第7次課 安全氣囊系統(tǒng)1

1、一、安全氣囊作用二、安全氣囊的組成三、安全氣囊的類型有哪些？四、安全氣囊的工作原理五、安全氣囊的正確使用六、安全氣囊的故障診斷七、全氣囊使用維修過程中應該注意哪些 問題？ 安全氣囊系統(tǒng) 一、作用 汽車安全氣囊系統(tǒng)與座椅安全帶配合使用，可以為乘員提供十分有效的防撞保護。當車輛時速超過30 km/h并受到來自在車輛縱軸線左右30范圍內(nèi)發(fā)生碰撞事故，控制系統(tǒng)檢測到?jīng)_擊力超過設定值時，安全氣囊立即接通充氣元件中的電雷管引爆火藥粉和氣體發(fā)生劑，產(chǎn)生大量氣體，氣囊就會迅速充氣膨脹，沖破緩沖墊（裝飾板），在30ms內(nèi)迅速在乘員與車輛之間形成一道柔軟的彈性屏障，使乘員免受傷害。當撞擊發(fā)生后，氣囊隨即自動放氣，

2、它不會妨礙車內(nèi)人員出逃，也不影響他們的視線。單元7 安全氣囊系統(tǒng) 二、類型1、數(shù)量 單 雙 多 2、充氣點火系統(tǒng) 電子式 機械式3、保護對象 駕駛員安全氣囊 副駕駛席安全氣囊 后排座椅安全氣囊 側(cè)面安全氣囊4、智能型單元7 安全氣囊系統(tǒng) 三、安全氣囊的組成 安全氣囊主要由安全氣囊傳感器，安全氣囊組件和電子控制裝置組成。單元7 安全氣囊系統(tǒng) 安全氣囊裝置及功能主要裝置功 能充氣器瞬間產(chǎn)生氮氣，使空氣囊充氣空氣囊由充氣器發(fā)出的氮氣瞬間使空氣囊充氣。一充滿氣，氣體就從空氣囊后面的一些孔排出，緩和對駕駛員和前座乘客的沖擊安全傳感器防止空氣囊在不需要時錯誤起爆中央空氣囊傳感器用于判斷碰撞強度是否超過規(guī)定

3、值前空氣囊傳感器測量車輛的減速度（僅在某些車型上設置）控制電腦根據(jù)正面碰撞的減速度（力），決定是否張開氣囊。當轉(zhuǎn)換至診斷模式時，如系統(tǒng)有故障，也可進行診斷發(fā)火極引燃充氣器中的固體爆炸物警告燈當系統(tǒng)不正常時，點亮以警告駕駛員螺旋電纜將中央傳感器總成的點火電流傳至充氣器傳感器1 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 傳感器2 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 專用CPU監(jiān)測汽車縱向減速度是否達到設定閾值。信號處理電路對傳感器檢測的信號進行整形和濾波處理。備用電源穩(wěn)壓保護電路保護SRS系統(tǒng)中的電子元件因電壓過高而燒壞氣囊氣囊用聚酰胺組織（如尼龍）制成，內(nèi)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

4、或四個孔，用于排氣。氣體發(fā)生器又稱為充氣器，用專用螺栓與螺母固定在轉(zhuǎn)向盤的氣囊支架上。充氣劑普遍采用疊氮化鈉片狀合劑。氣體發(fā)生器點火器氣囊點火器外包鋁箔，安裝在氣體發(fā)生器內(nèi)部中央位置，結(jié)構(gòu)如圖。點火器的功用是：當SRS ECU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(chǎn)生熱量，藥筒內(nèi)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。點火器示意圖四、安全氣囊工作原理 當汽車受到前方一定角度內(nèi)的高速碰撞時，安全傳感器和中央碰撞傳感器（裝有前碰撞傳感器時，由安全傳感器和中央碰撞傳感器或前碰撞傳感器）同時檢測到的車速突然變化（車輛減速度）信號，在0.

5、01秒之內(nèi)迅速傳遞給安全氣囊系統(tǒng)的控制電腦。電腦在經(jīng)過分析確認碰撞強度超過其規(guī)定值時，立即引爆安全氣囊包內(nèi)的發(fā)火極（即電雷管），使其發(fā)生爆炸，這一過程一般只需0.05秒左右。發(fā)火極引爆之后，充氣器中的固態(tài)氮粒(疊氮鈉)迅速氣化，大量氮氣立即吹漲氣囊，并在強大的沖擊力之下，氣囊沖開方向盤上的蓋而完全展開。在乘員壓向氣囊的同時，氣囊內(nèi)部的氮氣就會因受壓而從氣囊上的小孔排出，從而減緩撞擊力。如此，緩沖了乘員的沖擊，避免了硬碰撞，保護了乘員。如果膨脹的氣囊在受乘員壓迫時不泄氣，就會將乘員反彈回去，形成第二次碰撞而造成傷害。 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 安全氣囊作用過程 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 汽車碰撞030m

6、s，電子控制裝置接收到傳感器電信號并進行判斷，若此信號達到或超過引爆的最低數(shù)值時，則電子控制裝置發(fā)出使驅(qū)動電路引爆傳爆管指令，點燃火藥，產(chǎn)生高溫和大量氣體，此時乘員因慣性和汽車還沒產(chǎn)生相對位移。 汽車碰撞后3040ms，大量氣體經(jīng)冷卻過濾后迅速使氣囊膨脹，乘員逐漸向前移動，安全帶被拉長起一定的緩沖作用，乘員已緊貼安全氣囊，安全氣囊吸收了乘員的慣性沖擊能量。 汽車碰撞后60110ms，乘員壓向安全氣囊并使氣囊壓緊變形，氣囊則進一步吸收慣性沖擊能量。由于安全氣囊上的排氣孔排氣，使氣囊變軟，乘員進一步沉向氣囊中，使緩沖作用更加良好。汽車碰撞后100ms，乘員慣性沖擊能量已減弱，危險期已過。 汽車碰撞

7、后110ms，乘員慣性沖擊能量消失，在安全帶作用下將其拉回座椅上，氣囊中氣體也排出大部分，整個過程基本結(jié)束。 從汽車碰撞到乘員因慣性與車身產(chǎn)生相對位移后而碰撞受傷的時間間隔大約為50ms，而安全氣囊也正好搶在這50ms之前，大約只為30ms的時間，在乘員與車身之間形成一道柔軟的彈性保護氣囊，減少受傷程度。 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 五、防止安全氣囊誤開的措施 汽車發(fā)生碰撞時，汽車及其乘員在極短的時間內(nèi)，從高速運動到靜止，急需安全氣囊來吸收緩沖由此產(chǎn)生的巨大慣性力。但在正常運行時，若安全氣囊不適時的錯誤打開，也會給乘員和安全行駛造成傷害，所以安全氣囊系統(tǒng)都必須設有防止安全氣囊誤開的措施。具體措施如下

8、。 配備多個安全氣囊傳感器。在汽車前部不同的位置設有多個安全氣囊傳感器，只有全部的傳感器所感知的碰撞強度都達到或超過設定強度后，都向電子控制裝置輸入電信號時，才能使電子控制裝置開始工作，缺一不可。 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 五、防止安全氣囊誤開的措施存儲安全氣囊引爆展開的最低碰撞強度信號。碰撞強度大，也就是汽車的減速度值大。為避免誤膨脹必須要保證汽車在高速行駛中緊急制動時，安全氣囊不會打開。因此，安全氣囊膨脹展開的最小減速度值要大于緊急制動時的減速度值。 安全氣囊膨脹展開的最小減速度值（最小碰撞強度信號值）都存儲在電子控制裝置的程序中。不同的國家生產(chǎn)的汽車，因國情不同，各自法規(guī)不同，這一數(shù)值有所不

9、同。但確保乘員安全的目的是相同的，所以要掌握不同數(shù)值的真正含義，按要求規(guī)范使用安全氣囊。 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 容易引起安全氣囊誤膨開的因素 在以下條件下會引起安全氣囊誤開，必須防范。 溫度過高，引起火藥燃燒而使安全氣囊膨脹展開。 電磁波信號干擾，引起電子控制裝置誤動作，如車內(nèi)使用大功率移動電話等也可能使安全氣囊展開。 進行汽車維修作業(yè)時，操作不規(guī)范，也會引起安全氣囊誤展開。單元7 安全氣囊系統(tǒng) 六、安全氣囊作用注意事項1）安全氣囊的正確使用 安全氣囊必須和安全帶配合使用。安全氣囊屬于輔助性防撞裝置，只有和安全帶配合使用，才能獲得滿意的結(jié)果，所以駕駛員和乘客在汽車運行時必須系好安全帶。 及時排

10、除安全氣囊的故障。發(fā)現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)故障，必須即時排除，絕對不能帶病運行，否則會產(chǎn)生兩種嚴重后果。一種是若汽車發(fā)生重度碰撞時，需要安全氣囊膨脹展開起安全保護作用，它卻不能工作。另一種則是在汽車正常運行安全氣囊不應工作時，它卻突然膨脹展開，給司機和乘客造成不應有的意外傷害，甚至發(fā)生安全事故。單元7 安全氣囊系統(tǒng) 不要人為碰撞安全氣囊傳感器。安全氣囊傳感器對碰撞沖擊很敏感，所以在對汽車進行維修作業(yè)，若有可能對傳感器造成碰撞沖擊時，應先將傳感器拆下，以免安全氣囊不必要的突然展開，待維修竣工后，再裝好傳感器。 按規(guī)范保管好安全氣囊系統(tǒng)元器件。因安全氣囊系統(tǒng)中有火藥、傳爆管等易燃易爆物品，所以其運輸保管必

11、須嚴格按規(guī)范進行，否則將會造成嚴重后果。單元7 安全氣囊系統(tǒng) 2）安全操作規(guī)范 安全氣囊系統(tǒng)元器件要保證原廠包裝、單獨、恰當?shù)倪\輸，妥善保管。 非安全氣囊專業(yè)維修人員不得進行安全氣囊的檢查、維修工作。 不能使安全氣囊的元器件受85以上的高溫。 不能任意改動安全氣囊系統(tǒng)的線路和元器件結(jié)構(gòu)。 不能在裝有安全氣囊的部位粘貼飾物、膠條及擺放任何物品。 未成年兒童和身材短小乘員，乘坐有安全氣囊的車輛時要坐后排，因氣囊對他們的保護效果不如成年人。 對安全氣囊進行所有的維修作業(yè)時都必須在斷開蓄電池電源線3min后再進行，以免發(fā)生意外氣囊展開。 單元7 安全氣囊系統(tǒng) 第一節(jié) 概述一、安全氣囊的類型按碰撞類型

12、正面防護安全氣囊、側(cè)面防護安全氣囊和頂部碰撞防護安全氣囊。 按氣囊數(shù)目單氣囊系統(tǒng)、雙氣囊系統(tǒng)等。第一節(jié) 概述二、汽車對安全氣囊的要求可靠性高安全氣囊的使用年限為7-15年 。安全可靠能正確區(qū)分制動減速度和碰撞減速度的區(qū)別 靈敏度高當汽車發(fā)生碰撞時，在二次碰撞前打開。有防誤爆功能減速度過低，輕微碰撞不能引爆。有自動診斷功能 。電控安全氣囊要有備用電源。 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理 一、組成 有傳感器、氣囊組件及安全氣囊ECU等組成。 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理二、原理第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理三、傳感器碰撞傳感器：檢測汽車碰撞強度的信號，并將信號輸入給安全氣囊ECU

13、，安裝于汽車前部的碰撞傳感器叫前碰撞傳感器；安裝于安全氣囊ECU內(nèi)部的碰撞傳感器叫中央傳感器。安全傳感器：安全傳感器也叫做保險傳感器，防止安全氣囊系統(tǒng)在非碰撞的情況下發(fā)生誤引爆。安全傳感器安裝在安全氣囊ECU內(nèi)部，通常有兩個安全傳感器。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理1、碰撞傳感器（1）滾球式傳感器結(jié)構(gòu)及原理 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理工作原理 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理（2）偏心錘式傳感器的結(jié)構(gòu)與原理 外型如圖：第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理結(jié)構(gòu)圖第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理工作原理：第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理2、安全傳感器第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)

14、的組成及工作原理四、氣囊組件 由氣體發(fā)生器、點火器、氣囊、飾蓋和底板等組成。駕駛員側(cè)氣囊組件位于方向盤中心處，乘客側(cè)氣囊組件位于儀表板右側(cè)雜貨箱上方。 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理1、氣體發(fā)生器作用是在有效的時間內(nèi)產(chǎn)生氣體，使氣囊張開。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，用以過濾充氣劑和點火劑燃燒產(chǎn)生的渣粒。氣體發(fā)生器是利用熱效反應產(chǎn)生氮氣而充入氣囊。在點火器引爆點火劑瞬間，點火劑會產(chǎn)生大量熱量，疊氮化鈉藥片受熱立即分解，產(chǎn)生氮氣并從充氣孔充入氣囊。雖然氮氣是無毒氣體，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

15、末）。這些物質(zhì)是有害的，因此在清潔膨脹后的氣囊時，應保持良好的通風并采取防護措施。 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理氣體發(fā)生器的結(jié)構(gòu)第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理2、點火器第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理3、氣囊 駕駛員側(cè)的氣囊多采用尼龍布涂氯丁橡膠或有機硅制成。橡膠涂層起密封和保護作用，氣囊背面有2個泄氣孔。乘客側(cè)氣囊沒有涂層，靠尼龍布本身的孔隙泄氣。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理五、安全氣囊SRS指示燈SRS指示燈位于儀表板上，按通點火開關時，診斷單元對系統(tǒng)進行自檢，若點亮6s后熄滅，表示安全氣囊系統(tǒng)正常；若6s后SRS指示燈依然閃爍或一直不熄滅，表示安全氣囊系統(tǒng)有故障

16、，提示駕駛員應進行維修。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理六、安全氣囊ECU 安全氣囊ECU由中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM、I/O接口，驅(qū)動器等電子電路組成，同時，安全氣囊ECU內(nèi)部還有安全傳感器、備用電源、穩(wěn)壓電路和故障自診斷電路等等。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理安全氣囊ECU結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理 ECU電控系統(tǒng)的原理 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理七、安全氣囊系統(tǒng)線束安全氣囊系統(tǒng)的所有線束都套裝在黃色的波紋管內(nèi)，并與車頸線束連成一體，以便于區(qū)別。為了保證方向盤具有足夠的轉(zhuǎn)動角度而又不致?lián)p傷駕駛員氣囊組件的連接線束，在方向盤與轉(zhuǎn)向

17、柱管之間采用了螺旋線束，即將線束安裝在螺旋形彈簧內(nèi)，再將螺旋彈簧放到彈簧殼體內(nèi)。電喇叭線束也安裝在螺旋在彈簧內(nèi)，螺旋彈簧安裝在方向盤與轉(zhuǎn)向柱之間，安裝時應注意其安裝位置和方向，否則將導致螺旋線束和電喇叭線束折斷、方向盤轉(zhuǎn)向角度不足或轉(zhuǎn)向沉重。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理線束結(jié)構(gòu)圖第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理八、保險機構(gòu)安全氣囊系統(tǒng)在線束連接器中也采用了防止氣囊誤引爆機構(gòu)，主要是防止在維修拆裝過程中，由于靜電或誤通電將點火器中的電熱絲電路接通而將氣囊引爆。安全氣囊線束為了區(qū)別其他線束，不但將線束做成黃色，而且線束連接器采用導電性能和耐久性能良好的鍍金端子，并設計有防止氣囊誤爆機構(gòu)

18、、端子雙重鎖定機構(gòu)、連接器雙重鎖定構(gòu)和電路連接檢查機構(gòu)。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理 1、防止安全氣囊誤引爆機構(gòu) 在這種連接器中有一個短路片。當連接器插頭與插座接在一起時，插頭的絕緣體將短路片頂起，短路片與點火器的兩個端子分開，點火器中電熱絲電路處于正常連接狀態(tài)；當連接器撥下時，短路片就自動將點火器的兩個引線端子短接，使點火器的電熱絲與短路片構(gòu)成回路，此時即使誤將電源加到點火器上，點火器也不會引爆，從而防止安全氣囊誤引爆。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理原理圖 第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理 2、電路連接診斷機構(gòu) 電路連接診斷機構(gòu)是用來監(jiān)測連接器是否連接可靠，常用于前碰撞傳感

19、器。在這種連接器中，有一個診斷銷，和兩個診斷端子，連接器正常連接時，診斷銷與前碰撞傳感器中的常開觸點并聯(lián)。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理原理圖第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理 3、連接器雙重鎖定機構(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構(gòu)，用于鎖定連接器的插頭與插座，防止連接器脫開。當主鎖未鎖定時，插頭上的兩個凸臺阻止副鎖鎖定；當主鎖完全鎖定時，副鎖鎖柄方能轉(zhuǎn)動并鎖定；當主鎖與副鎖雙重鎖定時，防止連接器插頭與插座分開。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理結(jié)構(gòu)圖第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理 4、端子雙重鎖定機構(gòu) 安全氣囊系統(tǒng)的每一個連接器都設有端子雙重鎖

20、定機構(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，鎖柄為一次鎖定機構(gòu)，可防止端子沿引線軸向方向滑動；分隔片為二次鎖定機構(gòu)，可防止端子沿引線徑向移動。第二節(jié) 安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理原理圖第三節(jié) 電控安全氣囊系統(tǒng)的控制過程第三節(jié) 電控安全氣囊系統(tǒng)的控制過程第三節(jié) 電控安全氣囊系統(tǒng)的控制過程 前碰撞傳感器、安全傳感器與點火器都是串聯(lián)的，安全傳感器控制點火器的電源側(cè)電路，前碰撞傳感器控制點火器的搭鐵側(cè)電路， 點火器引爆氣囊的條件是前碰撞傳感器與安全氣囊ECU內(nèi)的安全傳感器必須同時接通。當汽車發(fā)生碰撞時，前碰撞傳感器、安全傳感器送給安全氣囊ECU一個閉合信號，這時安全氣

21、囊ECU再綜合中央傳感器、SRS檢測電路，最后發(fā)出點火指令，通過點火驅(qū)動電路控制點火器的最終搭鐵，點火器中電熱絲迅速通電，引爆充氣劑，充氣劑受熱分解產(chǎn)生大量氮氣，充入氣囊。第三節(jié) 電控安全氣囊系統(tǒng)的控制過程安全氣囊系統(tǒng)的控制過程實例第三節(jié) 電控安全氣囊系統(tǒng)的控制過程原理圖第三節(jié) 電控安全氣囊系統(tǒng)的控制過程 電路特點 前碰撞傳感器9、10與安裝在安全氣囊ECU中的中心傳感器并聯(lián)，駕駛員側(cè)氣囊點火器7與副駕駛員側(cè)氣囊點火器8并聯(lián)，左、右安全帶收緊器點火器5、6并聯(lián)。在安全氣囊ECU中有兩個相互并聯(lián)的安全傳感器，其中一個與安全帶收緊器5、6和安全氣囊ECU中的驅(qū)動電路構(gòu)成回路，收緊器的點火器由安全氣

22、囊ECU控制。另一個安全傳感器與氣囊點火器7、8和前碰撞傳感器9、10構(gòu)成回路，氣囊點火器7、8也由安全氣囊ECU控制。第三節(jié) 電控安全氣囊系統(tǒng)的控制過程 工作原理當汽車車速低于30km/h發(fā)生碰撞時，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火器。與此同時，向左、右安全帶點火器發(fā)出點火指令使安全帶收緊，防止駕駛員和乘客受傷。當汽車車速高于30km/h發(fā)生碰撞時，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囊和安全帶收緊器共同保護駕駛員和乘客。與此同時，向左、右安全帶點火器和安全氣囊點火器發(fā)出點火指令，在安全帶收緊的同時，駕駛員側(cè)氣囊和乘客