汽车安全性能的影响因素及分析论文Word文档格式.docx

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车身结构、防抱死系统、驱动防滑转、碰撞吸能

1安全性能评价概述

安全性指标分为主动安全和被动安全。

1.1安全性能的概念

主动安全性是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。

主要取决于汽车的尺寸和整备质量参数、制动性、行驶稳定性、操纵性、信息性。

被动安全性是指汽车发生事故后，汽车本身减轻人员伤亡或减少货物受损的性能。

1.2安全性能评价指标

安全性评价指标通常说的是汽车的制动性，主要有以下评价指标

第一制动距离是衡量一款车的制动性能的关键性参数之一，它的意思就人们在车辆处于某一时速的情况下，从开始制动到汽车完全静止时，车辆所开过的路程。

第二制动时间一般指行驶中的汽车从开始刹车到汽车完全停下来所用的时间。

第三制动减速度反映了地面制动力的大小，与制动力和附着力有关。

第四制动效能亦称热衰退性长时间使用制动，制动器不可避免的升温，制动效能的恒定性主要指抗热衰退性。

2车身结构对汽车安全性能的影响因素

按照汽车受力情况，车身结构可分为半承载式、承载式和非承载式三种。

2.1半承载式车身对汽车安全性能的影响因素

半承载式车身是一种介于非承载式车身与承载式车身之间的结构形式，车身与车架使用焊接、铆接或者螺钉连接的，他拥有独立完整的车架，并且车架与车身刚性连接，载荷主要有车架承受，因此车身壳体可以承受部分载荷。

半承载式车身有部分的骨架如单独的支柱，拱形梁，加固件等，它们彼此连接或借蒙皮连接。

半承载式车身一般用于大客车。

半承载式车身为了避免避免非承载式车身相对于位移发出的噪声而设计的，但由于重量大，现在很少采用。

2.2承载式车身对汽车安全性能的影响因素

承载式车身没有车架，而车身已兼起车架的作用，将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受。

因此承载式车身和非承载式用途完全不同。

承载式车身的车身部分侧围、立柱、车顶都在承受地面、悬挂传过来的震动、压力，而非承载式只有底盘在承受这些。

优点是无车架，减轻整车质量；

结构不影响车厢内部空间，车身高度降低，上下车方便；

适合轿车、小车，以及城市SUV这种混种车，比较轻、省油；

重心较低，公路行驶平稳，整体式车身比较安全。

缺点是传动系统和悬架的震动和噪音会直接传入车内，需采取防震和隔声措施；

底盘强度远不如大梁结构的车身，当四个车轮受力不均匀时，车身会发生变形；

制造成本偏高；

只适合在良好的路况上行驶，不良路面的通过性差，凹凸的路面可能造成拖底。

承载式车身最大优点莫过于重量轻，而且重心较低，车内空间利用率也比非承载式车身结构更高，所以在家用轿车领域已经取代了非承载式车身结构。

但承载式车身的抗扭刚性和承载能力相对较弱，所以在越野车和载重货车领域还是非承载式车身的天下。

2.3非承载式车身对汽车安全性能的影响因素

非承载式车身是指车架承载着整个车体，发动机、悬挂和车身都安装在车架上，车架上有用于固定车身的螺孔以及固定弹簧的基座的一种底盘形式。

优点是车身强度高，钢架能够提供很强的车身刚性，所以在走颠簸路面时更平稳舒适一些；

有独立的大梁，底盘强度较高。

一般用在货车、客车和越野吉普车上。

四个车轮受力再不均匀，也是由车架承担，而不会传递到车身上去；

车身和车架是采用弹性元件联接的，具有一定的缓冲减震作用。

在公路上行驶的时候，会感到比较平稳。

缺点是遇到危险的时候，厚重的底盘，也会对相对薄弱的车身产生致命威胁；

重量大，车架本身就很重，用的钢材多，成本也相对较高；

汽车质心高。

车架有边梁式、钢管式等形式，其中边梁式是采用最广泛的一种车架。

非承载式现在主要应用于越野车，如奔驰G级、吉普牧马人、丰田普拉多等，硬派的城市SUV如荣威W4、长城H4、陆风X8。

3碰撞吸能区对汽车安全性能的影响因素

由于汽车碰撞安全法规是指导汽车碰撞安全性设计与改进的依据，改善碰撞安全性的措施一般都瞄准如何直接和间接地降低法规所规定地伤害指标这一总目标。

纵观国内外现有技术状况，汽车碰撞安全措施主要可分为两类一汽车结构缓冲与吸能措施；

二车内乘员保护措施。

3.1碰撞吸能区

碰撞吸能区的概念是梅塞德斯·

奔驰在20世纪50年代首次提出来的。

其设计为在发生撞击时车身发生逐渐变形，以吸附事故中产生的绝大部分的撞击能量。

车身改为这种可以变形的设计后，乘员所承受的强烈的撞击力就可以大大减小。

车身结构件就是通常所说的“梁”。

车身结构件隐藏在车身覆盖件之下，对车身起到支撑和抗冲击的作用，分布在车身各处的钢梁是车身结构件的一种。

典型的车头处钢梁由钢板围成一个闭合断面结构，钢板的厚度和材质规格都要比车身覆盖件高很多，而且为了在碰撞时有效吸收撞击能量，这些钢梁还会将不同强度的钢材焊接在一起，形成有效的溃缩吸能区。

还有一些钢梁不一定是闭合断面结构，它们在尽量轻量化的原则下被设计成各种不同形状以承受特定方向上的力。

汽车车身结构几乎都是由薄壁金属件构成，在发生碰撞时，受到强烈撞击的薄壁构件会发生塑性变形，这种塑性变形本身伴随着碰撞能量的吸收。

因此，车辆结构的碰撞吸能设计很大程度上是薄壁件的碰撞性能设计。

与一般的吸能元件不同，薄壁构件的碰撞吸能除了与本身的材料有关外，还与焊点、材料壁厚、横截面以及预变形密切相关。

薄壁构件的形成是通过对金属薄板进行冲压、弯折等冷加工变形后，再通过焊点连接而构成，焊点断开或焊点处材料撕裂能够有效的吸收碰撞动能，当焊点强度过低则会严重影响薄壁构件对碰撞能量的吸收。

在设计碰撞吸能用的薄壁构件时，为了不影响其撞击吸能特性，应尽量避免焊点在碰撞过程中过早的脱开。

一般情况下，焊点的开裂与以下因素有关

焊点强度包括法向拉脱力FNS与切向剪切力FTS。

当焊点实际受力与FNS及FTS满足一定的关系时，焊点就会开裂。

焊接形式主要是指焊接形式，不同的焊接将导致截面承受碰撞的能力各不相同。

薄壁构件的壁厚与碰撞吸能是直接相关的，对于同样模式的变形，变形所吸收的能量与壁厚之间式指数增长的关系。

在结构设计中，壁厚的选择必须与实际情况相适应，壁厚太小容易变形，但可能不具备足够的吸能能力，而壁厚过大又不易变形吸能。

3.2安全区与缓冲吸能区的关系

“一次碰撞”在很大程度上决定了“二次碰撞”的剧烈程度，因此“一次碰撞”对人体损害有很大影响。

控制好“一次碰撞”，对减少人体损伤有重要意义，合理设计汽车结构的缓冲与吸能特性是控制好“一次碰撞”的关键。

3.3部分吸能区域

仅从乘员不被汽车碰撞变形后产生挤压受伤的角度看，乘员安全区在碰撞中的变形越小越好。

要使乘员安全区变形小，就要求缓冲吸能区有较大的总体刚度，但缓冲吸能区的刚度过大又会影响汽车的缓冲吸能性能。

从缓冲吸能角度看，缓冲吸能区的刚性应足够小，变形应足够大，这就导致了乘员安全区变形小与缓冲吸能区变形大的矛盾。

3.4缓冲吸能区的特点

为解决这一矛盾，缓冲吸能区必须设计成“外柔内刚”式的结构，即缓冲吸能区与乘员安全区交界处设计成具有较大刚性的结构，而在缓冲吸能区外围设计成具有较小刚性和较好缓冲吸能的结构。

由于汽车的结构特点所限，缓冲吸能区抗侧向和上方的碰撞能力较差，而抗前撞和尾撞的能力相对较好。

4主动安全装置对汽车安全性能的影响因素

汽车主动安全性是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。

主要取决于汽车的总体尺寸、制动性、行驶稳定性、操纵性、信息性以及驾驶员工作条件操作元件人机特性、座椅舒适性、噪声、温度和通风、操纵轻便性等。

此外，汽车动力性特别是超车的时间和距离也是很重要的影响因素