浅谈汽车安全气囊系统工作原理与维护

学生毕业论文（设计）作者：_________________指导教师：_________________所学专业：____汽车检测与维修_____班别：____09汽修2班_________学号：______________年级：____2009级______________完成日期：____2011.11.16__________1目录摘要…………………………………………………………………………………1关键词………………………………………………………………………………2前言…………………………………………………………………………………2一、安全气囊概述…………………………………………………………………2（一）安全气囊系统的起源、现状及发展动向…………………………………2（二）安全气囊系统的作用………………………………………………………2（三）安全气囊系统的分类………………………………………………………4（四）安全气囊系统的组成………………………………………………………6二、安全气囊系统的工作原理……………………………………………………11（一）安全气囊的工作原理………………………………………………………11（二）安全气囊的引爆条件和无效范围…………………………………………12（三）安全气囊的动作过程………………………………………………………13三、安全气囊系统的维护（以本田新雅阁汽车为代表）………………………14（一）安全气囊的检修注意事项…………………………………………………14（二）安全气囊总成的维护………………………………………………………15结束语………………………………………………………………………………17致谢…………………………………………………………………………………17参考文献……………………………………………………………………………172浅谈汽车安全气囊系统工作原理与维护-----以广汽本田新雅阁汽车作为代表车型[摘要]作为重要安全装置的“安全气囊系统”发挥着巨大的防护作用，对其进行一定了解显得尤为重要。目前，世界上很多国家都有要求在新车上必须安装气囊。下面编者以广汽本田新雅阁汽车为代表，从安全气囊系统的组成、工作原理以及维护等方面一一介绍汽车安全气囊系统。[关健词]安全气囊系统工作原理维护[前言]安全气囊系统俗称SRS，是英文SupplementRestraintSystem的缩写，直译为辅助防护系统。它对驾驶员和乘员的头部、颈部安全有着十分明显的保护作用。特别是在车辆正面碰撞和侧面碰撞时，其保护作用尤为明显。[正文]一、安全气囊概述（一）安全气囊系统的起源、现状及发展动向早在40年前就发明了安全气囊，1953年8月18日，美国人约翰赫特里特获得了“汽车缓冲安全装置”的美国专利。赫特里特是一位自学成才的宾夕法尼亚州工程师，他在1952年的一次事故后，萌发了设计撞车安全装置的想法。在这次事故中，他为躲避一个障碍物而3猛打方向盘进行制动，他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须有一个更好的方法来保护乘员，两周之后他绘好了设计图纸交给了代理人，这份图纸确定了今天安全气囊的雏型。目前，世界上很多国家都有要求在新车上必须安装气囊。例如在美国，相应的法规已从1989年起实施。该法规不仅要求所有的新车必须安装安全气囊，甚至对气囊的尺寸也有规定。当前，安全气囊出现了两种发展趋势。美国和日本的汽车公司正在努力增大气囊尺寸来保护乘员。而欧洲一些汽车制造公司，如“梅赛德斯－奔驰”、“宝马”和“沃尔沃”等则认为，安全气囊本身决不是保障乘员的灵丹妙药，它必须在一个统一的汽车被动安全系统中才能有效地发挥作用，在这个系统中，一定要具备紧缩式安全带、结构可靠的座椅、儿童专用座椅和一系列其它部件。而且，最好在车身结构设计开始时就考虑到这个安全系统所有必须的组成部件的安装。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。未来安全气囊的智能化发展，还包括集成了先进的传感器技术和信息处理系统，它们在事故发生的短暂时间内能够提供可靠的碰撞环境方面的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度、碰撞的形式（正碰撞或侧碰撞等）、乘员的身材、体重、乘坐位置和乘坐姿态，以及乘员是否系有安全带等等。智能安全气囊系统根据探测到的信息，通过其电子控制系统的计算分析，决定安全气囊何时及以何种程度展开，从而对乘员提供最优化的保护。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。目前，安全气囊有很多生产厂家。只要有研发安全气囊的知名企业有美国的天合(TRW)、百利得(Breed)以及德尔福(Delphi)等，欧洲的奥托立夫(Autoliv)、博世(Bosch)以及西门子(Siemens)等，还有日本的电装(Denso)及丰田合成(toyotaGosei)等，目前国内汽车上安装的安全气囊大多是进口产品。我国对安全气囊的研究是从20世纪90年代初开始，目前已经有十几家生产安全气囊装置的企业，但大多是引进国外的气囊和点火器等组件进行装配生产。国内一些气囊系统生产厂家已尝试开发和掌握安全气囊的控制和匹配技术，并取得了一定的进展，安全气囊系统的国产化是必然趋势。（二）安全气囊系统的作用4安全气囊的主要作用是：当汽车遭受一定碰撞力量以后，气囊系统就会引发某种类似微量炸药爆炸的化学反应，隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内零部件碰撞之前能及时到位，在人体接触到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气，从而起到铺垫作用，减轻身体所受冲击力，最终达到减轻乘员伤害的效果。在乘员使用安全带的情况下，气囊有助于减轻胸、头和面部在碰撞时受伤的严重性。当汽车发生前碰撞时，首先是汽车要停止运动，车内乘员的惯性力作用下仍以原来速度继续向前运动。不系安全带的乘员将会与转向盘、前挡风玻璃相碰，因而可能受到严重伤害；系安全带的乘员可以随着汽车停止运动而逐渐停止向前运动。如果碰撞剧烈，乘员向前运动更快，即使系了安全带，在完全停止运动前，仍会与车内物相碰。如果此时装在转向盘或仪表板内的气囊充气弹出，它就可以保护乘员减少其与车内物相碰的可能性，更均匀地分散头、胸的碰撞力，吸收乘员的运动能量，从而起到补充安全带效果的作用。因此气囊主要在缓冲前碰撞或近似前碰撞严重性方面，补充安全带提供保护作用。实际事故统计表明，仅有10%左右的事故能使气囊充气。（三）安全气囊系统的分类1、按引爆方式分类按引爆方式分类，安全气囊系统可以分为机械控制式和电子控制式两类。（1）机械控制式安全气囊系统目前，这种类型的安全气囊系统很少使用。机械式安全气囊系统不需要电源、电子电路和电路配线，其全部零件都安装在转向盘装饰盖板的下面，检测碰撞动作和引爆点火剂都是利用机械装置的动作来完成。（2）电子控制式安全气囊系统电子控制式安全气囊系统是目前普遍采用的一种安全气囊系统。这种类型的安全气囊系统是利用碰撞传感器来检测碰撞信号发射到安全气囊系统（SRS）的控制单元（ECU），ECU根据碰撞传感器发送过来的信号由在其内部预先设置的程序不断地进行数字运算和逻辑判断，当判断结果为碰撞时，SRS的ECU便立刻发出点火指令引爆点火剂，点火剂引爆时产生的大量热量使叠氮化钠药片的气体发生剂分解，产生大量的氮气使气囊膨开。2、按安全气囊数量分类按安全气囊数量分类可分为单安全气囊系统、双安全气囊系统、多安全气囊系统。5双安全气囊系统单安全气囊系统3、按保护类型分类按保护类型分类可以安全气囊系统可以分为驾驶员安全气囊、前排乘员安全气囊、防侧撞安全气囊、后座乘员用安全气囊。4、按安全气囊功用分类按安全气囊功用分类可分为正面安全气囊、侧面安全气囊、顶部安全气囊。多安全气囊系统6（四）安全气囊系统的组成常用的汽车安全气囊系统由碰撞传感器、控制单元（ECU）、气囊组件、螺旋弹簧、SRS指示灯等组成，下面逐一为大家介绍这几个主要组成部分。1、安全气囊系统碰撞传感器7碰撞传感器按照用途的不同，碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器，用于检测碰撞时的加速度变化，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号；防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器，它与触发碰撞传感器串联，用于防止气囊误爆。按照结构的不同，碰撞传感器还可分为机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器。防护碰撞传感器一般采用电子式结构，触发碰撞传感器一般采用机电结合式结构或机械式结构。机电结合式碰撞传感器是利用机械的运动（滚动或转动）来控制电气触点动作，再由触点断开和闭合来控制气囊电路的接通和切断，常见的有滚球式和偏心锤式碰撞传感器。电子式碰撞传感器没有电气触点，目前常用的有电阻应变式和压电效应式两种。机械式碰撞传感器常见的有水银开关式，它是利用水银导电的特性来控制气囊电路的接通和切断。安装在发动机舱前纵梁上面的气囊碰撞传感器，以机电式居多。2、控制单元（ECU）水银式碰撞传感器结构滚球式碰撞传感器水银式碰撞传感器8（1）SRS控制单元的组成SRS的控制单元的通常是由中央安全气囊传感器、点火控制驱动电路、安全保护传感器、备用带能源、诊断电路和安全电路等组成。（2）SRS控制单元的功能SRS控制单元是SRS的控制中心，他接受来自传感器的输出信号，并对引爆条件加以判断来控制充气装置点火电路的通断，并同时兼有对SRS进行监测和对故障进行诊断的功能。为了保证安全气囊在需要时能够及时触发，并且当汽车紧急制动、上下剧烈振动及有有轻微碰撞时不产生误爆，所以安全气囊的控制系统是由多传感器的逻辑组合方式进行控制的。在SRS的控制单元中，安全气囊必须在某个安全保护传感器与左右前安全气囊传感器之一，同时闭合或某个安全气保护传感器与中央安全气囊传感器同时闭合或三个传感器同时闭合时，才触发安全气囊。（3）备用安全气囊的组成及作用SRS控制单元的备用电源，是由大容量电容器和一个直流转换器组成，并依靠直流转换器始终保持对电容器进行充电，利用电容器断电后的断电效应，备用电源在一定时间内（一般为6秒）可以维持气囊系统供电，以避免饮系统装置电压过低或车辆碰撞造成带电源瞬时中断而导致系统工作失效。（4）诊断电路的功能及应完成的检查SRS控制单元的备用电压的诊断电路是用作对电路系统中有可能造成引爆或意外引爆的隐患进行检查。当系统发生故障时，仪表板上的SRS报警灯点亮，并同时将发生的故障以故障码的形式存储到记忆电路当中，并通过安全电路阻止引爆电路触发引爆气囊。在进行故障维修时，通过车辆上的诊断插座查阅故障码。3、气囊组件（1）点火器点火器又称电雷管，一般安装在气体发生器内部中央位置。其功用是根据SRSECU的指令的引爆点火剂，9产生热量使充气剂分解。气囊点火器主要由引爆炸药、药筒、引药、电热丝、电极、和引出导线组成。（2）气体发生器气体发生器主要是用来在在较短的时间内（30ms左右）产生大量的气体充满气囊，产生的气体必须对人体无害，且不能温度太高，同时要求气体发生器有很高的可靠性和稳定性。目前气体发生器主要有压缩气体式、烟火式和混合式三种型式。混合式气体发生器是压缩气体式和烟火式相结合的发生器，也是目前广泛应用一种气体发生器。包含气体发生器和气囊在内的模块（背面），一般情况下是不允许对它们进行拆解的。气体发生器内存储有氮化钠或硝酸铵等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体（无毒无味的氮气占70%以上），充满气囊。而较新型的安全气囊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体产生的伤害。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