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1、汽车电子控制技术实验报告安全气囊系统综述院系 自动化系专业电气工程与自动化班级 XXXXXXXX学号 XXXXXXXX姓名 XXXX引言安全气囊系统是汽车上的被动安全性保护装置,当汽车发生意外 碰撞事故时,可尽最大可能减少汽车驾驶员 、乘员于方向盘、仪表盘 和风窗玻璃之间的二次碰撞所造成的伤害。由于它在汽车碰撞事故中 能更有效地保护乘员，减少伤亡，近20 年来，在北美、欧洲、日本 等工业发达国家得到迅速的发展和普及，现在的新车上基本都安装有 安全气囊，且安全气囊已经成为绝大多数主流轿车的标准配件。它对 驾驶员和乘员的头部、颈部安全起着明显的保护作用。特别是在汽车 正面碰撞和前侧碰撞时, 其保护
2、作用尤为明显, 而座椅安全带对人体 胸部以上的保护作用十分有限。安全统计结果表明, 汽车发生事故时, 人体胸部以上受伤的几率高达 75%以上。而在汽车发生碰撞时对乘员 直接起保护作用的是安全气囊中的气袋，因此安全气袋是汽车安全气 囊中至关重要的零部件之一。汽车安全气囊系统的组成及原理汽车安全气囊系统以驾驶员气囊(DAB)为例由中央控制器(ECU)、 指示灯(Pilot lamp)、时钟弹簧(Clock spring)、气囊模块(Module) 和线束(Wire harness)组成，工作电路由汽车电源供电。每当汽车发 动后装在中央控制器(ECU)中的传感器就开始工作，采集汽车行驶 时加速度、速
3、度、位移的变化，当行驶中的汽车突遇车祸时，其加速 度、速度、位移会发生剧烈的变化，中央控制器(ECU)对采集到的 数据进行计算并按设计的程序边界条件进行判断确认是否发生碰撞 车祸并发出点火指令，点火信号经过线束一时钟弹簧传至气囊模块中 气体发生器，先点爆气体发生器中的电点火具一点燃传火药一点燃产 气药，产气药迅速燃烧产生大量高温高压的气体充入气袋，充气的气 袋从气囊模块中弹出在乘员和即将与之碰撞的车身刚性构件之间成 一个柔性气垫，来吸收车内乘员在车祸中仍然保持碰撞前车速的惯性 运动机械能量，避免或显著减轻车内乘员在车祸后的二次碰撞中(车 内乘员与车身刚性构件的碰撞)所受到的伤害，努力做到“车毁
4、人不 亡”或“车伤人不伤”。二影响气袋保护效果的因素及分类气袋是由柔性材料制成的密封袋，它接受来自于气体发生器总成 的气体，用以保护乘员避免与车内部件相撞。当汽车发生碰撞时，车 内的 ECU 检测出碰撞信号并点燃气体发生器，气体发生器产生气体给 气袋充气，气袋从饰盖中展开保护乘员，一定时间后，气袋的气体逐 渐释放，保护过程完成。气袋可以根据安全气囊的类别来进行分类。主要可以分为以下几种：驾驶者安全气囊气袋（DAB气袋）、乘员侧安全气囊气袋（PAB气 袋）、侧面安全气囊气袋（SAB气袋）、侧面安全气帘气袋（CAB气袋） 以及膝部安全气囊气袋（KAB气袋）等。气袋的保护效果在结构方面主要受气袋的包
5、形、拉带、排气孔这 三个主要的参数影响。气袋的包形是指气袋经过裁剪并按照一定的方 法缝制后实现的气袋形状，在车辆碰撞并对气袋充气后，气袋的包形 对乘员的保护范围、保护角度、以及伤害值都有影响。但是由于每款 车的设计不同，仪表板的位置、座椅的设计、转向盘的设计等等的差 异性决定了配装每款车的包形有所区别。目前，一般来说，DAB气袋 的包形是圆形，PAB气袋的包形是长方形，SAB气袋的包形也是近似 长方形居多。排气孔是气袋设计中的重要设计内容之一，基本上每个气袋都 有一到两个排气孔，排气孔的作用是调节气袋充气压力。车辆碰撞瞬 间，乘员撞击已经打开的气袋，迫使气袋内气体从排气孔排出以吸收 乘员冲击的
6、动能，达到保护效果。在设计气袋时，若排气孔设计过大， 则有可能气袋无法起到保护作用，或者作用时间不够，气袋就快速泄 气结束；若气袋排气孔过小，会造成气袋内压力过大而使得气袋爆裂 失效，或者乘员撞击气袋时不能及时泄气吸收动能，间接对车内乘员 造成伤害。在设计并验证气袋时，调节排气孔来微调气袋是最常见的 手段。三安全气囊的主要性能安全气囊气袋布的材料选择主要考虑以下几点因素：能承受气 体发生器产生的热空气能量；能阻止灼热粒子击穿布料；要能够使得 气袋从模块中顺利钻出并展开；阻止乘员大幅运动/吸收撞击所产生 的能量；在-35C到+85C的条件下折叠并压缩保存15年不失效；可 以折叠成较合适的体积放在
7、安全气囊的模块内。对于以上几点要求，在选择气袋布时应关注以下几点材料性能：1. 断裂强力2. 撕裂性能3. 气密性；4. 缝接强度5. 老化性能6. 缝纫线 这些因素的完美配合会有良好的缝合效果以及缝纫性能。四安全气囊系统的发展目前，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 年起实施该法规要求一定要安装大尺 寸的气囊。而欧洲的专家们则认为最好的方案应该是：安全带和小尺 寸气囊的配合使使用。所以，欧洲的公司只生产小尺寸气囊。现在， 在汽车上，一个气囊安装在驾驶盘上，一个安装在驾驶员旁前排乘员 的前面。侧面气囊或者装在车门上，或者装在座椅靠背上，气囊用尼 龙
8、制成，材料厚度为0.45mm。为了保证气囊的气密性，在其内表面 涂复薄薄一层合成橡胶或硅橡胶。在气囊的内表面固定有专门的带 子，这些带子在气囊充气时能使其保持一定形状。气囊侧面设有许多 孔，这些孔用来快速从气囊中排出气体。这点十分重要的，否则，人 就会被气囊推向后面或被一个气囊或几个气囊挤住而受伤。为避免气 囊因长期叠置而成硬块，在气囊内部覆盖一层特殊的材料，它可使气 囊的有效使用期达到 15 年。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“默 谢台斯奔驰”、“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。
