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1、安全气囊系统 单元八 一 安全气囊的作用与类型二 安全气囊的组成与工作原理三 主要部件四 安全气囊系统检修 安全气囊 SupplementalRestraintSystem SRS 也称辅助乘员保护系统 它是一种当汽车遭到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫 通常它与座椅安全带配合使用 可以为乘员提供十分有效的防撞保护 当汽车发生碰撞时 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 使乘员撞在气袋上 避免或减缓碰撞 从而达到保护乘员的目的 见图8 1 1 安全气囊的作用 一 安全气囊的作用与类型 1 按照气囊的数量来分 单气囊系统 只装在驾驶员侧 双气囊系统 驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个安
2、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 按充气装置点火系统分为 电子式与机械式 3 按照保护对象的下同来分 驾驶员防撞安全气囊类型 分美式和欧式两种 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而设计的防撞安全气囊也较大 后排乘员防撞安全气囊 装在前排座椅上 防止后排乘员在撞车时受到伤害 侧面防撞安全气囊 装在车门上 防止驾驶员及乘员受侧面撞击 2 安全气囊的类型 一 安全气囊的作用与类型 美式气囊特点 是考虑到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 欧式气囊特点 是假定驾驶员佩带座
3、椅安全带而设计的 其体积较小 约40L 日本汽车的安全气囊属于后种 近年来 由于安全气囊的生产成本下降 日本汽车防撞安全气囊规格有所增加 如本田轿车的驾驶员防撞安全气囊的体积为60L 2 安全气囊的类型 一 安全气囊的作用与类型 4 智能型安全气囊增加了以下几种功能 检测乘员是否系上座椅安全带 检测乘员乘坐位置 检测儿童座椅 调控安全气囊充气膨胀力 检测座椅上是否有乘员 检测气温 2 安全气囊的类型 一 安全气囊的作用与类型 组成 一 安全气囊的组成与工作原理 由传感器 气囊组件 气体发生器等 安全气囊工作由传感器直接引爆点火 见图8 2 二 安全气囊的组成与工作原理 电子式安全气囊系统组成
4、主要由传感器 气囊组件 气体发生器 电控装置 ECU 等 见图8 3汽车上装有车前与车内两种碰撞传感器 位于车前两侧的车前传感器可保证在正面上30 范围内有效地工作 二 安全气囊的组成与工作原理 工作过程 当汽车发生碰撞时 由传感器对碰撞程度进行识别 对于中等程度以上的碰撞 传感器发出信号给ECU 经ECU判别后发出点火信号使点火器工作 气体发生装置在极短的时间内产生大量气体通过滤清器充人卷收在一起的气囊 使其膨胀 见图8 4 二 安全气囊的组成与工作原理 碰撞传感器分类依据 按承担的任务不同进行分类 碰撞传感器分类 分为车前传感器 中央传感器与安全传感器 车前传感器用来检测汽车正面低速所受到
5、的冲击信号中央传感器用来检测汽车发生高速碰撞的信息安全传感器用来防止系统在非碰撞情况下引起安全气囊误动作 二 安全气囊的组成与工作原理 安全气囊点火及点火的判断条件 见图8 5安全气囊系统的整个工作过程 见图8 6 第一阶段 汽车撞车 达到气囊系统引爆极限 传感器从测出碰撞到接通电流需10ms 引爆器点燃气囊的气体发生器 而此时驾驶员仍然处于直坐状态 第二阶段 气体发生器在30ms内将气囊完全胀起 撞车 速度为50km h 40ms后驾驶员身体开始向前移动 因为安全带斜系在驾驶员身上 随驾驶员的前移 安全带被拉长 一部分撞车时产生的冲击能量由安全带吸收 第三阶段 汽车撞车60ms之后 驾驶员的
6、头部及身体上部都压向气囊 气囊后面的排气口允许气体在压力作用下匀速地逸出 第四阶段 汽车撞车110ms之后 驾驶员向后移回到座椅上 大部分气体已从气囊中逸出 前方又恢复了清晰的视野 二 安全气囊的组成与工作原理 三 主要部件 1 传感器作用 传感器用于检测 判断汽车发生事故后的撞击信号 以便及时起动安全气囊 并提供足够的能或机械能点燃气体发生器 类型 按其功能可分为碰撞传感器和安全传感器两种 按其结构可分为机械式 机电式和电子式三种 三 主要部件 1 传感器 1 机械式传感器全机械式传感器的结构 见图8 7当传感器中感应块的减速度达到某一特定值时 感应块便将其机械能直接传给引发器使气囊膨开 该
7、传感器用于机械式安全气囊系统 三 主要部件 1 传感器 2 机电式传感器机电式传感器类型 有滚球式 偏心式 水银开关式等形式 滚球式传感器 见图8 8所示平时小钢球被磁场力所约束 当碰撞时 在圆柱形钢套内小钢球就向前运动 一旦接触到前面的触点 则将局部电路接通 这种传感器目前应用很广 可以检测各种撞击信号 偏心式传感器 见图8 9所示偏心式传感器为具有偏心转动质量的机电式加速度传感器 由外壳 偏心转子 偏心重块 旋转触点与固定触点 螺旋弹簧等构成 偏心式传感器的外侧装有一个自检电阻 用于检测传感器总成与其之间的线路是否有开路或短路 三 主要部件 1 传感器 三 主要部件 1 传感器 工作过程
8、见图8 10当汽车正常行驶时 偏心转子和偏心重块被螺旋弹簧拉回 处于平衡状态 此时偏心转子上安装的旋转触点与固定触点不接触 当车辆受到正面碰撞且速度达到设定值时 由于偏心重块的惯性作用 使偏心重块连同偏心转子和旋转触点一起转动 旋转触点与固定触点发生接触 从而向ECU发出闭合电路信号 三 主要部件 1 传感器 水银开关式传感器 如图8 11所示水银开关式传感器是安全传感器中常见的一种 当汽车碰撞时 由于惯性力的作用 水银被抛向电极5和电极6 使两极接通 并使点火器接通 安全传感器一般比碰撞传感器所需的惯性力或减速度小 以保证碰撞传感器的可靠工作 三 主要部件 1 传感器 3 电子式传感器 中央
9、安全气囊传感器 电子式加速度计对汽车正向加速度进行连续测量 并将测量结果输送给ECU ECU内有一套复杂的碰撞信号处理程序 能够确定气囊是否需要膨开 若需要气囊膨开 ECU便会接通点火电路 如机电式安全传感器同时也闭合测引发器接通 气囊膨开 三 主要部件 1 传感器 电子式传感器通的结构 见图8 12所示电子式传感器通常是一个半导体压力传感器 汽车的速度越大 碰撞后产生减速度的力就越大 则输出的电压也越太 由于半导体压力传感器的输出特性受温度影响较大 故应用晶体管的基极 发射极间电度的温度变化来膀除传感器输出特性的变化 所以半导体压力传感器要求有稳定的电源 三 主要部件 2 气囊组件 组成 气
10、体发生器 点火器 气囊 饰盖和底板 位置 驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处 乘客侧气囊组件位于仪表板右侧手套盒的上方 三 主要部件 2 气囊组件 1 气体发生器作用 气体发生器又称充气器 用于在点火器引爆点火剂时 产生气体向气囊充气 使气囊膨开 组成 见图8 13气体发生器用专用螺栓和专用螺母固定在气囊支架上 凡能用专用工具进行装配 气体发生器由上盖 下盖 充气剂 片状叠氮化钠 和金属滤网组成 三 主要部件 2 气囊组件 2 点火器点火器的结构 见图8 14位置 点火器外包有铝箔安装在气体发生器内部中央 点火剂包括引爆炸药和引药 引出导线与气囊括接器插头连接 插接器中设有短路片 铜质弹簧片 当
11、插接器插头拔下或插头与插接器未完全结合时 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 三 主要部件 2 气囊组件 工作过程 当SRSECU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 药简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氮气充人气囊 检修注意 见图8 15在检修安全气囊过程中 切勿测量点火器的电阻 该操作可能造成气囊膨开 非常危险 三 主要部件 2 气囊组件 3 气囊分类 气囊按位置分为驾驶员气囊 乘员气囊 侧面气囊 三 主要部件 2 气囊组件 4 衬垫作用 平时它作为转向盘的上表面 把气囊与外界隔离开 既起到
12、了维护作用 也起到了修饰作用 气囊膨开时 它在气囊爆发力的作用下快速及时断裂开 并且对安全气囊展开过程毫无阻碍 在拆卸或安装转向盘衬垫时 应将衬垫正面朝上放置 见图8 16 三 主要部件 2 气囊组件 4 衬垫在报废汽车整车或报废SRS组件时 应在报废之前先用专用维修工具SST将气囊引爆 有的规定在汽车上引爆 见图8 17 有的规定先从汽车上将SRS气囊组件拆下 然后再按图8 18所示方法引爆 三 主要部件 2 气囊组件 4 衬垫按图8 18所示方法引爆 具体操作方法如下 提示 引爆工作应在远离电场干扰的地方进行 以免电场过强而导致气囊误爆 拆下蓄电池负极电缆 拔下SRS红组件与螺旋弹簧之间的
13、插接器插头 剪断抓SRS组件线束 使插头与线束分离 将引爆器接线夹与SRS组件引线连接 先将引爆器放置距SRS组件10m以外 然后再将电源夹与蓄电池连接 查看引爆器 的红色指示灯是否发亮 当红包指示灯发亮后才能引爆 按下引爆开关引爆SRS 三 主要部件 2 气囊组件 5 饰盖和底板安装位置 饰盖是气囊组件的盖板 上面模制有撕缝 以便气囊能冲破饰盖膨开 气囊和充气器装在底板上 底板装在转向盘或车身上 气囊膨开时 底板承受气囊的反力 三 主要部件 3 SRS报警灯 结构 SRS报警灯位于仪表板上 见图8 19 接通点火开关时 诊断单元对系统进行自检 若SRS报警灯点亮6s后熄灭表示系统正常 若6s
14、后该灯依然闪烁或长亮不熄 则表示气囊系统出现故障 提示应进行检修 故障检修 若ECU出现异常 不能控制SRS报警灯 SRS报警灯便在其他电路的直接控制下 出现异常显示 如ECU无点火电压 报警灯常亮 ECU无内部工作电压 报警灯常亮 ECU不工作 报警灯在看门狗电路的控制下议3次 s的频率闪烁 ECU未接通 报警灯经线束插接器的短接条接通 三 主要部件 4 ECU 组成 ECU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 安全传感器一般与SRSECU一起被制作在SRS控制组件中 福特汽车公司林肯城市轿车SRS控制组件的内部结构 见图8 20 三 主要部件 4 ECU 1
15、 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设定值 控制气囊组件中的点火器引爆点火剂 在汽车行驶过程中 SRSECU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 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 用于对传感器检测的信号进行整形 放大和滤波 以便见SRSECU能够接收 识别和处理 3 备用电源电路安全气囊系统有两个电源 一个是汽车电源 另一个是备用电源 备用电源又称为后备电源或紧急备用电源 备用电源电路由电源
16、控制电路和2个电容器组成 备用电源用于当汽车电源与SRS逻辑之间的电路切断后 在一定时间内维持安全气囊系统供电 保持安全气囊系统的正常功能 4 保护电路和稳压电路当线圈电流接通或切断 开关接通或断开 负载电流突然变化时 都会产生瞬时脉冲电压即过电压 若过电压加到安全气囊系统电路上 系统中的电子元件就可能因电压过高而导致损坏 为了防止安全气囊系统元件遭过压损害 SRSECU中必须设置保护电路 同时 为了保证在汽车电源电压变化时 安全气囊系统能够正常工作 还必须设置稳压电路 三 主要部件 5 安全气囊系统博爱县机构与线束 目前安全气囊系统的插接器绝大多数采用黄色插接器 安全气囊系统的插接器采用导电性能和耐久性能良好的镀金端子 并设有防止气囊误爆机构 端子双重锁定机构 插接器双重锁定机构和电路连接诊断机构等 用以保证气囊系统可靠工作 三 主要部件 5 安全气囊系统博爱县机构与线束 丰田科罗娜轿车安全气囊系统采用的各种特殊插接器 见图8 21 三 主要部件 5 安全气囊系统博爱县机构与线束 插接器采用的各种保险机构 见表8 1 三 主要部件 5 安全气囊系统博爱县机构与线束 1 防止SRS气囊
