安全气囊系统课件

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1、汽车安全气囊系统SRS主讲：舒 华 副教授军事交通学院汽车系电气室,新车型电控技术培训班,第十四章 安全气囊与安全带控制系统,第一节 安全气囊系统组成与类型 第二节 安全气囊系统工作原理 第三节 安全气囊系统控制部件结构原理 第四节 座椅安全带控制系统 第五节 安全气囊系统故障诊断与检查,第一节 安全气囊系统组成与类型,一、安全气囊SRS的概念二、安全气囊SRS的发明三、安全气囊SRS的功用四、安全气囊SRS的组成五、安全气囊SRS的分类,一、安全气囊的概念,SRSSupplemental Restraint System 辅助防护系统或辅助束缚系统Air Bag气囊Supplemental

2、Restraint Safe Air Bag System 辅助防护安全气囊系统SRS气囊系统公安部和交通部规定：自1993年7月1日起，所有轿车和中小客车在行驶过程中，驾驶员必须系上安全带。,二、SRS气囊系统的发明,美国机械工程师约翰赫缀克（John W.Hertrick）1953年发明的。1944年，在海军鱼雷修理厂工作的约翰赫缀克，亲眼目睹了鱼雷中释放出来的压缩空气将覆盖在鱼雷上的帆布袋突然膨胀起来、并立即顶到天花板上的现象。此后，他与家人经历了一次车祸，这次车辆事故为他后来发明SRS气囊系统提供了动力。据约翰赫缀克回忆说：事故发生后不久，他独自一人坐在家中的厨房里，把自己的设想写在纸

3、上并画出了草图，然后花费238美元提出了专利申请，并于1953年获得批准。约翰赫缀克发明的SRS气囊系统是纯机械式的SRS气囊系统。压缩空气储气筒：圆柱形弹簧阀门装置：传感汽车减速度。当减速度达到一定值时，弹簧移动将阀门打开气 囊：充气膨胀,三、SRS气囊的功用,汽车碰撞形式：一次碰撞、二次碰撞一次碰撞汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞。二次碰撞一次碰撞后，驾驶员和乘员受惯性力作用与车内的方向盘、挡风玻璃或仪表台等构件发生的碰撞遭受伤害的主要原因。,SRS气囊功用示意图,图141 汽车遭受正面碰撞时SRS的作用情况（a） 驾驶席气囊；（b） 驾驶席与乘员席气囊；1驾驶员；2前排乘员 当汽车遭受

4、碰撞时，在驾驶员与方向盘或乘员与车内构件之间铺垫一个气垫，利用气垫上小孔的排气节流作用来吸收碰撞产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。,四、安全气囊SRS的组成,图142 SRS零部件安装位置,（二）安全气囊SRS控制电路,图143 安全气囊SRS控制电路,五、电子控制安全气囊SRS的分类,按功用分类：正面SRS气囊系统保护头部、胸部侧面SRS气囊系统保护颈部、腰部按数量分类：单SRS气囊系统驾驶席气囊双SRS气囊系统驾驶席和前排乘员席两个气囊广州本田雅阁ACCORD轿车、市民CIVIC轿车丰田佳美Camry、马自达Mazda626、929型轿车多SRS气囊系统3个或3个以上气囊瑞典沃尔沃V

5、OLVO850、960型轿车；奥迪A6；别克无论气囊数量多少，均可采用一个SRS ECU控制。,第二节 安全气囊系统工作原理,一、安全气囊控制原理二、安全气囊动作过程三、安全气囊有效范围,一、 安全气囊系统控制原理,图144 安全气囊系统控制原理 碰撞碰撞传感器和防护传感器触点闭合点火器点火点火剂（引药）爆炸充气剂（叠氮化钠固体药片）受热分解释放氮气气囊膨开形成气垫保护人体。,二、 安全气囊动作过程,图145 安全气囊系统SRS动作时序 （a） 10ms后；（b） 40ms后；（c） 60ms后；（d） 110ms后 博世（Bosch）公司在奥迪Audi轿车上试验研究表明：当车速50km/h与

6、前面障碍物相撞时，气囊动作时序：（1）碰撞10ms后，点火剂引爆产生热量，充气剂分解，驾驶员未动作（图14-5a）（2）碰撞40ms后，气囊充满，体积最大，驾驶员前移，（图14-5b）（3）碰撞60ms后，乘员头、胸压向气囊，气孔排气节流吸收碰撞动能（图14-5c）（4）碰撞110ms后，气体逸出，人体复位，恢复视野，（图14-5d） （5）碰撞120ms后，危害解除，车速降零 （人眨一次眼时间：约为200ms左右 ）,气囊动作过程与经历时间的关系,（1）碰撞10ms后，点火剂引爆产生热量，充气剂分解，驾驶员未动作（图14-5a）（2）碰撞40ms后，气囊充满，体积最大，驾驶员前移，（图14-

7、5b）（3）碰撞60ms后，乘员头、胸压向气囊，气孔排气节流吸收碰撞动能（图14-5c）（4）碰撞110ms后，气体逸出，人体复位，恢复视野，（图14-5d） （5）碰撞120ms后，危害解除，车速降零 （人眨一次眼时间：约为200ms左右 ）,三、安全气囊有效范围,图146 安全气囊有效范围正面气囊引爆条件（1）正前方30角；（2）纵向减速度达到某一值（减速度阈值）。,气囊不能引爆的无效范围,气囊无效范围：（1）碰撞超过斜前方30角时；（2）遭受横向碰撞时；（3）遭受后方碰撞时；（4）绕纵向轴线侧翻时；（5）纵向减速度未达到设定阈值时；（6）正常行驶、制动或路面不平行驶时。减速度阈值设定：根

8、据SRS气囊性能设定 美国气囊按驾驶员不戴安全带设计，气囊体积大、充气时间长，减速度阈值较低，汽车在较低车速（1222km/h）碰撞时，气囊就会引爆。在日本和欧洲气囊按驾驶员戴安全带设计，气囊体积小、充气时间短，减速度阈值较高，汽车在较高车速（1932km/h）碰撞时，气囊才能引爆。,第三节 气囊控制部件结构原理,一、碰撞传感器二、SRS控制单元三、SRS指示灯四、SRS气囊组件 五、线束连接器及保险机构,一、碰撞传感器,1、滚球式碰撞传感器 2、滚轴式碰撞传感器 3、偏心锤式碰撞传感器 4、水银开关式碰撞传感器 5、电阻应变计式碰撞传感器 6、压电效应式碰撞传感器,（一）滚球式碰撞传感器结构

9、,结构：图14-7滚球1：感测惯性力或减速度的大小，可在导缸3内移动或滚动。磁铁2：永久磁铁导缸3：触点4：两个固定不动，分别与传感器引线端子连接壳体5：印制有箭头标记，指示安装方向,（二）滚球式碰撞传感器原理,图148 滚球式传感器工作原理（a） 静止状态；（b） 工作状态静止时：滚球被吸向磁铁，触点断开（图a）碰撞时（惯性力大于磁铁的吸力时）：滚球左移，触点接通（图b），接通SRS气囊点火器回路。,（一）滚轴式碰撞传感器结构,止 动 销1：滚 轴2：滚动触点3：固定在滚轴部分的片状弹簧上，并可随滚轴一起转动。固定触点4：与片状弹簧6绝缘固定在底座5上，并与传感器另一个引线端子连接片状弹簧6

10、：与传感器一个引线端子连接，一端固定在底座5上，另一端绕在滚轴2上底 座5：,（二）滚轴式碰撞传感器原理,图149 滚轴式传感器结构原理（a） 静止状态；（b） 工作状态1止动销；2滚轴；3滚动触点；4固定触点；5底座；6片状弹簧 静止状态时：滚轴在片状弹簧的弹力作用下滚向止动销一侧，触点3、4断开状态遭受碰撞时（惯性力大于片弹簧弹力时）：滚轴滚动，触点3、4接通，图6-12b所示，接通SRS气囊点火器回路。,（一）偏心锤式碰撞传感器结构,偏 心 锤1、8：偏心安装在偏心锤臂2、15上偏心锤臂2、15：转动触点臂3、11：两端固定有触点6、13，转动触点 6、13：随触点臂转动固定触点10、1

11、6：绝缘固定在传感器壳体上，用导线与端子7、14或5、17连接复 位 弹 簧 19：挡 块9：壳 体4、12：,（二）偏心锤式碰撞传感器原理,图1411 偏心锤式碰撞传感器工作原理（a） 静止状态；（b） 工作状态 静止状态时：弹簧使偏心锤与挡块接触，转动触点与固定触点断开（图14-11a）遭受碰撞时（偏心锤惯性力矩大于弹力力矩时）：偏心锤转动，转动触点与固定触点接触（图14-11b），接通SRS气囊点火器回路。,（一）水银式碰撞传感器结构,水 银1：良导体，导电性能好电 极 5、6：壳 体2：密封螺塞7：密 封 圈4：,（二）水银式碰撞传感器原理,图1412 水银开关式传感器结构（a） 静止

12、状态；（b） 工作状态1水银（静态位置）；2壳体；3水银（动态位置）；4密封圈；5电极（接点火器）；6电极（接电源）；7密封螺塞；F1水银运动方向分力；F2惯性力；水银运动方向与水平方向之间的夹角 发生碰撞时：减速度使水银产生惯性力，分力将水银抛向电极，使两个电极接通，从而接通气囊点火器电路。,（一）安全气囊控制组件（SRS ECU）结构,图1413 Lincoln City轿车SRS ECU的结构1能量储存装置（电容器）；2碰撞防护传感器总成；3传感器触点；4传感器滚轴；5四端子插座；6专用CPU；7SRS ECU插座,（二）安全气囊控制组件（SRS ECU）电路,图1414 SRS ECU

13、电路框图,（三）本田轿车气囊（SRS ECU）电路,三、SRS（AIR BAG）指示灯,形式：SRS、AIR BAG图形位置：仪表盘面膜下面功用：指示SRS状态；显示故障代码。,四、SRS气囊组件,驾驶席气囊组件 乘员席气囊组件,（一）驾驶席SRS气囊组件,装饰盖2：表面模压撕纹1 减小气囊膨开阻力气 囊3：聚酰胺织物 （如尼龙） 降落伞形式折叠成包 背面排气孔24个气体发生器4：充气 （图1417）点火器引线5：,（二）气体发生器（充气器）,壳 体：冷压成一体，内装充气剂、滤网和点火器 上盖1：制有若干个充气孔2 下盖3：制有安装孔4充 气 剂4：叠氮化钠NaN3固体药片 无色六方形晶体，有

14、剧毒！约300时分解。金属滤网2：过滤渣粒点 火 器5：电雷管（图1419）,（三）点火器,药 筒2： 引爆炸药1：电 热 丝4： 引 药3：起爆药（叠氮化铅Pb(N3)2）电 极10： 引出导线7：工作情况：电热丝通电迅速红热，引爆引药，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，释放氮气充入气囊使其膨开。,（四）乘员席SRS气囊组件,图1420 乘员席SRS气囊组件结构 1点火器引线；2饰盖撕印；3气囊饰盖；4-SRS气囊； 5手套箱；6空调风向开关；7仪表台；8气体发生器,五、线束连接器及保险机构,防止气囊误爆机构2、5、8电路连接诊断机构 1、3、7、9连接器双重锁定机构5、8端子双重锁定机构19螺旋线束,（一）防止气囊误爆机构短路片,功用：连接器拔开时，将点火器一侧插头或插座的两个引线端子短接。正常连接时，绝缘壳体将短路片向上顶起（图a），电热丝电路正常连接。连接器脱开时，短路片将点火器一侧插座（或插头）的引线端子短接，电热丝与短路片构成回路（图b）。,