论汽车被动安全技术的毕业论文(5)

吸能式转向盘，在撞车时，转向盘骨架发生变形，以吸收能量，减轻对驾驶员的伤害。

吸能式转向柱和转向轴，大体上可分为二类：

(1)可分离式安全转向操纵机构 该机构的转向轴分为上下两段，当汽车发生撞车时，上下两段互相分离或互相移动，从而避免在第一次冲击时转向盘随车身后移对驾驶员造成伤害。

(2)缓冲吸能式转向操纵机构 这种操纵机构从结构上能使转向轴和转向柱在受到冲击后，轴向收缩并吸收冲击能量，从而有效缓和转向盘对驾驶员的冲击。其中有以下几种常见的形式：

①网格状转向管柱：转向管柱的部分管壁制成网格状，当撞车时而受到压缩时很容易受到轴向变形，吸收能量。

②波纹管变形吸能装置：其转向管柱和转向轴也都能分上、下两段，在转向轴上套有波纹管。当发生撞车时，上下转向轴和转向柱错开缩短，压缩波纹管吸收冲击能量。

③钢球滚压变形吸能装置：其转向轴和转向柱也都能分上下两段。上、下两段转向轴用安全销相联。上下转向管柱中间压入带有塑料隔套的钢球。当发生撞车时，安全销被破坏，上下转向轴轴向收缩，上下转向管柱也开始轴向收缩，其内的钢球边转动边在上下转向管柱的壁上挤压出沟槽，使之变形并消耗冲击能量。

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汽车安全性涉及的范围很广,本文简述我国汽车被动安全技术现状、发展趋势及被动安全标准。着重介绍了汽车被动安全系统组成、原理。

2.5汽车座椅系统安全性

2.5.1汽车座椅系统安全性概述

汽车座椅安全性研究始于20世纪50年代。以往人们的研究主要集中在汽车尾部碰撞的乘员保护以及头枕和座椅靠背后部的冲击能量吸收等方面8并逐渐形成了两种主流设计概念——柔性设计及刚性设计。按照上述方法设计的各种结构形式的座椅在安全性试验中虽然取得了比较令人满意的结果，但是由于碰撞模型试验的条件具有相当的局限性，某些条件如乘员坐姿、加速度作用方向、约束系统的配带及使用状态、各种约束系统的相互影响等，在实发事故中千变万化，是实验室中不可能全面模拟的。

近年来我国在轿车被动安全性的法规、试验和研究方面已取得了一定的进展。相对于轿车，客车的乘员更多，因此人们对客车乘员的保护和碰撞安全性的研究更为集中。我国在2000年正式实施了《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，这不仅对汽车正面碰撞控制结构设计理论和方法的研究更具有现实意义，还极大地带动了我国微型客车的安全性设计研究与发展。国内几家大型的微型客车厂纷纷着手对现有车型进行不同程度的改进以适应法规的要求。汽车后部碰撞安全性法规也有望在2003年问世，这必将进一步推动汽车安全性尤其是座椅系统安全性研究工作的深入开展。

2.5.2 座椅系统的安全性功能

汽车座椅是汽车中将乘员与车身联系在一起的重要内饰部件。它直接影响到整车的舒适性和安全性。所谓座椅的安全性是指汽车座椅能有效地防止汽车事故的发生，并在事故发生时能最大限度地减轻对驾驶员及乘员造成伤害的能力。汽车座椅不仅要减轻驾驶员及乘员的疲劳来满足主动安全性要求，还要与安全带和安全气囊一起对乘员定位的同时缓解碰撞的强度，使乘员的损伤指标达到最小。座椅作为安全部件是在被动保护中起决定性作用的组成部分。首先，在事故中它要保证使乘员处在自身的生存空间之内，并防止其他车载体（如其他乘员、货物）进入到这个空间。其次，要使乘员在事故发生过程中保持一定的姿态，以使其他的约束系统能充分发挥其保护效能。除具有防止事故发生的功能外，座椅还应具有在乘员与其发生碰撞时，使乘员的伤害减轻到最低的性能，即能够吸收乘员与之碰撞时产生的能量。座椅安全功能失效时可引起各种形式的乘员伤害：如在正面碰撞中，座椅与车身连接强度不够时，座椅会脱离车体，导致乘员逸出其生存空间；如果后排乘员未受到约束，前排座椅靠背强度不足，则后排乘员的惯性力将击溃前排座椅，使前排乘员受到伤害；反之，若前排座椅强度太高，又会对后排乘员在与之相撞时造成伤害。另外，座椅外廓设计不当，在正面碰撞时会使乘员沿座椅靠背下滑，使腰部安全带移到胸部以上（即所谓的“潜水”现象），这是极为不利的约束姿态。在后部碰撞中，如果头枕设计过低或与靠背的相对位置设计不当时都会引起胸部与头部的加速度差值，作用在颈部上的这个差值超过一定程度后就会对乘员造成致命的伤害。前排座椅靠背的强度不足，会在其本身质量及乘员质量的惯性力作用下向后发生较大的 14

汽车安全性涉及的范围很广,本文简述我国汽车被动安全技术现状、发展趋势及被动安全标准。着重介绍了汽车被动安全系统组成、原理。

弹性变形以至塑性变形，失去对乘员的支撑作用，使前排乘员射向后排座椅或后窗，并伤及后排乘员。汽车座椅的安全性设计目标就是避免上述诸种不利情况的发生。

2.5.3座椅系统的安全性结构

从座椅的安全性能考虑，其结构可分为靠背、头枕、坐垫、座椅总成与车身相连接的固定部件。靠背的强度设计分柔性吸能式和刚性吸能式两种。根据不同的碰撞条件，两种靠背的保护效果是不同的。在高强度碰撞时，刚性靠背的设计概念对于正常坐姿、按标准状态使用约束系统的乘员来讲是合理的。但是，在发生低强度尾部碰撞时刚性靠背座椅会引起乘员身体沿靠背向上滑动、靠背对乘员产生回弹及乘员以非正常坐姿乘坐。坐垫一般不会对乘员造成直接的冲击伤害，但其结构可以影响到乘员的运动过程，以及约束力施加到乘员身体上的方式和外部载荷（加速度、力等）的绝对值大小。坐垫结构主要影响人体以下几个坐姿参数：颈椎倾角、胸部倾角、躯干基准线与轴间的夹角等。

在国际标准中，有关座椅头枕的法规规定是独立于整个座椅系统的，在我国国家标准中对座椅头枕也单独作了规定。这充分体现了在被动安全性研究中，头枕是一个相当重要的安全部件。但考虑到整个座椅系统结构的完整性，本文将头枕作为整个座椅系统的一个重要组成部件考虑其对被动安全性的影响。头枕的设计目的是在后部碰撞中防止由于头部相对胸部过度后仰而引起的头颈部内伤，这是后部碰撞中最常发生的一种伤害形式。另外，座椅头枕应能够自动实现水平、垂直位置的的调整，以适应乘员位置的变化。汽车座椅连接部件的强度设计在很大程度上影响座椅本身的安全性能，在发生碰撞时，如果连接部件先于座椅失效，很可能会造成座椅骨架的断裂、严重变形和调节机构失灵等，此时乘员的生命安全将受到极大的威胁。汽车座椅的首要任务是满足安全性的要求，其次是满足舒适性、低成本、质量轻及美观耐用的要求。

2.5.4座椅系统的安全性法规及标准

撞车后因座椅的破坏和座椅固定部分的脱开很容易造成乘员二次受伤，对此可以通过试验来验证座椅及座椅固定部件的强度是否满足要求。试验方法也是针对座椅本身的结构强度和座椅固定部件的强度分别规定的。中国汽车技术研究中心汽车标准化研究所依据国际上通用的座椅安全性法规提出了适合我国国情的座椅安全性能要求及试验方法，如国标GB11550-1995对座椅头枕的性能要求及试验方法作了详细的规定；GB15083-1994、GB14167-1993也分别对座椅系统的强度（包括靠背和坐垫总成两部分）和座椅的安全带安装固定点强度及试验方法作了规定。

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