汽车安全气囊系统原理与诊断维修

长春汽车工业高等专科学校毕业实践报告题目/实践名称汽车安全气囊系统原理与诊断维修专业/班级汽车检测与维修，08103学生姓名王海龙学号04企业指导教师穆伟东校内指导教师夏英慧起止时间2010-6至2011-4实习单位一汽—大众汽车有限公司目录摘要………………………………………………………………2Abstract…………………………………………………………2第一部分绪论1.引言……………………………………………………32.一汽—大众汽车有限公司概况…………………………4第二部分安全气囊相关介绍…………………………………51.安全气囊的作用…………………………………………62.安全气囊的工作过程……………………………………63.安全气囊的分类…………………………………………7第三部分安全气囊的结构和工作原理1.全气囊的组成和元理………………………………………82.安全气囊的工作原理……………………………………143.安全气囊使用注意事项………………………………15第四部分收获与体会………………………………………………22参考文献……………………………………………………………23摘要1953年.J.W.HETRICK取得了第一个美国安全气囊的专利权，但是直至1984年汽车碰撞安全标准(FMVSS208)在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施。从此以后，安全带、安全气囊、安全的车身结构等在技术上取得了不断突破。随着CMVDR294碰撞安全法规在中国开始实施，国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高。AbstractIn1953J.W.HETRICK.kUSAsupplementalrestraintsystemhistoryofthedevelopmentofsamewillbethemostworthyofrecord,oneyear.Therearethreereasons:FirstChinesefromtimetotimeaccordingtothecyclicalnatureofthespeciallaws,astheEleventhFive-YearPlanning,thesecondyear,thisyear'salwaystheeconomyin2002willbesimilartothatblowout,whilethetradingvolumeandthesaleofboththegreatermaturity;ThisyeartwoChinesebrandsstartedtostandupbattle,fromlosstoprofitaftersurgingduringthefirstessentialtoconsolidateforces;3yearofthenewenergystrategyhasbeentheglobalautomotivemanufacturersacomprehensivedowntothepractice,oftenbegintoacceptthetestofacrucialyear.汽车安全气囊系统原理与诊断维修第一部分绪论1.引言随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶的速度越来越快，同时汽车的保有量迅速增加，使得汽车交通事故频繁发生，驾驶员和乘员的安全问题变得十分突出。而交通事故往往是意外发生的，发生时间极短，人不可能有反应时间来主动保护自己，只有靠被动安全装置来减少事故对人体的伤害。现代汽车上所使用的被动安全装置主要有安全带、防撞式车身和安全气囊等。汽车发生碰撞事故时，汽车安全带将乘员“束缚”在座椅上，可减少汽车正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害；防撞式车身可在吸收汽车动能的同时减缓驾乘人员移动的程度，并保证驾乘人员有足够的生存空间，减轻二次碰撞造成的伤害；而安全气囊将避免乘员与转向盘、仪表板、风窗玻璃等之间所发生的二次碰撞，防止驾乘人员受到严重的脑和胸部损伤，以降低在正面或侧面碰撞中驾乘人员的伤亡率。2.一汽—大众汽车有限公司概况一汽-大众汽车有限公司（简称一汽-大众）于1991年2月6日成立，是由中国第一汽车集团公司和德国大众汽车股份公司、奥迪汽车股份公司及大众汽车（中国）投资有限公司合资经营的大型乘用车生产企业，是我国第一个按经济规模起步建设的现代化乘用车工业基地。经过多年的不断发展，一汽-大众在长春和成都共有二大生产基地，包括轿车一厂、轿车二厂、轿车三厂(成都分公司)和发动机传动器厂。其中长春基地位于中国长春西南部，占地面积182万平方米，已形成年产66万辆的生产能力；成都基地位于成都市东南的成都经济技术开发区内，占地面积81.3万平方米，2009年5月8日建设项目正式启动,一期生产规模为年产15万辆。第二部分安全气囊的相关介绍1.安全气囊的作用当汽车发生碰撞时，汽车迅速减速直至停止，但车内乘员仍以原来速度向前运动。如果乘员未系安全带，就可能发生乘员和转向盘、仪表板和风窗玻璃等之间的碰撞，造成严重的伤害；如果乘员系上安全带，则他们将逐渐减速，因此作用到他们身上的撞击力将减轻。但在严重的碰撞事故中，虽然系上安全带的碰撞力比未系安全带少了很多，但乘员仍可能会撞到车室内部物件而造成伤害。如果此时装在转向盘或仪表板内的气囊充气弹出，就可以保护乘员减少与车内物相撞的可能性，更均匀地分散头部、胸部的碰撞力，吸收乘员的运动能量，从而起到补充安全带效果的作用。大量统计和实测数据表明：在汽车相撞时，如果正确使用安全带和安全气囊可使头部受伤率减少25％左右，面部受伤率减少80％左右。2.安全气囊的工作过程根据德国BOSCH公司在奥迪轿车上实验研究表明：当汽车以30km／h的速度与前面障碍物相撞时，安全气囊系统的工作过程如图1-1所示。碰撞(发生)10ms时，安全气囊系统达到引爆极限，气囊组件中的电爆管引爆点火剂并产生大量热量，使充气剂(叠氮化钠药片)受热分解。此时，驾驶员由于惯性仍然坐在原位，如图l-1a所示。撞20ms时驾驶员开始移动，但还没有接触到气囊。碰撞40ms时，气囊已完全涨起，体积最大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并靠紧，部分冲击能量被吸收，如图1-1b所示。碰撞60ms时驾驶员已经开始接触气囊。碰撞80ms时，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊背后的排气孔在人和气体的压力下排气，利用排气节流作用吸收人体与气囊之间弹性碰撞所做的功，如图l-1c所示。碰撞110ms时，大部分气体已排出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上，汽车前方恢复视野，如图l-1d所示。碰撞l20ms时，碰撞危害解除，车速降低至零。由此可见，在安全气囊工作过程中，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，所用时间也极为短暂，仅为120ms左右，而人的眼睛眨一下所用时问约为200ms左右。因此，安全气囊动作的状态和经历的时间无法用肉眼来确认。3.安全气囊的分类按照安全气囊系统中气囊的数量分类，可分为单气囊系统、双气囊系统和多气囊系统。单气囊系统只在驾驶员转向盘上安装一个安全气囊，仅起保护驾驶员的作用；双气囊系统在驾驶员转向盘和前仪表台上各安装一个安全气囊，保护驾驶员和前排乘员；多气囊系统，除了在驾驶员转向盘和仪表台上各安装一个安全气囊外，有些高级轿车还在车门上、座椅侧面也分别安装安全气囊。按照安全气囊引爆控制方式分类，可分为机械式和电子式两类。机械式安全气囊采用机械方式检测和引爆气囊，目前已很少使用。而电子式安全气囊采用传感器和电控单元检测、控制气囊的引爆，，是目前普遍采用的控制方式。按照安全气囊的大小分类，可分为保护整个上身的大型气囊和主要保护面部的小型护面气囊。按照安全气囊保护对象的不同分类，主要有：1．驾驶员用安全气囊驾驶员用安全气囊是轿车上采用得最广泛的一种安全气囊，在轿车发生正面碰撞时对驾驶员起保护作用。它装在转向盘上．分美式和欧式两种。美式气囊的设计是假定驾驶员没有佩带座椅安全带而汽车相撞时起保护作用，其体积较大，约60L。欧式气囊的设计则假定驾驶员已佩带座椅安全带，其体积较小，约40L。2．前排乘员用安全气囊前排乘员可以是大人，也可能是儿童，坐姿也是各种各样。发生碰撞事故时，前排乘员必然会与仪表板、前风窗玻璃、窗框及门框等发生碰撞，因此，为保护前排乘员撞车时免受伤害，设计的防撞安全辅助气囊也较大，美式气囊副驾驶员侧容积一般为l20～160L，欧式气囊副驾驶员侧容积一般为60～80L。3．侧面防撞用安全气囊根据使用要求不同，侧面防撞用安全气囊可以装在车门上横梁中、车门内板中或座椅侧面。车门上横梁中的侧面防撞用安全气囊用来保护乘员的头部。装在车门内板中的侧面防撞用安全气囊和装在座椅侧面的侧面防撞用安全气囊用来保护乘员的胸部、心脏、肺脏等重要器官。目前，宝马汽车公司已开始采用双侧面防撞用安全气囊来扩大侧面防撞用安全气囊的保护面积，气囊的形状为管状。侧面防撞用安全气囊的体积由于空间的限制一般都较小，装在车门内板中的气囊的体积为35～40L，装在座椅侧面的气囊的体积仅l2L左右。4．后排乘员用安全气囊通常后排座不设置安全保护装置，但近年来后排座乘员的安全防护逐渐受到重视，已较普遍地在后排座上安装了安全带，并开发和配备了后排乘员用安全气囊(包括后排乘员用防侧撞安全气囊)。后排乘员用安全气囊的容积一般可达到IOOL，其结构与其他安全辅助气囊系统基本相同，大多数安装在前排座椅靠背中，气囊引爆后在后排座乘员与前排座椅之间形成防护气垫。5．下肢用安全气囊美国莫通国际公司(MotonInternational)开发了保护驾驶员下肢用安全气囊。它由一个13L的安全气囊和气体发生器组成，是一种新开发的安全气囊。在轿车发生碰撞时，能够有效地防止驾驶员的下肢、小腿和膝部与各种踏板、操纵杆等发生碰撞，对驾驶员的下肢、小腿和膝部进行保护。下肢用安全气囊装置安装在仪表板下部的前围板上，其结构与其他安全气囊的结构基本相似。第三部分安全气囊的结构和工作原理1.安全气囊的组成和原理安全气囊系统主要由传感器、电控单元(ECU)、气囊组件、安全气囊警告灯等组成，其主要部件在车上的位置如图1-2所示。1．传感器传感器是安全气囊系统主要的控制信号输入装置。其作用是检测、判断汽车发生事故时的碰撞强度信号，并将此信号输入电控单元，电控单元根据传感器的输入信号来判断是否引爆充气元件使气囊充气。安全气囊传感器按功能的不同，可分为碰撞传感器和安全传感器两种。碰撞传感器主要用来检测碰撞强度，如果汽车以40km／h的速度与一辆正在停放的同样大小的汽车相碰撞，或以不低于22km／h的车速迎面撞到一个不可变形的固定障碍物时，碰撞传感器便会动作，接通搭铁回路。安全传感器具有保护作用，用来防止因碰撞传感器短路而造成的气囊误打开。传感器按结构形式不同，又可分为机械式、机电式和电子式三种。2．电控单元(ECU)安全气囊ECU是安全气囊系统的核心部件，其内部结构如图l一8所示，主要由安全气囊逻辑模块、能量储存装置(电容)、连接器等组成。安全传感器一般与安全气囊ECU一起被制作在安全气囊控制组件中，通常安装在驾驶室变速杆前、后的装饰板下面。安全气囊ECU的电路图如图l-9所示，主要由安全气囊逻辑模块、信号处理电路、备用电源电路、保护电路和稳压电路等组成。(1)安全气囊逻辑模块(微处理器)安全气囊逻辑模块主要用于监测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设定值，控制气囊组件中的点火器引爆点火剂。安全气囊逻辑模块由模数(A／D)转换器、串行输入偷出(I／0)接口、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和定时器等组成。在汽车行驶过程中，安全气囊ECU不断接收到前碰撞传感器和安全传感器传来的车速变化信号，经过数学计算和逻辑判断后，确定是否发生碰撞。当判断结果为发生碰撞时，立即运行控制点火的软件程序，并向点火电路发出点火指令引爆点火剂。点火剂引爆时产生大量热量，使充气剂受热分解释放大量气体给气囊充气除此之外，安全气囊ECU还要对控制组件中关键部件