可折叠的吸能转向盘软化、膝部的缓冲垫软化、车内饰件软化
5.3.1 安全带
1、作用：是在汽车发生碰撞时，将乘员的身体约束在左翼上避免乘员身体冲出座椅与车内部件发生“二次碰撞”，从而使伤亡减小到最低程度。
2、分类：
二点式安全带（包括腰带和肩带两种）、三点式、全背带式
3、 组成
织带、卷收器、带扣、调节件
小知识：
当汽车以50km/h碰撞时，安全带必须吸收相当于从四层楼上自由下落时所产生的动能。
4、《汽车安全带性能要求和试验方法》
5.3.2 安全气囊
5.3.3 安全转向系统
1、设备：能量吸收式转向柱
2、作用：除了能满足转向柱常规的功能外，在汽车发生正面碰撞时，还能够有效地吸收碰撞能量。
3、保护阶段：隔绝“一次碰撞”，吸收“二次碰撞”
小知识
隔绝：当发生碰撞，碰撞力达到一定值时，转向中间轴（可伸缩式、波纹管式、可断开式）伸长、压缩、弯曲或断开。
吸收：材料的弯曲、变形、接触摩擦、剪断、拆断等。
4、 转向柱安装角
一般在21度~23度吸能缓冲效果最佳，要求转向柱的可压缩行程在150mm以上，最小临界压缩力约为11.1~2.5kN。
5.3.4 座椅系统
1、座椅安全性定义：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
2、作用：
减轻驾驶员及乘员的疲劳来满足主动安全性要求。
与安全带、安全气囊一起在对乘员定位的同时缓解碰撞的程度，使乘员的损伤指标达到最小。
3、组成：骨架、坐垫、靠背、头枕、调节装置及与车身相连接的固定部件等。
小知识：
头枕是一种用以限制乘员头部相对于躯干向后移位的弹性装置
5.4 汽车碰撞安全法规及碰撞试验
5.4.1 我国汽车碰撞安全法规
5.4.2 汽车碰撞试验
1、组成：
实车碰撞试验（最直接、最有说服力）、
台车碰撞试验（利用台车来模拟）
零部件碰撞试验（分动态台架试验和静态台架试验）
2、 实车及台车碰撞试验设备
✓ 牵引装置（驱动装置）
✓ 牵引小车或台车：牵引实车加速并在加速中导向
✓ 导向装置：一般为轨道盒滑轮机构。
被动安全和主动安全
“一次碰撞”和“二次碰撞”
被动安全对策之安全车身结构
被动安全对策之乘员保护系统
安全试验
作业１２（Ｐ１０６）
课后习题：１、５、６、８
提问
提问：
对汽车安全有何理解？
举例：
正面碰撞和正斜碰撞形态约占40%。
举例：表5-2
提问：
安全气囊和安全带是为了防止一次碰撞还是二次碰撞？
举例
  　Ｐ９３
５.２.１重点
举例：
安全结构设计思路
行人伤害“三步行”
1、 和保险杠“一次碰撞”产生的下肢伤害；
2、 与发动机罩、风窗玻璃等“二次碰撞”的伤害。
3、 与地面“三次碰撞”的伤害。
难点
提问：
采用塑料有何优点：
实现了汽车质量的轻量化。
发生低速碰撞时，对行人起到保护作用。
见图５－７
见图５－８
提问：
门把手设计成内凹式的优点？
举例：
１、压溃变形作用
缓冲吸能装置,使汽车在即将发生碰撞前的瞬间增加缓冲吸能距离
２、９５页
强调：
侧面碰撞车身变形空间小，故危险性高。
举例：
P97
图5-13
举例：
全背带式主要应用于赛车上。