汽车安全气囊系统原理与诊断维修

毕业设计（论文）中文题目：汽车安全气囊系统原理与诊断维修学习中心：专业：交通运输（汽车运用工程）姓名：学号：指导教师：2013年10月20日远程与继续教育学院毕业设计(论文)成绩评议年级层次专业姓名题目汽车安全气囊系统原理与诊断维修指导教师评阅意见成绩评定：指导教师：年月日评阅教师意见评阅教师：年月日答辩小组意见答辩小组负责人：年月日

北京交通大学毕业设计(论文)任务书本任务书下达给：级专业学生设计（论文）题目：汽车安全气囊系统原理与诊断维修一、设计（论述）内容在我国，随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，等诸多因素导致近年来汽车安全事故的损失逐年上升。所以，汽车的安全性就变得尤为重要。汽车安汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有防抱死系统，制动力分配系统等。被动安全是指在万一发生事故的情况下汽车上的配置保护乘员的能力。目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(AirbagRestraintSystem)等。（以下简称为：安全气囊。）安全气囊的作用即在碰撞的第一阶段和第二阶段之间，迅速在车内人员与汽车构件之间产生一个充满气体的气垫，在碰撞过程中通过气囊的阻尼排气等过程吸收乘员的动能，使碰撞的第二阶段得以减缓，以减轻碰撞对人员的伤害程度。安全气囊属于汽车乘员“被动安全性保护装置”。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊属于辅助约束系统（SupplementalRestraintSystem），即SRS。二、基本要求1、论文研究课题需具体有研究价值；2、论文内容需有真实性，符合实际情况；3、论文需体现出当前我国尾气排放发展状况，根据实际情况找出引发环境污染的原因；并总结环境污染的特点，找出应对措施，保护环境；4、论文格式要符合要求，内容积极向上，思路清晰，内容完整。

三、重点研究的问题1.汽车安汽车的安全性2.安全带与安全气囊3.安全气囊系统的结构及工作原理4.安全气囊的应用5.安全气囊的检测6.汽车安全气囊的发展趋势四、主要技术指标.汽车安汽车的安全性安全气囊系统的结构及工作原理安全气囊的检测五、其他要说明的问题安全气囊分布在车内前方（正副驾驶位），侧方（车内前排和后排）和车外三个方向。在装有安全气囊系统的容器外部都印有SupplementalInflatableRestraintSystem，简称SRS)的字样。在正驾驶位的气囊装在方向盘的中间位置，副驾驶位的安全气囊安装在正前方的平台内部，在意外发生的瞬间可以有效的保护驾驶员和副驾驶位乘员的头部和胸部，因为正面发生的猛烈碰撞会导致车辆前方大幅度的变形，而车内乘员会随着这股猛烈的惯性向前俯冲，造成跟车内构件的相互撞击，另外车内正驾驶位置的安全气囊可以有效的防止在发生碰撞时方向盘顶到驾驶者的胸部，避免致命的伤害。下达任务日期：2013年7月6日要求完成日期：2013年10月10日答辩日期：2013年11月2日指导教师：

开题报告题目：汽车安全气囊系统原理与诊断维修报告人：2013年10月20日一、文献综述在我国，随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，等诸多因素导致近年来汽车安全事故的损失逐年上升。所以，汽车的安全性就变得尤为重要。汽车安汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有防抱死系统，制动力分配系统等。被动安全是指在万一发生事故的情况下汽车上的配置保护乘员的能力。目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(AirbagRestraintSystem)等。（以下简称为：安全气囊。）安全气囊的作用即在碰撞的第一阶段和第二阶段之间，迅速在车内人员与汽车构件之间产生一个充满气体的气垫，在碰撞过程中通过气囊的阻尼排气等过程吸收乘员的动能，使碰撞的第二阶段得以减缓，以减轻碰撞对人员的伤害程度。安全气囊属于汽车乘员“被动安全性保护装置”。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊属于辅助约束系统（SupplementalRestraintSystem），即SRS。二、选题的目的和意义安全气囊做为车身被动安全性的辅助配置，日渐受到人们的重视。当汽车碰撞后，乘员与车内构件尚未发生“二次碰撞前”迅速在两者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量，减轻乘员的伤害程度。

三、研究方案主要以网络调研，调查，查阅当今政府政策。查看有关尾气排放的主要书籍，资料。结合自己在当今的工作经验和对目前我国的综合体系结合来研究，并且通过各个书籍，资料，网络等多个可利用资源论述我国安全气囊现状与政策。四、进度计划1.收集资料及准备工作2.设计技术组织措施，主要技术支持。3.编辑数据，材料机制，调查落实。五、指导教师意见1.（三、研究方案）写的有点简单，给你发一个论文的研究方案做参考。2、充分搜集了相关资料，资料祥实3、严格按照时间安排完成毕业论文的设计4、及时与老师沟通交流5、选题不是很新颖，但能在高度上论述问题。指导教师：年月日

中期报告题目：汽车安全气囊系统原理与诊断维修报告人：曹海军一、总体设计1汽车安全的概述 1.1汽车安全 1.2安全带与安全气囊 1.3安全气囊的分类 2安全气囊系统的结构及工作原理 2.1安全气囊系统的组成 2.2安全气囊系统的基本工作原理 2.3安全气囊的工作过程 3安全气囊系统部件的结构与原理 3.1碰撞传感器 3.2电子控制单元 3.3备用电源 3.4故障指示灯 3.5安全气囊组件 4安全气囊的应用 4.1安全气囊的正确使用 4.2安全气囊的检修，储存和运输 4.3安全气囊的缺陷 5安全气囊的检测 6汽车安全气囊的发展趋势 6.1安全气囊的智能化 6.2安全气囊的绿色环保化 6.3安全气囊的虚拟技术化 6.4安全气囊的小型、轻型化 6.5安全气囊的保护全方位化 6.6正在研制的此型保护气囊还有以下5种

二、框架（框图）汽车安全的概述汽车安全的概述汽车安全气囊的发展趋势安全气囊的应用汽车安全气囊要求汽车安全气囊的发展趋势安全气囊的应用汽车安全气囊要求安全气囊系统的结构及工作原理安全气囊系统的基本工作原理安全气囊的工作过程电子控制单元备用电源安全气囊的正确使用安全气囊的检修，储存和运输安全气囊系统的组成全气囊系统的组成害安全气囊系统的基本工作原理安全气囊的工作过程电子控制单元备用电源安全气囊的正确使用安全气囊的检修，储存和运输安全气囊系统的组成全气囊系统的组成害

三、进展情况7月26日已将开题报告交给指导老师进行审核；8月1日正式开始写论文；8月1日至5日收集关于造成环境污染的原因及特点的相关资料；8月10日论文基本框架已整理完毕；9月5日将期中报告交予指导老师进行审核。四、指导教师意见1、按照安排的时间及时完成论文的初稿2、设计思想比较正确3、能及时与老师沟通交流4、设计无明显错误

结题验收一、完成日期2013.10.20二、完成质量本文最终得以顺利完成，也是与学院其他老师平时的教导分不开的。在我大学的学习和生活中，他们的教导让我对我的课程有了深入的了解，知识及专业积累，感谢教育我的新疆交通职业技术学院和北京交通大学。三、存在问题在写论文的过程中，我遇到了许多困难，虽然毕业内容繁多，过程艰难但是我的收货却更加丰富。比如：论文前期的资料积累，那个网站和书籍比较权威，比较适合我的论文和我的参考。每当这是我都会找指导老师为我点评迷津。老师的指导，使得我在以后写论文的过程中，少走了很多弯路。在此，我非常感谢我的指导老师。四、结论本论文设计原则与方案选定基本正确且有根据，设计思想比较正确，能注意贯彻国家有关方针、政策。设计比较精确，无明显错误，论文论点正确，论据充分。能按照安排的时间及时完成论文的编写，及时与老师沟通交流，效果较好。指导教师：年月日

中文摘要在我国，随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，等诸多因素导致近年来汽车安全事故的损失逐年上升。所以，汽车的安全性就变得尤为重要。汽车安汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有防抱死系统，制动力分配系统等。被动安全是指在万一发生事故的情况下汽车上的配置保护乘员的能力。目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(AirbagRestraintSystem)等。（以下简称为：安全气囊。）安全气囊的作用即在碰撞的第一阶段和第二阶段之间，迅速在车内人员与汽车构件之间产生一个充满气体的气垫，在碰撞过程中通过气囊的阻尼排气等过程吸收乘员的动能，使碰撞的第二阶段得以减缓，以减轻碰撞对人员的伤害程度。安全气囊属于汽车乘员“被动安全性保护装置”。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊属于辅助约束系统（SupplementalRestraintSystem），即SRS。关键词：汽车被动安全辅助约束系统安全气囊

英文摘要Inourcountry,

withthedevelopmentofhighwayandthe

improvementoftheperformanceofthecar,

thecar'sspeed

moreandmorequickly,

especiallybecauseoftherapid

increaseincarownership,

traffic

isbecomingmoreandmorecrowded.

Andmanyotherfactors,

inrecentyears

thecar

accidentloss

isincreasingyearbyyear.

So,

vehiclesafetybecomesparticularlyimportant.

Safetyof

automobilesafety

car

isdividedintoactive

safetyandpassivesafety

two.

Activesafety

istheabilitythatthe

cartopreventtheoccurrenceofaccidents,

mainlyhasthe

antilockbrakingsystem,

brakeforcedistributionsystem

etc..

Passivesafety

refersto

intheeventof

accident

caseconfigurationofthecar

occupantprotectionability.

Thereare

safetybelt,safetycushion,

collisiontypebodyand

airbagprotection

system

(AirbagRestraint

System)

etc..

(hereinafterreferredtoas:

airbags.)Theroleoftheairbag

inthecollisionbetweenthefirstand

second

stage,quicklyproduce

agasfilled

cushion

between

thepeopleinthecar

andcarcomponent,

inacollision

airbag

by

kineticenergy

dampingexhaust

absorptionoccupant,

to

slowdown

thesecond

stageofthecollision,

inordertoreducethe

collision

injuryofpersonnel

thedegreeof.

Theairbag

occupant

"belongstothe

passivesafety

protectiondevice".

The

safetybelt

playsakeyroleintheprocessof

passive

protection,

andthe

airbag

supplementalrestraint

system(Supplemental

Restraint

System),

SRS.Keywords:

automobilepassivesafety

airbag

supplementalrestraint

system

目录0前言 51汽车安全的概述 61.1汽车安全 61.2安全带与安全气囊 71.3安全气囊的分类 72安全气囊系统的结构及工作原理 82.1安全气囊系统的组成 82.2安全气囊系统的基本工作原理 152.3安全气囊的工作过程 103安全气囊系统部件的结构与原理 143.1碰撞传感器 143.2电子控制单元 153.3备用电源 253.4故障指示灯 263.5安全气囊组件 274安全气囊的应用 304.1安全气囊的正确使用 314.2安全气囊的检修，储存和运输 144.3安全气囊的缺陷 155安全气囊的检测 326汽车安全气囊的发展趋势 386.1安全气囊的智能化 386.2安全气囊的绿色环保化 396.3安全气囊的虚拟技术化 396.4安全气囊的小型、轻型化 406.5安全气囊的保护全方位化 406.6正在研制的此型保护气囊还有以下5种 40结论 41致谢 41参考文献 44

在我国，随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤.等诸多因素导致近年来汽车安全事故的损失逐年上升。所以，汽车的安全性就变得尤为重要。汽车安汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有防抱死系统，制动力分配系统等。被动安全是指在万一发生事故的情况下汽车上的配置保护乘员的能力。目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(AirbagRestraintSystem)等。（以下简称为：安全气囊。）发生交通事故时，汽车不可避免的要发生碰撞。汽车发生碰撞全过程分为两个阶段：没有人参与的汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞作为碰撞的第一阶段。碰撞第一阶段必然导致汽车产生减速度，车内人员由于惯性就会以一定的加速度向撞击发生的方向运动，如果这个加速度足够大，将造成人员与车内构件相碰，把这个碰撞叫碰撞的第二阶段，即伤人阶段。安全气囊的作用即在碰撞的第一阶段和第二阶段之间，迅速在车内人员与汽车构件之间产生一个充满气体的气垫，在碰撞过程中通过气囊的阻尼排气等过程吸收乘员的动能，使碰撞的第二阶段得以减缓，以减轻碰撞对人员的伤害程度。安全气囊属于汽车乘员“被动安全性保护装置”。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊属于辅助约束系统（SupplementalRestraintSystem），即SRS。关键词：汽车被动安全辅助约束系统安全气囊1汽车安全的概述1.1汽车安全1.1.1主动安全性“主动安全性”将集中介绍有助于避免发生事故的所有系统和车辆功能。其中包括：•高性能前灯系统，例如氙气灯或自适应弯道照明灯。•高级底盘和高效制动系统。•驾驶员辅助系统，例如在紧急情况下稳定车辆的动态稳定控制系统。•制动防抱死系统，带有紧急制动情况下的动态制动控制功能。1.1.2被动安全性“被动安全性”将集中介绍有助于减轻事故后果的所有系统和功能。其中主要包括：•车身（乘员安全区域和能量吸收）•安全带系统•安全带锁扣拉紧器系统•安全气囊系统•电气装置（短路保护）•燃油系统。此外还要求在低速碰撞情况下尽可能减小车辆损坏程度。因此在前后保险杠上采用了可恢复式碰撞缓冲块。车速不足4km/h时，碰撞能量可被吸收。发生碰撞后，碰撞缓冲块可返回其初始位置，而且不会损坏后面的车身结构。事故对方保护应通过流线型的外部设计以及避免使用突出的外饰件为事故对方提供最大保护。通过坚固的前部支撑结构组合可以防止各前部托架发生变形。设计要求允许车辆前端在作用力不大时产生变形，该特性也可在与小型车辆碰撞时吸收能量。1.2安全带与安全气囊安全气囊与三点式安全带配合使用可在发生正面碰撞事故时提供最佳保护。交通事故统计数据表明，“三点式安全带+安全气囊”的防护效果最好，其有效保护率高达60％；仅使用安全带的情况下，有效保护率为43～49％；而仅使用安全气囊，有效保护率急剧下降到18％。引用上述统计数据有助于我们消除两个误区：第一·安全气囊不是万能的；第二·佩带安全带十分重要。现在人们的统一认识是：必须通过强制措施提高安全带的佩带率；在低速碰撞中，安全气囊的展开反而会增加意外伤害的可能性而降低保护效果；在中等或严重程度的碰撞事故中，安全气囊对乘员有明显的保护作用。其触发方案必须经过精密设计，以确保仅在必要情况下触发。不允许因驶过铁路交叉道口等处时产生轻微振动而触发。通过以下对比可以清楚地说明发生碰撞时产生的作用力：以50km/h车速撞向墙壁时相当于从四楼坠落。虽然在该车速时安全带可以显著降低受伤危险，但是无法完全消除这种危险。只能通过另一个保护系统来防止发生严重正面碰撞事故时因撞到方向盘上而受伤：安全气囊是安全带系统的理想补充。三点式安全带是首要救生装置，所有BMW车辆使用的三点式自动安全带均可提供非常有效的保护作用，这一点已通过大量事故统计分析得到证明。三点式安全带是世界公认的发生交通事故时最有效的乘员保护系统。安全带可将乘员与车辆联系在一起。因此发生碰撞事故时溃缩区变形可得到充分利用而且乘员可在整个变形期间以受控方式分摊车辆减速度。此时，减速度峰值通过安全带的弹性减弱，而且在低于安全气囊触发限值的前提下可避免乘员身体（头部、胸部）撞到方向盘、仪表板等车辆部件上。安全带与座椅共同构成了一个基本安全系统。可根据具体要求为安全带增加其它组件，从而使整个系统更加有效。其中包括：•带有集成式带力限制器的安全带自动收卷装置•安全带锁扣拉紧器•端部固定式拉紧器。1.3安全气囊的分类1．按其总体结构可分为机械式与电子式两大类。目前汽车上采用的安全气囊系统普遍都是电子式。2．按SRS气囊的数量可分为单安全气囊系统、双安全气囊系统和多安全气囊系统。单安全气囊系统只装备有驾驶席气囊。双安全气囊系统装备有驾驶席和前排乘员席两个安全气囊。多安全气囊系统装备有三个或三个以上的安全气囊。3．按照保护对象分类（1）驾驶员防撞安全气囊。驾驶员防撞安全气囊装在转向盘上。（2）前排乘员防撞安全气囊。由于乘员在车内位置不固定，因此为保护其撞车时免受伤害，设计的防撞安全气囊也较大。（3）后排乘员防撞安全气囊。装在前排座椅上。（4）侧面防撞安全气囊。装在车门上，防止乘员受侧面撞击。2安全气囊系统的结构及工作原理2.1安全气囊系统的组成一个被动安全系统基本上由以下部件组成：•传感器系统−用于识别碰撞方向和碰撞强度。•控制单元−通过触发算法计算并确定需要触发的执行机构。•执行机构−安全带系统−安全气囊系统−安全型蓄电池接线柱−主动式头枕控制单元的功能可分为两类：•与碰撞相关的功能•系统监控功能。传感器系统车型不同时，各种被动安全系统所用的传感器系统也不同。但是所有系统都有共同特点。通过纵向和横向加速度传感器识别碰撞情况。加速度传感器测量车辆的正（加速度）、负（减速度）加速度。由此确定碰撞强度和碰撞方向。加速度传感器分别在X方向和Y方向上测通常采用多个传感器。量正加速度（+）和负加速度（-/减速度）。由X和Y信号提供的信息是识别碰撞方向的重随着被动安全系统的不断发展，所用传感器由要因素。机械式模拟加速度传感器发展为微机械式电子传感器。下图以美规E90为例展示了传感器的分布情况。此外还研发出了安装在车门内的侧面碰撞传感器，即车门压力传感器。而且还在前部发动机支架上（前端传感器）或关键部位处（例如A柱或B柱）安装了一些传感器。基本上所有车辆的加速度传感器都位于车辆中部。系统带有多个控制单元（ISIS，ASE）时加速度传感器作为中央主控控制单元或车辆中心卫星式控制单元使用。-美规车辆的传感器系统控制单元内的集成式传感器–纵向和横向加速度传感器–中央触发单元1ZAE1的控制单元机械式前端传感器B柱卫星式控制单元除控制单元内的集成机械式安全传感器外，第一款Cipro安全气囊系统还在右前侧和左前侧弹簧减振支柱顶上装有两个机械式加速度传感器。前端传感器用于针对驾驶员和前乘客安全气囊识别正面碰撞。前端传感器由一个惯量控制式弹簧组件系统构成。展开的簧片构成弹簧，卷起部分构成弹簧承载质量。5–TEMICMRSA（上），BoschMRSA（下）传感器的橙色很容易辨识。该传感器用于E23、E24、E28、E30、E31、E32、E34、E36（至1993年9月为止）。随着MRS4RD在E83（X3）上的使用，引入了B柱卫星式控制单元。卫星式控制单元还用于MRS5和ACSM。B柱卫星式控制单元由一个纵向和一个横向加速度传感器组成，直接安装在B柱上。B柱卫星式控制单元用于识别正面、侧面和尾部碰撞。这些加速度传感器分别测量X方向和Y方向上正加速度和负加速度（减速度）。由X和Y信号提供的信息是识别碰撞方向的重要因素。–前端传感器前部区域的左侧和右侧前端传感器用于识别正面碰撞。前端传感器向碰撞和安全模块提供有关碰撞过程和严重程度的初始信息。前端传感器由用于测量减速度的加速度传感器、信号处理装置和一个用于传输数据的ASIC组成。测得的数值以数据电码形式传输至碰撞和安全模块并用于计算算法。其数据传输方式与B柱卫星式控制单元相似。–车门压力传感器前车门内的车门压力传感器用于验证识别侧面碰撞期间B柱卫星式控制单元和安全气囊控制单元加速度信号的可信度。车门压力传感器位于前车门的车门内板上，用于测量发生侧面碰撞事故时的压力增加值。侧面碰撞撞向车门时，车门外板向内挤压，造成车门内部区域缩小且压力提高。车门压力传感器负责测量该压力变化值。除压力传感器外，车门压力传感器内还装有一个电子装置，用于将压力值转化为数字信号并以周期方式发送至碰撞和安全模块。其数据传输方式与B柱卫星式控制单元相似。在安全气囊控制单元内分析压力值。控制单元每个被动安全系统都有一个主控控制单元。中央系统BAE、MRS或ACSM带有一个始终位于车辆中心的安全气囊控制单元。分布式系统ISIS和ASE的主控控制单元SIM或SGM由其它控制单元即卫星式控制单元支持。控制单元的基本功能可分为两个方面：•与碰撞相关的功能•系统监控功能。与碰撞相关的功能与碰撞相关的功能包括分析传感器信号并依此确定碰撞严重程度和碰撞方向。根据一个存储的计算模型即触发算法决定何时、以何种强度触发哪个乘员保护系统。系统向总线网络的其它设备发出一个碰撞电码，以采取相应措施。其中包括：•关闭电动燃油泵和发电机•打开中控锁•接通危险报警灯和车内照明灯•通过电话（选装）自动发出紧急呼叫。发生碰撞事故使一个或多个执行机构触发时，会在一个不可擦除存储器内存储一个碰撞记录。存入三次碰撞记录后，就会在故障代码存储器内存储一个不可擦除的故障记录，同时提示更换碰撞和安全模块。如果碰撞事故达到一定严重程度，安全气囊控制单元就会将一个碰撞电码发送到TCU。TCU触发紧急呼叫，呼叫内容包括车辆所在位置。同时还会尝试与车内乘员建立通话连接，以便得到有关事故的详细信息（事故严重程度、受伤人数），从而可以进行后续救援行动。系统监控功能除与碰撞相关的功能外，安全气囊控制单元还负责一系列系统监控功能。系统自检安全气囊控制单元从总线端R“接通”起进行系统自检。系统自检期间安全气囊警告灯启用约5秒钟。如果系统自检结束时没有发现故障，安全气囊警告灯就会熄灭且系统进入准备状态。故障代码存储安全气囊控制单元有一个非易失性故障代码存储器。如果故障代码存储器内存有一条故障记录，就会通过安全气囊警告灯显示出来。记录故障代码时分为内部故障和外部故障。故障代码存储器也存储相关事件，例如安全气囊或安全带锁扣拉紧器触发。故障代码存储器内存有乘员保护系统触发记录时，不表示该乘员保护系统在碰撞事故中损坏，仅表示无法再次触发该乘员保护系统。蓄电池导线监控在BMW5系、6系和Z4车型上，用于起动机和发电机的蓄电池导线沿车身底板由行李箱连接至发动机室。如果顺利完成系统自检且系统进入准备状态，就会进行循环监控以监控是否出现故障。循环监控功能用于对控制单元和整个安全气囊系统进行内部诊断。只要系统处于总线端R“接通”蓄电池导线在车身底板上与燃油管平行布线时，需要监控汽油机车辆的蓄电池导线。由于状态，就会一直进行循环监控。柴油机车辆的燃油不易点燃，因此无需进行种监控。因发生事故或撞到障碍物（例如护栏）造成蓄电池导线绝缘层损坏时，就会从蓄电池上断开蓄电池导线并关闭发电机。从而避免造成短路以及形成火花。执行机构除安全气囊控制单元和传感器系统外，各种执行机构是被动安全系统的主要组成部分。执行机构分为以下几组：•安全带系统•安全气囊系统•安全型蓄电池接线柱•主动式头枕。各组所用的执行机构可采用燃爆式、机械式驱动方式或两种方式的结合。安全带系统三点式安全带首要救生装置所有BMW车辆使用的三点式自动安全带均可提供非常有效的保护作用，这一点已通过大量事故统计分析得到证明。三点式安全带是世界公认的发生交通事故时最有效的乘员保护系统。安全带可将乘员与车辆联系在一起。因此发生碰撞事故时溃缩区变形可得到充分利用而且乘员可在整个变形期间以受控方式分摊车辆减速度。此时，减速度峰值通过安全带的弹性减弱，而且在低于安全气囊触发限值的前提下可避免乘员身体（头部、胸部）撞到方向盘、仪表板等车辆部件上。安全带自动收卷装置安全带自动收卷装置有两个彼此独立的锁止系统。车辆快速转弯、倾斜度较大（翻车）、紧急制动或发生碰撞事故时，第一个锁止系统就会锁止自动收卷装置。通过一个钢球进行控制。第二个锁止系统作为附加保险装置使用，通过离心力（引力）进行控制。如果迅速拉出安全带时自动收卷装置锁止，该系统仍能正常工作。–通过钢球实现的安全带自动收卷功能安全带拉紧器系统减小乘员前移量，为了使更多客户自愿佩戴安全带（虽然有法规要求）必须确保更高的佩戴舒适性。，佩戴舒适性在很大程度上由安全带自动收卷装置产生的约束力决定。因此允许存在一定程度的安全带松弛现象。但是发生事故时，安全带松弛会增大乘员前移量。因此发生事故时，必须确保能在约束力发挥作用前消除安全带松弛现象。这项任务由安全带锁扣拉紧器系统负责。安全气囊系统以最小的空间提供更大的安全性安全气囊由一个以折叠方式安装在安全气囊壳体内的气囊构成。发生碰撞时，气囊在一种无害气体的作用下在几毫秒内迅速膨胀。安全气囊壳体内装有气囊和带有引爆装置的气体发生器。该壳体通过一个固定板与车辆固定在一起。壳体、安全气囊和盖板构成了一个紧凑单元，即安全气囊模块。瞬间发挥保护作用发生严重的正面碰撞时，通过前部安全气囊保护乘员头部和上身。气囊在瞬间展开，以免乘员撞到方向盘或仪表板上。以下数字可以说明保护作用非常可靠：安全气囊完全展开需要约30毫秒——比人眨眼的时间还短。利用经过准确计算的排气口可使无害气体有效排出，从而减缓碰撞。安全气囊触发约十分之一秒后就会迅速排空，从而恢复乘员视野范围。这一示例说明，碰撞发生的时间短得令人难以置信。安全气囊不能替代佩戴安全带。安全气囊技术所有安全气囊系统都按照相同的工作原理进行工作。为了确保保护性气囊摂能够展开，气囊必须在几毫秒内充满一种无害气体。这项任务由气体发生器负责完成。使用燃爆材料的气体发生器使用燃爆材料的气体发生器技术已经久经考验，自第一款安全气囊起便开始使用。使用燃爆材料的气体发生器用于：•驾驶员安全气囊•前乘客安全气囊•集成在车门内的侧面安全气囊•头部安全气囊1钢制壳体2压片式燃爆材料3辅助材料4引爆装置（电桥式引爆器）5燃烧室6过滤器7安全气囊充气出口气体发生器的功能根据安全气囊模块和引爆级的具体情况，气体发生器内装有经过精确定量且化学成分不同的压片式燃爆材料。安全气囊控制单元使引爆电容器放电并将一个电脉冲发送至电桥式引爆器。电桥式引爆器由一个通过电流加热的金属丝构成。金属丝周围有少量黑色火药，通过这些火药点燃炽热的金属丝。黑色火药燃烧时点燃辅助材料，后者又点燃燃爆材料，之后燃爆材料以可控方式燃烧。不会出现爆炸情况，而是以可控方式进行燃烧。燃烧产生的无害可燃氮气经一个金属过滤器进行清洁后进入扩压管内，扩压管将其充入安全气囊内。可燃气体进入气囊前在金属过滤器处经过充分冷却。安全气囊挡住乘员后，气体在乘员的挤压下通过出口排出安全气囊。安全气囊迅速缩小，以免妨碍救援工作。两级安全气囊的两个燃爆级总会全部引爆，因此救援人员没有任何危险。–以E60前乘客安全气囊为例展示两级安全气囊触发过程前部安全气囊驾驶员侧前部安全气囊I（全尺寸安全气囊）驾驶员侧前部安全气囊用于在发生严重正面碰撞事故时，与安全带配合使用降低驾驶员受重伤或死亡的危险。驾驶员侧前部安全气囊位于方向盘缓冲垫内。以前采用单级气体发生器，现在采用两级气体发生器（自MRS3控制单元起）。1．第一级引爆器接口2．第二级引爆器接口系统功能在欧规安全气囊控制单元内集成了一个测量车辆减速度的微机械式加速度传感器（8）。车辆减速度通过车辆结构传递到方向盘上。电子装置（7）对加速度传感器的测量信号进行分析和评估。碰撞达到一定严重程度时，机械式安全传感器（5）就会关闭，引爆能量由引爆电容器（4）经引爆输出级（6）传输至气体发生器（2）。在电子装置内集成了一个自监控装置，该装置以循环方式对内部和外部组件进行监控。索引说明1安全气囊警告灯AWL2驾驶员安全气囊引爆器3电压调节器4引爆电容器5安全传感器6引爆输出级7方向盘电子装置8加速度传感器总线端R接通后进行控制单元和组件自检。在此期间，方向盘辐条内的安全气囊警告灯受控约3秒钟。如果没有任何故障，AWL就会熄灭且系统进入准备状态。如果控制单元识别到一个故障，AWL就会持续亮起。出现这种情况时必须更换整个安全气囊单元。欧规安全气囊控制单元没有诊断功能，没有事件存储器。安全型蓄电池接线柱SBK随着近几年来电气和电子功能的不断增加，车身区域和发动机室内的导电线路随之变得非常密集。因此无法完全避免将这些导线束布置在碰撞区域内。为此将车载网络分为起动电路和车载网络供电电路。整个车载网络供电电路通过专用的高容量保险丝防止发生事故时出现短路。而连接起动机或发电机的导线无法通过传统的保护方法提供保护，因为起动过程中会短时出现极高电流并存在持续电压。因此BMW开始针对最后这条未受保护的车内电路研究保护措施——安全型蓄电池接线柱SBK。SBK是一个含有少量固态燃爆材料的燃爆式部件，通过一个引爆器引爆燃爆材料。–车载网络结构–SBK触发且蓄电池导线与正极断开发生严重碰撞时，通过SBK断开起动导线与蓄电池的连接，从而有效降低短路危险。SBK由MRS2控制单元触发。通过有针对性地进行分离，可在SBK触发时确保车载网络的所有其它部分保持功能正常。前提条件是，没有主保险丝因短路而使电路断开。这样可以确保所有重要功能，例如车灯、危险报警灯、电话、安全气囊等正常运行。备用电源备用电源由电容器构成，其功能是在汽车碰撞时，如蓄电池或发电设备损坏而不能给安全气囊系统供电的情况下，紧急提供保证安全气囊系统工作所需要的电力。备用电源的供电时间虽然只能延续6s，但在此供电时间内，却能保证SRSECU测出碰撞强度、发出引爆指令点燃气体发生剂，使安全气囊保护作用可靠启动。当时间超过6s以后，备用电源的供电能力下降，不能保证安全气囊系统正常工作。汽车点火开关接通10s之后，如果汽车蓄电池电压或发电电压高于SRSECU的最低工作电压，则对备用电源的电容器进行充电，直至电容器电能储存足够为止。索引说明1起动机2发电机3Servotronic阀4ECO阀（仅限于装有AFS时）5左侧和右侧前端传感器（仅限美规）6前乘客安全气囊关闭指示灯POL（仅限美规）7数字式发动机管理系统8车灯模块9车身基本模块10带有安全气囊警告灯AWL的组合仪表11多功能音频系统控制器12远程通信系统控制单元13紧急呼叫扬声器14紧急呼叫按钮15安全和网关模块16前乘客侧前部安全气囊17前乘客侧车门模块18前乘客侧侧面安全气囊19右侧B柱卫星式控制单元20右侧头部安全气囊AITS221右后侧面安全气囊22安全型蓄电池接线柱23右后安全带锁扣拉紧器（选装配置）24左后安全带锁扣拉紧器（选装配置）25左后侧面安全气囊26驾驶员侧端部固定式拉紧器（仅限欧规E61）27驾驶员侧主动式头枕28座椅占用识别装置（欧规车辆使用SBE、美规车辆使用OC3）29前乘客侧主动式头枕30左侧头部安全气囊AITS231驾驶员侧侧面安全气囊32左侧B柱卫星式控制单元33驾驶员侧安全带锁扣拉紧器和安全带锁扣开关34前乘客侧安全带锁扣拉紧器和安全带锁扣开关35车辆中心卫星式控制单元36诊断连接37驾驶员侧车门模块38驾驶员侧前部安全气囊39转向柱开关中心40发动机室内的接线分配点41行李箱内的接线分配点安全气囊的工作过程由于车辆型号和安全气囊的种类不同，安全气囊的工作过程受到多种外界因素的影响。但是其工作过程大体上是相同的。安全气囊的作用过程如下：碰撞→碰撞传感器→电子控制器→（电脉冲）→气体发生器→气囊展开→乘员保护。汽车发生正面碰撞时驾驶员的安全气囊展开过程如图1所示（其中具体时间与多种因素有关，图示时间仅供参考）：以图3.3-1为例，从汽车开始碰撞计时：a．0～10ms：在汽车特定的敏感部位处，装置碰撞传感器。碰撞传感器受到足够的碰撞冲量作用时，在10ms的瞬间内，将触发信号输送到中央电子控制器。b．10～20ms：在中央电子控制器中，主要有对安全气囊系统进行监测和控制的微处理器，能够对传感器输入的触发信号立即进行计算、比较和判断。如果碰撞冲量超过预先的设定值，中央电子控制器立即释放一个电脉冲火花，使气体发生器中的雷管急速爆炸。c．20～60ms：雷管的爆炸击穿装气体发生器的燃料盒，将固定燃料点燃并产生高温、高压气体（氮气），快速地经过滤器过滤冷却后冲入安全气囊。气囊在20～60ms内张开达到最大容积，在乘员与车内装备之间形成一个气垫。在同一瞬间，乘员因惯性力的作用，可能向前冲出150～200mm，头部、脸部和胸部正好与迎面而来的气囊相接触。但高压气囊膨胀的能量，会把乘员“回弹”到座椅上，使得乘员身体受到一定损伤。d．60～100ms：与此同时，装在气囊后面的排气孔打开，气囊泄气并收缩。由气体的阻尼作用，吸收了碰撞的能量，缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力，使乘员陷入较柔软的气囊中。由于安全气囊将乘员与车内装备隔开，而使得乘员得到保护。最后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。图3.3-1 汽车正面碰撞时安全气囊发生作用的过程示意图E70BUSSystemBMW检测工具综合测量接口盒IMIB检测当仪表板显示屏上安全气囊报警灯亮起ISTA检测电脑使用ISTA检测电脑检测。读取故障代码，根据故障代码走检测程序。在ISTA检测电脑上查阅电路图。确定故障范围。上车拆检，排除故障。拆卸和安装安全气囊•检查和安装工作只允许由有经过培训的专业BMW售后服务人员进行。•原则上必须在断开蓄电池接线柱、盖住负极或接线柱后，才能进行安全气囊系统部件方面的工作。必须遵守规定的等待时间：−1993年9月前的车辆为30分钟−1993年10月后的车辆为1分钟•工作中断时必须保护好已拆下的、带气体发生器的部件，以防其他人接近。•各组件不得进行维修，原则上必须更新•不允许用清洁剂或油脂对安全气囊系统部件进行处理•安全气囊系统部件不允许置于温度超过75°C的环境下•从高度超过1米处掉落的安全气囊系统部件和乘员保护系统部件不允许再安装到车内•如果安全气囊系统部件和乘员保护系统部件（以及控制单元）曾经掉落，则必须在安装前以现场直观方式检查是否损坏，必要时更新•安全气囊系统部件只允许在安装状态下用BMW诊断系统（DISplus、GT1）进行电气检测•测量安全气囊模块时只允许使用原装检测电缆受伤危险存放安全气囊模块时必须使软垫（安全气囊）朝上，以免无意间触发时被抛向高处。发生事故后安全气囊触发后，原则上必须更新所有损坏的部件和触发的安全气囊模块。必须遵守有关维修说明。5、安全气囊的改进和引用

5.1、磁电式传感器的采用分析传感器的触发通常有：开关式，纯机械式，单点电子式，侧撞式，应变式等。目前国际上对汽车上安全气囊的传感器触发方式也没有一个统一标准。不仅是因为其种类繁多，而且．是因为装于车身上不同位置的传感器触发方式也不同。为使传感器能够方便地安装在各个需要的感应部位，使其能够正确、适时地感应碰撞，可选用磁电式传感器。磁电式传感器可以安装在车身上的任何位置，只要稍微调整一下某些参数值，使得其能够识别峰值为0588m/s：和时间脉冲为0-20ms的碰撞加速度信号即可。只要碰撞加速度峰值和时间脉冲宽度同时满足条件，就会向气囊发出触发信号，展开气囊，对人体进行保护。传感器结构如图1所示，它由外壳（非磁性材料）、磁性材料、惯性体（非磁性材料）、连接在惯性体上‘的软铁、支持和调节位移幅值的弹簧、安装在与外壳连接的凸柱内的永久磁铁和绕制在软铁上的线圈及引线组成。当传感器受到碰撞加速度时，惯性体产生反向加速度，导致通过线圈的磁通量发生变化，在线圈引线两端产生钟形脉冲信号，当调整弹簧刚度时，可改变加速度信号的宽度。传感器的信号判别电路由三部分组成：信号幅度判别电路；信号宽度判别电路；有用、无用信号判别电路。通过对碰撞信号进行多方位的判别，可使控制装置获取的碰撞信号更全面，发出的点火控制更准确，从而确保安全气囊在必要的情况下展开。如何获得稳定的冲击加速度信号是研究；传感器的关键，也是保证传感器准确获取碰撞信号的关键。磁电加速度传感器采用落锤冲击试验装置来调整校正其感应敏感度。释放锤头，与橡胶面碰击时，安装在锤头上面的加速度或磁电式传感器将感受到冲击加速度。不同落高对应不同加速度；调整橡胶厚度，可改变信号宽度；调整落锤高度，可改变信号幅度。磁电式传感器不仅电子判别电路出错率低，感应碰撞信号的可信度高而准确；而且通过标锤落定实验可以调节它的感应范围宽度，满足汽车碰撞产生脉冲的再现，从而还可以安装于车身上任何部位。还有就是它设计简单，价格低廉，对绝大多数汽车使用者来说都不再是望而却步的奢侈品。2.智能化控制系统的采用对安全气囊控制系统的要求是准确判断事故的碰撞强度，控制气囊的展开与否。针对安全气囊在使用中的缺陷，必须进一步提高控制系统灵活性、准确性，为此我们可以采用智能式控制系统。1.碰撞传感器。安全气囊系统中的重要部件，其功能是检测、判断汽车发生碰撞后的撞击信号，以便决定是否展开缓冲气囊。碰撞传感器主要有三种类机械式传感器在早期的安全气囊中使用较多，主要应用惯性原理，利用传感器中元件的惯性力克服弹簧力来触发气体发生器。机械式在加速度较低时保证不启动气囊，可靠性较高；但只能单点传感，对机械部件的品质、精度和耐磨性要求极高。电子式传感器是一种应用最早的碰撞传感器，根据电子原理，利用电信号来反映车身减速度，而后根据电信号来判别是否展开缓冲气囊。机电式传感器采用机电结合的方式，将机械信号转化为电子信号，再利用电子信号点爆安全气囊。即具有机械式的优点，又能克服机械式传感器本身存在的缺陷，安装在车身上任何位置，以便得到较好的减速信号，而且能够在同一位置安装多个传感器。2.缓冲气囊。气囊一般由防裂性能好的聚酞胺织物制成，它是一种半硬的泡沫塑料，能承受较大的压力；经过硫化处理，可减少气囊冲气膨胀时的惯性力；为使气体密封，气囊里面涂有涂层材料。气囊的大小、形状、漏气性能是确定安全气囊保护效果的重要因素，必须根据不同汽车的实际情况来确定。目前，安全气囊系统开发人员正在根据神经网络原理开发智能型气囊系统。它主要是利用神经末梢（即各种传感器）将各自探索到的周围环境的各种信息传输给中枢神经（即电脑或微机），并能将碰撞事故的碰撞类型，碰撞事故严重程度以及碰撞时的车速等信息一起传递给电脑，由电脑对这些信息进行加工处理分析，做出相应反应，并执行与这些信息相对应的、正确的气囊保护程序，即所谓的智能式控制系统。智能式控制系统一般由两部分组成，软件部分和硬件部分。硬件部分主要由车载部分的电子控制单元（包括单片机、传感器、点火电路等）和地面部分（包括串行通讯电路、计算机系统等）；软件部分主要由单、片机部分和微机部分组成。控制系统框图如图2所示。气囊伤人、保护效果不佳或者浪费等状况。5.3、乘员探测系统的选择针对气囊未能对不同的乘员做出相应的保护，我们可在乘员座位上安装一个乘员探测系统，对车座上是否有人，乘员的体型大小，以及就座时偏离正中情况进行探测。相当于专门安装一个传感器，探测的乘员乘坐信息，并传递给中央电脑控制中心。如果发生碰撞的话，控制中心在对各种传感器传过来的信息进行判断的同时综合考虑乘员探测系统探测所得的乘员乘坐信息。这样的话，安全气囊系统就可以针对驾驶员和乘员的乘坐情况适时适量展开气囊，完全避免理想的安全气囊是可以针对各种不同的特殊情况对汽车的使用者进行保护。安全气囊应尽可能多地收集和利用有关乘员形体位置信息及撞车类型和撞车速度的数据，建立数据库，对碰撞中乘员和车的有关信息进行识别判断，调整安全约束系统参数，使人体获得最佳保护。要实现这一理想，以我们目前的研．究来说可能还有很长的一段差距，但我们可以逐步完成。以上的探讨思考也只是向理想迈进的一个步伐而已，相信今后随着科学技术研究的发展，我们的汽车安全措施会更加的完善。5.4.气体发生器的多元化发展对于气体发生器，不仅要求其工作可靠，性能稳定，耐久性好，符合环保要求，而且要求尽量减轻其质量和降低成本。尤其针对安全气囊气体伤人的情况，更是要求对气体发生器加以改进。目前汽车上的气囊系统大量采用以叠氮化物作为气体发生物质的推进剂型气体发生器，其它类型的气体发生器，包括混合气体型气体发生器、液体（液态气）型气体发生器、压缩空气蓄能型气体发生器和硝化纤维型气体发生器等也在积极研制。如摩尔顿公司生产的一种低密度、无毒的气体型气体发生器，与现用的相比具有体积小、质量轻的优点；布雷德公司开发的一种新型无钠叠氮化物气体发生器，耗用量不到钠叠氮化物发气剂的40%，而能产生等量的气体，从而使其体积减小，质量减轻。5.5可分级充气或释放压力装置的采用加入了可分级充气或释放压力的装置，以防止一次突然点爆产生的巨大压力对人头部产生的伤害，特别在乘客未佩戴安全带的时候，可导致生命危险。具体形式有：1）.分级点爆装置，即气体发生器分两级点爆，第一级产生约40%的气体容积，远低于最大压力，对人头部移动产生缓冲作用，第二级点爆产生剩余气体，并且达到最大压力。总的来说，两级点爆的最大压力小于单级点爆。这种形式，压力逐步增加。2）.分级释放压力方式，囊袋上开有泄压孔或可调节压力的孔，分为完全凭借气体压力顶开的方式或电脑控制的拉片Tether。这种方式，一开始压力达到设定极限，然后瞬时释放压力，以避免过大伤害。6、汽车安全气囊的发展趋势汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性，防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用，以减缓事故严重程度。汽车安全气囊属于被动安全系统。我国2000年实施了CMVDR294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，该法规等效于欧洲ECER94法规。最近，我国的侧面碰撞法规已经开始实施，这将对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的不断完善，将带动中国汽车电子市场的发展。随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高，汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快。智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。新的技术可以更好地识别乘客类型，采取不同的保护措施。系统采用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素，进而在碰撞时判断是否点爆气囊、采用1级点火还是多级点火、点爆力有多大，并与安全带形成总体控制。通过传感器，气囊系统还可以判断出车辆当前经历的碰撞形式，是正面碰撞还是角度碰撞，侧面碰撞还是整车的翻滚运动，以便引爆车身不同位置的气囊，形成对乘客的最佳保护。网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。汽车安全气囊作为一种设想提出来后到今天成为必需的安全装备在汽车上广泛应用已经过了整整半个世纪的历程。安全气囊有效地减小了在汽车碰撞事故中乘员的伤亡，它的保护效果在汽车安全研究领域得到广泛的认识和高度重视。随着汽车安全气囊的普遍推广应用，安全气囊系统的各关键技术环节均成为汽车安全研究领域的重点。当前安全气囊新技术的开发研究可以概括为向着气囊的智能化、绿色环保化、虚拟技术化等方向发展。6.1、安全气囊的智能化随着电子信息技术的飞速发展，形形色色的智能技术在汽车上得到推广应用，智能化安全气囊就是其中之一。它是在普通安全气囊的基础上增设传感器和与之相配套的计算机软件而制成。其重量传感器能根据重量感知乘客是大人还是儿童，其红外线传感器能根据热量探测座椅上是人还是物，其超声波传感器能探明乘员的存在和位置等。计算机软件则能根据乘客的身体、体重、所处位置和是否系安全带以及汽车碰撞速度及撞击程度等，及时调整气囊的膨胀时机、速度和程度，使安全气囊对乘客提供最合理有效的保护。这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间，根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。它解决了安全气囊膨胀过快而对乘客造成的挤压伤害问题。杰戈娃汽车公司生产的轿车座椅上还装有一种德尔福传感器公司开发的乘客体重传感器和一个皮带扣夹张紧传感器，可以指示乘客的体重和身材。这种传感器还可以指示出乘客是否使用了安全带。整个传感器系统将由神经网络控制。为保证精确地确定乘客的位置，采用了4个超声波传感器：来自这些传感器的信息输送给神经网络，然后计算出乘客的体重和位置、衣服穿戴的类型等。还能确定他们的精确位置，身体向后仰还是向