安全气囊原理

模块一、汽车电控安全系统课题一汽车安全气囊系统情境一安全气囊警报灯常亮故障检修一、预备知识1.概述安全气囊的作用：安全气囊是当车辆发生碰撞事故时保护乘员的安全带辅助装置。(必须和安全带配合）驾驶员无安全带与安全气囊保护返回前排乘员无安全带与安全气囊保护返回驾驶员无安全气囊但佩戴安全带返回驾驶员有安全气囊但未佩戴安全带返回•(1)撞车10ms后，达到引爆系统引爆时极限，引爆器引爆，产生大量的炽热气体。此时驾驶员由于惯性仍然坐着。•(2)20ms后驾驶员开始移动，但还没有到达气囊；•(3)40ms后气囊已完全涨起，驾驶员逐渐向前移动，安全带被拉长，人的部分冲击撞吸收。•(4)60ms后驾驶员已经开始沉向气囊。•(5)80ms后驾驶员的头和身体上部沉向气囊。气囊的排气口打开，其中的气体在高压下匀速逸出，以吸收能量。•(6)100ms后车速已降为零，这时对车内的乘员来讲事故的危险期就已经结束。•(7)ll0ms后。驾驶员向前移动达到最大距离，并身体开始后移，回向座位。这时大部分气体已从气囊中逸出，前方又恢复了清晰的视野。2.安全气囊系统的工作过程a）l0ms时；b）40ms时；c）60ms时；d）110ms时4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。3.安全气囊的分类1）按碰撞类型分根据碰撞类型的不同，安全气囊可分为正面碰撞防护安全气囊系统、侧面碰撞防护安全气囊系统和顶部碰撞防护安全气囊系统。（必装）正面碰撞防护安全气囊系统在欧美轿车的驾驶员和副驾驶员处有较高的安装率。2）按照安全气囊安装数目分按照安全气囊安装数目可分为单气囊系统(只装在驾驶员侧)和多气囊系统(驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个安全气囊)两种。3）按照保护对象分4.安全气囊点火的判断条件1）在阴影区域内产生的正面撞击能够作出反应。如果撞击的强度大于设计的门限值，SRS前空气囊将展开。此门限值大约相当于以20km／h-25km／h，速度与不移动或不变形的固定障碍物直接撞击。如果撞击的严重强度低于上述的门限值，SRS前空气囊不能展开。2）如果车辆发生侧面或后面碰撞、翻转、或发生低速正面碰撞，在这些情况下SRS前空气囊不展开。3）如果对车辆底部发生严重的撞击，SRS前空气囊可能展开。4）SRS空气囊展开(侧面，帘式)(1)侧面空气囊+帘式空气囊(只是前面有)1SRS侧面空气囊和帘式空气囊被设计成当车辆受到侧面碰撞能展开。2当车辆受到来自对角线方向或图中左方的侧面碰撞时，但是不是车厢处，SRS面空气囊和帘式空气囊可能不会展开。(2)侧面空气囊+帘式空气囊(前面+后面)1SRS空气囊和帘式空气囊被设计成当车厢受到侧面碰撞或后侧碰撞时能展开。2当车辆受到来自对角线方向或图中左方的侧面碰撞时，但是不是车厢处，SRS侧面空气囊和帘式空气囊可能不会展开。5）当撞击发生在前面或尾部，或发生翻车、侧面低速碰撞，SRS侧面空气囊和帘式空气囊不展开5.安全气囊的组成5.1.主要组成部件：•传感器；•气囊组件；•气体发生器；•控制单元；5.2、安全气囊工作原理示意图5.3.传感器•(1)碰撞传感器（机械式、机电式、电子式）机械式传感器的结构及工作原理理机电式安全气囊传感器电子式传感器压力式碰撞传感器基准电压sigma-delta转换器电容性电桥电容度量时钟开关+-1SensC2SensC2RefC1RefC感受压力变化单元参考单元压力式碰撞传感器功能描述预碰撞传感器后门传感器前车门压力传感器气囊碰撞传感器位置位于中梁上的气囊控制单元预碰撞传感器后门加速度碰撞传感器前门压力碰撞传感器副气囊关闭开关气囊系统功能图（2）安全传感器•又称防护碰撞传感器；•装在安全气囊控制单元内；•作用：想控制单元提供信号以确定是否真发生碰撞，防止因碰撞传感器短路而造成气囊误爆炸。•减速度值比碰撞传感器小一些，•只有当安全传感器和任一碰撞传感器同时接通，SRS电路才接通，气囊才可能充气。6、气囊组件6.1.气囊气囊气囊•气囊种类：•安装位置：•充气---受压---排气•气囊材料：尼龙，内涂聚氯丁二烯。•引爆有效范围为正负30度。两级起爆安全气囊6.2.气体发生器气体发生器•作用：点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气，使气囊炸开。•固体膨胀剂：叠氯化钠NaNa，•使用专用螺栓固定在气囊支架上，只有使用专用工具才能装配。•10年更换一次。6.3.点火器点火器•在气体发生器中部，•受控制单元控制切勿测量点火器的电阻7、SRS指示灯指示气囊系统是否处于正常状态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6s后熄灭表示系统正常，若6s后依然闪烁或长亮不熄，表示气囊系统出现故障，提示应进行检修。8、安全气囊控制单元装在变速杆附近，含安全传感器9.线束与保险结构•螺旋弹簧—游丝•黄色线，镀金端子图3-14螺旋弹簧与螺旋线束返回1）防误爆机构----短路片•有一短路片。•当连接器插头与插座连在一起时，插头的绝缘体将短路片顶起，短路片与点火器的两个端子分开，点火器电热丝电路处于正常连接状态；a图•当连接器拔下时，短路片自动将点火器的两个引线端子短接，使点火器的电热丝与短路片构成回路，b图。此时即使误将电源加到点火器上，点火器上没有电压，不会引爆，从而防止气囊误引爆。防误爆机构•2)•安全气囊系统在线束的重要连接部位，其连接器采用了双重锁定机构，用于锁定连接器插头与连接器，防止连接器脱开，其结构如图3-12所示。•主销锁到位，副销才能锁。)图3-12连接器双重锁定机构•3)•安全气囊系统的每一个连接器都设有端子双重锁定机构，用于防止引线端子滑动，主要由连接器壳体上的锁柄与分隔片组成，如图3-13所示。•锁柄防端子引线沿轴向滑动，分割片防止端子沿引线径向移动。3-13端子双重锁定10.电路连接诊断机构•电路连接诊断机构用于监测连接器的插头与连接器是否连接可靠。与SRSECU连接的连接器采用了电路连接诊断机构，其结构如图3-11所示。电路连接诊断机构有一诊断销，两个诊断端子。正常连接时，诊断销与碰撞传感器的常开触点并联；b图。未可靠连接时，诊断端子和诊断销未接触，气囊ECU检测到碰撞传感器电阻为无穷大，报警二、使用与维修1.不能测量点火器电阻2.不能修理安全气囊任何组件，只能更换3.妥善保管安全气囊组件4.充气组件从90mm以上落地不能用。5.充气组件不能承受65C以上的温度。6.带气的或未展开的充气组件，应装在特殊的容器内，并注明危险品标识。7.展开过的充气组件可作为正常的报废材料看待，按一般的方式处理。8.安全气囊零件不能做任何实验。9.操作时，均应摘下蓄电池的负极导线，等30s。10.必须正确使用安全带气囊才能起作用。安全气囊使用注意事项安全气囊使用注意事项安全气囊使用注意事项