汽车电子与电气设备汽车安全气囊

安全气囊一、安全气囊系统概况1、交通事故现状中国每年因交通事故死亡的人数约为10万人，其中大部分是碰撞造成的。2、如何减轻碰撞伤害最佳措施就是用气垫缓冲，比如：消防队在救火或防止有人跳楼时所作的。但在汽车上不能放置已充好气的气垫一、安全气囊系统概况3、安全气囊的作用当汽车遭受冲撞导致车速急剧变化时，安全气囊迅速膨胀，承受并缓冲驾驶员或乘员头部与身体上部和膝盖部位的惯性力，减轻人体遭受伤害的程度。4、名词解释SRS—SupplementalRestraintSystem主动、被动安全系统；一、二次碰撞。二、安全气囊系统分类按碰撞类型正面防护安全气囊、侧面防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。按气囊数目单气囊系统、双气囊系统等。三、汽车对安全气囊的要求可靠性高安全气囊的使用年限为7-15年安全可靠能正确区分制动减速度和碰撞减速度的区别灵敏度高当汽车发生碰撞时，在二次碰撞前打开有防误爆功能减速度过过低，轻微碰撞不能引爆

有自动诊断功能电控安全气囊要有备用电源四、安全气囊动作过程碰撞后SRS经历的的动作时间状态0ms遭受碰撞10ms点火引爆开始充气四、安全气囊动作过程碰撞后SRS经历的的动作时间状态40ms气囊充满人体前移四、安全气囊动作过程碰撞后SRS经历的的动作时间状态60ms排气节流吸收动能四、安全气囊动作过程碰撞后SRS经历的的动作时间状态110ms人体复位恢复视野120ms危害解除车速为零五安全气囊系统的组成及工作原理组成：有传感器、气囊组件及安全气囊ECU等组成。

传感器碰撞传感感器：检测汽车车碰撞强强度的信信号，并并将信号号输入给给安全气气囊ECU，安安装于汽汽车前部部的碰撞撞传感器器叫前碰撞传传感器；安装于于安全气气囊ECU内部部的碰撞撞传感器器叫中央传感感器。安全传感感器：安全传感感器也叫叫做保险险传感器器，防止止安全气气囊系统统在非碰碰撞的情情况下发发生误引引爆。安安全传感感器安装装在安全全气囊ECU内内部，通通常有两两个安全全传感器器。传感器滚球式传传感器结结构及原原理传感器偏心锤式式传感器器的结构构与原理理传感器传感器水银开关关式碰撞撞传感器器气囊组件件由气体发发生器、、点火器器、气囊囊、饰盖盖和底板板等组成成。驾驶员侧侧气囊组组件位于于方向盘盘中心处处，乘客客侧气囊囊组件位位于仪表表板右侧侧杂货箱箱上方气囊组件件1、气体体发生器器作用是在有效效的时间间内产生生气体，使使气囊张张开。气体发生生器是利利用热效效反应产产生氮气气而充入入气囊。。在点火器引引爆点火剂瞬瞬间，点点火剂会会产生大大量热量量，叠氮氮化钠药药片受热热立即分分解，产产生氮气气并从充充气孔充充入气囊囊。虽然然氮气是是无毒气气体，但但是叠化化氮钠的的副产品品有少量量的氢氧氧化钠和和碳酸氢氢钠（白白色粉末末）。这这些物质质是有害害的，因因此在清清洁膨胀胀后的气气囊时，，应保持持良好的的通风并并采取防防护措施施。气囊组件件2、点火火器电阻阻丰田为：：200别克为：：3~4气囊组件件3、气囊囊驾驶员侧侧的气囊囊多采用用尼龙布布涂氯丁丁橡胶或或有机硅硅制成。。橡胶涂涂层起密密封和保保护作用用，气囊囊背面有有2个泄泄气孔。。乘客侧侧气囊没没有涂层层，靠尼尼龙布本本身的孔孔隙泄气气。4、安全全气囊SRS指指示灯SRS指指示灯位位于仪表表板上，，按通点点火开关关时，诊诊断单元元对系统统进行自自检，若若点亮6s后熄熄灭，表表示安全全气囊系系统正常常；若6s后SRS指指示灯依依然闪烁烁或一直直不熄灭灭，表示示安全气气囊系统统有故障障，提示示驾驶员员应进行行维修。。气囊组件件5、安全全气囊ECU由中央处处理器CPU只读存储储器ROM随机存储储器RAMI/O接接口驱动器等等电子电电路组成成。安全气囊囊ECU内部还还有安全全传感器器、备用用电源、、稳压电电路和故故障自诊诊断电路路等等。。气囊组件件6、保险险机构安全气囊囊线束为为了区别别其他线线束，不不但将线线束做成成黄色，，而且线线束连接接器采用用导电性性能和耐耐久性能能良好的的镀金端端子，并并设计有有防止气气囊误爆爆机构、、端子双双重锁定定机构、、连接器器双重锁锁定构和和电路连连接检查查机构气囊组件件a、防止止安全气气囊误引引爆机构构短路片气囊组件件b、电路路连接诊诊断机构构用来监测测连接器器是否连连接可靠靠，常用用于前碰碰撞传感感器。有一个诊诊断销，，和两个个诊断端端子，连连接器正正常连接接时，诊诊断销与与前碰撞撞传感器器中的常常开触点点并联。。气囊组件件c、连接接器双重重锁定机机构线束的重重要连接接部位，，其连接接器都采采用。用用于锁定定连接器器的插头头与插座座，防止止连接器器脱开。。当主锁未未锁定时时，插头头上的两两个凸台台阻止副副锁锁定定；当主主锁完全全锁定时时，副锁锁锁柄方方能转动动并锁定定；当主主锁与副副锁双重重锁定时时，防止止连接器器插头与与插座分分开。气囊工作作原理气囊工作作原理点火器引引爆气囊囊的条件件是前碰碰撞传感感器与安安全气囊囊ECU内的安安全传感感器必须须同时接接通。当汽车车车速低于于30km/h发生碰碰撞时，，碰撞产产生的减减速度和和惯性力力较小，，安全传传感器和和中央传传感器将将此信号号送到安安全气囊囊ECU，安全全气囊ECU判判断结果果为不引引爆安全全气囊，，只引爆爆安全带带收紧器器的点火火器。与与此同时时，向左左、右安安全带点点火器发发出点火火指令使使安全带带收紧，，防止驾驾驶员和和乘客受受伤。当汽车车车速高于于30km/h发生碰碰撞时，，碰撞产产生的减减速度和和惯性力力较大，，安全传传感器和和中央传传感器将将此信号号送到安安全气囊囊ECU，安全全气囊ECU判判断结果果为需要要引爆安安全气囊囊和安全全带收紧紧器共同同保护驾驾驶员和和乘客。。与此同同时，向向左、右右安全带带点火器器和安全全气囊点点火器发发出点火火指令，，在安全全带收紧紧的同时时，驾驶驶员侧气气囊和乘乘客侧气气囊同时时打开，，达到保保护驾驶驶员和乘乘客目的的。基本内容容1、安全全气囊系系统的功功用2、安全全气囊系系统的分分类和组组成3、安全全气囊系系统控制制部件的的结构原原理4、安全全气囊系系统的工工作原理理5、安全全气囊的的发展和和研究一、安全全气囊系系统的功功用1.1当当汽车车发生碰碰撞时，，汽车与与汽车或或汽车与与障碍物物之间的的碰撞成成为一次碰撞撞。一次碰碰撞后，，汽车速速度将急急剧变化化，驾驶驶员和乘乘员就会会受到惯惯性力的的作用向向前运动动，并与与车内的的转向盘盘、挡风风玻璃或或仪表台台发生碰碰撞，这这种碰撞撞成为二次碰撞撞。1.2安装气囊囊系统SRS的的功用：当汽车遭遭受碰撞撞导致减速度急剧变化化时，气囊迅速速膨胀，在驾驶驶员或乘乘员与车车内构件件之间铺铺垫一个个气垫，利用气囊排气气节流的的阻尼作作用来吸收人体体惯性力产产生的动能能，从而减减轻人体遭遭受伤害的的程度。1.3安全气囊在在汽车发生生碰撞事故故时，对人人体的保护护如图：1.3.1无安全全气囊，驾驾驶员未系系安全带时时的碰撞情情形当汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞，90ms时，，人体在转转向盘接触触处受力约约90000N，下下肢多处骨骨折，头部部和巡捕的的手上程度度大大超过过容许程度度，一般来来说，死亡亡在所难免免。1.3.2无安全全气囊，前前乘员未系系安全带时时的碰撞情情形但汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞时，千千册患处造造成下肢骨骨折外，面面部受严重重损害，胸胸部损伤相相对小些，，但头部的的损伤导致致成员的死死亡。1.3.3无安全全气囊，驾驾驶员系上上安全带时时的碰撞情情形当汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞时，驾驾驶员头部部受伤较重重，胸部由由于被安全全带约束，，可产生近近10000N的力力，造成胸胸骨和肋骨骨的骨折。。1.3.4有安全全气囊，驾驾驶员未系系安全带时时的碰撞情情形但汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞时，向向前快速运运动的人体体充分与安安全气囊作作用，释放放能量。作作用在安全全气囊上的的力约为10000N，转向向轴所受的的分力约为为9000N,切向向分力约为为6000N。安全全气囊将人人体头部和和胸部同驾驾驶室前部部结构（如如风挡、转转向盘）隔隔开。避免免了头部和和胸部的原原种损伤。。二、安全气气囊系统的的分类和组组成2.1安安全气囊系系统的分类类按控制方式分类：可分分为机械式式和电子控控制式；按碰撞传感器器的形式分类类：可分为为机械式，，机械电子式式，电子控控制式；按传感器的数数量分类，可分分为多传感感器和单传感器；按安全气囊分类，可分分为压缩气气体式，烟烟火式和混合式式。2.2安安全气囊系系统的组成成三、安全气气囊系统控控制部件的的结构原理理3.1碰碰撞传感器器3.2安安全气囊系系统电控单单元3.3气气囊组件3.4SRS指示示灯（指示SRS功能是是否正常））3.5防防止误爆与与线路连接接诊断机构构3.1碰撞传感器器碰撞传感器（按结构分类）机电结合式水银开关式电子式滚球式滚轴式偏心锤式压阻效应式压电效应式3.1.1滚球式式碰撞传感感器3.1.2滚轴式式碰撞传感感器3.1.3偏心锤锤式碰撞传传感器偏心锤式碰碰撞传感器器工作原理理3.1.4水银开开关式碰撞撞传感器3.2安全气囊系系统电控单单元安全气囊的的电控单元元是安全气气囊系统的的核心部件，其安装位位置依车型型而异。例如：LincolnCity轿车车SRSECU内内部结构构如图。主主要有：专用中央处处理单元ECU、备用电源电电路、稳压电路、信号处理电电路、保护电路、点火电路和检测电路等组成。专用CPU监测汽车纵纵向减速度度是否达到到设定阈值值。信号处理电电路对传感器检检测的信号号进行整形和滤波处理。备用电源稳压保护电电路保护SRS系统统中的电子子元件因电电压过高而而烧坏3.3安全气囊组组件3.3.1气囊气囊用聚酰胺组织（如尼尼龙）制成成，内涂有有聚氯丁二烯烯，用以密闭闭气体。未打开时，，像降落伞伞一样折叠成包。气囊后有两个或四个个孔，用于排气气。气体发生器器又成为充充气器，用用专用螺栓栓与螺母固固定在转向盘的气气囊支架上。充气剂普遍遍采用叠氮化钠片状合剂。。3.3.2气体发发生器3.3.3点火器器气囊点火器器外包铝箔箔，安装在气体发生器器内部中央央位置，结构如图图。点火器的功功用是：当SRSECU发出点火指令使电热丝电路路接通时，电热丝迅速红热引引爆引药，，炸药瞬间间爆炸产生生热量，药药筒内温度度和压力急急剧升高并并冲破药筒筒，使充气剂（叠氮化钠钠）受热分分解释放氮气冲入气囊。。点火器示意意图四、安全气气囊系统的的工作原理理4.1安全全气囊系统统控制原理理4.2安全全气囊动作作过程4.3安全全气囊的有有效范围4.4减速速度阈值的的设定4.1安全气囊系系统控制原原理4.2安全气囊动动作过程碰撞经历时间0104060110120气囊动作状态遭受碰撞点火引爆开始充气气囊充满人体前移排气节流吸收动能人体复位恢复视野危害解除车速为零单位：ms在40ms内，安全全气囊打开开的过程，，人体还没没有前移安全气囊动动作过程4.3安全气囊的的有效范围围在下列情况况下，正面面气囊不会会引爆充气气汽车遭受侧侧面碰撞超超过斜前方方±30º角角时；汽车遭受横向碰撞；汽车遭受后方碰撞；汽车发生绕绕纵向轴线侧侧翻；纵向减速度度未达到设定定阈值；所有传感器器都未接通通或SRSECU内部的防护护传感器未未接通；汽车正常行驶、正常制动或在路面不平的道路条件件下行使。。4.4减速度阈值值的设定减速度阈值值根据安全气囊系系统的性能能设定，不同同车型SRS的减速速度与之不不尽相同。。在美国，因因为不佩带带座椅安全全带，气囊囊体积大、充气时间长，所以SRS应在较低的减速度阈阈值时引爆爆。20Km/h在日本和欧欧洲，佩