二节汽车安全气囊安全系统原理与维修.doc

第二节 汽车安全气囊安全系统原理与维修一、安全气囊系统的结构 构成安全气囊系统的主要电子元器件有ECU、碰撞传感器（集中式系统安置于ECU内部，分散式系统安置在ECU外部）、警示装置、安全气囊组件、乘员位置传感装置及接头和线束等。二、安全气囊系统典型ECU结构对於单点碰撞传感集中式安全气囊ECU，采用了与放大和滤波电路相关联的电子加速度计（传感器），能稳定地保持对汽车加速度跟踪（即能按照汽车的加速度成比例地输出电压）。与单片微机相关联的装置包括：电源供给装置，给所有的电路提供工作电压。属於这部分的两个重要电气装置包括电荷泵和能量贮备（又称备用电源，在碰撞过程中，一旦蓄电池连接松脱，仍能提供足够的贮电容量触发引爆管使安全气囊张开）。电荷泵具有提升能量贮备电压，使其高於汽车工作电压的能力。当蓄电池、充电系统或发电机出现故障时，电荷泵能维持能量贮备装置的最低工作电压。另外，在提升能量贮备电压的同时，能检测引爆路电阻偏高等类似的故障；供单片微机监控用的监视计时器；供警示灯控制和故障诊断用的接口电路；触发司机或乘客侧充气组件的引爆电路。引爆路一般由ECU内部电路及ECU的外部元器件组成。外部元器件有：接头、电缆、滑环/盘簧（仅司机路才有）引爆管，对於分散式安全气囊系统还有电子机械碰撞传感器等。ECU监控的首要任务，是在碰撞过程中监测可能妨碍成功引爆安全气囊的所有故障；进一步的任务是监测使安全气囊发生致伤、甚至致死的不适时引爆；与ECU集成在一起的机电安全传感器；选择输入电路。“选择输入”是用来向安全气囊ECU提供乘客座位、司机和乘客安全带的状态信息，这些信息经ECU处理後，除了具有前面提到能改变安全气囊充气速率的功能外，还有安全抑制功能。对於乘客安全气囊，只有在乘客座位被占用、乘客安全带扣上以及安全气囊在较高阈值的情况下，才会引爆充气。将司机安全气囊与乘客安全气囊分开控制，可以减少安全气囊不必要的张开；方便接入外部诊断设备，帮助维修的串行数据线路。三、安全气囊组件的结构及工作过程乘客侧与司机侧安全气囊的结构和工作过程很相似。典型的司机侧安全气囊组件由安全气囊饰罩、带涂敷层或不带涂敷层的织物折囊垫、充气器（即气体发生器、含引爆剂、扩爆剂和主推进剂）和将安全气囊组件安装在方向盘的连接组件等组成。组件的功用和工作过程如下：（1）、将从碰撞传感器接收的电信号传给充气器的引爆剂；（2）、引爆剂像根“电火柴”通电後着火，然後再点燃充气器组件内的扩爆剂，扩爆剂又称为引爆管。（3）、扩爆剂点燃後，点燃主装药 主推进剂。传统的主推进剂由氮化钠+氧化剂组成，也有些使用压缩氮气或氩气，还有两种混合应用；（4）、推进剂燃烧生成氮气流；（5）、迅速膨胀的气体经过过滤进入折囊垫，形成安全气囊雏形；（6）、充气器使充入安全气囊的气体压力增高，并开始推压安全气囊饰罩；（7）、安全气囊饰罩上的压力不断上升，饰罩材料延伸变形和撕裂薄弱区的接缝；（8）、随着裂缝的出现，饰罩门开启，为充气安全气囊的喷出提供最佳通路；（9）、气体压力继续增长，安全气囊张开至织物绷紧；（10）、乘员接触和压迫安全气囊，实现安全保护；（11）、通过气体的粘性阻尼作用，乘员前移能量被吸收和耗散，安全气囊中过压气体经过安全气囊通气孔排出而不致伤害乘员。四、安全带和安全气囊为了说明安全带和安全气囊在保护乘员方面的重要性，首先说明造成乘员伤害的原因。如图2所示，当汽车和障碍物之间发生碰撞事故时，汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降。例如，如果一辆汽车以50km/h的速度与一个固定不动的障碍物正面相撞，则汽车至完全停止所需时间大约0.1s。在这短暂的时间内，可发生的事情却相当多：在碰撞的瞬间，前护杠停止运动，但汽车的其他部分仍以50kmh的速度前进。随着车辆前部逐渐损坏，汽车即开始吸收动能并减速；在碰撞过程中，当开始减速慢下来时，内部乘员则仍以原来的速度向前移动。于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、风挡玻璃等之间的碰撞，造成了乘员的伤害。这种乘员和汽车内部结构之间的碰撞称为二次碰撞，如图3所示。 图2 一次碰撞示意图 图3 二次碰撞示意图如果乘员未系上安全带，则他们会继续以50km/h的速度前进，直到撞及车室内部物件才会停止。在此例中，乘员撞击车室内部的速度，与从三楼的窗户跳下撞击地面时的速度相当。如果乘员系上安全带，则他们将逐渐减速，因此作用到他们身上的撞击力将减轻。但是在严重的碰撞事件中，虽然系上安全带的碰撞力比未系安全带少了很多，但乘员仍可能会撞到车室内部物件而造成伤害。汽车安全气囊的基本思想是：在发生一次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使乘员撞在气袋上，避免或减缓二次碰撞，从而达到保护乘员的目的，如图4所示。由于乘员和气囊相碰时容易因振荡造成乘员伤害，所以在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样，当乘员和气囊相碰时，借助圆孔的放气可减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于保护乘员。图4 安全气囊对乘员的保护作用五、安全气囊的形式除了上述供正面碰撞的保护安全气囊外，近年还开发出了供侧面碰撞保护用的侧安全气囊。这样，安全气囊系统按保护面的不同，可分为供正面碰撞保护用的安全气囊系统和供侧面保护用的侧安全气囊系统，如图5所示。图5 正面安全气囊和侧安全气囊此外，安全气囊还可按充气装置点火系统的形式、气囊数量和气囊传感器数量等3种方式来分类。1、按充气装置点火系统分（1）电子式（E型）（2）机械式（M型）2、按气囊数量分（1）1个：用于驾驶员（E型或M型）（2）2个：用于驾驶员和前座乘员（只有E型）（3）4个：用于驾驶员和前座乘员的正面和侧面（只有E型）3、按气囊传感器数量分（只有E型）（1）1个：气囊传感器（2）3个：一个中央气囊传感器和两个前气囊传感器各形式的气囊系统及其动作如图6至图9所示。图6 E型、双气囊、3传感器图7 M型、单气囊图8 E型、单传感器、双气囊 图9 E型侧气囊 六、安全气囊的工作在承受来自如图10斜线区域箭头内严重的正面撞击时，安全气囊系统会检测此减速力。若减速力达到设定值以上时，系统会触发充气装置，然后充气装置内的化学反应会使气囊在瞬间充满氮气，以缓冲乘员的冲击，保护乘员头部和脸部免于撞击方向盘或仪表板。在气囊开始泄气时，气囊依然在继续吸收动能。图10 正面撞击方位整个过程（由充气、保护、泄气组成）在不到1s内完成，如图11所示。图11 安全气囊的工作过程 气囊张开后，需注意如下问题：（1）安全气囊在设计上只能充气1次，一次性使用。用后必须更换。（2）发生碰撞时，即使前乘员座没有乘员，前座乘员气囊也会同时张开。（3）在气囊充气时会产生巨大的声响，而且在所释放出的氮气中会伴生少许烟雾。这些气体和烟雾是无害的（这不表示有起火现象），但乘员要尽快清洗残留物，以免皮肤过敏。（4）气囊的充气在少于1s内完成，因此气囊充气的力量相当大。此系统的设计是为了减少严重的伤害，但它本身可能会对乘员造成轻微的烫伤、擦伤或红肿等伤害。（5）气囊张开后，气囊单元的组件（方向盘中央部分、仪表板）可能会烫热几分钟，但气囊本身并不会发烫。（6）当碰撞的程度足以让气囊充气时，可能会因车身变形而使风挡玻璃破裂。而在备有乘员气囊的车辆上，风挡玻璃也可能因吸收部分充气力量而破裂。七、元件的结构和工作原理1、前气囊传感器（只适用部分车型）前气囊传感器固定在两边的前翼子板内侧，传感器本身是一个机械式开关。当传感器检测出前方撞击的力量大于设定值时，传感器内部的触点闭合，并将此信号送至中央气囊传感器总成（见图17）。 图17 前气囊传感器（1）结构。前气囊传感器包括：外壳、偏心转子、偏心重块、固定触点和旋转触点等。在传感器本体外侧有一个电阻，作白检之用，检测中央气囊传感器总成与前气囊传感器之间的线路是否有开路或短路（见图18）。 图18 前气囊传感器的结构（2）工作原理。在正常情况下，偏心转子和偏心重块在螺旋弹簧弹力的作用下，紧靠在与外壳相连的止动块上。此时固定触点和旋转触点并未接合。当发生正面碰撞，如果碰撞的减速率大于设定值时，由于偏心重块惯性的作用，使偏心重块连同偏心转子和旋转触点一起转动，直到与固定触点闭合（如图19所示）而使前气囊传感器闭合。图19 前气囊传感器的工作过程为确保安全气囊系统的高可靠性，前气囊传感器在气囊充气张开后绝不可再重复使用。因为在气囊动作时会有大电流流过传感器触点，这可能会使触点表面烧蚀而造成电阻过大。若重复使用，可能造成气囊充气张开的可靠性降低。 2、中央气囊传感器总成或气囊传感器总成 当车辆设有前气囊传感器时，此传感器总成称为中央气囊传感器总成，里面所包含的传感器也称为中央气囊传感器；如果车辆未设置前气囊传感器，则称为气囊传感器总成，里面所包含的传感器称为气囊传感器。如图20所示，中央气囊传感器总成安装在车内地板的中间位置上，它从气囊传感器（前气囊传感器和其内置的中央气囊传感器）接收信号，判断气囊应否张开，并诊断系统的故障。 图20 中央气囊传感器总成如图21所示，中央气囊传感器总成由中央气囊传感器、安全传感器，点火控制与驱动电路和诊断电路组成。一个可靠性极高的备用电源系统也组合在总成内，以防在碰撞时因汽车电源系统的损坏而导致气囊系统不工作。图21 中央气囊传感器总成电路 （1）中央气囊传感器。 中央气囊传感器封装在中央气囊传感器总成内。它有电子式和机械式两种。 电子式可检测出减速率，然后点火控制和驱动电路再根据此信号判断是否让气囊充气。机械式也可测出减速率，并直接驱动气囊充气。1）电子式。电子式中央气囊传感器是一种智能传感器，它将传感元件、信号适配器和滤波器等集成在一块IC上，具有可靠性高、功能强等优点。如图22所示，传感器有一悬臂梁，悬臂梁的质量就是惯性质量，当传感器承受冲击时，悬臂梁会发生弯曲。这一弯曲变形可由其上的变形计测出，并转换成电信号，经集成电路整理放大后的输出信号随减速率线性变化。图22 电子式中央气囊传感器 2）机械式。当机械式传感器检测到正面撞击的速度大于设定值时，其触点会闭合使气囊充气。 （2）安全传感器。安全传感器有几种形式。图23中是以配重动能为基础而闭合触点的机械式和以水银为导体的水银开关式。安全传感器的作用主要是为了防止气囊误开。此传感器触发的基准减速率比气囊作用的设定值小。图23 安全传感器 如果使用水银开关式以外的安全传感器时，在气囊已作用充气之后，中央气囊传感器总成绝不可重复使用。因为在气囊动作时，会有大电流流过传感器触点，使触点表面产生烧蚀而令电阻过大，造成气囊可靠性降低。 1992年8月以后产的丰田汽车已不再采用水银开关式安全传感器。1）点火控制和驱动电路（适用于电子式中央气囊传感器）。点火控制与驱动电路对中央气囊传感器来的信号进行计算，如果计算值比预定值大，它就触发点火，使气囊充气。 2）备用电源，备用电源由备用电容器和直流直流变压器组成。在电源系统由于碰撞而失效的情况下，备用电容器将释放电能，以供应系统所需的电力。当蓄电池电压下降到一定值时，直流直流变压器用于提高电压。 3）诊断电路。本诊断电路可诊断系统内的任何故障。当故障被检测出来后，点亮组合仪表上的故障警告灯以告示驾驶员。这一电路可监视下列各种情况： 造成点火失效的故障； 造成意外点火的故障； 诊断电路本身的故障，即造成不能检测点火失效和意外点火的故障。 4）记忆电路。当诊断电路检测出故障时，这一故障被编成代码储存在记忆电路中。此代码可随时取出，以分辨故障部位及进行快速诊断。按照车型、年份的不同，记忆电路可分为两种形式，一种是当电源中断时，记忆内容即自动消失；另一种是即使供应电源中断，记忆内容仍能保留。 5）安全电路。安全电路禁止点火。当诊断电路检测到的故障可能会引起意外点火时，诊断电路向安全电路送出一个信号，用于禁止点火。 3、侧气囊传感器总成 侧气囊传感器总成有两种类型，第一种是独立于正面安全气囊系统而自成体系的，它从封装于侧气囊传感器总成内的侧气囊传感器接收信号，判断侧气囊是否应打开，并诊断系统的故障。这一类型的侧气囊传感器总成有自己的侧气囊故障警告灯。这种侧气囊传感器总成由侧气囊传感器、安全传感器、点火控制与驱动电路、诊断电路等组成。这些组成部分的作用和工作原理与中央气囊传感器总成相同。 另一种是侧气囊传感器总成由侧气囊传感器、安全传感器等组成的。侧气囊传感器总成接收侧气囊传感器来的信号，并判断应否打开侧气囊。若需要打开侧气囊，则侧气囊传感器总成向中央气囊传感器总成（或气囊传感器总成）发出信号，最终由中央气囊传感器总成向侧气囊传爆管送出电流，使侧气囊张开充气。上述两种类型的左、右两个侧气囊传感器总成分别安装在左、右侧车身的中间立柱上，两者是相互独立的，如图24所示。图24 安装在中间立柱上的侧气囊传感器总成3、充气装置和气囊 安全气囊系统对充气装置的要求主要有3个方面： 1）能在约30ms内产：生大量气体； 2）所产生的气体应无毒性，温度电不能过高； 3）整个装置应具有很高的可靠性和很好的稳定性。 充气装置主要有压缩气体式、烟火式和混合式3种。压缩气体式因充气较慢、受环境温度影响较大、系统的性能不稳定而在目前已较少使用。丰田汽车的充气装置主要采用烟火式。1998年开始，逐渐在前座乘员气囊和侧气囊上采用混合式充气装置。 （1）驾驶员充气装置和气囊。驾驶员充气装置采用烟火式。充气装置和气囊均装设于方向盘衬垫内，它们是不可分解的。如图25所示，充气装置包括传爆管、点火药粉与气体发生剂等。在车辆正面严重碰撞时，充气装置瞬间给气囊充气。气囊由尼龙布制成，并在内表面涂有树脂。 图25 驾驶员充气装置如图26所示，当车辆正面严重碰撞时，减速力使气囊传感器导通，电流流入传爆管使其产生高热，从而点燃传爆管内的点火物质。火焰随即扩散到点火药粉和气体发生剂。气体发生剂于是产生大量氮气，这些氮气经过滤器降温后进入气囊内。气囊被迅速充气并急剧膨胀，冲破方向盘衬垫，缓冲了乘员的二次碰撞冲击。气囊在充气完成后，氮气由释放孔迅速排泄，这不但可减少乘员对气囊的冲击力量，而且可确保乘员有良好的视野。图26 点火装置截面图 （2）前乘员充气装置和气囊。前乘员充气装置有烟火式和混合式两种。这两种形式的充气装置和气囊均密封在一个外壳内，装在手套箱上方的仪表台上，如图27所示。图27 前乘员充气装置和气囊1）烟火式前乘员充气装置（图28）。这种形式的充气装置是一个金属盒，里面有传爆管、点火药粉和气体发生剂等。气囊由尼龙布制作，由充气装置生成的氮气充气展开。前乘员气囊的展开体积约为驾驶员气囊的24倍。图28 烟火式前乘员充气装置截面图烟火式前乘员充气装置的工作过程与驾驶员充气装置相同。如图29所示。 图29 烟火式前乘员充气装置的工作过程2）混合式前乘员充气装置。这种形式的充气装置由传爆管、推进剂、销、隔片和压缩氩气等其他元件组成，如图30所示。 图30 混合式前乘员充气装置若因正面碰撞的惯性力使气囊传感器接通，则电流会点燃充气装置内的传爆管。被传爆管点燃的推进剂使氩气膨胀，同时也使销触发，击穿隔片。膨胀的气体从被销击穿的隔片通过，经气体释放孔流到气囊内。随着气体进一步膨胀，前乘员气囊推开气囊门而弹出，缓冲前乘员头部和胸部所受到的撞击。其工作过程如图31所示。图31 混合式前乘员充气装置的工作过程 （3）侧充气装置和气囊。侧充气装置和侧气囊组合在一个壳体内，装设在座椅靠背外侧，如图32所示。充气装置由传爆管、乙醇、压缩氩气和隔片组成。如图33所示。图32 侧充气装置和气囊图33 侧充气装置的结构 气囊由强力尼龙布制作，由被充气装置加热的氩气来充气。当侧气囊传感器因车辆严重的侧碰撞造成的减速力而导通时，气囊传感器立即把电流送到侧气囊充气装置，使传爆管点火。传爆管的火焰瞬间即扩散到乙醇。乙醇的燃烧使氩气的压力剧增，膨胀的气体撕破隔片，充进气囊（如图34所示）。图34 侧充气装置的工作过程受到氩气充入而膨胀的气囊撕破座椅外罩的缝纫口，在乘员的侧面弹出并进一步膨胀。膨胀的气囊吸收乘员手臂和胸部所受的冲击，然后在气囊表面排出氩气，缓缓收缩。4、螺旋电缆（图35）螺旋电缆是连接车身与方向盘的电器接线。螺旋电缆由转子、壳体、电缆和解除凸轮组成。转子与解除凸轮之间有连接凸缘和凹槽，方向盘转动时，两者互相触动，形成一个整体一起随方向盘转动。电缆很薄很宽，有4.8m长，螺旋状盘在壳体内。电缆的一端固定在壳体上，另一端固定在转子上。当方向盘向左或向右转动时，电缆在其裕量内转动而不会被拖曳。 图35 螺旋电缆 车辆维修时，螺旋电缆必须正确地找到中间位置（有对中记号），在车辆正直向前的状态下安装到转向柱上。否则容易造成电缆被扯断和其他故障。5、气囊警告灯（图36）图36 三种气囊警告灯 气囊警告灯装在组合仪表上。1992年8月以前产的车型警告灯用英文AIR BAG表示，1992年8月以后产的车型改用图形。1996年8月1997年6月的凌志LS400还设有专用于侧气囊系统的侧气囊警告灯。1997年7月以后的车型用一个气囊传感器总成控制所有气囊，所以侧气囊警告灯也随之而取消。 当气囊传感器总成的自检系统检测到气囊系统有故障时，气囊警告灯被点亮以警告司机。此外，故障代码的输出也由气囊警告灯的闪烁来进行。在正常情况下，点火开关转到ACC或ON位置时，该灯亮约6s，然后熄灭。 6、安全气囊系统的连接器 安全气囊系统中的所有连接器均为黄色，以便与其他系统的连接器相区别。这些连接器专为安全气囊系统而设，具有多种不同的特殊功能，而且连接器的端子均镀金，以保证高度的可靠性和耐久性。下面以1993年款的凌志LS400为例，介绍这些特殊的连接器。图37是这一系统的线路连接图。系统共有12个连接器，不同的连接器有不同的特殊机构，这些机构有4种：端子双锁机构、安全气囊防误动机构、电器连接检查机构和连接器双锁机构。一个连接器可有多种不同的机构（参看图37下的表格）。编号名称应用1端子双锁机构连接器，2安全气囊防误动机构连接器，3电器连接检查机构连接器，4连接器双锁机构连接器， 图37 1993年款凌志LS400安全气囊系统线路连接图1）端子双锁机构（图38）。连接器是由壳体和分隔片组成的两件式结构。这种设计可保证端子由两个锁紧装置（分隔片和壳体内的撞杆）锁定，以防端子脱出。这种端子双锁机构也被其他系统的连接器所采用。图38 端子双锁机构连接器2）安全气囊防误动机构（图39）。连接器上有一个短路簧片，当连接器脱开时，短路簧片就自动地将传爆管的电源端和接地端接通，使传爆管侧的电路成为一个闭合电路，以确保传爆管不会被误触动。图39 安全气囊防误动机构3）电器连接检查机构（图40）。这一机构用来检查连接器连接得是否正确和完全。例如，当前气囊传感器连接器连接时，其接线检测引脚也自动地把传感器的输入端和输出端通过电阻连接起来。一个微小的电流流到中央气囊传感器总成，以检查连接器是否连接正确。 图40 电器连接检查机构连接器内壁有一斜面，当连接器接上时，接线检测引脚沿这一斜面插入，当连接器完全插入时，接线检测引脚伸出斜面的端部，与端子接触上（如图41所示）。图41 电器连接检查机构的工作原理4）连接器双锁机构。这种机构的连接器（插头和插座）由两个锁紧装置锁定，以增强连接的可靠性。如果主锁未锁定，两个凸片就会妨碍和阻止副锁的锁定，如图42所示。 图42 连接器的双锁机构八、安全气囊点火的条件当车辆在如图10所示的阴影区受到正面碰撞，且碰撞所产生的冲击力大于预定值时，安全气囊系统会自动触发。安全传感器在设计上比前气囊传感器和中央气囊传感器（气囊传感器）在更小的减速率下即可闭合。如图43图45所示，当安全传感器闭合，再加上前气囊传感器或中央气囊传感器（气囊传感器）也闭合时，电流将流过传爆管，并点火。图43 安全气囊点火的条件逻辑图一图44 安全气囊点火的条件逻辑图二图45 安全气囊点火条件控制图点火发生后，大量气体在几毫秒内生成，气囊内的气体压力迅速上升，充气的气囊将方向盘衬垫和仪表板门撑开。接着气囊充气结束，气体通过气囊后面或侧面的排气孔排出而使气囊泄气。与气囊充气的同时，E型座椅安全带收紧器内的气体向下推动活塞并拉紧拉索，使安全带收紧一定长度。 座椅安全带收紧器 一、概 述如图56所示，座椅安全带收紧器与安全气囊一样，属于辅助乘员保护系统，它改善了安全带对乘员的防护功能。 图56 座椅安全带收紧器 系上安全带除了可防止乘员在碰撞事件中被抛出车外，还可以减少乘员与车内物件的二次撞击。但安全带并不能将乘员完全固定在座椅上，安全带与乘员之间尚留有些许空间。因此，在严重撞击中，虽然系上安全带所受的冲击会比未系上安全带小很多，但是乘员仍可能会碰撞到车内物件从而造成伤害。 在严重的正面撞击中，座椅安全带收紧器立即起作用，它通过快速的收紧反应，使安全带在乘员往前移动之前即回缩一定的长度，这样即可减少乘员向前的移动量。 在近两年的新车型中，座椅安全带收紧器增设了限力器，当严重撞击而使安全带收紧器收紧时，若安全带施加在乘员身上的张力达到预定值时，限力器限制这一张力，以此控制施加在乘员胸部的安全带张力。 安全气囊和安全带收紧器及限力器的座椅安全带搭配使用，可使驾驶员和前座乘员受到最大的保护。 安全带收紧器在设计上只能工作一次。 安全带收紧器工作时，可能会发出工作声响，且会有少量烟雾释出。这些气体是无害的（也不表示有起火现象）。此外，即使座椅上没有乘员，安全带收紧器也可能会工作。 座椅安全带收紧器有两种类型：电子式（E型）和全机械式（M型）。电子式安全带收紧器组合在安全气囊系统内，由中央气囊传感器总成来驱动，即与安全气囊同时动作。全机械式安全带收紧器有自己单独的传感器，自成系统。因此，在某些碰撞的情况下，安全带收紧器和气囊可能不会同时工作，甚至左、右两个收紧器也可能不会同时工作。二、构造和工作原理 座椅安全带收紧器虽然有电子式（E型）和全机械式（M型）之分，但两者的基本构造和工作原理实质上是一样的，只是气体发生器的点火方式不同而已。如图57所示，带收紧器的座椅安全带收紧器由收紧机构、收缩机构和ELR（紧急锁紧收缩器）组成。其中收缩机构和ELR属于不带收紧器的普通座椅安全带的组成部分。图57 座椅安全带收紧器结构 E型安全带收紧器由中央气囊传感器总成控制其工作，电路图可参阅图21中央气囊传感器总成电路图。 M型安全带收紧器带有自己的收紧传感器，它可检测减速惯性力，并据此点燃气体发生器。此外它还有一个安全装置来锁定此传感器。 1、收紧机构 收紧机构的具体构造会因制造厂家的不同而有差异，但其工作原理均相同。现列出两种较常用的形式。形式一：这一形式的收紧机构由气体发生器、缸筒、活塞以及与活塞连在一起的拉索组成。为不影响安全带的正常工作，拉索绕在一鼓轮上，而不与轴的外表面接触，如图58所示。 图58 收紧机构的结构及其工作（一） 当收紧器动作时，由气体发生器释放出的大量气体迫使活塞向下运动。由于拉索与活塞连在一起，所以活塞带动拉索，使鼓轮夹紧轴。这样，轴向收紧安全带的方向转动，使安全带收紧一定的长度之后，安全带便无法被拉出或回缩。 形式二：这种形式的收紧机构由气体发生器，离合齿轮、离合键和转子组成。当收紧器动作时，由气体发生器释放出的大量气体首先迫使离合键插入到离合齿轮，使得转子与离合齿轮一起转动，然后气体继续迫使转子转动直到尽头，最后气体从释放孔排出，如图59所示。图59 收紧机构的结构及其工作（二） 当收紧器作用后，离合键和离合齿轮可以分离，在它们分离后，安全带即可像原来一样被拉出或缩回。 2、气体发生器（E型）气体发生器由传爆管（发热丝和点火药粉）和装在金属容器内的气体发生剂（无烟火药）组成（见图60）。当气囊传感器接通时，电流流到传爆管的发热丝而点燃点火药，火焰随即在极短的时间内传到气体发生剂，产生高压气体。图60 气体发生器截面图维修时需特别注意，即使微弱的电流也可能点燃传爆管，因此，绝不可使用万用表测量其电阻。 3、带收紧传感器的气体发生器（M型） 收紧传感器的构造虽因车型的不同而有差异，但其基本结构和工作原理是相同的。其组成元件有：惯性配重、触发轴（或扣栓杆）、点火销、点火弹簧和偏位弹簧。在正常情况下，点火销被触发轴（或扣栓杆）扣住，使点火销不能射出去。此外，任何不必要的惯性移动均被偏位弹簧的弹力抑制，使安全带收紧器不致被误触发。 如果车辆发生严重的正面碰撞时，瞬间减速，惯性配重克服偏位弹簧力向前移动，从而使触发轴（或扣栓杆）释放开点火销，点火销被点火弹簧弹射出，点燃传爆管。火焰瞬间扩散到气体发生剂，从而产生大量气体。图61示出了带收紧传感器的M型气体发生器的两种具体形式。 图61 带收紧传感器的M型气体发生器为了防止在拆卸安全带或处理安全带收紧器时，意外地起动收紧器，M型座位安全带收紧器均装有制止传感器工作的安全装置（触发安全装置）。如图62所示的传感器锁止按钮必须用螺丝刀或类似的工具压下，使传感器锁止释放杆顺时针转90。这样触发轴会被固定，安全带收紧器停止工作。要释放安全装置，逆时针转动传感器锁止释放杆，并使之按下即可。图62 安全装置的触发和释放 4、安全带限力器安全带限力器由限力板、卷筒和固定轴等构成，如图63所示。图63 安全带限力器当车辆发生严重的正面碰撞时，由于乘员进一步向前移动而使安全带所受的力超过预定值时，限力板开始变形，卷筒立即旋转，使得绕在其上的安全带得以向外拉出。与此同时，限力板继续随卷筒的旋转而绕固定轴变形，成为了安全带继续拉出的阻力。当卷筒转过l圈，随着限力板两端接触，限力板完成绕固定轴的转动， 两次动作的安全气囊系统1.概述在汽车发生冲撞时，安全气囊系统对保护驾乘人员的安全十分有效。目前安全气囊系统一般为转向盘单气囊系统，或者双气囊系统。安装有双气囊和安全带预紧器系统的车辆在发生冲撞时，不管速度高低，气囊和安全带预紧器同时动作，因此造成低速冲撞时气囊的浪费，使维修费用增加很多。两次动作的双安全气囊系统，在汽车发生冲撞时，能根据汽车的速度和加速度的大小，自动地选择只使用安全带预紧器动作，还是安全带预紧器和双气囊同时工作。这样，在低速发生冲撞时，系统只使用安全带即能足够保护驾乘人员安全，而不用浪费气囊。如果在速度大于30km/h发生冲撞时，安全带和气囊同时动作，以便保护驾乘人员的安全。2.两次动作的双气囊系统工作原理两次动作的双气囊系统在轿车上的布置如图 1所示，它是由传感器、中央控制器、双气囊、双安全带预紧器和接头等组成。其工作原理如图 2所示。中央控制器由中央传感器、电子控制器、安全传感器和辅助电源组成。气囊中除了气囊外，还有电雷管、气体发生器；安全带预紧器中也有电雷管。本系统的电气联接特点是:左右两个前方传感器并联，并联后与左右安全带预紧器电雷管、安全传感器串联。中央传感器和前方传感器并联，它们串联后的电路也并联。系统的工作原理如下:在汽车行驶中，3个传感器不断将车速变化的信息输入到电子控制器，经电子控制器不断地计算、分析、比较和判断，并随时准备发出指令。当车速小于30km/h冲撞时，前方传感器和其串联的安全传感器同时向电子控制器输入撞车信号，并发出引爆安全带预紧器电雷管的指令，而中央传感器发出的信号不能使电子控制器发出引爆气囊电雷管的指令。所以，在低速(减速度较小)冲撞时，只要预紧器向后拉紧安全带，就足以保护驾乘人员不撞向前方。在高速(减速度较大)冲撞时，前方传感器和中央传感器同时向电子控制器输入冲撞信号，电子控制器在迅速判断后发出指令，同时引爆左右预紧器和双气囊的电雷管。安全带向后拉紧的同时，2个气囊同时张开，吸收驾乘人员因减速度大而产生的冲撞能量，有效地保护他们的安全，如图 3所示。当汽车和前面的固定物冲撞时，汽车行驶的速度越快，减速度就越大，传感器接受到的力就越大。若将前方传感器和中央传感器预设定的力分为上、下限，即前方传感器的预定冲撞速度在小于30km/h的下限值，并且相应的安全传感器预设值也是下限值，则汽车发生低速冲撞时，电子控制器只使安全带预紧器引爆。中央传感器预设值为上限，则汽车高速冲撞时，前方传感器，中央传感器和安全传感器同时向电子控制器输出冲撞信号，电子控制器使所有的电雷管引爆，则安全带拉紧，气囊张开。从发生冲撞、传感器发出信号到控制器判断引爆电雷管，大约需要10ms时间。引爆后，气体发生器产生大量氮气，迅速吹胀气囊。从发生冲撞到气囊形成，进而到安全带拉紧，全过程所需时间为30-35ms，所以气囊系统的保护效果是非常好的。当气囊引爆后，由于产生的气体大量涌进