【正文】 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）對(duì)車輛安全性能的影響1．減少制動(dòng)距離一般 ABS 的設(shè)計(jì)要求是其制動(dòng)距離能夠達(dá)到熟練駕駛員能達(dá)到的最短制動(dòng)距離。在制動(dòng)壓力保持不變后，控制單元還不斷檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，若判斷出車輪仍有抱死傾向時(shí)，ABS 電子控制單元立即向液壓控制單元發(fā)出控制信號(hào)打開常閉閥，起動(dòng)液壓泵工作，制動(dòng)液從制動(dòng)器經(jīng)低壓蓄能器被送回到制動(dòng)總泵，制動(dòng)壓力降低，制動(dòng)踏板微量頂起，車輪抱死程度降低，車輪轉(zhuǎn)速開始上升。此時(shí)常開閥打開，常閉閥關(guān)閉，制動(dòng)壓力進(jìn)入車輪制動(dòng)器，車輪轉(zhuǎn)速迅速降低，直到 ABS 電子控制單元通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器識(shí)別出車輪有抱死的傾向?yàn)橹埂Ｊ箟毫φ{(diào)節(jié)器中的電磁閥等直接或間接地控制制動(dòng)壓力的增減，以調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，使之與地面附著狀況相適應(yīng)，防止制動(dòng)車輪被抱死。在兩個(gè)車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行一同控制時(shí)，如果以保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為按高選原則一同控制；如果以保證附著力較小的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，則稱這種控制方式為按低選原則一同控制?？勺?nèi)莘e式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器有 4 個(gè)不同工作狀態(tài)：常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)、輪缸減壓狀態(tài)、輪缸保壓狀態(tài)和輪缸增壓狀態(tài)。圖 34 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的組成圖1）循環(huán)式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器循環(huán)式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器由電磁閥、液壓泵和電動(dòng)機(jī)等部件組成。輪速傳感器由永久磁鐵、磁極、線圈和齒圈組成。 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的基本結(jié)構(gòu)組成防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)主要由傳感器、執(zhí)行器和控制器三部分組成 [14]，各部分的結(jié)構(gòu)組成和作用如表 11 所示。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 35圖 32 VDC 控制器控制原理示意圖 VDC 對(duì)車輛安全性能的影響如圖 33 所示，VDC 通過(guò)在汽車上安裝的各種傳感器，檢測(cè)到汽車的速度、角速度、方向盤轉(zhuǎn)角以及其它的汽車運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，根據(jù)需要可以主動(dòng)地對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)，來(lái)改變汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使汽車達(dá)到最佳的行駛狀態(tài)和操縱性能，增加了汽車的附著性、控制性和穩(wěn)定性。在物理極限的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制涉及車輛在道路平面上的三個(gè)自由度（縱向、側(cè)向和繞垂直軸線的橫擺），所以車輛的操縱穩(wěn)定性應(yīng)符合駕駛員的輸入和道路的情況。VDC 的控制讓以非直線狀態(tài)行駛的車輛能夠有最佳的行駛路線，這樣就能夠提高車輛在行駛中的穩(wěn)定性，尤其是當(dāng)車輛在濕滑路面或是在過(guò)彎時(shí)，因而在提高車輛穩(wěn)定性的同時(shí)也大大的增加了車輛在行駛當(dāng)中的安全性。②在所有工作模式達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)也可增強(qiáng)車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛能力。它利用左、右兩側(cè)制動(dòng)力之差產(chǎn)生的橫擺力矩來(lái)防止出現(xiàn)難以控制的側(cè)滑現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 33第 3 章 汽車主動(dòng)安全保護(hù)技術(shù)的結(jié)構(gòu)及其工作原理分析 車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)（VDC）VDC(或 VSC)即車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)（Vehicle Dynamics Control System），是由Bosch 命名的。圖 223 海馬 s7 安全帶與安全氣囊除了以上豐富的被動(dòng)安全技術(shù)的應(yīng)用， 海馬 S7 也通過(guò)對(duì)車身結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，為駕車者提供更有效的安全保障。據(jù)調(diào)查顯示，配備主動(dòng)式頭枕可降低 75%因追撞所造成的頸椎傷害。如圖 220 所示，新一代海馬 M5 后排座椅設(shè)置兒童座椅固定接口，可以快速將兒童座椅安全地安裝在固定點(diǎn)上。安全帶未系提醒不但更好的保護(hù)了乘客的安全，更提高了乘客的安全意識(shí)，幫助培養(yǎng)安全的乘車習(xí)慣。圖 218 新一代海馬 M5 安全氣囊被動(dòng)安全配置安全氣囊雖然重要，但一定要配合安全帶使用，才會(huì)有保護(hù)作用。尤其是主動(dòng)式安全頭枕，可在車輛發(fā)生撞擊時(shí)，在最短的時(shí)間內(nèi)托住乘客的頭頸，可降低 75%追撞所造成的頸椎傷害。結(jié)合在昆明海馬汽車 4S 店進(jìn)行的畢業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)期間，通過(guò)跟維修車間馬主任的咨詢交流，掌握了部分海馬車的安全保護(hù)技術(shù)，下面向大家介紹一下。圖 216 兒童安全座椅結(jié)構(gòu)示意圖汽車兒童安全座椅也稱兒童約束系統(tǒng) CRS(Child Restraint System)，是一種專為不同 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 28年齡(或體重 )兒童設(shè)計(jì)、安裝在汽車內(nèi)、能有效提高兒童乘車安全性的座椅。每個(gè)電機(jī)具有內(nèi)設(shè)電路斷路器。當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，電源輸入腰墊電機(jī)，開關(guān)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向和電流的接通和關(guān)斷。座椅的存儲(chǔ)和復(fù)位由電驅(qū)動(dòng)的傾斜和伸縮 ECU 和座椅 ECU 之間的相互聯(lián)系進(jìn)行控制。 自動(dòng)座椅系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及其工作原理如圖 215 所示，現(xiàn)代自動(dòng)座椅（存儲(chǔ)式座椅）可以作到八個(gè)方向可變：座椅前后 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 26調(diào)節(jié)；靠背傾斜調(diào)節(jié)；座椅上下調(diào)節(jié)；頭枕上下調(diào)節(jié)；頭枕前后調(diào)節(jié)；座椅前部調(diào)節(jié)；側(cè)背支撐調(diào)節(jié)；腰椎支撐的氣墊調(diào)節(jié)。首先，在事故發(fā)生時(shí)，駕駛員和其他成員處在汽車內(nèi)的狹小空間，這樣就使得駕駛員和乘員必須依靠座椅記性防護(hù)，避免其他載體進(jìn)入到這一空間；頭枕的被動(dòng)調(diào)節(jié)可以根據(jù)身體位置的變換與身體對(duì)靠背作用力的大小來(lái)進(jìn)行變換，用以達(dá)到防止乘員產(chǎn)生揮鞭傷害。汽車座椅的合理設(shè)計(jì)與布置直接影響著駕駛?cè)藛T的視野開闊程度、汽車操作的穩(wěn)定性能和其他汽車控制系統(tǒng)的功能正常發(fā)揮。所以汽車座椅的設(shè)計(jì)首要目標(biāo)就是要保證乘員的絕對(duì)安全，并且能夠避免二次碰撞。在現(xiàn)代汽車安全事故中，多數(shù)汽車交通事故都是汽車碰撞或追尾。這類安全座椅對(duì)后排人員威脅較小，但如何將人員固定于座椅上，如何實(shí)現(xiàn)后仰，如何讓鎖止等問(wèn)題都是不容易解決的難題。（2）后傾式汽車安全座椅。通過(guò)減少傷亡程度的這些數(shù)據(jù)可以表明，在顯著減少整個(gè)道路交通事故的作用上，具有這一安全技術(shù)的各種車輛是優(yōu)先考慮的。國(guó)際研究表明，側(cè)安全氣囊在減輕乘員死亡和損傷的風(fēng)險(xiǎn)上是有效的。頭部氣囊主要針對(duì)側(cè)撞時(shí)乘車人的頭部進(jìn)行保護(hù)。②膝部氣囊膝部氣囊的大多數(shù)車型都只配備了主、副駕駛安全氣囊、側(cè)氣囊等，其實(shí)車輛在真正發(fā)生正面碰撞時(shí)，下面是更應(yīng)該受保護(hù)的，下面的膝部與中控臺(tái)的距離最短，是最易造成骨折損傷的部位 [10]。另外，某些時(shí)候汽車上的電瓶電壓可能偏低；在發(fā)生碰撞時(shí)，可能在碰撞的最初時(shí)刻即將電瓶破壞，使氣袋系統(tǒng)失去電源。（4）高可靠性與工作穩(wěn)定性由于汽車的工作環(huán)境比較復(fù)雜，如圖 214 所示，氣袋必須有較高的工作可靠性和穩(wěn)定性。（3）粗糙路面干擾能力強(qiáng)氣袋系統(tǒng)是一次性使用的安全防護(hù)系統(tǒng)，若意外點(diǎn)爆，除了會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，由于氣袋點(diǎn)爆時(shí)的巨大聲響和體積，會(huì)對(duì)乘員造成驚嚇，可能會(huì)引發(fā)不必要的事故。氣袋對(duì)離位乘員具有較強(qiáng)的傷害作用。對(duì)處于正常位置的假人，最佳情況下是發(fā)生碰撞時(shí)，氣袋剛剛充滿氣體后，人的頭部即與氣袋接觸，這樣保護(hù)作用最好。對(duì)不使用安全帶的氣袋，一般是(8mph) 正面撞墻時(shí)氣袋不爆，(13mph) 正面撞墻時(shí)氣袋要點(diǎn)爆。就我國(guó)情況看，第一種氣袋更適合我國(guó)國(guó)情。一種是與安全帶配合使用，當(dāng)?shù)退倥鲎矔r(shí)，主要是安全帶對(duì)乘員起保護(hù)作用，當(dāng)發(fā)生高速碰撞時(shí)，才啟動(dòng)氣袋對(duì)人進(jìn)行保護(hù)，此時(shí)氣袋主要保護(hù)人的面部，又稱之為“面袋” 。適用與智能乘員保護(hù)系統(tǒng)。產(chǎn)生的少量非毒性顆粒，92％的顆粒是 KCl，產(chǎn)出的顆粒濃度比采用疊氮化鈉等燃燒劑的熱式氣體發(fā)生器低；⑥ 優(yōu)異的燃燒劑抗老化性能。其產(chǎn)氣量大，而產(chǎn)生的熱量少，是今后的發(fā)展方向。各氣袋生產(chǎn)廠家都在發(fā)展新型的燃燒劑。燃燒劑有疊氮化鈉等種類。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 18圖 210 氣袋形式示意圖5．氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器有壓縮氣體式(冷式)、燃燒式( 熱式) 、混合式三種。其原理框圖如圖 28 所示的安全傳感器是一機(jī)電式傳感器，如圖 29 所示，它在不低于 3g 的加速度時(shí)閉合，主要是為了提高系統(tǒng)的抗干擾性。氣袋控制系統(tǒng)要能準(zhǔn)確判斷出正撞、偏撞、斜撞、撞樹等各種復(fù)雜情況的碰撞強(qiáng)度，并準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)爆氣袋。司機(jī)側(cè)和乘客側(cè)各有一個(gè)氣袋。其中電子集成式集成度高，其內(nèi)部集成有加速度傳感，低通濾波器，溫度補(bǔ)償?shù)饶K；接口簡(jiǎn)單，可靠性高；具有自測(cè)試功能，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。圖 25 氣囊的基本保護(hù)思想示意圖 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 15 汽車安全氣囊的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理1．安全氣囊組成如圖 26 所示，安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、控制器、氣體發(fā)生器和氣袋等組成。適用范圍 一般車均可使用只允許安裝在為其設(shè)計(jì)和制造的汽車上，不允許隨意改裝在其他汽車上。如果同時(shí)使用預(yù)緊式安全帶與安全氣囊系統(tǒng)，則能夠進(jìn)一步提高對(duì)乘客的保護(hù)效果。 預(yù)緊式安全帶與普通安全帶的比較預(yù)緊式安全帶是在普通安全帶上的改進(jìn)，預(yù)緊式安全帶與普通安全帶見表 21。若松開安全帶，彈簧將收緊，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)卷軸，直至使安全帶張緊。為了進(jìn)一步降低碰撞時(shí)乘員 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 13的“潛水”現(xiàn)象(即乘員沿座椅下滑 1 造成的腹部傷害，目前很多汽車生產(chǎn)廠采用織帶預(yù)張緊器或織帶夾緊裝置的安全帶 這種安全帶同改進(jìn)的座椅結(jié)構(gòu)及安全氣囊相接合，便可大大提高對(duì)乘員的保護(hù)性能2．保護(hù)機(jī)理在典型的安全帶系統(tǒng)中，安全帶與一個(gè)卷收器相連，卷收器中的核心元件是卷軸，它與安全帶的一端相連。安全帶作為主要的乘員約束保護(hù)裝置，是目前最有效的安全設(shè)備，其單獨(dú)使用時(shí)可以減少 42％左右的死亡率 [7]。另外，安全帶的拉緊負(fù)荷設(shè)置在不會(huì)傷害乘客的程度。發(fā)生碰撞時(shí)，預(yù)緊式安全帶的傳感器一旦檢測(cè)到前方碰撞高于規(guī)定值，電力信號(hào)即被傳送到動(dòng)力裝置的電子點(diǎn)火器，完成預(yù)拉緊式安全帶的啟動(dòng)?；钊跉怏w的壓力下向右移動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩將鎖扣向下拉回約 80mm，消除安全帶與乘員間的間隙。下面就以預(yù)緊式安全帶為例介紹一下安全帶的組成結(jié)構(gòu)。在碰 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 11撞時(shí)，這個(gè)間隙將減小安全帶的有效作用范圍，降低安全帶的效能。當(dāng)傳感器感應(yīng)到車輛碰撞信號(hào)后,觸發(fā)機(jī)械式驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)安全帶帶扣向后移動(dòng),并回拉安全帶來(lái)消除其松弛量。(2）汽車安全帶卷收預(yù)緊裝置是目前國(guó)外在安全帶上普遍采用的一項(xiàng)新技術(shù),它的主要作用是在車輛碰撞剛一開始、乘員尚未來(lái)得及向前移動(dòng)時(shí),快速回卷安全帶,以消除由于乘員衣著等因素所產(chǎn)生的安全帶松弛量,瞬間約束乘員的身體,從而使安全帶系統(tǒng)有效地利用車輛有限的空間快速吸收乘員的動(dòng)能,減輕車輛碰撞對(duì)乘員造成的傷害。每種安全帶都是由織帶、安裝固定件和卷收器等部件組成。另外，可動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)夾住與固定齒輪之間的安全帶，從而邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊拉緊安全帶。利用產(chǎn)生的氣壓推動(dòng)氣缸中的活塞，從而生成拉緊安全帶的動(dòng)力。 預(yù)緊式安全帶的結(jié)構(gòu)組成預(yù)緊式安全帶主要由傳感器、動(dòng)力裝置、安全帶收緊結(jié)構(gòu)、防逆轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)等組成。避免乘員與車體其他部位發(fā)生碰撞傷害，同時(shí)它的緩沖作用能吸收大量動(dòng)能，降低事故對(duì)駕乘人員的傷害程度。因此，汽車被動(dòng)安全的研究仍然是我們應(yīng)該重視的。近年來(lái)，我國(guó)的交通事故發(fā)生率卻居高不下，每年由車輛交通事故致死的人數(shù)數(shù)目驚人。國(guó)內(nèi)消費(fèi)者從以往的只重外表不重質(zhì)量的觀點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒囕v的安全性能為選購(gòu)的首要標(biāo)準(zhǔn)，CNCAP 對(duì)汽車安全性能的星級(jí)評(píng)價(jià)能夠幫助消費(fèi)者更加直觀地鑒別車輛的安全性能，正因?yàn)橛羞@樣的第三方評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，有力地促進(jìn)了國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)在汽車安全技術(shù)研發(fā)和安全配置上加大投入力度，不僅為了達(dá)到國(guó)家的法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，而是更深層次地去挖掘和滿足消費(fèi)者的安全需求。 中國(guó)汽車安全的現(xiàn)狀隨著中國(guó)社會(huì)的進(jìn)步、人民安全意識(shí)的提高，中國(guó)產(chǎn)生的交通事故在逐年減少，但交通事故傷亡率的不斷增長(zhǎng)體現(xiàn)出中國(guó)汽車安全整體水平較低（見圖 11），雖然在汽車產(chǎn)銷和保有量上有很大突破，中國(guó)汽車安全技術(shù)的發(fā)展仍然比較落后?？傮w而言，在汽車發(fā)展前期，汽車安全技術(shù)的發(fā)展主要關(guān)注的是如何在事故發(fā)生后將傷害程度減小到最低，即被動(dòng)安全性方面。這些政策的提出，大大地刺激汽車安全技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車安全性能提出了更高的要求。根據(jù)有關(guān)報(bào)告，汽車交通事故傷害的經(jīng)濟(jì)損失在低收入國(guó)家約占國(guó)民生產(chǎn)總值（gross national product，GNP ）的 1%，在中等收入國(guó)家為 %，在高收入國(guó)家為 2%。因汽車交通事故傷害引起的死亡人數(shù)中的 85%以及由此導(dǎo)致的 90%的傷殘疾調(diào)整壽命年（DALYs）發(fā)生在中等收入和低收入國(guó)家。2022—2022 年間，歐盟國(guó)家交通事故死亡率見表 11[2]。道路交通傷害已成為全球第八大死因，而且是 15 至 29 歲年輕人的主要死因。汽車的普及極大地方便了人類的出行，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。由于國(guó)際汽車界對(duì)于被動(dòng)安全已經(jīng)有著非常詳細(xì)的測(cè)試細(xì)節(jié)的規(guī)定，所以在某種程度上，被動(dòng)安全是可以量化的。汽車乘員安全保護(hù)對(duì)于車輛來(lái)說(shuō)分為主動(dòng)安全保護(hù)（防止事故發(fā)生）和被動(dòng)安全保護(hù)（減小事故后果）兩大方面：主動(dòng)安全是指盡量自如的操縱控制汽車的安全系統(tǒng)措施。為減輕交通事故中汽車乘員的傷亡，汽車乘員安全防護(hù)成