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汽车被动碰撞安全技术研究
作者：吴华杰
来源：《企业科技与发展》2019年第04期
【摘要】随着社会经济的不断发展，大众生活水平不断提升，社会各界人士开始高度关
注汽车被动安全技术问题。汽车驾驶安全是每一个用户在购车过程中都会询问的问题，每年频发的汽车交通安全事故会造成大量的人员伤亡和财产损失，不利于整个社会和谐稳定的发展。对此，汽车厂商必须加强对汽车被动碰撞安全技术的创新研究应用，结合汽车不同碰撞安全事故，有针对性地采取安全防范措施，全面提高用户驾驶汽车安全保障水平。文章对汽车被动碰撞安全技术展开分析与探讨。
【关键词】汽车;被动碰撞;安全技术;应用
【中图分类号】U461.91 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）04-0081-02
0 引言
在经济全球化发展下，我国汽车产业发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。随着生活
质量的提升，人们对于高质量汽车的需求越来越大。为了缓解交通安全管理工作压力，保障汽车用户自身生命安全和财产安全，汽车制造商必须优化升级汽车被动碰撞安全技术，最大限度地提升汽车安全保护性能水平，确保将车辆内人员与外部人员损失降到最低，从而促进整个社会交通管理工作稳定地发展。
1 汽车被动碰撞安全技术发展概况
汽车被动碰撞安全技术是指当车主在驾驶汽车发生事故后，为了避免或者降低车上乘客
受损伤程度的一种先进安全技术。在当前汽车市场上，汽车制造厂商在车子制造过程中广泛应用的被动安全技术主要包括安全气囊、胶质强化风挡玻璃、激光焊接车身、吸能车身及安全头枕等。
;（1）安全气囊。安全气囊是现代品牌汽车不可缺少的一项安全保护技术，它的作用是在汽车发生被动碰撞事故后减小由于惯性力造成的对汽车内部乘客的生命危害。汽车安全气囊的生产加工主要是通过运用带橡胶衬里的特種织物尼龙，然后往封闭空间里面加入适量的惰性气体，一旦汽车在行驶过程中发生激烈碰撞，安全气囊就会在短时间爆开并充满惰性气体，这能够起到缓冲车内人员的撞击作用，避免车内乘客受到严重的冲撞伤害。根据国家汽车安全技术标准要求，市场上的绝大多数车型最少要安装设置两个正面安全气囊。
;（2）胶质强化风挡玻璃。在汽车制造生产中，通过采用胶质强化风挡玻璃，能够确保在汽车发生被动碰撞后风挡玻璃破碎不会对车内乘客生命造成巨大的伤害。汽车制造商在传统汽车制造生产中采用的是钢化玻璃，这种玻璃一旦发生猛烈撞击破碎后就会形成大量裂纹，从而
汽车碰撞与安全研究 车辆工程陈国强 摘要：汽车的碰撞安全性问题是当今世界汽车工业亟需解决的一大难题，提高汽车碰撞性能的最基本的途径是发展汽车碰撞安全性设计与改进技术。文中主要介绍了汽车碰撞技术的发展现状，国内外相关的法规，并对汽车碰撞安全性的设计方法，如经验法、解析法、多刚体动力学法、试验法以及有限元方法进行了归类和总结。 关键词：汽车碰撞；安全；现状与发展 Abstract: Vehicle passive safety issue is a big and urgent problem for world-wide automobile industry to solve as soon as possible. The basic approach of protecting people from being hurt or killed in an accident is to improve crashworthiness of vehicles. This paper starts with discussing theories and methods for vehicle passive safety design, which included experiential methods, analytic methods, multi-body dynamics methods, crash test methods and the finite element method. Key words: Auto collision; safety; current conditions and development 0 引言 科学技术的发展，汽车己经成为人们生活中必不可少的交通工具。而在汽车交通事故中每年的死伤人数，常常超过世界的局部战争，交通事故已经成为人类社会的重大公害之一。从全世界的统计数字来看，每年因道路交通事故而死亡的人数已高达50多万人[1]。与世界其他各国相比，我国的汽车总拥有量只占5%，而交通事故死亡人数却占100%[2]，并且碰撞事故中的死亡率也大大高于欧美、日本等工业发达国家，其中除了人为的因索外，车辆本身的碰撞安全性达不到要求是一个重要因素。因此，汽车的碰撞安全性问题，已成为近十多年来汽车工业的主要研究问题和攻关方向，世界各发达国家都对汽车碰撞安全性做出强制性要求，并建立了各自的法规。 1 汽车碰撞国内外法规 最早的汽车碰撞安全性法规诞生于60年代中期的美国[3]，在此之前，世界上并没有任何对车辆的碰撞安全性能进行要求限制的法规，一些有关汽车碰撞安全性问题的研究主要是依赖于汽车生产厂家的自觉性及对公众的责任感。1965年，美国汽车工业部门拨款一千万美元给密西根大学建立公路交通安全研究所[4]。1966年，设立了运输部，并颁布了公路安全法规和国家交通与汽车安全法规，其中的汽车安全法规即著名的FMVSS系列法规[5]，它提
汽车安全性研究1.1汽车被动安全性研究的意义与现状 研究的意义1.1.1近年来我国的汽车工业飞速发展，汽车保有量迅速增加， 这同时也导致了 与汽车相关的各种事故的迅猛增长。根据国家安全生产局发布的全国安全生产形势通报，2002年全国共发生各类安全事故107. 3万起，死亡13. 9万人。其中，道路交通事故77. 3万起，占全部的72%，死亡10. 9万人，占全部的78% , 56. 2万人受伤，直接经济损失33. 2亿元。2003年我国一共发生交通事故607507起，总伤亡人数为598546人，其中侧面碰撞占32％，因侧面碰撞而造成的人员伤亡占31.1％2006年，全国共发生道路交通事故378781起，造成89455人死亡、。431139人受伤，直接财产损失14.9亿元。与2005年相比，事故450254起，死亡人数98783人，受伤人数469911人，直接财产损失18.9亿元。汽车交通安全已经成为公共安全问题中举足轻重的部分。从世界范围来看，我国汽车保有量只占全世界的1.9%，但我国交通事故死亡人数却占全世界的15%左右。可见汽车安全性研究在我国的重要性。大量交通事故的发生，无数生命的代价换来民众、生产厂商和政府部门对汽车安全性的重视并开始采取各种措施来减少人员及车辆的损失。通过提高汽车安全性能，达到事故无法避免时“车毁人不亡，车损人不伤”。[1] 汽车被动安全性是汽车最为重要的一项整车性能指标，人们一直致力于汽车安全性的研究和安全技术的开发。汽车工业发达的国家如美国、日本，随着汽车安全性研究的深入和安全法规的贯彻，虽然汽车保有量在增加，但交通事故的死亡率大大降低，成效十分显著。这证明了先进的安全技术可以降低交通事故的发生率及减少财产的损失。我国目前已进入交通事故多发期，而且汽车安全水平落后，这已经成为阻碍我国交通运输业和汽车工业进一步发展的主要因素之一，因此开展汽车被动安全性研究是十分必要和紧迫的。为了促进这一领域的研究工作，中国汽车被动安全技术专业委员会于1995年9月成立，标志着我国汽车被动安全性研究工作走上系统化和正规化的发展道路。而2000年1月1日，CMVDR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》的实施则标志着我国的碰撞法规正逐渐与国际接轨。 1.1.2研究现状 目前，国内外有关汽车被动安全性的研究主要围绕汽车抗撞性和乘员约束系统两方面开展，具体表现为以下几点： 1.1. 2.1车身结构抗撞性 是汽车问世以来最重要的研究课题之车身结构抗撞性研究提高汽车安全性，一。车身是安装悬挂部件的基础，其坚固可靠可为行车安全提供必要的条件。在实际的新车开发中，应以此为目标，努力实现车身结构高强度化。然而，车身能够直接发挥的最大作用还是提高整车的安全性。为此车身应有如下功能：（1）为了尽量缓解乘员受到的冲击，必须尽可能缓和吸收车辆和乘员的运动能
汽车碰撞安全法规大全（中文版） 中国篇 乘用车正面碰撞的乘员保护（GB 11551-2003） 汽车侧面碰撞的乘员保护（GB 20071-2006） 乘用车后碰撞燃油系统安全要求（GB 20072-2006） 防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定（GB 11557-1998） 汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法（GB 15083-2006）汽车安全带固定点（GB 14167-2006） 汽车前、后端保护装置（GB 17354-1998） C-NCAP 前部正面刚性壁障碰撞试验方法 C-NCAP 前部偏置碰撞试验方法 C-NCAP 侧面碰撞试验方法 C-NCAP 评分方法 欧洲篇 防止汽车碰撞时转向机构对驾驶员伤害认证的统一规定（ECE R12） 关于汽车安全带安装固定点认证的统一规定（ECE R14） 关于车辆座椅、座椅固定装置及头枕认证的统一规定（ECE R17） 关于车辆内部安装件认证的统一规定（ECE R21） 关于后面碰撞汽车结构特性认证的统一规定（ECE R32） 关于正面碰撞汽车结构特性认证的统一规定（ECE R33） 关于车辆火险预防措施认证的统一规定（ECE R34） 关于汽车前后端保护装置（保险杠等）认证的统一规定（ECE R42） 关于车辆正面碰撞乘员保护认证的统一规定（ECE R94）
关于车辆侧面碰撞乘员保护认证的统一规定（ECE R95）EuroNCAP 前部碰撞试验方法 EuroNCAP 侧面碰撞试验方法 EuroNCAP 侧面撞柱评估标准 EuroNCAP 车辆对乘员颈部保护的动态评估试验方法EuroNCAP 行人保护试验方法 EuroNCAP 儿童保护评估方法 EuroNCAP 评估方法与生物力学极限 GTR 行人保护法规 EC 行人保护法规 北美篇 内饰件碰撞特性要求及试验方法（FMVSS 201） 头枕的碰撞保护（FMVSS 202a） 转向机构对驾驶员的碰撞保护（FMVSS 203） 对方向盘后移量的要求（FMVSS 204） 座椅系统（FMVSS 207） 乘员碰撞保护（FMVSS 208） 乘员离位（OOP）保护（FMVSS 208） 儿童约束系统要求（FMVSS 208） 安全带安装固定点认证的统一规定（FMVSS 210） 儿童约束系统（FMVSS 213） 侧面碰撞保护（FMVSS 214）
汽车安全对于车辆来说分为主动安全和被动安全两大方面。主动安全就是尽量自如的操纵控制汽车。无论是直线上的制动与加速还是左右打方向都应该尽量平稳，不至于偏离既定的行进路线，而且不影响司机的视野与舒适性。这样的汽车，当然就有着比较高的避免事故能力，尤其在突发情况的条件下保证汽车安全。被动安全是指汽车在发生事故以后对车内乘员的保护，如今这一保护的概念已经延伸到车内外所有的人甚至物体。由于国际汽车界对于被动安全已经有着非常详细的测试细节的规定，所以在某种程度上，被动安全是可以量化的。 汽车安全之主动安全设备篇 盘式制动器 盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动，制‘动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧，分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。 盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，以加速通风散热和提高制动效率。 防抱死制动系统(ABS) ABS是Anti-lockBrakingSystem缩写。世界上最早的ABS系统是首先在飞机上应用的，后来又成为高级轿车的标准配备，现在则大多数轿车都装有ABS。 众所周知，刹车时不能一脚踩死，而应分步刹车，一踩一松，直至汽车停下，但遇到急刹时，常需要汽车紧急停下来，很想一脚到
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2394-61 基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全 性分析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、引言 长期以来，轿车安全性能一直是汽车工业界非常关注的课题。用实车碰撞试验可测定轿车安全性能，但因其需在实物样机上安装各种测试设备，进行实地试验，成本高、时间长，所以探索新的试验方法一直是汽车工业界所追求的目标。随着计算机技术的发展和各种应用软件的出现，人们可以用计算机来模拟轿车碰撞试验。利用虚拟现实技术设计的汽车虚拟试验场可逼真地实现试验过程，通过交互改变汽车设计参数、试验道路环境，可以验证设计方案，从而达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。与传统的实车试验相比，应用虚拟试验场具有快速、逼真、可重复性等特点，可无危险、无损坏地进行碰
车辆被动安全性研究现状及发展 武汉理工大学乔维高 [摘要]本文在阐述了国内外道路交通和车辆安全现状的基础上，介绍了 目前车辆被动安全性研究的状况和主要研究方法，并针对我国道路交 通的特点，提出我国车辆被动安全性的研究特点和研究方向。 [关键词]车辆，被动安全，碰撞 1、前言 随着汽车保有量的增加，道路交通事故逐年上升已成为全球范围内的一大公害。以美国为例，1965年由于2000万辆汽车引起的交通事故的死亡人数为4.9万人，伤180万人。1994年，因公路交通事故死亡的人数达43536人，约占各种事故造成死亡人数总和的一半。就交通事故造成的经济损失而言，美国1965年为85亿美元，占国民生产总值的1.2%，1975年为144亿美元，1985年为825亿美元。在欧洲，据1997年10月9日欧洲交通部长会议公布的统计数字，平均每年有45,000人死于汽车交通事故。另据报道，法国30年间因车祸死亡40万人，受伤300万人。法国政府每年为交通事故而付出的抚恤金和处理毁坏车辆的费用高达几百万法郎。韩国平均每万辆车因交通事故造成丧生的人数超过了发达国家的10倍，其经济损失占国民生产总值的2.5%，占国家预算的11%。德国、日本、意大利、英国每年因车祸死亡的人数分别大约为2.7万人、9千余人、9千余人和6千余人。 汽车诞生至今的110多年时间内，全世界死于汽车交通事故的总人数达到3100万人以上，是第一次世界大战死亡人数的两倍，比第二次世界大战死亡人数的一半还多。据研究表明，全世界范围内每年因汽车交通事故死亡的人数为70万人，受伤人数为1500万人，其中500万人需要住院治疗，而且预计本世纪开始不久伤亡人数将增加一倍。由此所造成的巨大经济损失和给上千万个家庭带来的灾难以及残疾人口的增长引发的社会问题已经日渐严重。 全世界汽车保有量约6亿多辆，我国仅占1.6%，而每年死于交通事故的人数却占全世界的1/9。1999年，我国公安交通管理部门共受理道路交通事故近41.5万起，其中有8.3万多人死亡, 28.6万多人受伤, 直接经济损失达21亿多万元。根据对1990—1996年我国与美国、日本、德国、英国、法国交通事故万车死亡率比较，发达国家汽车保有量在逐年增加，而交通事故死亡人数却逐年减少，万车死亡率很低（大约在1.5—3.5之间）。与发达国家相比，我国交通事故死亡人数也在
被动安全技术 据美国公路交通安全署的估计，安全气囊自29世纪80年代应用以来，在美国已经挽救了数以万计的生命。 福特汽车公司进一步扩展了被动安全性的思想。 a)正在探索的发动机罩安全气囊是在初始碰撞中为行人提供保护的一种方式。这种气囊可为中等以上身材的成年人提供腿部和臀部保护，为矮小身材的成年人及儿童提供胸部和头部保护； b)前围安全气囊可在风窗底部提供二次保护，有助于减少在初始碰撞中被甩到车内壁上的行人头部受伤的危险； c)研究人员发现，尽管铝与钢具有不同的性质，但通过采用恰当的设计和工艺，可以达到与钢相同的抗撞性能，包括变形和参量吸收的程度。大型车辆减轻质量之后，在与较小型的汽车相撞时就会具有更好的相容性。 2.1外部安全气囊 福特汽车公司的行人安全车采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的新颖的安全气囊。这两种气囊一个是发动机罩气囊；一个是前围安全气囊。两者配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。 发动机罩气囊在保险杠上方紧靠保险杠处开始展开。碰撞前由一个碰撞预警传感器激发，50-75ms内完成充气。充气后的安全气囊约有1371mm宽、558mm高、127mm厚。在前照灯之间的部位展开，由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。气囊的折叠模式和断面设计
保证了气囊展开时能与汽车前端的轮廓相合。 格棚与发动机罩下部区域在没有气囊覆盖的情况下可能造成中等以上身材的成人和儿童胸部和头部受伤。 发动机罩气囊保持充气状态时间可达数秒钟，而车内气囊保持充气状态的时间不超过100ms。 发动机罩气囊还可在一种特殊形式的车与车碰撞中可为乘员提供保护。当汽车侧面受到另一部件撞击时，车内乘员的头部可能会被撞过来的汽车发动机罩碰伤。此时，发动机罩气囊就可以为这个危险的部位提供一个缓冲。 前围气囊系统的作用是提供二次碰撞保护，防止乘员被甩到发动机罩上后头部被风窗底部碰伤。该系统包括两个气囊，各由汽车中心线向一侧的A立柱延伸，每个前围气囊宽约686mm，高约305mm，厚约127mm。气囊由传感器探测到行人与保险杠发生初始碰撞后触发。 在行人翻到发动机罩上滚向风窗这段时间内，大约是100ms的时间，气囊将完成充气，充气之后，两个气囊沿风窗低部将左右A立柱之间的汽车整个宽度完全覆盖，不仅盖住了风窗玻璃底部，还盖住了刮水器摆轴与发动机罩支座等致命的“硬点”。不过，气囊不会完全封住驾驶员的视线。 由于前围气囊所用的碰撞传感器比较简单，有望比发动机罩气囊更早投产。发动机罩气囊的碰撞预警探测相当复杂，正在进行广泛的研究，以确定启动两种气囊系统的最佳方式。
全球汽车安全碰撞实验 详细介绍及安全常识 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
（一）碰撞指标查询系统 1. 欧洲评鉴协会Euro-NCAP （1）NCAP碰撞简介 衡量性能好不好，不能由自己说了算，要经过试验验证。其中“碰撞性能试验”就是主要项目之一，也是人们最关注的试验项目，因为车祸大部分都是碰撞，这个测试结果基本反映了对乘员和行人的程度。 美国、欧洲和日本都制定了相关的乘员碰撞保护法规。例如美国国家公路交通管理局(NHTSA)颁布的FMVSS208《乘员碰撞保护》法规、欧盟重新修订的《正面碰撞乘员保护》法规、日本运输省颁布的TRAIS11-4-30《正面碰撞的基准》法规等，定期对本国生产及进口进行正面碰撞或侧面碰撞进行性试验，以检查内驾驶员及乘员在碰撞时的受伤害程度。但是，这些法规仅是这些国家或区域国家政府管理部门对产品性的最低要求，而生产企业追求的却是行业上公认的NCAP(New Car Assessment Program)，中文称为评估计划。它是一个行业性组织，定期将 企业送来或者上出现的进行碰撞试验，它规定的实车碰撞速度往往比政府制定的法规的碰撞速度要高，从而在更严重的碰撞环境下评价车内乘员的伤害程度，根据头部、胸部、腿部等主要部位的伤害程度将试验车的性进行分级。尽管NCAP 不是政府强制性实验，但由于它代表性广泛，标准科学，试验严格，组织公正，直接面向消费者公布试验结果，通过碰撞测试向消费者表示什么是的或是最的。
因此各大企业都非常重视NCAP，把它作为开发的重要评估依据，在NCAP试验取得良好成绩的，也将试验结果作为产品推广的宣传内容。 NCAP最早出现在美国，随后欧洲和日本等国都制订了相关的NCAP。其中欧洲的NCAP(European New Car Assessment Program)最具影响力和代表性。它由欧洲各国联合会、政府机关、消费者权益组识、俱乐部等组织组成，由国际联合会(FIA)牵头。欧洲NCAP不依附于任何生产企业，所需经费由欧盟提供，不定期对已上市的和进行碰撞试验，每年都组织几次。 欧洲NCAP的碰撞测试有两个基本项目，即正面和侧面碰撞。正面碰撞速度为64公里/小时，侧面碰撞速度为50公里/小时。在车辆碰撞时邀请生产企业直接参与以示公正性，还允许其产品有两次碰撞机会，当获知初次碰撞结果不理想时，会对产品进行改进或安装装置，再进行第二次碰撞，以获得最好的成绩为准。 NCAP的碰撞测试成绩通过星级(★)表示，共有五个星级，星级越高表示该车的碰撞性能越好，达到33分为满分。 （2）欧洲NCAP碰撞测试项目详解 ①NCAP正面碰撞测试标准详解
汽车主被动安全系统综述 交通工程081班周莹081203029 一、摘要：随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。主要介绍了预紧式安全带，乘员头颈保护系统(WHIPS), 儿童安全座椅, 安全气囊, 安全车身,并对其现状和发展趋势做了详细描述。 二、关键词：被动安全系统，WHIPS，儿童安全座椅，安全气囊，安全车身，现状，趋势 三、正文： 1、汽车被动安全系统概述 简单说，所谓被动安全就是在发生事故时汽车对车内成员的保护或对被撞车辆或行人的保护。如果细说的话，被动安全性的好坏主要决定了事故后车内成员的受伤严重程度。被动安全系统主要包括安全带，乘员头颈保护系统(WHIPS), 儿童安全座椅, 安全气囊, 安全车身等。 2、汽车被动安全相关技术 1)预紧式安全带:当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。 2)乘员头颈保护系统(WHIPS)：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。 3)儿童安全座椅：根据儿童情况而设计，可以有效地减少婴幼儿受到的伤害，这一点通过多年的实践已经得到证实。儿童安全座椅是非常重要的被动安全措施。根据儿童情况设计的安全座椅可以有效地减少婴幼儿受到的伤害，这一点通过多年的实践已经得到证实。 4)安全气囊：分布在车内前方(正副驾驶位)，侧方(车内前排和后排)和车顶三个方向。在装有安全气囊系统的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System，简称SRS的字样，直译成中文，应为“辅助可充气约束系统”。旨在减轻汽车碰撞后，乘员因惯性发生二次碰撞时的伤害程度。 5)安全车身：设计优良的车身结构是被动安全的主要课题。有研究表明，在道路交通事故中，绝大部分的碰撞能量被车身所吸收。安全车身的表现形式是车 腹有诗书气自华
汽车碰撞安全性研究现状及趋势 发表时间：2019-01-14T16:17:21.703Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：章辉 [导读] 汽车碰撞的安全关系到车体的安全和乘员的安全。 安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心安徽省合肥市 230000 摘要：自从汽车诞生以来，汽车的安全性就有了提高。如今，汽车已成为人们学习、工作和生活不可或缺的工具，对人们的生活和生产产生了深远的影响。汽车作为一种便捷的现代交通工具，给人们带来了极大的便利，但也因为汽车所造成的交通事故给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁。 关键词：汽车；碰撞；模拟；抗撞性 引言 汽车碰撞的安全关系到车体的安全和乘员的安全。这在我国汽车研究领域还没有深入到这一领域，技术的研究和发展需要很长的时间，尤其是在车身碰撞的情况下。如何提高车体的防撞能力，减少伤害事故，车体结构的改进已经比较完善，车体结构技术的进一步改进相当困难。 1汽车碰撞安全性研究现状 1.1车辆建模技术与数值模拟计算 车辆建模技术是汽车主动避撞系统开发及评价的关键技术之一，目前已经运用混合建模技术将理论分析模型和车辆实验数据结合，充分利用各动力总成现有的标准数据，建立模拟汽车主动避擅系统中车辆行驶复杂工况的纵向动力学模型，并实现了基于通用软件的仿真，现有的建模技术基本可以满足汽车主动避撞系统的要求。比较简洁的模型如清华大学汽车安全与节能国家重点实验室建立的应用于汽车主动避撞系统、可模拟车辆运行全过程的车辆纵向动力学模型，它分别实现了车辆纵向动力学模型的建立及简化、发动机模型简化、液力耦合器及自动变速器模型和车辆驱动系模型。各单元模型按照图1所示动力传递路线组合，就能得到适用于汽车主动避撞系统的纵向车辆模型。基于Matalab软件实现整个模型，再利用汽车主动避撞系统实车实验平台进行实车实验验证。数值模拟计算对汽车的碰撞研究具有重要意义。碰撞过程中，汽车结构经历复杂的变形，具有物理非线性、几何非线性和材料非线性的特点。随着计算机软、硬件的飞速发展，商品化有限元软件结合并行有限元方法和并行计算技术开始利用多个CPU并行处理，以求解大规模动态非线性复杂问题。它们都是基于区域分解的并行有限元法，例如并行版的LS—DYNA 3D的RCB方法，该类方法适用于任意复杂的模型，同时也尽量减少处于内部的分区边界，将分区之间的影响减到最小。 1.2仿真实验 汽车与行人碰撞安全性的实验评价方法通常有两种：一种是利用实际车与实验用碰撞假人进行碰撞实验，另一种是利用模拟假人的部件对实际车或汽车部件进行冲击实验。实验过程中，假人的运动特性与实际事故中行人表现出来的特性差别较大，因而常利用模拟假人的部件对实际车或汽车部件进行冲击实验。目前欧洲和日本正在开发完善生物拟合性能较好的假人，如本田公司开发的POLARII——DUMMY。美国UN ECE工作组正在根据现有的研究成果开发行人碰撞GTR(Global Tech—nicalRegulation)，而且根据JARI(日本汽车研究所)和日本MLlT(国土基础设施交通厅)的工作，制定了头部冲击实验程序，他们下一步将制定下肢与保险杠冲击的实验方法。目前已经开发出具有较好生物拟合特性的行人仿真计算机模型，利用该模型进行行人在碰撞过程中的运动学特性计算机仿真的结果与实际碰撞实验结果吻合较好，尤其是头部与汽车的冲击部位，其平均准确率可达到91．9％。因此，采用计算机仿真与实验相结合的混合实验方法在汽车与行人碰撞性能评价方面具有较好的应用前景。 1.3实际科研开发 从事汽车安全的科研机构分别从主动安全和被动安全两方面着手研究，主动安全方面的研究项目有辅助制动装置、电子行人发射器和接受器、自动弹出式发动机罩、汽车前保险杠安全气囊和前风窗安全气囊，以及一些科学的安全管理措施；被动安全方面的研究项目有改变保险杠结构和性能、改变发动机罩结构和性能、改变翼子板支撑结构和性能、改变汽车前端造型。目前在成员防护系统方面的研究异常活跃。一些汽车制造厂商也采取措施来提高汽车碰撞的安全性。著名的钢铁公司正致力于研究制造高安全性能的轻型钢材料。通用汽车内侧板和前后梁采用激光焊接技术，从而减少总重和焊接数量。底盘总成的各零部件采用逆向淬火双相钢，提高刚度和抗撞击特性。F一150皮卡车架液压成型制造，车身采用最优化抗碰撞特性设计，在撞击传到客仓之前吸收能量，前梁呈折叠式坍塌，消耗撞击能量。美国汽车商正在优化汽车前端结构件几何形状匹配，加大结构件吸收撞击力的能力。 2汽车碰撞研究 2.1直接碰撞过程 直接碰撞过程是指汽车和汽车从开始接触瞬间到脱离接触的瞬间所经历的时问。一般情况下，碰撞作用阶段经历的时间在70—120ms 以内，在碰撞前期及变形阶段汽车的横摆角速度、横摆角等参数都几乎不会有变化。而在后期及恢复阶段这些参数会发生变化，因此，在研究碰撞变形有关的内容时，以碰撞接触后恢复阶段作为研究阶段。 2.2碰撞后过程 汽车与汽车脱离接触瞬间到车辆停止的时间，当脱离接触后和可能会发生二次碰撞的问题，也可能在脱离接触后汽车与周边固定物再次发生碰撞的问题，这也是汽车安全性能研究的问题。 2.3碰撞研究的方法 汽车碰撞安全性的研究方法主要有：撞试验研究和虚拟试验研究两种方法。汽车实车碰撞试验主要通过实车碰撞试验，根据碰撞试验结果做分析研究。随着计算机仿真技术的发展，采用虚拟仿真模拟碰撞试验取得了突破性的进展，现在作为碰撞试验的主要手段。 3解决汽车碰撞安全性问题的发展趋势 车辆建模技术水平直接关系着安全性研究，更贴近实际运行工况的混合建模技术是车辆建模的发展方向，优化数值模拟计算从而提高仿真运算速度是汽车碰撞仿真技术发展的核心。先进的计算机技术的不断发展，将来可以利用商品化有限元软件结合并行有限元方法和并
目录 摘要： (1) 引言 (2) 1、汽车常用被动安全系统 (2) 1.1 、侧门防撞杆 (2) 1.2、安全车身 (2) 1.3、安全玻璃 (3) 1.4、预紧式安全带 (3) 1.5、安全气囊 (3) 1.6、乘员头颈保护系统（WHIPS） (4) 1.7、车外人员保护技术 (4) 2、被动安全系统的发展趋势 (4) 3、被动安全系统的展望 (5) 3.1、预警驾驶辅助 (5) 3.2、智能化反馈 (5) 3.3、全方位保护 (5) 4、主动安全技术 (5) 4.1、底盘主动控制技术 (6) 4.2、安全预警技术 (7) 4.3、综合安全技术 (7) 5、NCAP对汽车安全技术的影响 (7) 5.1、安全约束系统的改进 (8) 5.2、假人和传感器的改进 (9) 5.3、NCAP规范本身的改进 (9) 结语 (9) 致谢： (10) 参考文献： (11)
汽车安全技术的现状 晏斌11018228 摘要：面对中国交通事故伤亡率高的现状，企业、学校、研究机构都加大了对汽车安全技术研究开发的投入，加快了安全技术研发能力的提升和产品化进程。自主品牌汽车 C-NCAP 五星高分的获得标志着中国被动安全技术的飞跃性发展。进一步开展对行人保护、后排乘员保护、防后碰鞭打保护以及骑自行车人保护等被动安全研究的同时，主动安全系统、预碰撞系统、智能化汽车网络系统的研究开发已经成为关注的热点，更高层次的乘员、车和环境等相关主被动安全技术的统合协调，将推动零碰撞零伤亡汽车安全理念的实现。国家级研究开发及产业化大课题的设立、法规标准的建立和完善将会成为汽车安全技术快速发展的动力。 关键词：汽车安全；主动安全系统；被动安全系统；NCAP Status of automotive safety technology Yan Bin 11018228 Abstract: Investments of automotive safety technology have substantially been increased due to heavy casualty in traffic accident in China. It thereby accelerates the improvement of R&D capability of safety technology and commercialization process. The fact that the domestic-brand vehicles have achieved C-NCAP 5-star rating marks a great leap forward in terms of passive safety technology in China. The research of passive safety is further performed with regard to pedestrian protection, rear-row passenger’s protection, whiplash protection and cyclist protection. Meanwhile, the research and development of active safety, pre-crash safety and intelligent automotive network system have become the focuses. The perfect combination of high level active and passive safety technology regarding to passenger, vehicle and environment will promote the accomplishment of safety philosophy of zero crash and zero casualty. The subject establishment of state-level development and industrialization, and regulations constitution and perfection thereof will become the driving force of rapid growth of auto safety technology. Key words: automotive safety; active safety; passive safety;NCAP
汽车碰撞安全性设计及措施 汽车结构缓冲与吸能措施 尽管“二次碰撞”是造成人体损伤的直接原因，但是“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。汽车可分为两类区域，即乘员安全区（A区）和缓冲吸能区（B区）。 很显然，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A区变形小，就要求缓冲吸能区（B区）有较大的总体刚度，但B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，B区的刚性应足够小，变形应足够大，这就导致了A区变形小与B区变形大的矛盾。 为解决这一矛盾，B区必须设计成“外柔内刚”式的结构，即B区与A区交界处设计成具有较大刚性的结构，而在B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，B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。 如前所述，由于汽车轮胎的作用和受汽车底部结构刚性较大的保护，所有汽车抗击来自下方的冲击能力很强，而且，除非汽车坠崖，来自下方的碰撞冲击力一般也较小，所以一般不考虑针对下方冲击载荷的缓冲和吸能。 针对汽车前撞和尾撞的缓冲吸能机构，一般多采用不同截面形状的金属薄壁吸能管，如：矩形截面点焊式，矩形截面缝焊式，三角形截面缝焊式。这类薄壁吸能管在经受一定的轴向载荷后便会产生折叠式的塑性变形，从而消耗大量碰撞动能，达到缓冲目的。通过改变吸能管的截面形状、尺寸、壁厚和材料特性等参数，就能使其具有不同的缓冲吸能特性，从而满足不同汽车结构和性能的要求。尽管薄壁吸能管已成为国内外前撞和尾撞缓冲吸能的主要结构措施，但汽车其他结构的缓冲吸能性能也不容忽视，如车身骨架和覆盖见等在前撞和尾撞中都有重要的缓冲和吸能作用。 对于侧撞而言，缓冲吸能结构的设计相对麻烦，其中最大的问题在于即使有足够好的材料来制作缓冲吸能结构，但能用于缓冲和吸能的区间却十分有限。从理论上讲，现有的大多数汽车结构设计都难以提供能与前撞和尾撞耐撞性能相比的耐侧撞性能。现在常用的改进抗侧撞性能的方法主要包括两个方面，即增加B区两侧的厚度和加大B区两侧的内部刚度。值得提出的是，如果突破传统的汽车底盘设计思路，有可能从本质上改善汽车的抗侧撞性能。如车轮按菱形布置的汽车就因为车轮能抗击侧撞变形具有特别优良的抗侧撞特性。 如果汽车在碰撞中发生翻滚，就可能受到车顶方向的冲击载荷。由于车顶方向的刚度很低，这种载荷很容易造成乘员安全区的大变形。要改善这一方向的刚度特性主要靠加强车辆A 柱、B柱和C柱的刚度以及顶棚的刚度，但由于顶棚的结构厚度受到汽车总体尺寸和总质量的限制，车顶棚的刚度增加是非常有限的。但是，即使发生翻车，作用在车顶棚上的冲击载荷一般也比正撞和侧撞时作用在汽车上的冲击载荷小的多，因而车顶棚的刚度可以比其他部位的刚度小很多。 合理设计汽车的结构，以使乘员安全区在变形尽可能小的情况下获得优良的缓冲与吸能性能，是汽车碰撞安全性设计与改进的基本目标。 车内乘员保护措施 为减轻“二次碰撞”给人体造成的伤害，车内乘员碰撞保护措施越来越被重视，且其性能也在不断提高。车内乘员碰撞保护措施主要包括安全带、安全气囊、安全转向系统、安全座椅和仪表板等。 安全带的作用是使乘员在汽车碰撞时不飞离座椅与汽车内饰件发生剧烈碰撞。。当汽车受到碰撞载荷后，人体作用在安全带上的力使安全带的运动速率超过一定的阀值后，安全带系统的锁紧机构发生锁止，限制安全带继续抽出，从而达到约束乘员运动的目的。由于汽车
汽车被动安全性简析 由于交通事故的频发，各大汽车公司和消费者均密切关注汽车的安全性能的提高。通过积极研究汽车碰撞安全性，汽车被动安全性的理论内容，以及汽车评价方法与法规，为相关者提供一些理论依据，对提高汽车生产企业的产品质量和减轻交通事故中人员的伤亡都具有十分重要的意义。 标签：汽车；被动安全性；评价方法；法规 Abstract：Due to the frequent occurrence of traffic accidents，the major automobile companies and consumers are closely concerned about the improvement of the safety performance of vehicles. By actively studying the theoretical content of vehicle collision safety，vehicle passive safety，as well as the methods and regulations of automobile evaluation，this paper provides some theoretical basis for the relevant parties，which is of great significance to improve the product quality of automobile production enterprises and reduce the casualties in traffic accidents. Keywords：automobile；passive safety；evaluation method；regulation 引言 汽車是给与人们出行最大方便的一种交通工具，越来越占据着重要地位。尤其是在中国国民经济实力不断增长和人民生活水平显著提高的大背景下，更带动了汽车需求量的不断增加，促进我国的汽车行业快速增长。然而却导致各种使人们的人身安全受到威胁的不良事件。因而对于汽车安全性的研究成为学者学习、探讨的重点。而在其中车辆的正面碰撞占据重中之重。 1 汽车被动安全性研究内容 汽车被动安全性是指汽车已经发生交通意外事故时，汽车内的有效约束设施能够对乘员进行有效保护的能力。能够使乘员和行人不受到伤害或将伤害降到最低。比如安全车身的研究与开发，使行驶的车辆能够提高车身的刚度。并在此基础上使车身的吸能部件尽量地吸收能量，并且与安全座椅、安全气囊等乘员约束系统匹配。其目的都是当交通事故发生时尽量最大可能的保护乘员安全性。汽车被动安全性又称为“汽车碰撞安全性”[1]。具体的汽车被动安全性研究内容如图1。 2汽车碰撞事故的特征 汽车与前面的障碍物来不及躲闪而发生的碰撞占汽车交通事故的主要部分。由于汽车与障碍物的碰撞可以发生不同的事故形态，所以主要可分为前面碰撞、追尾碰撞和侧面的碰撞。其中第一种碰撞与第二种碰撞较为常见。虽然这种单车碰撞事故只是一辆车的碰撞事故，但是对于研究车辆的损伤和人员的损伤，还是
主动安全与被动安全的区别p3 主动安全性是指汽车自身防止或减少道路交通事故发生的能力 被动安全性是指当交通事故不可避免发生时汽车对车内乘员的保护能力 道路交通系统包括哪些要素p9 人员,道路环境,车辆 思考题看1-2 什么是汽车安全性研究汽车安全性有何现实意义 答：汽车安全性多指汽车在保障乘员安全方面应具备的能力。简明地讲，汽车安全性是指预防事故发生及减轻事故伤害的能力。人类提高这种能力的手段就是通过运用法规、技术、管理等多种措施，不断改进汽车结构设计，开发出性能更先进的安全设施，从而提高汽车的安全性能（非标准答案） 标准与技术法规的区别与联系p15 标准:为了在一定范围内获得最佳秩序,经协调一致制定并由公认机构批准,共同使用的和重复使用的一种规则性文件 技术法规:指规定强制执行的产品特性或其相关工艺和生产方法(包括适用的管理规定)的文件,以及规定适用于产品,工艺或生产方法的专门术语,符号包装,标志或标签要求的文件 各国的技术安全法规体系的名称，能够区分清楚p20 美国：FMVSS 欧洲：ECE/EEC 日本：JIS/JASO 中国：强制性标准GB 思考题看2-1 标准与技术法规在现代社会有何意义标准体系与法规体系的主要区别有哪些 答：通过立法对汽车产品实施法制化管理，有效促进了汽车产品安全性能的稳步提高，从而在一定程度上控制了汽车对人类社会和环境造成的危害。标准的意义及作用为：一是有了参考框架；二是工作有了目标；三是公开透明；四是便于大规模生产经营和管理；五是可通过修正或修订和最新技术水平保持同步。技术法规意义及作用：以安全、
健康、环保为首要目标，通过强制性手段，推动科技进步，促进产品性能不断提高，从保障人民生命、财产安全、环境保护、节约能源等方面维护全社会的公共利益。（非标准答案） 和都要看p53 汽车行驶安全性能属于主动安全的范畴，包括汽车动力学决定的操纵稳定性，制动性，以及直接影响操纵稳定性和制动性的汽车视野，汽车灯光和驾驶操作负担3方面 汽车制动性能评价指标：制动效能，制动效能的恒定性，制动时方向稳定性 前面部分 什么是操纵稳定性p63 汽车操纵性：根据道路，地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过转向操纵机构所给定方向行驶的能力 汽车稳定性：汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力 什么是眼椭圆，什么是H点p69，p79 眼椭圆：汽车驾驶员以正常驾驶姿势就坐在座椅上，眼睛在车身坐标中的统计分布范围 H点：二维或三维人体模型中人体躯干与大腿的连接点 思考题看3-1 3-7 3-10第一题最重要 1、结合图，分析制动过程及影响总制动距离的因素 答：首先消除制动踏板间隙，称为驾驶员反应时间t1；制动轮缸开始运动，由于蹄片与制动鼓存在间隙，因此存在制动传动系的作用时间t2；从产生地面制动力开始是地面制动力增长过程所需要时间t3；从达到最大制动减速度直到汽车停止运动，这段时间称为持续制动时间t4 影响总制动距离的主要因素：驾驶员反应时间、制动器的作用时间、制动器的制动力、地面附着力及制动初速度（非标准答案） 7、什么是汽车驾驶员眼椭圆有何作用 答：眼椭圆：汽车驾驶员以正常驾驶姿势就坐在座椅上，眼睛在车身坐标中的统计分布范围；眼椭圆是进行视野设计、校核与研究的出发点（非标准答案） 10、什么是汽车的实际H点有何作用 答：H点：二维或三维人体模型中人体躯干与大腿的连接点；作用：与操作方便性及坐姿舒适性相关的车内尺寸的基准点；确定眼椭圆在车身中位置的基准点；h点位置影响到驾驶员的手伸及界面（非标准答案）
国内外汽车安全法规与 NCAP发展趋势
刘志新 中国汽车技术研究中心
2013.6.20
中国汽车技术研究中心
目录
? 一、国内外汽车安全法规与标准 ? 二、国外NCAP评价技术最新变化与趋势 ? 三、C-NCAP的研究发展动态
一、国内外汽车安全法规与标准
世界三大汽车法规体系：
三大汽车法规体系
美国 FMVSS
欧洲 ECE,EEC
其它国家基本都是参照欧美体系制定
日本 保安基准
一、国内外汽车安全法规与标准
? 美国联邦机动车安全法规（FMVSS)
背景：依据1966年9月9日制定的国家交通及汽车安全法 由NHTSA组织制定。
目的：减少汽车交通事故及减轻事故过程中乘员的伤害程 度。 FMVSS100系列（主动安全）29项 FMVSS 200系列（被动安全）27项
主要内容 FMVSS 300系列（防止火灾）5项 FMVSS 400系列（特殊设备）3项 FMVSS 500系列（低速车辆）1项
一、国内外汽车安全法规与标准
? FMVSS法规的特点
? 法规内容齐全（主动、被动、防火等） ? 法规修订较快，实施灵活 ? 法规与SAE、ASTM、ANSI标准联系密切
一、国内外汽车安全法规与标准
? 欧洲汽车安全法规（ECE/EEC)
联合国欧洲经济委员会制定的汽车法规（ECE） 欧洲经济共同体制定的指令（EEC）
ECE汽车法规（在缔约国中自愿采用） 1958年在日内瓦签订的《关于采用统一条件批准机动车辆 和零部件并互相承认批准的协定书》，ECE共有21个国家 参与，美、日、加、澳观察员身份参与活动