第14讲(安全气囊)

第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊引言：汽车安全气囊系统（简称SRS）是辅助安全系统，是一种被动安全系统，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现。安全带与安全气囊是配套使用，没有安全带，安全气囊的安全效果将要大打折扣。据调查，单独使用安全气囊可使事故死亡率降低18%左右，单独使用安全带可使事故死亡率下降42%左右，而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低47%左右。由此可见，只有两者相互配合才能最大可能的降低事故的死亡率，安全气囊系统必然作为安全带的辅助系统出现。SRS：SupplementalRestraintSystem辅助防护系统常见的辅助防护系统有安全气囊和安全带。在很多汽车的转向盘上和仪表板右侧杂物箱上方都标有SRS或AIRBAG，这表示有安全气囊安装在此处。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊一、安全气囊的分类1、按碰撞类型正面防护安全气囊、侧面防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。2、按气囊数目单气囊系统、双气囊系统及多气囊系统等。3、按控制方式机械控制式和电子控制式。4、电子控制式安全气囊系统根据传感器与控制单元是否组合在一起可分为传感器分离式和传感器整体式。分离式安全气囊：各碰撞传感器不与控制电脑、气囊装在一起；整体式安全气囊是指各碰撞传感器与控制电脑、气囊等合装在一起。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊1、可靠性高安全气囊的使用年限为7-15年。若在碰撞事故中，气囊开启了，则要全套更换气囊系统。2、安全稳定能正确区分制动减速度和碰撞减速度的区别3、灵敏度高当汽车发生碰撞时，在二次碰撞（指驾驶员或乘客与转向盘、仪表板或挡风玻璃碰撞）前打开，并能正确泄气，起到缓冲作用。4、有防误爆功能误爆主要包括两种情况：轻微碰撞，安全气囊引爆，汽车发生碰撞时，气囊打不开或者打开过晚。5、有故障自诊断功能。6、电控安全气囊要有备用电源。二、汽车对安全气囊的要求第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊三、电控安全气囊系统的组成及工作原理系统的组成由安全气囊传感器、气囊组件、安全气囊ECU和SRS指示灯等组成。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊组成：1、传感器传感器包括碰撞传感器、安全传感器，作为电子控制装置计算气囊是否动作的参数。2、气囊组件由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板等组成。驾驶员侧气囊组件位于方向盘中心处，乘客侧气囊组件位于仪表板右侧杂货箱上方。3、电子控制装置（SRSECU）SRSECU是SRS系统的控制中心，其功能是接受传感器输入的信号，判断是否安全起动安全气囊系统，并进行自诊断。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊安全气囊ECU基本工作原理第3章安全气囊与安全带控制系统工作过程：以某汽车在速度为50km/h与前面障碍物相撞时，安全气囊的引爆过程。第3章安全气囊与安全带控制系统安全气囊系统的有效范围安全气囊并非在所有碰撞情况下都能起作用，正面防撞安全气囊系统在汽车正前方±30℃范围内发生碰撞，且其纵向减速度达到某一值时，系统才能工作，在一些其它条件下，都不会动作。第3章安全气囊与安全带控制系统四、安全气囊系统主要构件的结构原理安全气囊传感器包括碰撞传感器、安全传感器。他们都相当于控制开关，决定着是否允许安全气囊工作。（1）碰撞传感器：检测车辆发生碰撞时的减速度或惯性力，并将信号送到安全气囊系统的专用安全电控单元，由ECU决定是否向点火器供电。安装于汽车前部的碰撞传感器叫前碰撞传感器；安装于安全气囊ECU内部的碰撞传感器叫中央传感器。（2）安全传感器：安全传感器也叫做保险传感器，直接串联在点火器电路中，接通与否决定了点火器能否点火，防止安全气囊系统在非碰撞的情况下（前碰撞传感器短路而造成气囊误张开，其信号是供电控单元确定是否发生碰撞）发生误引爆。安全传感器安装在安全气囊ECU内部，通常有两个安全传感器。1、安全气囊传感器第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（1）碰撞传感器的结构原理有机械式和电子式两种。机械式传感器包括偏心锤式、滚球式、滚柱式等；电子式包括压敏电阻式、压电式和电容式。机械式传感器基本上可以简化为由弹簧、质量块构成，当它承受一定时间及一定强度的加速度时，质量块由于惯性作用，触发机械开关，从而引爆气囊。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊1）偏心锤式传感器的结构与原理第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊工作原理偏心锤由汽车碰撞产生的作用力F克服复位弹簧的弹力而转动，带动转子转动一定的角度后，使动、静触点接合，产生碰撞信号，传给ECU。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊2）滚球式传感器结构及原理外型第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊2）滚球式传感器结构及原理工作原理第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（2）安全传感器结构及原理第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊作用：是在有效的时间内产生气体，使气囊张开。气体发生器由上盖、下盖、充气剂（叠氮化钠固体药片）和金属滤网组成。金属滤网安装在气体发生器的内表面，用以过滤充气剂和点火剂燃烧产生的渣粒。原理：气体发生器是利用热效反应产生氮气而充入气囊。在点火器引爆点火剂瞬间，点火剂会产生大量热量，叠氮化钠药片受热立即分解，产生氮气并从充气孔充入气囊。虽然氮气是无毒气体，但是叠化氮钠的副产品有少量的氢氧化钠和碳酸氢钠（白色粉末）。这些物质是有害的，因此在清洁膨胀后的气囊时，应保持良好的通风并采取防护措施。2、气囊组件（气体发生器、点火器、气囊和饰盖等（1）气体发生器第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（1）气体发生器由带充电单元的触发器、固定驱动片、金属过滤网等组成。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（2）点火器(安装在气体发生器内部的中央位置）点火器是安全气气囊的一部分，它装在充气泵中，它接受安全气囊电脑的低电流点火信号，发热点燃气泵中的氢氧化钠。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（3）气囊驾驶员侧的气囊多采用尼龙布涂氯丁橡胶或有机硅制成。橡胶涂层起密封和保护作用，气囊背面有2个泄气孔。乘客侧气囊没有涂层，靠尼龙布本身的孔隙泄气。（4）饰盖饰盖是气囊组件的盖板，上面制有撕缝，以便气囊能冲破饰盖打开。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊SRS指示灯位于仪表板上，按通点火开关时，诊断单元对系统进行自检，若点亮6s后熄灭，表示安全气囊系统正常；若6s后SRS指示灯依然闪烁或一直不熄灭，表示安全气囊系统有故障，提示驾驶员应进行维修。SRS警示灯装在仪表板上，有的用图形显示，有的用字母显示。3、安全气囊SRS指示灯第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊SRS电脑(安全气囊ECU)。SRS电脑是安全气囊的控制中心，其功用是接收碰撞传感器及其他各传感器输入的信号，判断是否点火引爆气囊充气，并对系统故障进行自诊断。安全气囊ECU由稳压电路、备用电源电路、SRS侦测电路、点火控制引爆电路、安全传感器、故障自诊断电路等部分组成。4、安全气囊ECU第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊图丰田车系安全气囊系统ECU组成及电路图第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊4、安全气囊ECU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。备用电源的功用是：当汽车电源与安全气囊ECU之间的电路切断后，在一定时间内（一般为6-20s），备用电源继续向安全气囊ECU供电，保持安全气囊系统的正常功能。当汽车遭受碰撞而导致蓄电池或发动机与安全气囊ECU之间的电路切断时，备用电源能在6-20s之内向安全气囊ECU供电，保证安全气囊ECU测出碰撞、发出点火指令及引爆气囊等正常功能。时间过长，备用电源供电能力下降，不能确保安全气囊系统正常工作。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊5．安全气囊系统线束安全气囊系统的所有线束都套装在黄色的波纹管内。为了保证方向盘具有足够的转动角度而又不致损伤驾驶员气囊组件的连接线束，在方向盘与转向柱管之间采用了螺旋线束，即将线束安装在螺旋形弹簧内，再将螺旋弹簧放到弹簧壳体内。电喇叭线束也安装在螺旋在弹簧内，螺旋弹簧安装在方向盘与转向柱之间，安装时应注意其安装位置和方向，否则将导致螺旋线束和电喇叭线束折断、方向盘转向角度不足或转向沉重。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊6．保险机构安全气囊系统在线束连接器中也采用了防止气囊误引爆机构，主要是防止在维修折装过程中，由于静电或误通电将点火器中的电热丝电路接通而将气囊引爆。防止气囊误爆机构保险机构：端子双重锁定机构连接器双重锁定构电路连接检查机构第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊序号项目连接器代号序号项目连接器代号1防误引爆机构2、5、83连接器双重锁定机构5、82电路连接诊断机构1、3、7、94端子双重锁定1、2、3、4、5、7、8、9第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（1）防止安全气囊误引爆机构第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（2）电路连接诊断机构电路连接诊断机构是用来监测连接器是否连接可靠，常用于前碰撞传感器。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（3）连接器双重锁定机构安全气囊系统在线束的重要连接部位，其连接器都采用了双重锁定机构，用于锁定连接器的插头与插座，防止连接器脱开。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊（4）端子双重锁定机构安全气囊系统的每一个连接器都设有端子双重锁定机构，用于阻止引线端子滑出，连接器的插头与插座都是由锁柄和分隔片两部分组成，锁柄为一次锁定机构，可防止端子沿引线轴向方向滑动；分隔片为二次锁定机构，可防止端子沿引线径向移动。第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊四、电控安全气囊系统的控制过程1．安全气囊引爆控制原理第3章安全气囊与安全带控制系统第一节电控安全气囊四、电控安全气囊系统的控制过程1．安全气囊引爆控制原理注意：在SRS电源和控制单元正常的情况下，防护传感器和中央传感器同时接通，碰撞传感器和碰撞传感器同时接通，或防护传感器和前碰撞传感器同时接通，均可使点火器接通，引燃气囊，其控制逻辑（“≥1”为逻辑或门，“&”为逻辑与门）。