汽車安全氣囊系統(tǒng)講義

1、 課程講義汽車安全氣囊系統(tǒng)第一節(jié) 概述一、前言汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，在慣性的作用下，司機(jī)和乘客會(huì)高速撞向方向盤(pán)等車內(nèi)部件，受到傷害。在汽車上安裝安全帶和安全氣袋等保護(hù)系統(tǒng)，可以在撞車時(shí)把乘客約束在座椅上，限制乘客頭部、胸部的移動(dòng)距離，避免與車內(nèi)部件發(fā)生劇烈碰撞，從而起到保護(hù)作用。所以也把這種保護(hù)系統(tǒng)叫做乘員防護(hù)系統(tǒng)。二、氣囊的發(fā)展情況安全氣袋于1958年發(fā)明并申請(qǐng)了專利。它作為汽車被動(dòng)安全性研究的成果，是隨著汽車被動(dòng)安全性研究的深入而發(fā)展的。美國(guó)通用汽車公司在1974-1976年間安裝了大約一萬(wàn)套氣袋系統(tǒng)，但是，由于技術(shù)上的原因又停止了生產(chǎn)。直到90年代后，由于以下原因才得到推廣和普及：碰撞試驗(yàn)

2、技術(shù)的進(jìn)步；公眾對(duì)于安全要求的提高；安全氣袋系統(tǒng)所需電子技術(shù)的提高；安全氣袋對(duì)于人體的保護(hù)效果顯著。從1970年到1990年的20年間，歐美關(guān)于安全氣袋方面的專利只有106項(xiàng)，而從1990年到1994年4月，有專利464項(xiàng)。在美國(guó)，到1995年，前排乘員的氣袋安裝率已超過(guò)60。法規(guī)規(guī)定在1997年9月1 日后出廠的轎車中100安裝司機(jī)側(cè)和前排乘員側(cè)氣袋。在歐洲則是標(biāo)準(zhǔn)裝備和選件并存，現(xiàn)在新車型基本都安裝有安全氣袋。安全氣袋的保護(hù)作用是十分顯著的。據(jù)美國(guó)官方公布的數(shù)字，1986年至1997年2月15日，安全氣袋共挽救了1828人的生命(1639名司機(jī)，189名乘員)。安全氣袋同時(shí)也有副作用。在上

3、述時(shí)間段內(nèi)，氣袋造成38名兒童、21名司機(jī)、2個(gè)乘員死亡。這些主要發(fā)生在低速碰撞的情況。造成死亡的原因有如下幾種兒童及兒童座椅靠近氣袋；碰撞前的制動(dòng)使得兒童更加靠近氣袋。氣袋主要造成頭和頸部傷害。另外矮個(gè)子司機(jī)受到的傷害也是類似原因。目前歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)乘員保護(hù)系統(tǒng)的研究主要有下述幾個(gè)方面：發(fā)展低能量氣袋，減少氣袋對(duì)離位乘員、兒童乘員的傷害。研究側(cè)撞氣袋、翻滾氣袋等保護(hù)裝置。研究智能保護(hù)系統(tǒng)。研究膝部、小腿、踝部的保護(hù)裝置三、氣囊的種類1、乘員防護(hù)系統(tǒng)的分類 （1）主動(dòng)安全裝置( ABS EBD VSC 自動(dòng)避讓系統(tǒng))自動(dòng)避讓系統(tǒng)通過(guò)雷達(dá)等探測(cè)裝置隨時(shí)監(jiān)測(cè)路面狀況。在汽車運(yùn)行中探測(cè)汽車運(yùn)動(dòng)方向

4、上的障礙物?？梢愿鶕?jù)距離周圍車輛的遠(yuǎn)近而自行調(diào)整車速，使車輛間保持一個(gè)安全的距離，減小發(fā)生碰撞的可能。一旦發(fā)生緊急情況，碰撞事故在所難免，它可以發(fā)出警報(bào)并自行采取剎車等措施，而無(wú)需駕駛員的操作。從而大大減輕碰撞的程度甚至完全避免事故，為乘客提供了更有效的保護(hù)。(2)被動(dòng)安全裝置（安全氣囊、安全帶、三節(jié)轉(zhuǎn)向柱等）四、氣囊對(duì)人體的保護(hù)原理氣囊的基本保護(hù)思想是：在發(fā)生碰撞后迅速在乘員和車內(nèi)部件之間打開(kāi)一個(gè)充滿氣體的袋子，讓乘員撲在氣袋上。通過(guò)氣袋的排氣節(jié)流阻尼吸收乘員的動(dòng)能，使猛烈的車內(nèi)碰撞得以緩沖，以達(dá)到保護(hù)乘員的目的。其工作原理為：傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度并將其傳給控制器，控制器進(jìn)行判斷并在適當(dāng)時(shí)

5、機(jī)發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器點(diǎn)火后迅速產(chǎn)生大量氣體展開(kāi)氣袋。從而達(dá)到保護(hù)乘員生命安全的目的3.、SRS的類型（1）根據(jù)保護(hù)對(duì)象分車外氣囊車內(nèi)氣囊： 、正面氣囊：主駕駛氣囊，副駕駛氣囊，后排乘員氣囊，、側(cè)面氣囊：?jiǎn)蝹€(gè)氣囊氣簾以奔馳汽車的車窗氣囊為例，系與裝在車門(mén)內(nèi)的側(cè)氣囊連動(dòng)，撞擊時(shí)爆開(kāi)，保持充氣5秒鐘以上，可同時(shí)保護(hù)前座及后座乘客之頭部與胸部安全；且氣簾為多氣室設(shè)計(jì)，即使有一、二個(gè)氣室被尖銳物刺穿，也不致因氣體排泄，而影響氣簾的正常防護(hù)功能。、膝部防護(hù)氣囊。、兩段式兩段式引爆的智慧型前座氣囊，以奔馳汽車為例，撞擊速度介于20-35km/h之間時(shí)，只會(huì)引爆氣囊內(nèi)的第一個(gè)氣室；當(dāng)撞擊速

6、度更大時(shí)，第二個(gè)氣室才會(huì)爆開(kāi)，如何可避免在小撞擊時(shí)，因氣囊爆開(kāi)力過(guò)大而傷人。另外為使整個(gè)系統(tǒng)更聰明，在前座內(nèi)設(shè)置感應(yīng)裝置，無(wú)人乘坐時(shí)不會(huì)引爆氣囊，兒童坐在上面時(shí)則自動(dòng)調(diào)整引爆力。（2）按氣囊數(shù)量分氣囊系統(tǒng)氣囊系統(tǒng)（3）根據(jù)觸發(fā)裝置電子式：只用一個(gè)減速儀電氣-機(jī)械式：要求前方有多個(gè)傳感器機(jī)械式五、對(duì)安全氣囊系統(tǒng)的要求1、點(diǎn)火時(shí)刻準(zhǔn)確以司機(jī)側(cè)氣袋為例。氣袋點(diǎn)爆后，氣體發(fā)生器的充氣時(shí)間約是30毫秒。對(duì)處于正常位置的50百分位假人，最佳情況下是發(fā)生碰撞時(shí)，氣袋剛剛充滿氣體后，人的頭部即與氣袋接觸，這樣保護(hù)作用最好。如果人頭部接觸到氣袋時(shí)，氣袋尚未充氣完畢(遲點(diǎn)火)，則氣袋不僅不能起到緩沖吸能作用，巨大

7、的爆炸力反而會(huì)將人打傷。如果氣袋充氣完畢后很長(zhǎng)時(shí)間人的頭部才與氣袋接觸(早點(diǎn)火)，由于氣袋節(jié)流小孔的排氣作用，氣袋中沒(méi)有足夠的氣體壓力，同樣會(huì)影響對(duì)人的保護(hù)作用。如果乘員乘坐位置偏離了正常位置，如司機(jī)離方向盤(pán)過(guò)近或過(guò)遠(yuǎn)，稱為離位乘員。氣袋對(duì)離位乘員具有較強(qiáng)的傷害作用。以司機(jī)側(cè)氣袋為例，根據(jù)美國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)的尸體試驗(yàn)結(jié)果，如果氣袋點(diǎn)爆時(shí)尸體胸部靠在方向盤(pán)上，氣袋會(huì)將其肋骨打斷；如果胳膊靠在方向盤(pán)上，氣袋會(huì)使得胳膊骨折。氣袋對(duì)離位兒童乘員的傷害尤為嚴(yán)重。因此美國(guó)在推行低能量氣袋，即延長(zhǎng)氣袋的充氣時(shí)間，減少氣袋爆出時(shí)的侵略性。此時(shí)氣袋的充氣時(shí)間大于30ms，氣袋的點(diǎn)爆時(shí)間要提前。 2、 抗粗糙路面干擾能

8、力強(qiáng)氣袋系統(tǒng)是一次性使用的安全防護(hù)系統(tǒng)，若意外點(diǎn)爆，除了會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，由于氣袋點(diǎn)爆時(shí)的巨大聲響和體積，會(huì)對(duì)乘員造成驚嚇，可能會(huì)引發(fā)不必要的事故。因此必須具有高的抗粗糙路面干擾能力。當(dāng)汽車以2060km/h的速度通過(guò)下述路面時(shí)，氣袋不應(yīng)點(diǎn)爆：上下110毫米高的臺(tái)階、鐵路鐵軌、270毫米深的坑及國(guó)標(biāo)路面，計(jì)有扭曲路面、坑洼路面、石塊路面、搓板路面、卵石路面等。這些情況都會(huì)產(chǎn)生較大的汽車減速度，氣袋系統(tǒng)必須能識(shí)別出此種狀況，氣袋不能點(diǎn)爆。3、高可靠性與工作穩(wěn)定性由于汽車的工作環(huán)境比較復(fù)雜，氣袋必須有較高的工作可靠性和穩(wěn)定性。 如汽車在雨中工作； 汽車在高溫氣候中行駛； 汽車在寒冷的地區(qū)使用； 汽車

9、在高海拔的地區(qū)使用； 汽車在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中等。這些環(huán)境都不能引起氣袋系統(tǒng)的失效。另外，某些時(shí)候汽車上的電瓶電壓可能偏低；在發(fā)生碰撞時(shí)，可能在碰撞的最初時(shí)刻即將電瓶破壞，使氣袋系統(tǒng)失去電源。因此氣袋系統(tǒng)要有很寬的工作電源范圍，并且當(dāng)電源失掉后，應(yīng)能有數(shù)百毫秒的持續(xù)工作能力。 第二節(jié) 傳感器一、功用：檢測(cè)判斷汽車撞擊后的撞擊信號(hào)，以便及時(shí)啟動(dòng)安全氣囊，并提供足夠的電觸或機(jī)械能點(diǎn)燃啟發(fā)器。二、對(duì)傳感器的要求（1）在人只受輕微損傷時(shí)對(duì)氣囊判斷是否定的（2）在人體受到嚴(yán)重?fù)p傷必須使用時(shí)，必須啟動(dòng)氣囊（3）必須在最大允許時(shí)間之前啟動(dòng)氣囊。（4）必須保證相當(dāng)大溫差范圍內(nèi)傳感器都能正常穩(wěn)定工作。三、傳感方式

10、1、多點(diǎn)式目前正在使用的多點(diǎn)傳感式安全氣袋系統(tǒng)的典型配置，共有三個(gè)傳感器：一個(gè)機(jī)電式傳感器，一個(gè)機(jī)電式右傳感器和診斷模塊中的一個(gè)電子傳感器。司機(jī)側(cè)和乘客側(cè)各有一個(gè)氣袋。兩個(gè)檔板傳感器中只要有一個(gè)閉合，診斷模塊就對(duì)電子傳感器送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，當(dāng)認(rèn)為有必要點(diǎn)火時(shí)，就發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)使氣袋充氣。2、單點(diǎn)式電子式：采用單個(gè)電子式傳感器，并且傳感器和點(diǎn)火控制模塊以及診斷模塊都集成在一起。目前，由于點(diǎn)爆控制算法越來(lái)越完善，單點(diǎn)傳感式氣袋系統(tǒng)正在逐步取代多點(diǎn)傳感式氣袋系統(tǒng)。 機(jī)械式：四、傳感器的結(jié)構(gòu)原理1、機(jī)械式2、機(jī)電式（1）滾筒式 （2）滾球式（3）偏心轉(zhuǎn)子式這種傳感器一般安裝在保險(xiǎn)杠與擋泥板之間，

11、用來(lái)感知低速碰撞的信號(hào)。傳感器安裝在一個(gè)密封的防振保護(hù)盒內(nèi)（4）水銀式安全傳感器是一個(gè)水銀常開(kāi)開(kāi)關(guān)。安全傳感器用來(lái)防止系統(tǒng)在非碰撞狀況引起氣囊的誤動(dòng)作，一般裝在中央控制器內(nèi)。當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，足夠大的減速度力將水銀拋上，接通傳爆管電路。 3、電子式其中電子式集成度高，其內(nèi)部集成有加速度傳感，低通濾波器，溫度補(bǔ)償?shù)饶K；接口簡(jiǎn)單，可靠性高；具有自測(cè)試功能，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。 第三節(jié) 氣囊組件由氣體發(fā)生器、點(diǎn)火器、氣囊、飾蓋和底板等組成。駕駛員側(cè)氣囊組件位于方向盤(pán)中心處，乘客側(cè)氣囊組件位于儀表板右側(cè)雜貨箱上方。 一、氣體發(fā)生器1、作用：在有效的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體，使氣囊張開(kāi)。2、燃燒式 （1）可燃固體式

12、結(jié)構(gòu)氣體發(fā)生器由上蓋、下蓋、充氣劑（疊氮化鈉固體藥片）和金屬濾網(wǎng)組成。金屬濾網(wǎng)安裝在氣體發(fā)生器的內(nèi)表面，用以過(guò)濾充氣劑和點(diǎn)火劑燃燒產(chǎn)生的渣粒。（2）工作原理：氣體發(fā)生器是利用熱效反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)舛淙霘饽?。在點(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑瞬間，點(diǎn)火劑會(huì)產(chǎn)生大量熱量，疊氮化鈉藥片受熱立即分解，產(chǎn)生氮?dú)獠某錃饪壮淙霘饽摇ｋm然氮?dú)馐菬o(wú)毒氣體，但是疊化氮鈉的副產(chǎn)品有少量的氫氧化鈉和碳酸氫鈉（白色粉末）。這些物質(zhì)是有害的，疊氮化鈉融于水后有毒，對(duì)環(huán)保不利，因此在清潔膨脹后的氣囊時(shí)，應(yīng)保持良好的通風(fēng)并采取防護(hù)措施。各氣袋生產(chǎn)廠家都在發(fā)展新型的燃燒劑?？扇?xì)怏w式是其中的一種，他將氫氣和氧氣按一定比例混合加壓儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣瓶中。

13、它燃燒后產(chǎn)生水，沒(méi)有固體顆粒，燃燒前也沒(méi)有害，是一種理想燃燒劑。3、壓縮氣體式主要與機(jī)械式傳感器及控制器連用。由于其產(chǎn)氣量少、充氣速度慢等缺點(diǎn)，應(yīng)用較少。4、混合式是用少量的燃燒物質(zhì)產(chǎn)生足夠的熱量，使得壓縮氣體迅速膨脹而充滿氣袋。其產(chǎn)氣量大，而產(chǎn)生的熱量少，是今后的發(fā)展方向。 對(duì)溫度的敏感性較低，低溫條件下性能變化不大； 通過(guò)調(diào)整，容易控制峰值壓力、壓力上升曲線、溢出氣體的速度等； 對(duì)環(huán)境有利。無(wú)毒性材料；優(yōu)異的抗老化性能； 氣體發(fā)生器表面溫度低。在氣體發(fā)生器作用后，其表面溫度至多上升75度，塑料件可與氣體發(fā)生器接觸； 溢出的氣體無(wú)害。產(chǎn)生的少量非毒性顆粒，產(chǎn)出的顆粒濃度比采用疊氮化鈉等燃燒劑

14、的熱式氣體發(fā)生器低； 優(yōu)異的燃燒劑抗老化性能。在車體中15年無(wú)變化，推進(jìn)劑不會(huì)吸濕。 氣體發(fā)生器有單級(jí)和兩級(jí)氣體發(fā)生器。單級(jí)氣體發(fā)生器有一個(gè)產(chǎn)氣部件，兩級(jí)氣體發(fā)生器有兩個(gè)相互獨(dú)立的產(chǎn)氣部件，適當(dāng)組合兩個(gè)部件的工作時(shí)間，即可獲得不同的充氣特性。適用與智能乘員保護(hù)系統(tǒng)。二點(diǎn)火器三、氣囊氣囊多采用尼龍布涂氯丁橡膠或有機(jī)硅制成。橡膠涂層起密封和保護(hù)作用，氣囊背面有2個(gè)泄氣孔。乘客側(cè)氣囊沒(méi)有涂層，靠尼龍布本身的孔隙泄氣。氣袋的形式有兩種一種體積比較大，即使乘客不系安全帶也能起到良好的保護(hù)作用，主要在美國(guó)市場(chǎng)，因?yàn)槊绹?guó)法規(guī)對(duì)安全帶的佩戴沒(méi)有強(qiáng)制性； 一種體積較小，與安全帶配合使用，是將安全氣袋與三點(diǎn)式安全

15、帶共同組成一個(gè)乘員保護(hù)系統(tǒng)使之達(dá)到最佳的乘員保護(hù)效果。這種氣袋主要在歐洲市場(chǎng)應(yīng)用，因?yàn)闅W洲對(duì)安全帶的佩戴有強(qiáng)制性要求。目前氣袋系統(tǒng)有兩種形式，一種是與安全帶配合使用，當(dāng)?shù)退倥鲎矔r(shí)，主要是安全帶對(duì)乘員起保護(hù)作用，當(dāng)發(fā)生高速碰撞時(shí)，才啟動(dòng)氣袋對(duì)人進(jìn)行保護(hù)，此時(shí)氣袋主要保護(hù)人的面部，又稱之為“面袋”第二種是單獨(dú)起保護(hù)作用，發(fā)生碰撞時(shí)，氣袋要保護(hù)人的頭部和胸部。第二種氣袋的體積較大(對(duì)司機(jī)側(cè)氣袋為60升以上)，充氣時(shí)間長(zhǎng)，充氣量大，啟動(dòng)氣袋的碰撞車速較低，造價(jià)高。第一種氣袋的體積較小，(對(duì)司機(jī)側(cè)氣袋為40升左右)，充氣量小，充氣時(shí)間短，啟動(dòng)氣袋的碰撞車速高，造價(jià)低。就我國(guó)情況看，第一種氣袋更適合我國(guó)國(guó)

16、情。四、時(shí)鐘彈簧由于司機(jī)側(cè)氣囊是裝在方向盤(pán)上的，而方向盤(pán)要能轉(zhuǎn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)這種靜止端與活動(dòng)端的電氣連接，采用了時(shí)鐘彈簧。時(shí)鐘彈簧裝在彈簧盤(pán)里，彈簧盤(pán)用螺栓固定在轉(zhuǎn)向柱頂部。時(shí)鐘彈簧以正、反兩個(gè)方向的盤(pán)繞實(shí)現(xiàn)了作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一端與固定端的電氣連接。彈簧內(nèi)側(cè)是固定端，把塞鍵與轉(zhuǎn)向柱連在一起。時(shí)鐘彈簧的使用壽命要求不低于10萬(wàn)循環(huán)。五、安全氣囊警示燈安全氣囊警示燈裝在儀表板上，有的用圖形顯示，有的用字母顯示。安全氣囊警示燈可反映安全氣囊系統(tǒng)的工作情況。一般把點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”擋后警示燈先閃亮（或不間斷亮）68s后熄滅，說(shuō)明安全氣囊系統(tǒng)正常，如果安全氣囊警示燈不亮，或不停地閃耀或常亮則說(shuō)明安全氣囊系統(tǒng)

17、有故障。六、安全氣囊電源能給氣囊引爆器提供電源的渠道有兩種系統(tǒng)中的電容器蓄電池蓄電池是一種備用設(shè)備，也是一種為引爆點(diǎn)火器提供電源的裝置。它是通過(guò)電源輸出導(dǎo)線把電送給安全氣囊電腦的。七、連接器1、防止安全氣囊誤引爆機(jī)構(gòu) 在這種連接器中有一個(gè)短路片。當(dāng)連接器插頭與插座接在一起時(shí)，插頭的絕緣體將短路片頂起，短路片與點(diǎn)火器的兩個(gè)端子分開(kāi)，點(diǎn)火器中電熱絲電路處于正常連接狀態(tài)；當(dāng)連接器撥下時(shí)，短路片就自動(dòng)將點(diǎn)火器的兩個(gè)引線端子短接，使點(diǎn)火器的電熱絲與短路片構(gòu)成回路，此時(shí)即使誤將電源加到點(diǎn)火器上，點(diǎn)火器也不會(huì)引爆，從而防止安全氣囊誤引爆。2、電路連接診斷機(jī)構(gòu) 電路連接診斷機(jī)構(gòu)是用來(lái)監(jiān)測(cè)連接器是否連接可靠，常

18、用于前碰撞傳感器。在這種連接器中，有一個(gè)診斷銷，和兩個(gè)診斷端子，連接器正常連接時(shí)，診斷銷與前碰撞傳感器中的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)。3、連接器雙重鎖定機(jī)構(gòu) 安全氣囊系統(tǒng)在線束的重要連接部位，其連接器都采用了雙重鎖定機(jī)構(gòu)，用于鎖定連接器的插頭與插座，防止連接器脫開(kāi)。當(dāng)主鎖未鎖定時(shí)，插頭上的兩個(gè)凸臺(tái)阻止副鎖鎖定；當(dāng)主鎖完全鎖定時(shí)，副鎖鎖柄方能轉(zhuǎn)動(dòng)并鎖定；當(dāng)主鎖與副鎖雙重鎖定時(shí)，防止連接器插頭與插座分開(kāi)。4、端子雙重鎖定機(jī)構(gòu)安全氣囊系統(tǒng)的每一個(gè)連接器都設(shè)有端子雙重鎖定機(jī)構(gòu)，用于阻止引線端子滑出。連接器的插頭與插座都是由鎖柄和分隔片兩部分組成，鎖柄為一次鎖定機(jī)構(gòu)，可防止端子沿引線軸向方向滑動(dòng)；分隔片為二次鎖定機(jī)構(gòu)

19、，可防止端子沿引線徑向移動(dòng)。八、線束安全氣囊系統(tǒng)的線束采用了特殊的包裝和色標(biāo)，這一方面是為了便于檢查，一方面是為了保證在碰撞中能保持線路的連接。 第四節(jié) 安全氣囊的工作一、工作原理當(dāng)汽車車速低于30km/h發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生的減速度和慣性力較小，安全傳感器和中央傳感器將此信號(hào)送到安全氣囊ECU，安全氣囊ECU判斷結(jié)果為不引爆安全氣囊，只引爆安全帶收緊器的點(diǎn)火器。與此同時(shí)，向左、右安全帶點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令使安全帶收緊，防止駕駛員和乘客受傷。當(dāng)汽車車速高于30km/h發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生的減速度和慣性力較大，安全傳感器和中央傳感器將此信號(hào)送到安全氣囊ECU，安全氣囊ECU判斷結(jié)果為需要引爆安全氣

20、囊和安全帶收緊器共同保護(hù)駕駛員和乘客。與此同時(shí)，向左、右安全帶點(diǎn)火器和安全氣囊點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令，在安全帶收緊的同時(shí)，駕駛員側(cè)氣囊和乘客側(cè)氣囊同時(shí)打開(kāi)，達(dá)到保護(hù)駕駛員和乘客目的。二、安全氣囊的動(dòng)作過(guò)程根據(jù)德國(guó)博世（BOSCH）公司在奧迪（Audi）轎車上試驗(yàn)研究表明：當(dāng)汽車以車速50km/h與前面障礙物碰撞時(shí)，安全氣囊系統(tǒng)SRS的動(dòng)作時(shí)序如下（1）碰撞約10ms后，SRS達(dá)到引爆極限，點(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑并產(chǎn)生大量熱量，使充氣劑（疊氮化鈉藥片）受熱分解，駕駛員尚未動(dòng)作，如圖所示。（2）碰撞約40ms后，氣囊完全充滿，體積最大，駕駛員向前移動(dòng)，安全帶斜系在駕駛員身上并拉緊，部分沖擊能量已被吸收，如圖

21、。（3）碰撞約60ms后，駕駛員頭部及身體上部壓向氣囊，氣囊的排氣孔在氣體和人體壓力作用下排氣節(jié)流吸收人體與氣囊之間彈性碰撞產(chǎn)生的動(dòng)能，如圖（4）碰撞約110ms后，大部分氣體已從氣囊逸出，駕駛員身體上部回到座椅靠背上，汽車前方恢復(fù)視野，如圖（5）碰撞約120ms后，碰撞危害解除，車速降低直至為零。由此可見(jiàn)，氣囊在碰撞過(guò)程中動(dòng)作時(shí)間極短。從開(kāi)始充氣到完全充滿約為30ms；從汽車遭受碰撞開(kāi)始到氣囊收縮為止，所用時(shí)間僅為120ms左右，而人的眼皮眨一下所用時(shí)間約為200ms左右。因此，氣囊動(dòng)作狀態(tài)和經(jīng)歷時(shí)間無(wú)法用肉眼確認(rèn)。目前世界各國(guó)廣泛采用模擬人體進(jìn)行碰撞試驗(yàn)。SRS動(dòng)作過(guò)程與經(jīng)歷時(shí)間之間的關(guān)系

22、如下表第五節(jié) 乘員存在探測(cè)系統(tǒng)(OSS)包括乘員存在探測(cè)和乘員位置傳感兩個(gè)方面。一、存在探測(cè)系統(tǒng)(OSS)的作用是： 1、反向兒童座椅時(shí)，氣袋不點(diǎn)爆；2、客座無(wú)人乘坐時(shí)，氣袋不點(diǎn)爆。 3、客座氣囊關(guān)閉時(shí)，氣袋不點(diǎn)爆二、位置傳感系統(tǒng)功能1、員離方向盤(pán)太近時(shí)，屏蔽氣袋并發(fā)出報(bào)警；2、員離方向盤(pán)較近，但仍在氣袋膨脹區(qū)以外，提前觸發(fā)氣袋3、離方向盤(pán)較遠(yuǎn)，應(yīng)延緩觸發(fā)； 4、使用多級(jí)觸發(fā)氣袋，選擇氣袋的點(diǎn)火級(jí)數(shù)；5、乘員信號(hào)與碰撞強(qiáng)度信號(hào)綜合構(gòu)成智能安全約束系統(tǒng)(ISRS)，使安全帶、正面氣袋、側(cè)面氣袋等其余被動(dòng)安全設(shè)施協(xié)調(diào)作用，達(dá)到最佳保護(hù)效果； 6、乘員的信號(hào)也可用于調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度、音響等，提高乘員的舒

23、適性。三、構(gòu)乘員位置感應(yīng)系統(tǒng)有如下幾種技術(shù)方案： 1、激光式：用激光束照射到待測(cè)物體上，再利用測(cè)光儀器（例如CCD和掃描系統(tǒng))來(lái)確定乘員的位置。其缺點(diǎn)是成本太高。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，其前景不錯(cuò)。需注意的是防止激光射入乘員眼中造成傷害。2、雷達(dá)式：這個(gè)系統(tǒng)與激光式有類似的特性，需注意的是它對(duì)于乘員尤其是兒童的健康是否有危害。 3、超聲波式：由于聲波的傳播速度局限，超聲波的響應(yīng)時(shí)間在4ms左右，它給出的信息量不如雷達(dá)和激光。但它的價(jià)格便宜且魯棒性較強(qiáng)。 碰撞預(yù)測(cè)系統(tǒng)是未來(lái)汽車的理想裝備。它采用雷達(dá)、紅外線、可見(jiàn)光等多種傳感器。 第六節(jié) 預(yù)緊式安全帶一、基本原理預(yù)緊式安全帶是近年來(lái)發(fā)展的一種安全帶。

24、一般，為了乘員的舒適，安全帶的預(yù)緊力不能太大，安全帶與人體之間總有一定的間隙，當(dāng)乘員衣服較厚時(shí)，此間隙會(huì)較大。在碰撞時(shí)，這個(gè)間隙將減小安全帶的有效作用范圍，降低安全帶的效能。安全帶使用預(yù)緊器后，可在碰撞達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，啟動(dòng)預(yù)緊器，帶動(dòng)鎖扣回縮或卷收器回轉(zhuǎn)，使得安全帶縮短一定距離，有效消除間隙，可以提高安全帶的作用。預(yù)緊式安全帶是在普通安全帶上增加預(yù)緊器構(gòu)成的。預(yù)緊器可以與鎖扣結(jié)合在一起(鎖扣預(yù)緊器)，也可以與卷收器結(jié)合在一起(卷收器預(yù)緊器)。二、種類1、鎖扣預(yù)緊式使用火藥作為動(dòng)力。鎖扣上面與織帶相連，下面由鋼絲繩與預(yù)緊器內(nèi)的活塞相連。發(fā)生碰撞時(shí)，通過(guò)點(diǎn)火設(shè)備點(diǎn)爆安裝在預(yù)緊器上的火藥，火藥燃燒產(chǎn)生氣體充入氣室內(nèi)?；钊跉怏w的壓力下向右移動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩將鎖扣向下拉回約80mm，消除安全帶與乘員間的間隙。在活塞中安裝有鋼球，使得活塞只能向右移動(dòng)，防止在安全帶的拉力下活塞向左移動(dòng)。 2、卷收器預(yù)緊式安裝