安全氣囊系統(tǒng)的結構與原理演示文稿

安全氣囊系統(tǒng)的結構與原理演示文稿當前第1頁\共有31頁\編于星期六\4點概述SRS—SupplementalRestraintSystem6.1.1安全氣囊的分類按碰撞類型分正面碰撞防護安全氣囊系統(tǒng)、側面碰撞防護安全氣囊系統(tǒng)和頂部碰撞防護安全氣囊系統(tǒng)。2.按照安全氣囊安裝數(shù)目分單氣囊系統(tǒng)、雙氣囊系統(tǒng)、四氣囊系統(tǒng)。3.按照安全氣囊的觸發(fā)機構分電子式、機電式。6.1.2安全氣囊系統(tǒng)的基本組成組成：傳感器、氣囊組件、電控裝置(ECU)等組成當前第2頁\共有31頁\編于星期六\4點6.1.3安全氣囊系統(tǒng)工作原理安全氣囊工作過程當前第3頁\共有31頁\編于星期六\4點6.1.4安全氣囊系統(tǒng)的動作過程a、撞車10ms后，達到引爆系統(tǒng)引爆極限，點火器點燃氣體發(fā)生器產生氮氣，駕駛員仍然直坐著。b、所示，40ms后，氣囊已完全充脹，駕駛員向前移動，安全帶斜系在駕駛員身上并被拉長，部分沖擊能量已被吸收。c、80ms后，駕駛員的頭及身體上部沉向氣囊，氣囊后面的排氣孔將氮氣在一定壓力下勻速逸出。d、110ms后，駕駛員向后移動回到座椅上，大部分氣體從氣囊中逸出，前方恢復清晰視野。氣囊動作時間極短，從開始充氣到完全充滿的時間約為30ms；從汽車受碰撞開始，到安全氣囊收縮為止，所用時間極為短暫，僅為120ms左右，而人的眼皮眨一下所用時間約為300ms左右。奧迪轎車車速為50km/h時與前面障礙物相撞時氣囊的引爆過程。當前第4頁\共有31頁\編于星期六\4點6.1.5安全氣囊系統(tǒng)的有效范圍正面安全氣囊系統(tǒng)在汽車從正前方或斜前方30°角范圍內發(fā)生碰撞且其縱向減速度達到某一值（減速度閾值）時，才能引爆正面安全氣囊。在下列條件之一的情況下，不會引爆安全氣囊：汽車遭受側面碰撞超過斜前方30°角時；(2)汽車遭受橫向碰撞時；(3)汽車遭受后方碰撞時；(4)汽車發(fā)生繞縱向軸線側翻時；(5)縱向減速度未達到設定閾值時：(6)汽車正常行駛、正常制動或在路面不平的道路上行駛時。在美國，因為安全氣囊系統(tǒng)是按駕駛員不配戴座椅安全帶來設計的，引爆氣囊的車速為12km/h到22km/h；日本和歐洲，由于安全氣囊系統(tǒng)是按駕駛員配戴座椅安全帶來設計的，引爆氣囊的車速為19km/h到32km/h。當前第5頁\共有31頁\編于星期六\4點6.2電子控制安全氣囊系統(tǒng)結構組成6.2.1碰撞傳感器1.傳感器按其結構可分為機電式和電子式兩種(1)機電式傳感器當前第6頁\共有31頁\編于星期六\4點碰撞傳感器碰撞傳感器（按結構分類）機電結合式水銀開關式電子式滾球式滾軸式偏心錘式壓阻效應式壓電效應式當前第7頁\共有31頁\編于星期六\4點當前第8頁\共有31頁\編于星期六\4點當前第9頁\共有31頁\編于星期六\4點偏心錘式碰撞傳感器當前第10頁\共有31頁\編于星期六\4點偏心錘式碰撞傳感器工作原理當前第11頁\共有31頁\編于星期六\4點圖7.5碰撞傳感器的結構1-傳感器總成2-殼體3-偏心旋轉質量中心4-偏心轉子5-旋轉觸點6-固定觸點7-螺旋彈簧8-偏心重塊9-限位器10-螺旋彈簧恢復力11-傳感器觸點12-連接檢測電阻13-插座

當前第12頁\共有31頁\編于星期六\4點

碰撞傳感器由殼體、偏心轉子、偏心重塊、固定觸點、旋轉觸點等部分組成。在傳感器外還固定一電阻R，如圖6.4（b）所示，其作用是在系統(tǒng)進行自檢時，檢測ECU與碰撞傳感器之間的聯(lián)接是否正常。碰撞傳感器在正常情況下，偏心轉子和偏心重塊在彈簧張力作用下，頂靠在與外殼固結的止動塊上，活動觸點與固定觸點不接觸；當汽車在傳感器控制的方向受到碰撞，且沖擊力超過傳感器的設定值時，偏心塊在慣性力作用下帶動偏心轉子克服彈簧張力而轉動，使其上的活動觸點與固定觸點閉合，從而向ECU發(fā)出信號，以驅動充氣元件。碰撞傳感器的種類很多，有獨立式碰撞傳感器、粘性阻尼式碰撞傳感器、阻尼式彈簧傳感器等等。當前第13頁\共有31頁\編于星期六\4點(2)電子式傳感器電子式傳感器利用半導體的壓阻效應檢測加速度，電子式加速度計對汽車正向加速度進行連續(xù)測量，并將測量結果輸送給ECU。2.傳感器按其安裝位置可分為前碰撞傳感器、中央傳感器和保險傳感器前碰撞傳感器2-4個，安裝在汽車前端。(a)不工作狀態(tài)(b)工作狀態(tài)前碰撞傳感器當前第14頁\共有31頁\編于星期六\4點(2)中央碰撞傳感器中央碰撞傳感器有應變電阻片的半導體式和機械式兩種。中央碰撞傳感器當前第15頁\共有31頁\編于星期六\4點(3)保險傳感器也稱觸發(fā)傳感器，其閉合的減速度要稍小一些，起保險作用，防止因碰撞傳感器短路而造成誤膨開。保險傳感器有機械型和汞開關型。

前碰撞傳感器、中央碰撞傳感器、保險傳感器之間的關系：各個前碰撞傳感器與中央碰撞傳感器之間的關系為“或”；前碰撞傳感器、中央碰撞傳感器與保險傳感器之間的關系為“與”。機械型(b)汞開關型保險傳感器當前第16頁\共有31頁\編于星期六\4點3安全氣囊系統(tǒng)電控單元安全氣囊的電控單元是安全氣囊系統(tǒng)的核心部件，其安裝位置依車型而異。例如：LincolnCity轎車SRSECU內部結構如圖。主要有：專用中央處理單元ECU、備用電源電路、穩(wěn)壓電路、信號處理電路、保護電路、點火電路和檢測電路等組成。當前第17頁\共有31頁\編于星期六\4點3安全氣囊組件氣囊氣囊用聚酰胺組織（如尼龍）制成，內涂有聚氯丁二烯，用以密閉氣體。未打開時，像降落傘一樣折疊成包。氣囊后有兩個或四個孔，用于排氣。當前第18頁\共有31頁\編于星期六\4點氣體發(fā)生器又成為充氣器，用專用螺栓與螺母固定在轉向盤的氣囊支架上。充氣劑普遍采用疊氮化鈉片狀合劑。2氣體發(fā)生器當前第19頁\共有31頁\編于星期六\4點點火器氣囊點火器外包鋁箔，安裝在氣體發(fā)生器內部中央位置，結構如圖。點火器的功用是：當SRSECU發(fā)出點火指令使電熱絲電路接通時，電熱絲迅速紅熱引爆引藥，炸藥瞬間爆炸產生熱量，藥筒內溫度和壓力急劇升高并沖破藥筒，使充氣劑（疊氮化鈉）受熱分解釋放氮氣沖入氣囊。當前第20頁\共有31頁\編于星期六\4點6.4.2安全氣囊組件組成：主要由氣體發(fā)生器、點火器、氣囊、飾蓋和底板組成。氣體發(fā)生器組成：由上蓋、下蓋、充氣劑(片狀疊氮化鈉)和金屬濾網(wǎng)組成。點火器引爆點火劑的瞬間，點火劑會產生大量熱量，氮化鈉受熱立即分解釋放氮氣，并從充氣孔充入氣囊。當前第21頁\共有31頁\編于星期六\4點(2)點火器當SRSECU發(fā)出點火指令時，電熱絲電路接通，電熱絲迅速紅熱引爆引藥，引爆炸藥瞬間爆炸產生熱量，藥筒內溫度和壓力急劇升高并沖破藥筒，使充氣劑受熱分解釋放氮氣充入氣囊。點火器分解圖1—引爆炸藥；2—藥筒；3—引藥；4—電熱絲；5—陶瓷片；6—永久磁鐵；7—引出導線；8—絕緣套管；9—絕緣墊片；10—電極；11—電熱頭；12—藥托當前第22頁\共有31頁\編于星期六\4點(3)氣囊

分類：氣囊按布置位置可分為駕駛員側氣囊、乘客側氣囊、后排氣囊、側面氣囊、頂部氣囊等；按大小可分為保護整個上身的大型氣囊和主要保護面部的小型護面氣囊。制成和結構：駕駛員側氣囊多采用尼龍布涂氯丁橡膠或有機硅制成。橡膠涂層起密封和引燃作用；氣囊背面有兩個泄氣孔；乘客側氣囊沒有涂層，靠尼龍布本身的孔隙泄氣。(4)飾蓋飾蓋是氣囊組件的蓋板，上面模制有撕縫，以便氣囊能沖破飾蓋膨開。(5)底板氣囊和充氣器裝在底板上，底板裝在方向盤或車身上，氣囊膨開時，底板承受氣囊的反力。當前第23頁\共有31頁\編于星期六\4點6.2.3安全氣囊計算機組成：安全氣囊(SRS)邏輯模塊、信號處理電路、備用電源電路、保護電路和穩(wěn)壓電路等組成，保險傳感器一般與SRSECU一起被制作在SRS控制組件中。(1)SRS邏輯模塊

檢測碰撞傳感器的信號，判斷氣囊是否應該張開，引爆安全氣囊。故障自診斷功能。(2)信號處理電路對傳感器檢測的信號進行整形、放大和濾波。(3)備用電源電路由電源控制電路和2個電容器組成，點火開關接通10s后可供電；斷電后能在6s引爆氣囊。(4)保護電路和穩(wěn)壓電路當前第24頁\共有31頁\編于星期六\4點6.2.4安全氣囊系統(tǒng)線束與保險機構措施：線束都套裝在黃色波紋管內、黃色連接器、鍍金端子、防止氣囊誤爆機構、L端子雙重鎖定機構、連接器雙重鎖定機構和電路連接診斷機構等。豐田科羅娜轎車安全氣囊系統(tǒng)SRSECU至SRS點火器之間的連接器2、5、8均采用了防止氣囊誤爆的短路片機構。豐田科羅娜轎車安全氣囊系統(tǒng)連接器1、2、3—ECU連接器；4—SRS電源連接器；5—中間線束連接器；6—螺旋線束；7—右碰撞傳感器連接器；8—氣囊組件連接器；9—左碰撞傳感器連接器；10—點火器當前第25頁\共有31頁\編于星期六\4點防止SRS誤爆機構

作用：當連接器拔下時，短路片自動將靠SRS點火器一側插頭或連接器兩個引線端子短接，防止SRS誤爆機構可以防止靜電或誤通電將電熱絲電路接通而造成氣囊誤膨開。當前第26頁\共有31頁\編于星期六\4點(2)電路連接診斷機構作用：電路連接診斷機構用于監(jiān)測連接器的插頭與連接器是否連接可靠。前碰撞傳感器連接器及其與SRSECU連接的連接器采用了電路連接診斷機構。當前第27頁\共有31頁\編于星期六\4點(3)連接器雙重鎖定機構作用：鎖定連接器插頭與連接器，防止連接器脫開。(a)(b)(c)a、主鎖未鎖定時，插頭上的兩個凸臺阻止副鎖鎖定；b、當主鎖完全鎖定時，副鎖鎖柄方能轉動并鎖定；c、主鎖與副鎖雙重鎖定。當前第28頁\共有31頁\編于星期六\4點(4)端子雙重鎖定機構作用：用于防止引線端子滑動。鎖柄為一次鎖定機構，可防止端子沿引線軸線方向滑動；分隔片為二次鎖定機構，可防止端子沿引線徑向移動。當前第29頁\共