安全气囊的构成及工作原理

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汽车安全气囊工作原理

汽车安全气囊工作原理

汽车安全气囊的工作原理引言汽车安全气囊是一种重要的被动安全装置,它在车辆发生碰撞时能够迅速充气并形成一个保护性的气囊,减轻乘员在碰撞中受到的冲击力,从而减少伤害。

本文将详细解释汽车安全气囊的工作原理,包括传感器、触发机构、充气装置和气囊等关键部件的功能和协同工作过程。

1. 传感器汽车安全气囊系统通常包含多个传感器,用于检测车辆与外界环境之间的变化。

主要的传感器包括碰撞传感器、加速度传感器和压力传感器。

•碰撞传感器:通过检测碰撞力大小和方向来触发安全气囊系统。

常见的碰撞传感器有机械开关、压电式和惯性式等。

•加速度传感器:用于检测车辆加速度变化,以判断是否发生了碰撞。

它可以通过测量车辆加速度来确定是否需要触发安全气囊。

•压力传感器:用于检测气囊充气后的压力情况,以确保气囊能够正常充气并保持适当的压力。

2. 触发机构触发机构是安全气囊系统中的关键部件,负责在碰撞发生时将气囊迅速充气。

触发机构通常由电子控制单元(ECU)和点火装置组成。

•电子控制单元(ECU):作为安全气囊系统的主要控制中心,ECU接收传感器的信号,并根据预设的算法来判断是否需要触发安全气囊。

一旦判断需要触发,ECU会通过点火装置来激活充气装置。

•点火装置:点火装置是触发机构中的一个关键部件,它通过提供高能电流来激活充气装置。

当ECU接收到触发信号后,它会发送电流给点火装置,从而产生高温火花,引燃充气装置中的化学物质。

3. 充气装置充气装置是安全气囊系统中负责将空气迅速注入到汽车安全气囊内部的部件。

主要的充气装置包括发生器、气体发生器和气囊。

•发生器:发生器是充气装置的核心部件,它通常由化学物质组成,如钠氖化合物或铝粉。

当发生器受到点火装置的激活时,化学反应会迅速产生大量热能和气体。

•气体发生器:气体发生器是安全气囊系统中的一个重要组成部分,它通过将化学反应产生的高温高压气体转换为可用于充气的低温低压气体。

这样可以确保安全气囊在充气过程中不会过热或破裂。

汽车安全气囊概述与工作原理

汽车安全气囊概述与工作原理

汽车安全气囊概述与工作原理概述汽车安全气囊是一种被动安全系统装置.通俗简单的就是说,保护不是主动的,只有在发现碰撞之后,这个系统才会起作用.汽车安全气囊是在发生碰撞后,非常短的时间内,ECU发出点火指令,气体发生器起爆释放气体,气袋重启后冲破cover而形成一个袋体,使像前冲的乘员不至于撞到方向盘或者仪表板或者其他汽车零部件上.其实就是一个用能量制约能量的过程,通俗说就是以暴制暴,呵呵,所以说是被动的.气囊起爆后是一个袋体就像一个充气的气球,能抵消很大一部分由于碰撞而对司乘人员向前的冲量和能量,从而达到保护作用.安全气囊分布在车内前方正副驾驶位,侧方车内前排和后排和车顶三个方向.在装有安全气囊系统的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System,简称SRS的字样,直译成中文,应为“辅助可充气约束系统”.英文名称中强调了安全气囊是辅助性的设备,应该与安全带配合工作才能起到最佳的保护作用.作用当汽车与障碍物碰撞后,称为一次碰撞,乘员与车内构件发生碰撞,称为二次碰撞,气囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打开一个充满气体的气垫,使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量,减轻乘员的伤害程度.工作原理典型的气囊系统包括二个组成部分:探测碰撞点火装置或称传感器,气体发生器的气囊或称气袋.当传感器开关启动后,控制线路即开始处于工作状态,并借着侦测回路来判断是否真有碰撞发生.如果讯号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用.由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位,因此,安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥.在判定施放安全气囊的条件正确之后,控制回路便会将电流送至点火器,借着瞬时快速加热,将内含的氮化钠推进剂点燃.在近乎爆炸的化学反应快速发生的同时,会产生大量无害的以氮气为主的气体,将气囊充气至饱满的状态,并借着强大的冲击力,气囊能够冲开方向盘上的盖而完全展开,以保护驾驶者头部不受伤害.同时在推进剂点燃的过程之中,点火器总成中的金属网罩可冷却快速膨胀的气体,随即气囊可由设计好的小排气口排气,以发挥逐渐缓冲功能,并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞后的视线.需要特别说明的是,传感器只有在满足了一定的条件下才会工作.安全气囊的传感器的设计有很多种,有一部分是采用摆锤或杠杆式开关,还有的是弹簧负载的转轮式,此外还有用水银开关的产品.但不论感测器开关型式如何,都必须有足够的撞击力才能使得开关启动,同时这个撞击力必须来自正的方向才行.通常这个撞击力约等于以时速25公里至50公里左右碰撞固定物所产生的结果.当汽车受到这种高速碰撞时,装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器,就可检测到车速突然减速,并将这一信号迅速传递给安全气囊系统的控制电脑,电脑在经过分析确认之后,才会引爆安全气囊包内的电热点火器,使气囊发生迅速膨胀.据计算,正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的秒内微处理器开始工作,秒内点火装置启动,秒内高压气体进入气囊,秒内气囊向外膨胀,秒内气囊完全胀大,此刻之后,驾车者才会撞上气囊.可见,气囊的打开与否与撞击角度和撞击速度都有关,一般来说在汽车翻转、轻微碰撞、侧面碰撞或后面碰撞时,气囊均不会打开,比如桑塔纳2000升级版在车身正面左右各30度以内受到重创时才会打开安全气囊.再有一点,对于撞击速度而言,安全气囊系统测定的是撞击后车辆的减速度,因此,在做安全碰撞实验时,一般都是让车笔直地撞在不能移动且不能变形的墙上.安装在方向盘中的安全气囊和充气系统充气系统使用固体推进剂和点火器缺陷虽然安全气囊在一些实际的碰撞事故中证明它确实具有降低乘员伤亡的功效,但也发现了其存在的一些问题.主要有:1.气囊可能在很低的车速时打开.汽车在很低车速行驶而发生碰撞事故时,安全带即可保护乘员,完全不需要安全气囊展开起保护作用.如果这时展开气囊反而会造成不必要的浪费,甚至还可能因安全气囊的展开加重碰撞伤害.2.气囊的启动会对乘员造成伤害.安全气囊系统启动时将冲开气囊盖板,并且在瞬间展开充气,很可能对乘员造成冲击.3.当乘客偏离座位或座位上无人或是儿童乘坐时,气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用,还可能会对乘员造成一定的伤害.从安全气囊在使用过程中存在的缺陷可知,现有安全气囊的基本设计目标是用来对付严重交通事故的,但在一些不太严重的事故中,系统反应过度,反而会对驾乘人员施加作用过大,适得其反,造成不必要的伤害.注意事项1.在使用汽车安全气囊之初,专家提醒这种新设备应与安全带一起使用.由于安全气囊只有在速度高于16公里/小时的正面撞击中才能发挥作用,因此仍然需要使用安全带.只有安全带能够在侧面撞击尽管现在侧气囊日益普及、追尾以及二度撞击中起到一定的保护作用.虽然科学技术日新月异,但就目前来说,安全气囊仍需要结合膝式/肩式安全带使用才能发挥作用2.不要在气囊的前方、上方或近处放置物品.因为气囊会在紧急状况下引爆,所以不要在气囊的前方、上方或近处放置物品,以防引爆时被气囊抛射出去而伤害乘员.另外,在室内安装CD、收音机等附件时,要遵守厂家的规定,不要随意修改属于安全气囊系统范围内的零件和线路,以免影响气囊正常工作.3.儿童使用气囊时更要注意.目前很多气囊都是针对成年人设计的,包括气囊在车内的位置、高度等.气囊在充气时,可能给前排儿童造成伤害.建议把儿童安排在后排中间位置并固定好.保养维修1.安全气囊是一次性产品.在碰撞引爆后,安全气囊就不再具有保护能力,而须送回维修厂家重新更换一个新的气囊.因车型不同,安全气囊的价格也不相同.重新安装一套新气囊包括感应系统和电脑控制器,大致需要5000元到1万元左右.2.注意安全气囊的日常维修.车辆的仪表盘上装有安全气囊的指示灯,在正常情况下,点火开关转到ACC位置或者ON位置时,警告灯会亮大约四五秒钟进行自检,然后熄灭.若警告灯一直亮着,则表明安全气囊系统有故障,应立即维修,以免出现气囊失灵或误弹出的情况.来源中国汽车用品网-。

安全气囊的工作原理和运用

安全气囊的工作原理和运用

安全气囊的工作原理和运用安全气囊是车辆安全系统的重要组成部分。

在车辆发生碰撞时,安全气囊能够迅速充气,保护驾驶人和乘客免受撞击的伤害。

下面本文将介绍安全气囊的工作原理和运用。

一、工作原理安全气囊是由氧化铝、碳酸钠和硼酸等粉末组成的灭火剂,是一种借助化学反应来释放大量气体的装置。

安全气囊的充气装置通过感应车辆碰撞后的加速度改变,并通过车载传感器检测车辆碰撞的冲击力来识别事故。

一旦车辆发生严重碰撞,安全气囊的充气装置就会迅速引燃安全气囊中的化学物质,进而迅速充气使安全气囊膨胀起来。

安全气囊膨胀后,能够有效地吸收碰撞带来的冲击力,从而起到保护驾驶员和乘客的作用。

二、运用安全气囊是一种被广泛使用的被动安全装置,通常被安装在车辆的驾驶座和乘客座位置,以及车辆的门板和车身侧面等位置。

它能够在车辆发生事故时承受碰撞的冲击力,减缓人体受到的伤害,并且降低其生命安全受到的风险。

除了在车辆中使用外,安全气囊还广泛应用于其他领域。

例如,航空领域也使用安全气囊来保护机组人员和乘客。

此外,安全气囊还能够应用于一些高风险作业场所的安全保障领域。

总之,安全气囊是现代汽车安全系统中的重要组成部分。

其工作原理是在车辆碰撞后迅速充气减缓冲击力,从而保护驾驶员和乘客免受伤害。

安全气囊在全球范围内得到了广泛的应用,成为了保障人类生命安全的一种重要技术。

在汽车行业中,安全气囊的运用已经成为了一项必备技术。

自从1970年代被广泛应用以来,安全气囊已经成为了汽车事故减少和生命保障的重要技术手段。

随着汽车技术的不断发展,安全气囊在汽车行业中的运用也越来越广泛,不断更新和升级。

在传统的安全气囊中,传感器负责监测与呈现碰撞事件的信息,但是现在的高新技术让安全气囊的应用更加灵活。

例如,现代汽车安全气囊与车载摄像头、车辆防撞雷达等设备进行联动,实现更加智能化的触发方式,通过预测车辆碰撞风险的特征,提前展开安全气囊,增加保护范围和减少人员受伤的风险,进一步提升了安全气囊的安全性和效率。

安全气囊知识

安全气囊知识

安全气囊知识安全气囊系统的故障诊断安全气囊系统属于微机控制的电控系统,以下是由店铺整理关于安全气囊知识,提供给大家参考和了解,希望大家喜欢!安全气囊知识——安全气囊的工作原理典型的气囊系统包括二个组成部分:探测碰撞点火装置(或称传感器),气体发生器的气囊(或称气袋)。

当传感器开关启动后,控制线路即开始处于工作状态,并借着侦测回路来判断是否真有碰撞发生。

如果讯号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用。

由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位,因此,安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥。

在判定施放安全气囊的条件正确之后,控制回路便会将电流送至点火器,借着瞬时快速加热,将内含的氮化钠推进剂点燃。

在近乎爆炸的化学反应快速发生的同时,会产生大量无害的以氮气为主的气体,将气囊充气至饱满的状态,并借着强大的冲击力,气囊能够冲开方向盘上的盖而完全展开,以保护驾驶者头部不受伤害。

同时在推进剂点燃的过程之中,点火器总成中的金属网罩可冷却快速膨胀的气体,随即气囊可由设计好的小排气口排气,以发挥逐渐缓冲功能,并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞后的视线安全性能。

1953年8月18日,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。

技术构成:汽车安全技术的进步使人们更能体验到行车的乐趣。

最初的安全带是由瑞典人发明的。

安全气囊的出现要晚一些,它是由折叠好的气囊(安装在方向盘上)、充气器、点火器、氮气固态粒子和相应的线束连接而成的,其中,检测碰撞强度的加速度传感器集成在安全气囊控制器内。

工作过程:当碰撞发生时,控制器根据传感器发出的加速度信号,识别和判断碰撞的强度,当碰撞强度达到设计条件时,引爆气囊的传感器迅速触动点火器引爆氮气固态粒子,形成迅速膨胀的气袋,以缓冲前排乘客所遭受的冲击力度,主要保护其头部不受伤害。

汽车安全气囊及其工作原理详解

汽车安全气囊及其工作原理详解

汽车安全气囊系统组成及工作原理详解随着高速公路的发展和汽车性能的提高,汽车行驶速度越来越快,特别是由于汽车拥有量的迅速增加,交通越来越拥挤,使得事故更为频繁,所以汽车的安全性就变得尤为重要。

汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种,主动安全是指汽车防止发生事故的能力,主要有操纵稳定性、制动性能、平顺性等,被动安全是指在万一发生事故的情况下,汽车保护乘员的能力,目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(Airbag RestraintSystem,以下简称安全气囊)等。

由于现实的复杂性,有些事故是难以避免的,因此被动安全性也非常重要,安全气囊作为被动安全性的研究成果,由于使用方便、效果显著、造价不高,所以得到迅速发展和普及。

为了说明安全气囊的基本原理,这里首先说明汽车发生事故时造成乘员伤亡的原因。

当汽车发生碰撞事故时,汽车和障碍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150ms左右;乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞,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.汽车安全气囊的基本思想是,在发生—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,使乘员扑在气袋上,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,因振荡造成乘员伤害,所以一般在气囊的背面开两个直径25mm 左右的圆孔。

这样,当乘员和气整相碰时,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,因此可以很快地吸收乘员的动能,有助于保护乘员。

安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成,通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(airbag module)。

安全气囊系统的组成和工作原理

安全气囊系统的组成和工作原理

凤凰网汽车汽车安全气囊系统组成及工作原理详解安全气囊在车辆发生碰撞时能够起到缓冲作用,从而降低撞击对车内乘客造成的伤害。

很多人将安全气囊等同于SRS,这是不准确的,其实安全气囊只是SRS的一种。

SRS是英文Supplementary Restraint System的缩写,中文含义是辅助防护系统,常见的辅助防护系统有安全气囊和安全带。

在很多汽车的转向盘上和仪表板右侧杂物箱上方都标有SRS或AIR BAG,这表示有安全气囊安装在此处。

安全气囊系统的组成安全气囊系统主要包括碰撞传感器、气囊电脑、系统指示灯、气囊组件以及连接线路,气囊组件主要包括气囊、气体发生器以及点火器等。

(1)碰撞传感器对于各汽车制造厂生产的车辆,碰撞传感器的安装位置不尽相同,而且碰撞传感器的名称也不统一,例如有些碰撞传感器按照工作原理也称为加速度传感器。

①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,用于检测碰撞时的减速度或惯性,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。

②按照结构的不同,碰撞传感器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2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。

③对于早期的汽车,一般设有多个触发碰撞传感器,安装位置一般在车身的前部和中部,例如车身两侧的翼子板内侧、前照灯支架下面以及发动机散热器支架两侧等部位。

随着碰撞传感器制造技术的发展,有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊电脑内。

汽车安全气囊原理及工作过程

汽车安全气囊原理及工作过程

汽车安全气囊原理及工作过程1. 安全气囊的基础知识说到汽车安全气囊,很多人可能都会想到那种“嘭”的一声,瞬间鼓起来的场景。

没错,就是这种充气的“保护伞”,在危急时刻像超级英雄一样保护我们。

那到底安全气囊是怎么工作的呢?今天就让我们轻松聊聊这个话题,轻松得像开车兜风一样!1.1 什么是安全气囊?简单来说,安全气囊就是一种用于减轻撞击伤害的装置,主要是通过快速充气来为乘客提供缓冲。

当车子发生碰撞时,这些气囊像小气球一样瞬间鼓起来,形成一个软软的保护层,让乘客不至于直接撞上车内的硬物,真是“智勇双全”啊!想象一下,如果没有安全气囊,车里的我们就像在战场上,随时可能被“轰”的一声击中,那可就惨了。

1.2 安全气囊的类型安全气囊可不止一两种哦!常见的有驾驶员气囊、乘客气囊,还有侧面气囊、窗帘气囊等。

这些气囊各有各的用处,正如“千军万马,各显神通”。

驾驶员气囊在前面保护你,而侧面气囊则像是身边的护卫,给你额外的保护。

在发生侧撞时,侧面气囊会迅速充气,像是给你的身体加了一层盔甲,真是让人心里踏实。

2. 安全气囊的工作原理好吧,接下来我们要聊聊安全气囊是怎么“发力”的。

其实,它的工作原理可简单得很,但听起来却挺酷的。

2.1 碰撞传感器首先,车里有个小家伙叫做碰撞传感器,听起来是不是很厉害?这家伙就像个侦探,一直在监视着周围的环境。

当它侦测到碰撞发生时,立刻发出信号,告诉气囊“快点!我们有危险了!”一旦传感器发出警报,气囊就开始准备“出场”了。

2.2 气体发生器然后,就该轮到气体发生器上场了。

这东西可是个“真材实料”的角色,它能在极短的时间内产生大量气体。

你想想,它就像是个“火箭发射器”,一开火,瞬间将气体喷射到气囊里,让气囊快速充气。

一般情况下,整个过程不过几毫秒,简直是“闪电行动”,让人惊叹不已。

3. 安全气囊的工作过程好,到了关键时刻!当气囊充气后,它们就像春天的花朵,瞬间绽放,形成一个柔软的屏障,保护着我们的身体。

安全气囊的构成与工作原理

安全气囊的构成与工作原理

题目:《安全气囊的发展与运用》院系: ______专业:汽车检测与维修_____________姓名:杨旭东__________学号:0902020330指导教师:许和进__________2 0 1 1年6月12日论安全气囊的发展与运用第一章:概述随着公路条件的大幅度改善,现代汽车的行驶速度日益提高,“安全”已成为汽车发展进程中一个十分突出的问题。

作为汽车被动安全性重要措施之一的乘员辅助保护系统(SRS),近年来在车辆上得到了迅速普及。

1.1安全气囊系统的功能:当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时,气囊(图1-1 )迅速膨胀,在驾驶员、乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫,使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上,利用气囊的阻尼作用和气囊排气节流的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能,从而减轻人体遭受伤害的程度。

现代汽车在驾驶员前端方向盘中央普遍装有安全气囊系统,有些汽车在驾驶员副座前的工具箱上端也装有安全气囊系统。

图1-1安全气囊1.2安全气囊系统的分类:(1 )按照气囊的数量包可分为单气囊系统(只装在驾驶员一侧)、双气囊系统(正、副驾驶员侧各有一个安全气囊)和多气囊系统(前排安全气囊、后排安全气囊、侧面安全气囊)。

图1-2多方位安全气囊(2)按大小可分为保护全身的安全气囊、保护整个上身的大型气囊和保护面部的小型护面气囊。

(3)按照保护对象不同可分为驾驶员防撞安全气囊、前排乘员防撞安全气囊、后排乘员防撞安全气囊与侧面防撞安全气囊几种。

1、驾驶员防撞安全气囊驾驶员防撞安全气囊装在方向盘上,分美式和欧式两种。

美式气囊是假定驾驶员没有佩戴座椅安全带设计的,其容积较大,为60L。

欧式气囊是假定驾驶员佩戴座椅安全带而设计的,其窖较小,约40L。

2、前排乘员防撞安全气囊由于副驾驶位置乘员在车内位置不固定且前方空间较大,因此为保护其撞车时免受伤害,设计的防撞安全气囊也较大。

美式约160L左右,欧式约75L左右(后者考虑了乘员受座椅安全带的约束)。

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安全气囊的构成及工作原理第一章概论1.1功用做为车身被动安全性的辅助配臵,日渐受到人们的重视。

当汽车与障碍物碰撞后,称为一次碰撞,乘员与车内构件发生碰撞,称为二次碰撞,气囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打开一个充满气体的气垫,使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量,减轻乘员的伤害程度。

1.2系统的类型(1)按照气囊的数量分为单气囊系统(只装在驾驶员侧)、双气囊系统(正、副驾驶员侧各有一个安全气囊)和多气囊系统(前排安全气囊、后排安全气囊、侧面安全气囊)。

(2)按大小可分为保护全身的安全气囊、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。

(3)按照保护对象有不同可分为驾驶员防撞安全气囊、前排乘员防撞安全气囊、后排乘员防撞安全气囊与侧面防撞安全气囊几种。

1.3系统的发展方向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。

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。

通过传感器,气囊系统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,以便驱动车身不同位臵的气囊,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方向。

在汽车网络中,有一种应用面比较窄,但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。

Safe-By-Wire 是专门用于汽车安全气囊系统的总线,Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。

Safe-By-Wire Plus总线标准是由供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。

与整车系统常用的CAN、FlexRay等总线相比,Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。

为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏,Safe-By-Wire中嵌入有多重保护功能。

比如说,即使线路发生短路,安全气囊系统也不会因出错而起动。

Safe-By-Wire技术将会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。

第二章安全气囊的构成2.1 系统的构成安全气囊系统(图1-1)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。

图1-1 汽车安全气囊系统组成2.2 系统主要构件的构成1.传感器传感器用天检测、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,碰撞传感器便会动作,接通搭铁回路;保险传感器,其闭合的减速度要稍小一些,起保险作用,防止因碰撞传感器短路而造成误膨开。

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2将重3、动触头6、12、14定在上止点位臵,传感器没有触发信号经给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5转动,使动、静触头结合。

此时,传感器向ECU发出接通辽信号,同时安全传感器也接通,ECU发出引爆指令。

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,充气尽职尽责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,叠氮化钠受热立即分解释放氮气,并从充气孔充入气囊。

3.点火器点火器外包铝箔,安装在气体发生器内部中央位臵。

点火剂包括引爆炸药和引药,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。

4.气囊如前所述,气囊按布臵位臵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止身的天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,采用开型气囊。

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。

5.ECUECU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。

(1)SRS逻辑模块。

SRS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庙宇值,控制气囊组件中的点器引爆点火剂。

在汽车行驶过程中,ECU不断接收前碰撞传感器和防护碰撞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气体给SRS充气。

(2)信号处理电路。

信号处理电路主要由放大器和滤波器组成,用于对传感器有机化学贩信号进行整形、放大和滤波,以便ECU能够接收、识别和处理。

(3)保护电路和稳压电路。

为了防止安全气囊系统元件遭受损害,ECU中必须设臵保护电路。

同时,为了保证汽车电源电压变化时,安全气囊系统能够正常工作,还必须设臵稳压电路。

6.SRS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6s后熄灭表示系统正常,若6s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。

第三章安全气囊的工作过程1.汽车安全气囊的工作过程如图1-2所示(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。

图1-2 汽车安全气囊工作过程2.打开原则:轻微的碰撞不会打开安全气囊。

一般说来,只有在车辆正面一定角度范围内才是打开安全气囊的有效碰撞范围,后碰、侧碰、翻转都不会引发安全气囊打开。

如:桑塔纳2000升级版在车身正面左右各30度以内受到重创时才会打开安全气囊。

3.安全气囊打开的必要条件:。

(1)车速一般在50公里/小时以上,但关键因素是碰撞发生时的加速度(在国家鉴定试验中,碰撞瞬时的加速度约为40g;(2)正面行驶;(3)碰撞物体:刚性墙壁或障碍物;(4)打开时间:在碰撞发生后的几十毫秒内。

(5)碰撞物体的刚性:车辆以50公里时速撞向墙壁和撞向沙堆的效果截然不同,因此50公里/小时只是相对速度,只有当实际碰撞满足条件时,安全气囊才会自动打开。

4.汽车安全气囊的正确使用方法:(1)安全气囊必须和安全带配合使用。

安全气囊属于被动安全装臵,只有和安全带配合使用,才能获得满意的安全保护效果,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,转向盘转动时是否有卡滞现象,以判断转向盘内的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6~8s后,它依然闪烁或长亮不熄,则表示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后果。

一种是当汽车发生严重碰撞,需要安全气囊展开起保护作用时,它却不能工作;另一种是在汽车正常运行,安全气囊不应工作时,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。

安全气囊装臵的部件应妥善保管,不要让它在85℃以上的高温环境下,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对碰撞和冲击很敏感,因此应尽量避免碰撞和冲击,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臵。

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。

转向盘和乘员侧气囊部位不可粘贴任何装饰品和胶条,以防影响气囊的爆开。

(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车辆时应尽量坐后排,因气囊对他们的保护效果并不理想。

(8)严格按规范保管安全气囊系统元器件。

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。

结论:通过以上分析,可以看出我国安全气囊的研究与发展已初具基础和规模,但是离世界先进水平还相距甚远,这些差距主要包含安全气囊法规、撞车实验系统、安全气囊的设计、制造和测试等方面。

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