安全气囊的结构原理与检修论文

德州职业技术学院毕业设计论文安全气囊的结构原理与检修PAGE2PAGE1目录摘要 2引言 3第一章汽车安全的概述 41.1汽车安全 41.2安全气囊与安全带 41.3安全气囊的分类 5第二章安全气囊的发展 62.1安全气囊的发展史 62.2安全气囊在国外的发展 62.2.1在美国的的发展 72.2.2在欧洲的发展概况 72.2.3在日本的发展 72.3安全气囊在国内的发展 82.4安全气囊的发展趋势 82.4.1安全气囊的智能化 92.4.2安全气囊的绿色环保化 92.5安全气囊的正确应用 10第三章安全气囊的结构与工作原理 123.1安全气囊的结构 123.1.1传感器 123.1.2气体发生器 123.1.3点火器 123.1.4气囊 133.1.5ECU 133.1.6SRS警报灯 133.2安全气囊的工作原理 13第四章安全气囊的检修 154.1安全气囊检修注意的事项 154.2安全气囊的检修过程 164.2.1实例一 164.2.2实例二 17结论 19致谢 20参考文献 21德州职业技术学院毕业设计论文安全气囊的发展与应用PAGE2PAGE3摘要近几年来，随着安全气囊制造成本的降低，安全气囊现在已得到普及使用。当汽车发生正面严重碰撞事故时安全气囊系统协同三点式安全带对乘员提供有效的保护。本文介绍了安全气囊的国内和国外的发展应用状况与安全气囊的结构组成、工作原理，并重点论述了凌志LS400马自达M6车型安全气囊的故障诊断，最后还通过故障实例来分析故障诊断的具体方法。【关键词】汽车安全气囊工作原理检修德州职业技术学院毕业设计论文安全气囊的结构原理与检修PAGE4PAGE21引言在我国汽车行业的高速发展，使汽车的性能不断的完善，在国内高速公路的建设与畅通使汽车的行驶速度不断提高。导致交通事故的频发并呈上升趋势，所以汽车的安全性能更应该得到人们高度重视，汽车的防爆死系统，制动系统与安全带的应用，并不能很好的解决这一问题，这就需要在汽车驾驶室安装安全气囊。事故发生时，不可避免的会发生碰撞，对车内人员产生伤害。汽车碰撞分为两个阶段，碰撞的第一阶段会导致汽车减速，车内的人会因为惯性，以加速度的方式向碰撞的方向撞去，会造成人员的伤亡。碰撞的第二阶段，会使安全气囊打开，迅速在车内人员与配件之间产生一个充满气体的气囊，来减少对车内人员伤害。近年来，为了更大程度的减小事故对车内人员的伤害，行业人士开发了双气囊与多气囊的应用来达到这一目的。德州职业技术学院毕业设计论文安全气囊的结构原理与检修PAGE22第一章汽车安全的概述1.1汽车安全汽车的安全性分为两大类：一类叫做“主动安全性”，又称“积极安全性”，所谓主动可理解为防范于未然。重点是将车轮悬架、制动和转向的性能调教到最好的程度，尽量提高汽车行驶的稳定性，减少行车时所产生偏差。例如安装驱动防滑装置防止汽车产生侧滑，采用转向动力辅助减轻驾驶者的疲劳程度，采用新式光源提高照明射程等。另一类叫做“被动安全性”，又称“消极安全性”，顾名思义就是一旦事故发生时，汽车保护内部乘员及外部人员的安全程度。安全带和安全气囊就属于汽车乘员“被动安全性保护装置”。其中安全带在被动保护过程中起到主要作用，而安全气囊属于“辅助约束系统”即SRS。它的作用是弥补佩戴安全带仍不能保护汽车乘员头部、脸部和胸部。1.2安全气囊与安全带汽车被动性安全气囊装置主要有安全带和安全气囊，实验表明安全带对乘员有良好的约束力，可以防止乘员被惯性力甩出离座位，并且在汽车发生碰撞时能够吸收由惯性力产生的大部分能量。但在汽车碰撞实验分析中，发现安全带对乘员，特别对驾驶员的头部、胸部以及膝部所能提供的保护是很薄弱的。而安全气囊则对驾驶员头部、胸部以及膝部的保护效果特别明显，大大的减少了乘员的死亡率和减轻了乘员的损伤程度。值得指出的是，安全气囊只是辅助保护系统，需要佩戴安全带才能起到预想到的保护效果。通过交通事故发生后对成员的伤害程度表明，“三点式安全带+安全气囊”的保护效果最好，其有效保护较高仅使用安全带的情况下，有效保护则呈下降低趋势；而仅使用安全气囊，有效保护将低于前者。引用以上所述有助于我们消除两个误区：第一、安全气囊不是万能的；第二、佩戴安全气囊十分重要，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戴率；在低速碰撞中，安全气囊的开展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。一般来说，车内乘员如果未系安全带的话，在速度为20km/h左右的固定壁障碍碰撞中就会受到严重伤害；而系了安全带的乘员，在30km/h的固定壁障碍中才受到严重伤害。下图为安全带与安全气囊对驾驶和乘员的安全防护作用的比较[1]。图1-1安全带与安全气囊对驾驶员和乘员的安全防护作用的比较项目安全带系统安全气囊系统安全保护范围对乘员能够提供各种碰撞事故和滚翻事故的全方位保护在汽车发生严重的正面碰撞和侧面碰撞时，对乘员提供头部和胸部有效保护。装备的可靠性可以随时对系统零部件故障进行检查依靠诊断装置进行一般故障检查，但无法进行系统零部件的无损检查。装备的方便性需要佩带和解开安全带，即使采用自动安全带，对乘员行动有很大的约束，可以防止乘员从座位上甩出，乘员的碰撞范围小对乘员无任何约束，但在汽车发生碰撞时，乘员可能会甩出座椅很大的范围内与车内装置发生碰撞。维修的方便性安装、维修、更换都很方便维修较复杂，如零部件出现大故障，则要更换全套安全气囊系统。使用的普及性及成本普及容易，成本低，不需要提高汽车总造价正在普及驾驶员和前排座椅安全气囊，并作为汽车标准装备装车但造价高，其他形式的安全气囊暂时为选装件。发展方向电子控制安全带预收紧（与安全气囊电子控制系统统一控制）多方位、多个气囊的电子控制的安全气囊系统；智能安全气囊系统。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和前排乘员两个安全气囊。多安全气囊系统装备有三个或三个以上的安全气囊。驾驶员防撞安全气囊。驾驶员防撞安全气囊装在转向盘上。在前排乘员防撞安全气囊。由于乘员在车内位置不固定，因此保护其撞车时免受伤害，设计防撞安全气囊也较大。后排乘员防撞安全气囊。装在前排座椅上。侧面防撞安全气囊。装在车门上，防止乘员受侧面撞击[2]。第二章安全气囊的发展2.1安全气囊的发展史安全气囊的使用已有近30年的历史，它对减少撞车伤害有不可代替的作用，美国“高速公路安全保险机构”的报告指出，装有安全气囊的汽车在撞车时，死亡率要比没有装配安全囊的汽车死亡率低好几倍。美国某医院整形外科在4年时间里对2300起事故作了研究后认为，配有安全气囊和安全带的汽车在事故中驾驶员的脸部受伤率减少70%，这都是啊不能全气囊的功劳，可见，安全气囊能够在交通事故中起到很大的保护作用。最早发展安全囊系统的国家是美国，目前，已在北美、欧洲的等发达国家和地区流行，但只有在美国以立法的形式强制安装。1953年，美国人约翰赫特里特首次提出“汽车安全气囊防护装置”，并获得了题为“汽车缓冲安全装置”的美国专利。他在1952年的一次事故后，萌发了设计撞车安全装置的想法，在一次事故中，他为躲避一个障碍物而猛打方向盘，并进行制动，他和妻子都用手臂本能的保护坐在中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须有一个更好的装置来保护乘员，两周之后他绘制好了设计图纸交个了代理人，这份图纸确定了今天安全气囊的雏型。但由于当时技术水平及人们观念限制，未被广泛接受或认可，当时的美国人更倾向于安装安全带。而当意识到只有少数的汽车驾驶员和乘员使用安全带时，60年代末，美国高速公路行车安全管理局（NHTSA）开始考虑汽车厂商发展安全气囊。70年代，美国通用、福特，德国奔驰、日本丰田等汽车公司以及美国MONTON公司、TRW公司德国TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究进入了一个全新的发展阶段。安全气囊在近几年得到飞速发展，价格大幅下降，装备安全气囊的轿车从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。同时有些轿车前排安装了乘客用安全气囊（即双气囊规格），乘客用安全气囊与驾驶员用安全气囊相似。只是气囊的体积要大一些，所需要的气体也多一些而已。进入90年代以来，安全气囊的安全性已经被人们普遍接受，并被视为一种现代化和高档次的安全装置。但是，对于驾驶员和乘员来说，安全驾驶才是第一位的，这是任何先进安全装置都无法替代的[3]。2.2安全气囊在国外的发展国外安全气囊的发展状况最早发展安全气囊的国家是美国，目前已在北美、欧洲、日本、等发达国家和地区流荇，但在美国以立法的形式强制安装。2.2.1在美国的的发展1953年8月，赫特里克首次提出了“汽车用安全气囊防护装置”，并获得“汽车缓冲安全装置”的美国专利，但未被广泛接受或认可，因为当时的美国人更倾向于安全带。当意识到只有不到15%的汽车驾驶员和乘员使用安全带时，美国高速公路行车安全管理局才开始考虑安全气囊。因而，安全气囊的安装一直推迟到1975年8月，并且再后来制定的FMVSS(l联邦机构车辆安全标准)208条中规定，1989年9月1日以后生产的轿车必须安装驾驶员被动安全装置。从1994年起开始给副驾驶员安装被动安全装置。到1992年底，美国已有1000多万辆汽车装配安全气囊。1994年生产的客车85%为前排座椅安装了双侧安全气囊（即驾驶员侧与副驾驶员），6%只在驾驶员侧装备，其绝对数量为1400万套；1995年统计数字分别为90%、7%和1500万套；1997年以后，为以前排座安装双侧气囊的比例将达到100%。随着汽车产量的增加，2000年安全气囊的绝对数量将达到2000万套。看到人们对安全气囊重要性的认可，以及汽车安装该系统所带来的巨大社会效益，美国各大汽车公司也越来越重视安全气囊系统的发展。通用（MG）汽车公司1990年售出的轿车15%装配了安全气囊，现已在所有的汽车驾驶员侧装配了安全气囊。福特（Ford）汽车公司已在90年代中期把驾驶员和乘客用安全气囊作为福特汽车标准装配。2.2.2在欧洲的发展概况欧洲在安全气囊方面起步较美国晚一些。1994年生产的客车20%为前排座椅安装双侧安全气囊，30%只在驾驶员侧装备，其绝对数量为800万套；1995年分别为25%、35%和1000万套。以后逐年上升，到2000年将达到60%、40%和2500万套，即将装备率达到100%。2.2.3在日本的发展日本汽车一直倾向于安装自动（座椅）安全带，只在少数几种高级轿车上做为标准装备安装了安全气囊，对其他车则为选用装备。1994年生产的客车对安全气囊的相应装备率分别为20%、8%和500万套；1995年为25%、10%和700万套；2000年将达到55%、16%和3400万套。虽然安全气囊在日本的安装比例不太高，但他日益显示的强大保护作用已引起该国各大汽车公司的关注。丰田（Toyota）汽车公司正在逐步把安全气囊作为其生产的各种车型的标准装备。在凌志（Lexus）LS400型、大霸王等车型上均已安装。日产（Nissan）汽车公司于1995年起，在其生产的轻型载货汽车和大多数轿车上安装了驾驶员侧安全气囊和副驾驶侧安全气囊。以上这些国家在汽车安全气囊领域内的发展起步较早，技术水平和普及率较高，较具有代表性。其他还有许多国家也正致力于这方面的研究。2.3安全气囊在国内的发展我国对安全气囊的发展研究是最近几年才开始的，而且只有少数几家公司在进行这方面的研究。随着国内汽车行业的发展，人们意思的提高，相信对该系统的研究会迅速发展起来。北京赫达汽车安全技术公司。该公司是研究、开发、生产和销售汽车安全气囊的高新技术企业，也是国内首家研制成功汽车安全气囊的公司，拥有两项安全气囊技术的国家专利。赫达公司利用其掌握的专利技术，联合兵工、航天、电子等部门的7家大中型企业共同开展安全气囊的产业化工作，列入了国家火炬计划。现已具备年产20万套生产能力。石家庄久乐汽车安全设备公司。我国最早研究开发汽车安全气囊企业之一石家庄久乐汽车安全设备有限公司现在已形成年产A型（驾驶位）B型（副驾驶位）安全气囊10万套的生产能力。石家庄久乐汽车安全设备有限公司开发、生产的久乐安全气囊，采用了复式点火装置—智能电子式+机械式，更加提高了安全气囊的可靠性。久乐气囊独具黑匣子记忆功能，即可对撞车事故记录分析，并具有自检即安全气囊性能检查、计算机通讯等功能。其各项性能指标已基本达到国际先进水平[4]。2.4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，防范事故与未然。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《关于正面碰撞成员保护的设计规则》，该法规等效于欧洲ECR97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的很快。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。新的技术可以更好的识别乘客类型，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的方向。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。安全气囊有效的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、绿色环保化等方向发展[5]。2.4.1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和应用，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。起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的碰撞程度等，及时调整气囊的膨胀时机、速度和程度，是安全气囊对乘客提供更合理有效的保护。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。为保证精确的确定乘客的位置，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，身体后仰还是向前倾。控制系统和传统的进行数字信号处理的微处理器结合使用，该系统提供两种膨胀的速度，采用了TRW公司开发的2级安全气囊充气装置，有控制系统决定是否启动安全气囊。2.4.2安全气囊的绿色环保化目前汽车安全气囊中普遍使用了迭叠化钠。从环保和人体健康角度讲，迭叠化钠是一种有毒物质，其毒性是砷的近30倍。此外，从安全角度讲，迭叠化钠在被激活释放的气体冲起气囊的同时，还会生成固体的钠，钠的化学性质非常活泼，特别是在与水接触是可以直接燃烧。因而，避免使用有潜在危险和有毒性的含钠物质，采用新型气体发生技术，使之符合环境保护的要求，是汽车安全气囊发展的一个方向。如TRW公司采用非叠氮化合物的推进剂作动力，替代了原来安全气囊所用的固体氮化合物；有采用空气和氢的混合物的安全气囊，氢燃烧后产生的热气体，能以很快的速度充满安全气囊；也有其他采用氮气其膨胀的新型安全气囊系统。2.5安全气囊的正确应用安全气囊属于烟火类器材，无论是装配、存储、使用以及运输，都必须按照有关易燃、易爆危险品的“爆破器材法”的规定来处理。安全气囊是一种一次性的安全防护装置，不允许在装车后进行任何试验。汽车若无碰撞事故正常行驶长达8年时，应该更换新的安全气囊系统。使用时应注意：1)安全气囊必须和安全带配合使用。安全气囊属于辅助防撞安全装置，只有和安全带配合使用，才能获得满意的效果，所以驾驶员和乘员在汽车运行时必须系好安全带。2)注意日常检查。主要检查各碰撞传感器的固定是否牢固，搭铁线部位是否清洁，连接是否可靠，方向盘转动时是否卡滞现象，以判断方向盘内的SRS螺旋电缆是否完好。起动车辆时特别要注意观察SRS报警灯是否自动熄灭，如果接通点火开关6s后，它依然闪烁或常亮不熄，则表明SRS系统有故障。在运行过程中，如果指示灯闪烁5min后长亮，也表示SRS系统出现故障。3)及时排除安全气囊的故障，否则会产生两种严重的后果。一种是当汽车发生严重碰撞需要安全气囊展开保护作用时，它却不能工作。另一种汽车在正常运行，安全气囊不应该工作时，它却突然膨胀展开，给驾驶员和乘员造成不应有的意外伤害，甚至发生安全事故。4)避免高温。安全气囊装置的部件应该妥善保管，不要让它承受85摄氏度以上的高温，以免造成安全气囊误打开。5)避免意外磕碰和振动。安全气囊传感器等部件和冲击很敏感，因此应尽量免碰撞和冲击，以免造成安全气囊不必要的突然展开。6)不要擅自改变安全气囊系统及其周边布置。不能擅自改动系统的线路和组件及更改保险杠和车辆前面部分结构。在方向盘和乘员侧气囊部位不可粘贴任何装饰品和胶条，以防影响气囊展开。7)乘员尽量坐后排。儿童和身材矮小的乘员在乘坐有安全气囊的的车辆时应尽量坐后排因为气囊对他们的保护效果不理想。8)严格按规范保管安全气囊系统元件。安全气囊系统中有火药、传爆管等易燃易爆物品，必须严格按规范运输、保管，否则将会造成严重后果[6]。第三章安全气囊的结构与工作原理3.1安全气囊的结构安全气囊系统主要由传感器、气体发生器、点火器、气囊以及控制单元（ECU）等部件组成。3.1.1传感器传感器用于检测、判断汽车发生碰撞时的撞击信号，以便及时点爆安全气囊。传感器按其功能可分为碰撞传感器和保险传感器两种。碰撞传感器负责检测碰撞的激烈程度，如果汽车以40KM/H的车速迎面撞到一个不可变形的固定障碍物上，碰撞传感器便会自动接通搭铁回路；保险传感器，其闭合的减度要稍慢一些，防止因碰撞传感器短路而造成误开。传感器按其结构可分为机械式、机电式和电子式3种。下面以机械式传感器（偏心锤式碰撞传感器）为例说明传感器的工作原理。机械式传感器一般安装在保险杠与挡泥板之间，用来感知低速碰撞的信号。传感器安装在一个密封的防震保护盒内，当传感器中的重锤的移动速度高于某一特定车速（称为TBD车速）时，重锤便将其机械能直接传给引发器使气囊膨开。具体的工作原理：汽车正常行驶时，扭力弹簧将触头定在上止点位置，传感器没有触发信号给ECU。当汽车碰撞时，减速度所产生的惯性力克服弹簧的扭力而使重锤产生运动，带动触桥转动，使动、静触头结合。此时，传感器向ECU发出接通信号，同时安全传感器也接通，ECU发出引爆指令。3.1.2气体发生器气体发生器又称充气器，用于点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气，使气囊膨开。气体发生器用专用螺栓螺母固定在气囊支架上，装配时只能用专用工具进行装配。气体发生器由上盖、下盖、充气剂和金属滤网组成。上盖上有若干个充气孔，充气有长方孔和圆孔两种。下盖上有安装孔，以便将气体发生器安装到气囊支架上。上盖与下盖用冷压工艺装成一体，壳体内装充气剂、滤网和点器。金属滤网安放在气体发生器的内表面，用以过滤充气剂和点火剂燃烧后的渣粒。目前，大多数气体发生器都是利用热效反应产生氮气而充入气囊。在点火器引爆点火剂的瞬间，点火剂会产生大量热量，氮化钠受热立即分解释放氮气，并从充气孔充入气囊[7]。3.1.3点火器点火器外包铝箔，安装在气体发生器内部中央位置。点火剂包括引爆药和引药，引出导线与气囊连接器插头连接，连接器中设有短路片。当连接器插头拔下或插头与连接器未完全结合时，短路片将两根引线短接，防止静电或误导电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。当ECU发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引爆引药，引爆炸药瞬间爆炸产生热量，药筒内温度和压力急剧升高并冲破药筒，使充气剂受热分解释放入气囊。3.1.4气囊如前所述，气囊按布置位置可分为驾驶员侧气囊、乘客侧气囊、后排气囊、侧面气囊和顶部气囊等；按大小可分为保护整个身体的大型气囊和主要保护面部的小型护面气囊。护面气囊成本较低，但一定要和座椅安全带配合使用才有保护作用。由于欧洲车普遍使用安全带，所以欧洲汽车多采用小型气囊。美国汽车则针对未使用安全带设计，采用大型气囊。早期使用的安全气囊是用尼龙织物涂以聚氯丁烯制造而成的。现在的气囊除了基底材料不变外，有两种基本的设计构思，一是传统的用涂层织物制成品的安全气囊，通过改变其气道的尺寸来控制其缓冲性大小；另一种是用具有一定透气性的不涂覆织物，来控制其缓冲性，但对其透气率有严格的要求。目前采用较多的是前一种，大多以防裂性能好的聚酰胺织物制成，里面涂有聚氯丁乙烯。3.1.5ECUECU主要由SRS逻辑模块、信号处理电路、备用电源电路、保护电路和稳压电路组成，保险传感器一般与SRS、ECU一起被制作在SRS控制组件中。3.1.6SRS警报灯SRS警报灯位于仪表板上，接通点火开关时，诊断单元对系统进行自检，若SRS警报灯点亮6秒后熄灭表示系统正常，若6秒后依然闪烁或长亮，表示气囊系统出现故障，提示应进行检修。若ECU出现异常，不能控制SRS警报灯，SRS警报灯便在其他电路的直接控制下作出异常显示[8]。3.2安全气囊的工作原理当汽车发生碰撞事故时，汽车和障碍内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，速度从35km/h降到零的时间约150m/s左右；乘员和汽车内部结构之间的碰撞称为二次碰撞，由于惯性的作用，当汽车急剧降速时，乘员要保持原来的速度向前运动，于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞从而造成了乘员的伤亡。在发生一次碰撞后，二次碰撞前，降速在乘员和汽车内部结构打开一个充满气体的袋子，使乘员扑在气囊代上，避免或减缓二次碰撞，从而达到保护乘员的目的。由于乘员和气袋相碰时，因震荡造成乘员伤害，所以，一般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，因此可以很快的吸收乘员的动能，有助于保护乘员。当汽车受到前方一定角度范围的高速碰撞时，安装在汽车前端的碰撞传感器和与SRS电脑安装在一起的防护碰撞传感器，就会检测到汽车突然减速的信号，传感器触点闭合将减速信号传到SRS电脑；SRS电脑中预先设置的程序，经过数学计算和逻辑判断后，立即向SRS气囊组件内的电热点火器发出点火指令，引爆电雷管，点火剂受热爆炸。点火剂引爆时，迅速产生大量热量，充气剂受热分解释放大量氮气充入气囊，气囊便冲开气囊组件的装饰盖板鼓向驾驶员，使驾驶员头部和胸部压在充满气体的气囊上，在人体与车内构件之间铺垫一个气垫，将人体与车内构件之间的碰撞变为弹性，通过气囊产生变形来吸收人体的功能，达到保护人体的目的。1)碰撞约10ms后，气囊达到引爆极限，气囊组件中的雷电管引爆点火剂，并产生大量的热量，使充气剂受热分解，驾驶员尚未动作。2)碰撞约为40ms后，汽车安全气囊充满，体积最大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并收紧，部分冲击能量已被吸收。3)碰撞约60ms后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊背面的排气孔在气体和人体压力作用下排气，利用排气节流作用吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能。4)碰撞约110ms后，大部分气体已从气囊逸出，驾驶员身体上部且到座椅靠背上，汽车前方恢复视野。5)碰撞约120ms后，碰撞危害解除，车速降低至零。由此可见，在SRS气囊系统动作过程力,气囊动作时间极短。从开始充气到完全充满的时间约为30ms，从汽车遭受碰撞开始，到气囊收缩为止，所用时间极为短暂，仅为120m/s左右，而人的眼皮眨一下所用时间约为200ms左右[9]。第四章安全气囊的检修4.1安全气囊检修注意的事项安全气囊应注意日常的检修。安全气囊的一般检查，应按故障代码显示的故障进行检修，可以有驾驶员或专业修理工厂严格按照维修手册操作规进行，不允许非专业人员对安全气囊系统进行拆开和检修。在检修时应将点火开关断开，切断电源，因为拆除蓄电池后，故障代码会消失。所以在拆除蓄电池之前，应读取和记载故障代码显示的故障性。电源切断要等待10min以上，让电容储能器内的电能完全释放后，才允许开始检修，以防止备用电源的电流引爆安全气囊。在大多数情况下，一些主要的零部件如微处理器、碰撞传感器、中央传感器、安全传感器、气体发生器等，都是采取更换零部件的方法进行检修的，且必须尽可能的更换原生产厂家配套的零部件。对少数重复使用的零部件，必须严格检查后才能使用。如安全气囊系统发生“误爆”，则应更换原生产厂家的整套安全气囊系统，确认无误后才能使用，还必须进行新的安全气囊系统严格检查，才能装车。手持安全气囊时，不要使气囊盖指向身体，放置于工作台或其他表面时，要使装饰面朝上；展开安全气囊时，需要戴上手套和安全眼镜。因为安全气囊内表面可能残留有氢氧化钠，若接触皮肤可用冷水冲洗。所有与安全气囊系统有关的检修工作必须在安全气囊系统正确拆除后进行。安装安全气囊时，不要试探任何连接处。如果在车上检修安全气囊系统，在气囊组件安全拆除前，不要坐在气囊附近。传感器安装方向是气囊发挥正常功能的关键，应将其恢复到原来位置。配线作业要十分小心，在作业前必须使气囊组件安全拆除。不允许用尖利的工具来修理安全气囊以免损坏零部件，不要刺穿气囊造成气囊漏气。不允许用任何一种能够让电流通过的仪表来跨接导线进行测量，以避免发生错误引爆。检测安全气囊系统时，要用高阻抗的电压、电阻表测量。检修完毕后，在安装零部件时必须按规定的拧紧力矩将控制装置安装牢固，安装线束时注意线束不要被其他零部件挤压，也不要交叉穿越其他零部件。应该注意零部件的导向标志和导线插头的插接方向，安全气囊系统的导线颜色和接线端子的颜色，一般为黄色或金色，不允许采用其他颜色的导线代替，最后要检查报警灯是否正常工作等[10]。对安全气囊系统的废旧器件应妥善处理，在引爆废旧安全气囊时需注意周围人和自身的安全，尽量避开居民区和人多的地方，选择一个通风场所并采取安全措施，引爆完毕10min后待气囊冷却，烟尘散尽后，人才可以过去。严禁分解以引爆的气囊，因气囊中没有任何可维护的零部件。更不可能修理和再次使用引爆的气囊。4.2安全气囊的检修过程安全气囊的检修以凌志LS400汽车、马自达汽车为例。4.2.1实例一1）故障现象：一辆凌志LS400汽车前轮撞石块后安全气囊指示灯常亮。凌志LS400的气囊灯常亮时说明该系统，AirBag灯装在组合仪表盘内。在正常情况下，当点火开关钮至“ACC”或“ON”位置时，该警告灯发光约6s后熄灭。2）气囊灯常亮的原因：a不正确的操作使用气囊传感器总成储存错误的故障码。b气囊系统的零部件损坏或配线损坏。c中央安全气囊传感器损坏。d修理之后没有进行清除故障代码。3）故障排除方法如发现故障灯常亮可以进行查码，然后进行清除故障码，再进行查码，剩下的故障才是真正的故障。a转向盘衬垫检测项目。车辆未受过碰撞，检查诊断装置，转向盘衬垫装在车上，目测检查其上表面及槽纹部分有无切痕、微小的裂痕或明显褪色。车辆受过碰撞如气囊未张开则应，检查诊断装置。从车上拆下转向盘衬垫，目测检查转向盘衬上表面及槽各部分有无切痕、微小的裂痕或明显褪色。检查配线上有无切痕及裂痕，连接器有无碎裂。检查转向盘的喇叭按钮触片是否变形，如转向盘喇叭按钮触片已变形，切勿修理，一定要直接更换新的。将新的转向盘衬垫装上转向盘时，衬垫与转向盘之间不应相互影响，转向盘衬垫与转向盘之间整圆的间隙应均匀。如气囊已张开则应检查诊断装置从车上拆下转向盘衬垫，目测检查转向盘喇叭按钮触片有无变形，检查螺旋电缆连接器和配线有无损坏。在下列情况下应更换转向盘衬垫、转向盘或螺旋电缆，气囊已张开，在故障排除分析时，发现转向盘衬垫或螺旋电缆已不合格，在进行转向盘衬垫检查时发现衬垫或螺旋电缆已不合格，转向盘衬垫已跌落时应进行更换。b气囊传感器总成检测项目车辆未碰撞过，应检查诊断装置。在车辆碰过，如安全气囊未张开，检查诊断装置，如安全气囊已张开，应更换气囊传感器总成。在下列情况下，应更换气囊传感器总成：在“SRS”已在碰撞事故中张开。在排除故障分析中，发现气囊传感器总成有故障，气囊传感器总成已经跌落的情况下进行安全气囊传感器总成的更换。c配线和连接器的检测车辆未碰撞过检查诊断装置。车辆碰撞过检查诊断装置，检查“SRS”所有配线是否折断，内部线体是否露出，如是应更换。检查“SRS”配线的连接器有无裂痕或碎裂，有应换新线束。d故障码读取与清除将点火开关置于“ACC”或“ON”位置，等20s以上，用导线将发动机室的检测盒的TC与EI管脚跨接，若系统功能正常，“AirBag”指示灯会1s闪烁两次，若系统发生故障，“AirBag”指示灯会直接闪现故障码。读出故障码后排除故障，之后拆开蓄电池负极线，再装回即可消除记忆的故障码。如一次消不下去，请多重复几次，注意只有在修理步骤完成时才能使用这一方法。4.2.2实例二a故障描述一辆2004年产的马自达M6CA7230AT轿车，行驶里程为3万km，车主发现该车在着车后安全气囊报警灯一直亮着。询问车主得知该车在一次事故后安全气囊引爆，曾在非特约维修站维修，更换过相关线束、气囊、安全带和相应传感器等。b检查过程用马自达M6专用检测仪器WDS检测，找出3个故障代码分别为：B1993，驾驶员侧安全气囊系统对地短接；B1994，驾驶员侧安全气囊系统对地电阻大；B1995，驾驶员侧安全气囊系统电阻小。首先检查了线束，驾驶员侧安全气囊与SRS控制单元之间线束无断路或短路现象，安全气囊亦无异常。c故障分析怀疑线束的端子接触不好，仔细一检查，果然如此。马自达M6线束端子，特别是安全气囊的线束端子设计非常精巧，拆装时需要特别小心，卡扣很容易断裂，装不好又容易引起接触不良。d维修方案非常小心地重新安装了一遍，把端子卡扣扣好，用WDS清除故障代码，故障完全消失。e维修备注在相关操作中，有些问题需要引起注意。维修前应拆除蓄电池负极线并保持1min以上，否而可能引爆气囊。另外不能用万用表测量安全气囊组件。上述案例虽然简单，但在维修马自达M6时常会遇到，大家可以借鉴，以少走弯路。结论综上所述，我们可以看到安全气囊在整个汽车的安全系统中的重要做用。安全气囊是一种集机械、电子、化工等科学于一体的高科技产品，技术含量高、结构复杂、装配精度高、安全要求高是它的特点。安全气囊的工作状况的好坏直接影响驾乘员的安全，安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。但任何事物都具有两面性，安全气囊也不例外，在所有可能致命的车祸中，如果使用安全带，可一定程度的挽救生命；如果同时使用安全气囊，这一比例将再次上升。在没有安全带的情况下，安全气囊不但不能对乘员起到保护作用，还会对乘员有严重的杀伤力，安全气囊的爆发力是惊人的，足以给驾驶者以重创，安全气囊的新技术还在不断被开发，安全气囊性能的好坏是评价汽车安全性的重要指标。致谢本论文是在牟海东老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严谨的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，牟老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向牟老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意经过一个多月的忙碌和工作，本次毕业论文已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后，感谢各位评审老师，在百忙之中抽出宝贵的时间来参加此次评审！祝各位老师：工作顺利、万事如意、幸福安康！参考文献[1]皇甫鉴.范明强，现代汽车电子技术与装置[M].北京：北京理工大学出版社，2008.59-87[2]曲金玉.任国军，汽车文化[M].北京：机械工业出版社，2006.256-278[3]燕来荣.陆刚.刘波,汽车辅助电器使用与维修快易通[M].北京:人民邮电出版社,2009.227-231[4]刘希恭,国产汽车安全气囊系统[M].北京：机械工业出版社.2007.85-93[5]苏慧青,安全气囊的使用[J].北京：机械工业出版社.2006.78-80[6]徐安,汽车安全气囊的发展趋势[M].北京：人民交通出版社.2006.20-21[7]陈元畏,汽车车身电子与控制技术[J].北京：机械工业出版社.2008.35-38[8]于万海,汽车电气设备原理与检修(第2版).北京：电子工业出版社.2008.40-43[9]齐峰,汽车电控系统实务[M].北京：机械工业出版社.2009.60-63[10]索文义,汽车电器设备与维修[J].北京：化学工业出版社.2009.43-50基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储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