02 安全带和安全气囊

安全带和安全气囊1、汽车安全控制系统概述1.1按系统起作用的相对时间分，汽车安全性分为主动安全和被动安全主动安全是指通过事先防范，使汽车具有主动防止事故发生的能力，主要有操作的稳定性，制动的可靠性、平顺性；例如：ESP电子车身稳定装置/ABS防抱死刹车系统/ASR防侧滑系统/主动防撞控制系统。1、汽车安全控制系统概述被动安全是指在交通事故发生的情况下使汽车具有减少损伤，保护乘员的能力；主要有防撞式车身、安全带和辅助乘员的保护系统【安全气囊（SRS）】1、汽车安全控制系统概述1.2按系统功能属性分：行车安全系统和车载物品安全系统1.3按系统功能分：刹车系统（ABS、ESP）；灯光控制系统；安全带与安全气囊系统（SRS）；倒车报警与可视化系统；防追尾系统；中控门锁与防盗系统2、安全带2.1汽车安全气囊与安全带的必要性⑴驾驶员无安全带与安全气囊保护2、安全带2.1汽车安全气囊与安全带的必要性⑵前排乘员无安全带与安全气囊保护2、安全带2.1汽车安全气囊与安全带的必要性⑶驾驶员无安全气囊但佩戴安全带2、安全带2.1汽车安全气囊与安全带的必要性⑷驾驶员有安全气囊但未佩戴安全带略多于0.1秒才能完全停止(撞击速度为50km/h)撞击汽车内部的速度相当于从3层楼上跌下来那样快(撞击速度为50km/h)没有空气囊的车辆(当成员没有系座椅安全带时)有安全带的车辆(当成员系座椅安全带时)2.2安全带的作用作用：在汽车发生正面碰撞过程中，利用安全带对乘员移动的限制作用，对乘员人身（头部、胸部）起到有效保护作用。安全气囊有效发挥作用的前提条件国家强制使用的系统2.3安全带的类型安全带按控制方式分为主动式安全带与被动式安全带。主动式安全带又称预紧式安全带根据安装方式安全带又可分为两点式、斜挂式、三点式、四点式。2.3安全带的类型1、两点式又称腰带式，后排座乘客使用2、斜挂式欧洲多用，国际通过了该方式，不过不推荐，容易从下面滑出。3、三点式上面两个的结合，现在最多用的形式。4、四点式最安全，不过使用不便，特殊车用。2.4安全带的结构一般包括软带、带扣、长度调整机构、卷带装置和固定部分软带（50x1.5）利用软带的拉伸变形吸收能量强度、收缩率、耐磨、耐寒、耐热、耐光、耐水带扣带扣用以扣合和脱开安全带，分为有舌和无舌有舌又分为包围型按钮式和开放型按钮式两种长度调整机构与卷收装置调整软带长度的机构卷带装置分类无锁紧式卷带装置自动锁紧式卷带装置手动无锁紧式卷带装置紧急锁紧式卷带装置（多用）紧急锁紧式卷收装置在0.7g加速度，织带拉出在小于25mm内锁紧；2g加速度，织带拉出在小于50mm内锁止，卷收装置倾斜12°以下不锁止，27°以上锁止2.5工作原理第一种形式：汽车加速度控制当您拉出安全带时，卷轴将逆时针旋转，并使相连的弹簧也沿相同方向旋转。这样，旋转的卷轴就反扭了弹簧。因为弹簧想要恢复到原状，因此它会抗拒这一扭转运动。如果您松开安全带，弹簧将收紧，并顺时针旋转卷轴，直至使安全带张紧。汽车迅速减速(例如，当汽车撞上某物体)时锁定卷轴。当汽车突然停止时，惯性会导致摆锤向前摆动。摆锤另一端的棘爪会抓住固定在卷轴上的一个带齿棘轮。由于棘爪卡住了其中一个轮齿，因而齿轮便无法逆时针旋转，从而使与之相连的卷轴也无法旋转。当撞击后再次松开安全带时，齿轮会顺时针旋转，并与棘轮分开。第二种：转轴转速控制（多用）猛拉安全带时锁定卷轴。多数设计利用卷轴旋转的速度作为激活动力。这种设计的核心元件是一个离心式离合器，一种安装在旋转卷轴上的加重摆杆。当卷轴缓慢旋转时，摆杆并不摆动。一个弹簧使它保持在原来的位置。但当猛拉安全带时，卷轴将快速旋转，离心力驱使摆杆的加重端向外摆动。伸长的摆杆会推动卷收器壳上的凸轮。凸轮通过滑动销与一个枢转棘爪相连。当凸轮移到左侧时，滑动销会沿棘爪的槽口移动。这会将棘爪拖入与卷轴相连的旋转棘轮。棘爪锁入轮齿中，禁止逆时针旋转。预紧式安全带在发生碰撞时收紧安全带的任何松弛部分。卷收器的传统锁定机构使安全带无法进一步拉伸，而预紧器的作用则是拉回安全带。这种拉回力可将乘客移到座位中的最佳撞击位置。预紧器通常与传统锁定机构一起使用，而不是代替它们。当今的多数设计采用点火方式来拉入安全带。当燃气点燃时，压力会推动活塞上行，从而旋转卷收器这种预紧器中的核心元件是一个燃气室。在燃气室内，还有一个包含易爆点火材料的小燃烧室。这个小燃烧室带有两个电极，并连接至中央处理器。当处理器探测到撞击时，它会立即在电极上施加一个电流。电极产生的火花将点燃点火材料，从而将燃气室中的燃气点燃。2.6安全带的正确使用安全带的重要性超越了安全气囊，所以现在大多数汽车都强制要求驾驶员系安全带，如果安全带系统有问题的话，被动安全的效果会流失大半。当然真正的安全不能仅靠安全带，驾驶员也要保持良好的驾驶习惯。3、安全气囊安全气囊（SupplementalRestraintSystem）也称辅助乘员保护系统或乘员约束系统，是被动安全系统，是出现撞击时给司乘人员的一个缓冲垫。3.1安全气囊的发展历程⑴1958年发明并申请了专利。⑵1974~1976，美国通用汽车公司安装了大约一万套气袋系统。⑶停产：技术原因⑷90代后的推广与普及：①碰撞试验的进步；②公众对于安全要求的提高；③安全气袋系统所需电子技术的提高；④安全气袋对于人体的保护效果显著。⑸1996年，通用汽车推出防止侧面撞击的安全气囊。⑹2003年，通用推出以副驾座上重量自动开关安全气囊。3.2安全气囊的作用设计主要考虑针对驾驶员头部和颈部的保护1、吸收碰撞的冲击动能2、减少破碎的玻璃和飞起杂物对乘员的伤害3、减少乘员后颈部的冲击注意：安全气囊是安全带的辅助装置，不能替代座椅安全带装置。3.3安全气囊的类型⑴按数量：单、双、多⑵按大小：全身、上身、面部⑶按充气点火方式：机械式、电子式⑷按碰撞类型：正面、侧面、顶部。⑸智能型安全气囊分类框图Ⅰ.碰撞类型Ⅲ.控制类型Ⅱ.气囊数目③顶部防护安全气囊②侧面防护安全气囊①机械式控制①正面防护安全气囊②电子式控制③多气囊①单气囊②双气囊3.4安全气囊的要求⑴可靠性高①使用年限为7—15年(若在碰撞事故后，系统须全套更换)。②能正确区分制动减速和(正\侧向)碰撞减速度。⑵安全可靠安全气囊系统要能正确区分制动减速和碰撞减速度的区别⑶灵敏度高系统须在二次碰撞（指驾驶员或乘客与转向盘、仪表板或风挡玻璃碰撞）前，迅速打开气囊，并能正确泄气，起到缓冲作用。⑷有防误爆功能系统的须采用多级(二级)门限控制，门槛数据要合理。过低，轻微碰撞，安全气囊就会引爆；过高，汽车发生碰撞时，安全气囊打不开，或者打开过晚。⑸有自动诊断功能安全气囊系统能及时发现故障，并能以报警灯的形式提示给驾驶员。⑹安全气囊系统要具有备用电源打开要求最低的门槛(打开)要求:①在30Km/h以上，且与前方的碰撞夹角在30°以内时碰撞。②接到碰撞信号后10ms内发出点火指令打开气囊。③气囊要在乘驾人员离碰撞物件127mm以前打开。3.5安全气囊系统的发展趋势⑴发展低能量气袋，减少气袋对离位乘员、儿童、乘员的伤害。⑵研究侧撞气袋、翻滚气袋等保护装置。⑶研究智能保护系统。⑷研究膝部、小腿、踝部的保护装置。3.6安全气囊的工作原理基本设计思路：汽车发生一次碰撞后，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，使乘员撞到气袋上，避免或减缓二次碰撞，达到保护乘员的目的。气囊后圆孔的作用在乘员和气囊相撞时容易因振荡造成乘员受伤，所以在气囊背面开有两个直径25mm的圆孔。这样在撞击时，借助圆孔的排气可以减轻振荡，放气过程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。安全气囊的工作过程气囊打开过程工作过程流程控制图(1/1)碰撞冲击前气囊传感器座椅位置传感器(驾驶员)中央气囊传感器总成(气囊传感器总成)侧气囊传感器(侧气囊和帘气囊传感器)驾驶员座椅安全带扣开关帘气囊传感器碰撞冲击仅限帘气囊(前排+后排)•充气器(驾驶员和前排乘客)•座椅安全带收紧器(LH和RH)充气器(左侧气囊和左侧帘气囊)充气器(右侧气囊和右侧帘气囊))充气器(左侧帘气囊)充气器(右侧帘气囊)工作时间开始充气到完成充满约用30ms从汽车碰撞到气囊收缩，用时120ms作用人眨眼睛时间200ms左右人眼无法看清楚气囊的动作和工作经历。安全气囊的工作条件正面SRS只有在汽车正前方或斜前方±30°角范围发生碰撞。安全气囊的工作条件纵向减速度达到设定阀值，且安全传感器和任意一只前碰撞传感器接通时，才能引爆气囊充气。阀值各厂都不同：美国是按照不戴安全带设计的车速20km/h，日本和欧洲是戴安全带设计的车速30km/h框图表达上面内容下面条件之一，不会引爆1、汽车遭受侧面碰撞超过斜前方±30°角时2、汽车遭受横向碰撞时3、汽车招收后方碰撞时4、汽车发生绕纵轴侧翻时5、纵向减速度未达到设定阀值时6、防护传感器未接通时或所有前碰撞传感器未接通时7、正常行驶、正常制动或路面不平的道路条件下行驶时后面碰撞侧面碰撞车辆翻滚撞击公路人行道石肩边缘或硬物坠入或翻越深沟硬着陆或车辆坠落侧面气囊和正面气囊侧面气囊只有在汽车遭受侧面碰撞且横向加速度达到设定阀值时，才能引爆充气，且不会给正面气囊充气由上面内容看出什么结果？侧面气囊和正面气囊是相互独立的，各自独立进行控制3.7安全气囊的结构组成⑴主要由传感器、气体发生器、点火器、气囊以及控制单元(ECU)等组成。两厢丰田Yaris(雅力上)SRS系统的零件位置本田车系SRS元件布置日产车元件位置3.7.1传感器安全气囊传感器又称为碰撞传感器作用：判别撞车程度，与电子控制器构成控制系统。相当于一个控制开关，工作状态取决于汽车碰撞时的减速度大小。安全气囊传感器的分类⑴按功能分：①碰撞传感器②碰撞防护传感器安全气囊传感器的分类①碰撞传感器安全气囊系统中主要的信号输入装置，检测汽车碰撞强度，将信号输入给安全气囊ECU，安全气囊ECU据此判断是否引爆气体发生器使气囊充气。安装位置：Ａ、安装于汽车前部（前保险杆及前叶子板下）——前碰撞传感器；Ｂ、安装于安全气囊ECU内部——中央传感器。安全气囊传感器的分类②碰撞防护传感器（安全传感器或保险传感器）非碰撞的情况下，防止因碰撞传感器短路引起气囊的误动作。安装位置：安全气囊ECU内。⑵按原理分：机械式，机电式（滚球式、偏心式、水银开关式），电子式安全气囊系统电路各个支路（左前、右前、中央和中心碰撞传感器）均为并联关系只有碰撞防护传感器（安全传感器）与任意一个碰撞传感器同时接通时，点火引爆电路才能接通，气囊才能引爆充气。碰撞传感器和碰撞安全传感器结构完全相同，唯一区别在于设定的减速度阀值有所不同。碰撞安全传感器碰撞传感器(阀值)(3)机械式安全气囊传感器碰撞前，传动杆在预紧弹簧的作用下，将钢球推向左端，点火针在预紧弹簧的作用下顶住传动杆的“D”形块上。发生足够大的碰撞时，钢球在惯性力作用下向右移动，推动传动杆右转，使传动杆的“D”形块向右转，释放点火针，点火针在预紧力作用下向右猛地推进，击中针刺引爆剂，针刺引爆剂点火使气囊充气。已经被淘汰(4)机械电子式安全气囊传感器①滚球式碰撞传感器①滚球式碰撞传感器碰撞前，钢球在永久磁铁的吸引下紧靠轨道的后背，碰撞时，钢球惯性力抵抗磁铁吸引力向前移动，若碰撞强度足够大，钢球会运动到轨道的最前端，使两原来断开的簧片短接而接通外电路。调整轨道长度、钢球大小、电磁力大小、轨道与钢球间的间隙，可满足各种不同速度变化量的需要。上面内容的说明了什么？②滚轴式碰撞传感器当发生碰撞时，滚轴产生的惯性力将大于片状弹簧的弹力。滚轴在惯性力的作用下就会克服弹簧弹力向右滚动，滚动触点与固定触点接触，接通电路。③偏心式传感器（重锤，