摘要：本文以汽車安全性能影響因素為起點(diǎn)，介紹了汽車車身結(jié)構(gòu)、、車身吸能、主動(dòng)安全裝置、被動(dòng)安全裝置，著重介紹了幾種發(fā)展比較成熟的現(xiàn)代汽車安全裝置，通過(guò)對(duì)其功用、工作原理及工作過(guò)程的介紹，讓大家更加了解現(xiàn)代汽車安全系統(tǒng)的安全性。隨著電子技術(shù)以及電子行業(yè)的高速發(fā)展，我相信將來(lái)的汽車制動(dòng)系統(tǒng)安全技術(shù)會(huì)越來(lái)越依靠電子，這樣制動(dòng)的效果，制動(dòng)可靠性會(huì)越來(lái)越高。將來(lái)的安全性能也會(huì)越來(lái)越成熟。
??????? 關(guān)鍵字：車身結(jié)構(gòu)、防抱死系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)、碰撞吸能
??????? 1安全性能評(píng)價(jià)概述
??????? 安全性指標(biāo)分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全。
??????? 1.1安全性能的概念
??????? 主動(dòng)安全性是指汽車本身防止或減少道路交通事故發(fā)生的性能。主要取決于汽車的尺寸和整備質(zhì)量參數(shù)、制動(dòng)性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性。
??????? 被動(dòng)安全性是指汽車發(fā)生事故后，汽車本身減輕人員傷亡或減少貨物受損的性能。
??????? 1.2安全性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
??????? 安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)通常說(shuō)的是汽車的制動(dòng)性，主要有以下評(píng)價(jià)指標(biāo)
??????? 第一制動(dòng)距離是衡量一款車的制動(dòng)性能的關(guān)鍵性參數(shù)之一，它的意思就人們?cè)谲囕v處于某一時(shí)速的情況下，從開始制動(dòng)到汽車完全靜止時(shí)，車輛所開過(guò)的路程。第二制動(dòng)時(shí)間一般指行駛中的汽車從開始剎車到汽車完全停下來(lái)所用的時(shí)間。第三制動(dòng)減速度反映了地面制動(dòng)力的大小，與制動(dòng)力和附著力有關(guān)。第四制動(dòng)效能亦稱熱衰退性長(zhǎng)時(shí)間使用制動(dòng)，制動(dòng)器不可避免的升溫，制動(dòng)效能的恒定性主要指抗熱衰退性。
??????? 2車身結(jié)構(gòu)對(duì)汽車安全性能的影響因素
??????? 按照汽車受力情況，車身結(jié)構(gòu)可分為半承載式、承載式和非承載式三種。
??????? 2.1半承載式車身對(duì)汽車安全性能的影響因素
??????? 半承載式車身是一種介于非承載式車身與承載式車身之間的結(jié)構(gòu)形式，車身與車架使用焊接、鉚接或者螺釘連接的，他擁有獨(dú)立完整的車架，并且車架與車身剛性連接，載荷主要有車架承受，因此車身殼體可以承受部分載荷。
??????? 半承載式車身有部分的骨架如單獨(dú)的支柱，拱形梁，加固件等，它們彼此連接或借蒙皮連接。半承載式車身一般用于大客車。半承載式車身為了避免避免非承載式車身相對(duì)于位移發(fā)出的噪聲而設(shè)計(jì)的，但由于重量大，現(xiàn)在很少采用。
??????? 2.2承載式車身對(duì)汽車安全性能的影響因素
??????? 承載式車身沒(méi)有車架，而車身已兼起車架的作用，將所有部件固定在車身上，所有的力也由車身來(lái)承受。因此承載式車身和非承載式用途完全不同。承載式車身的車身部分側(cè)圍、立柱、車頂都在承受地面、懸掛傳過(guò)來(lái)的震動(dòng)、壓力，而非承載式只有底盤在承受這些。
??????? 優(yōu)點(diǎn)是無(wú)車架，減輕整車質(zhì)量；結(jié)構(gòu)不影響車廂內(nèi)部空間，車身高度降低，上下車方便；適合轎車、小車，以及城市SUV這種混種車，比較輕、省油；重心較低，公路行駛平穩(wěn)，整體式車身比較安全。
??????? 缺點(diǎn)是傳動(dòng)系統(tǒng)和懸架的震動(dòng)和噪音會(huì)直接傳入車內(nèi)，需采取防震和隔聲措施；底盤強(qiáng)度遠(yuǎn)不如大梁結(jié)構(gòu)的車身，當(dāng)四個(gè)車輪受力不均勻時(shí)，車身會(huì)發(fā)生變形；制造成本偏高；只適合在良好的路況上行駛，不良路面的通過(guò)性差，凹凸的路面可能造成拖底。
??????? 承載式車身最大優(yōu)點(diǎn)莫過(guò)于重量輕，而且重心較低，車內(nèi)空間利用率也比非承載式車身結(jié)構(gòu)更高，所以在家用轎車領(lǐng)域已經(jīng)取代了非承載式車身結(jié)構(gòu)。但承載式車身的抗扭剛性和承載能力相對(duì)較弱，所以在越野車和載重貨車領(lǐng)域還是非承載式車身的天下。
??????? 2.3非承載式車身對(duì)汽車安全性能的影響因素
??????? 非承載式車身是指車架承載著整個(gè)車體，發(fā)動(dòng)機(jī)、懸掛和車身都安裝在車架上，車架上有用于固定車身的螺孔以及固定彈簧的基座的一種底盤形式。
??????? 優(yōu)點(diǎn)是車身強(qiáng)度高，鋼架能夠提供很強(qiáng)的車身剛性，所以在走顛簸路面時(shí)更平穩(wěn)舒適一些；有獨(dú)立的大梁，底盤強(qiáng)度較高。一般用在貨車、客車和越野吉普車上。四個(gè)車輪受力再不均勻，也是由車架承擔(dān)，而不會(huì)傳遞到車身上去；車身和車架是采用彈性元件聯(lián)接的，具有一定的緩沖減震作用。在公路上行駛的時(shí)候，會(huì)感到比較平穩(wěn)。
??????? 缺點(diǎn)是遇到危險(xiǎn)的時(shí)候，厚重的底盤，也會(huì)對(duì)相對(duì)薄弱的車身產(chǎn)生致命威脅；
??????? 重量大，車架本身就很重，用的鋼材多，成本也相對(duì)較高；汽車質(zhì)心高。
??????? 車架有邊梁式、鋼管式等形式，其中邊梁式是采用最廣泛的一種車架。非承載式現(xiàn)在主要應(yīng)用于越野車，如奔馳G級(jí)、吉普牧馬人、豐田普拉多等，硬派的城市SUV如榮威W4、長(zhǎng)城H4、陸風(fēng)X8。
??????? 3碰撞吸能區(qū)對(duì)汽車安全性能的影響因素
??????? 由于汽車碰撞安全法規(guī)是指導(dǎo)汽車碰撞安全性設(shè)計(jì)與改進(jìn)的依據(jù)，改善碰撞安全性的措施一般都瞄準(zhǔn)如何直接和間接地降低法規(guī)所規(guī)定地傷害指標(biāo)這一總目標(biāo)?？v觀國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)狀況，汽車碰撞安全措施主要可分為兩類一汽車結(jié)構(gòu)緩沖與吸能措施；二車內(nèi)乘員保護(hù)措施。
??????? 3.1 碰撞吸能區(qū)
??????? 碰撞吸能區(qū)的概念是梅塞德斯·奔馳在20世紀(jì)50年代首次提出來(lái)的。其設(shè)計(jì)為在發(fā)生撞擊時(shí)車身發(fā)生逐漸變形，以吸附事故中產(chǎn)生的絕大部分的撞擊能量。車身改為這種可以變形的設(shè)計(jì)后，乘員所承受的強(qiáng)烈的撞擊力就可以大大減小。
??????? 車身結(jié)構(gòu)件就是通常所說(shuō)的“梁”。車身結(jié)構(gòu)件隱藏在車身覆蓋件之下，對(duì)車身起到支撐和抗沖擊的作用，分布在車身各處的鋼梁是車身結(jié)構(gòu)件的一種。典型的車頭處鋼梁由鋼板圍成一個(gè)閉合斷面結(jié)構(gòu)，鋼板的厚度和材質(zhì)規(guī)格都要比車身覆蓋件高很多，而且為了在碰撞時(shí)有效吸收撞擊能量，這些鋼梁還會(huì)將不同強(qiáng)度的鋼材焊接在一起，形成有效的潰縮吸能區(qū)。還有一些鋼梁不一定是閉合斷面結(jié)構(gòu)，它們?cè)诒M量輕量化的原則下被設(shè)計(jì)成各種不同形狀以承受特定方向上的力。
??????? 汽車車身結(jié)構(gòu)幾乎都是由薄壁金屬件構(gòu)成，在發(fā)生碰撞時(shí)，受到強(qiáng)烈撞擊的薄壁構(gòu)件會(huì)發(fā)生塑性變形，這種塑性變形本身伴隨著碰撞能量的吸收。因此，車輛結(jié)構(gòu)的碰撞吸能設(shè)計(jì)很大程度上是薄壁件的碰撞性能設(shè)計(jì)。與一般的吸能元件不同，薄壁構(gòu)件的碰撞吸能除了與本身的材料有關(guān)外，還與焊點(diǎn)、材料壁厚、橫截面以及預(yù)變形密切相關(guān)。
??????? 3.1.1焊點(diǎn)與吸能
???????? 薄壁構(gòu)件的形成是通過(guò)對(duì)金屬薄板進(jìn)行沖壓、彎折等冷加工變形后，再通過(guò)焊點(diǎn)連接而構(gòu)成，焊點(diǎn)斷開或焊點(diǎn)處材料撕裂能夠有效的吸收碰撞動(dòng)能，當(dāng)焊點(diǎn)強(qiáng)度過(guò)低則會(huì)嚴(yán)重影響薄壁構(gòu)件對(duì)碰撞能量的吸收。
???????? 在設(shè)計(jì)碰撞吸能用的薄壁構(gòu)件時(shí)，為了不影響其撞擊吸能特性，應(yīng)盡量避免焊點(diǎn)在碰撞過(guò)程中過(guò)早的脫開。一般情況下，焊點(diǎn)的開裂與以下因素有關(guān)
???????? 焊點(diǎn)強(qiáng)度包括法向拉脫力FNS與切向剪切力FTS。當(dāng)焊點(diǎn)實(shí)際受力與FNS及FTS滿足一定的關(guān)系時(shí)，焊點(diǎn)就會(huì)開裂。
????????? 焊接形式主要是指焊接形式，不同的焊接將導(dǎo)致截面承受碰撞的能力各不相同。
??????? 3.1.2壁厚與吸能
??????? 薄壁構(gòu)件的壁厚與碰撞吸能是直接相關(guān)的，對(duì)于同樣模式的變形，變形所吸收的能量與壁厚之間式指數(shù)增長(zhǎng)的關(guān)系。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，壁厚的選擇必須與實(shí)際情況相適應(yīng)，壁厚太小容易變形，但可能不具備足夠的吸能能力，而壁厚過(guò)大又不易變形吸能。
??????? 3.2安全區(qū)與緩沖吸能區(qū)的關(guān)系
??????? “一次碰撞”在很大程度上決定了“二次碰撞” 的劇烈程度，因此“一次碰撞”對(duì)人體損害有很大影響。控制好“一次碰撞”，對(duì)減少人體損傷有重要意義，合理設(shè)計(jì)汽車結(jié)構(gòu)的緩沖與吸能特性是控制好“一次碰撞”的關(guān)鍵。
??????? 3.3部分吸能區(qū)域
??????? 僅從乘員不被汽車碰撞變形后產(chǎn)生擠壓受傷的角度看，乘員安全區(qū)在碰撞中的變形越小越好。要使乘員安全區(qū)變形小，就要求緩沖吸能區(qū)有較大的總體剛度， 但緩沖吸能區(qū)的剛度過(guò)大又會(huì)影響汽車的緩沖吸能性能。從緩沖吸能角度看，緩沖吸能區(qū)的剛性應(yīng)足夠小，變形應(yīng)足夠大，這就導(dǎo)致了乘員安全區(qū)變形小與緩沖吸能區(qū)變形大的矛盾。
??????? 3.4緩沖吸能區(qū)的特點(diǎn)
??????? 為解決這一矛盾，緩沖吸能區(qū)必須設(shè)計(jì)成“外柔內(nèi)剛”式的結(jié)構(gòu)，即緩沖吸能區(qū)與乘員安全區(qū)交界處設(shè)計(jì)成具有較大剛性的結(jié)構(gòu)，而在緩沖吸能區(qū)外圍設(shè)計(jì)成具有較小剛性和較好緩沖吸能的結(jié)構(gòu)。由于汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所限，緩沖吸能區(qū)抗側(cè)向和上方的碰撞能力較差，而抗前撞和尾撞的能力相對(duì)較好。
??????? 4主動(dòng)安全裝置對(duì)汽車安全性能的影響因素
??????? 汽車主動(dòng)安全性是指汽車本身防止或減少道路交通事故發(fā)生的性能。主要取決于汽車的總體尺寸、制動(dòng)性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條件操作元件人機(jī)特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通風(fēng)、操縱輕便性等。此外，汽車動(dòng)力性特別是超車的時(shí)間和距離也是很重要的影響因素