6汽车安全技术-第6章乘员保护系统2-SRS2

6.3安全气囊系统(SupplementalRestraintSystem)SRS知识回顾：汽车安全性主动安全性被动安全性主动安全系统舒适性系统碰撞安全性ABSASRESPACC碰撞过程一次碰撞二次碰撞车身安全结构乘员保护系统吸能结构乘员舱结构乘员约束系统安全转向安全带SRS安全座椅仪表板6.3安全气囊系统⒈概述⒉安全气囊系统的组成和工作原理⒊安全气囊的设计⒋安全气囊技术的新发展⒌安全气囊的性能及试验研究⒍安全气囊工作过程的计算机仿真研究⒈概述安全气囊系统(也称辅助乘员保护系统)(SupplementalRestraintSystem)简称SRS。⑴基本思想：在汽车碰撞过程中，一次碰撞后二次碰撞前，在乘员和车内结构之间打开缓冲垫（气囊），起到保护乘员的作用。基本思想⑵安全气囊的类型按碰撞类型⑴正面碰撞防护安全气囊⑵侧面碰撞防护安全气囊⑶顶部碰撞防护安全气囊按气囊数目⑴单气囊系统⑵双气囊系统⑶多气囊系统碰撞形式汽车碰撞事故的概率分布正面碰撞39%侧面碰撞37%追尾碰撞24%正面安全气囊正面安全气囊侧面安全气囊汽车安全气囊布置①可靠性高安全气囊的使用年限为7-15年。②安全可靠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，在二次碰撞前打开。④有防误爆功能减速度过过低，轻微碰撞不能引爆。⑤有自动诊断功能。⑥电控安全气囊要有备用电源。⑶汽车对安全气囊的要求⒉安全气囊系统的组成和工作原理安全气囊的组成：传感器、ECU、气囊组件⑴传感器：碰撞传感器、安全传感器⑵气囊组件：气体发生器、点火器、气袋等组成⑶ECU：由中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、I/O接口，驱动器等电子电路组成，同时，安全气囊ECU内部还有安全传感器、备用电源、稳压电路和故障自诊断电路。安全气囊工作原理⑴传感器①应变式加速度传感器②压电加速度传感器压电弯曲元件传感器的碰撞减速度波形⑵气囊组件气囊组件包括：气袋、点火器、气体发生器气袋①气袋材料：尼龙66、聚酯纤维②气袋涂层：氯丁二烯橡胶、硅胶③气袋的漏气特性：排气节流孔、漏气滤布④气袋的排气机构：保证气流方向与期待膨胀方向不同。气袋及盖件安全气囊安装点火器的构造火药式气体发生器充气剂为叠氮化钠（NaN3）⑶电控单元ECU①机械式：机械式传感器直接触发气体发生器。②机电式：机电结合式传感器直接触发电子点火，引发气体发生器。③电子式：电子式传感器向ECU输入信号，由ECU控制点火器触发气体发生器。综合中央电控单元碰撞减速度和头部位移ECU⒊安全气囊的设计⑴设计时的主要问题①汽车的碰撞性能—加速度特性曲线②安全气囊的尺寸③气体发生器的特性：气体量、反应速度④电控系统的控制：时序、可靠性⑤气袋材料⑥气袋结构和折叠方式⑦气囊的安装和外保护⑵设计原则：①点火条件:碰撞的判断速度门阈值：单独使用18~20km/h与安全带共同使用30~35km/h②点火时刻:“127mm－30ms”准则乘员与方向盘距离305mm安全气囊厚度178mm充气时间30ms人接触气囊时刻对应充满气的时刻①碰撞②安全带和安全气囊点火③安全带收紧④气袋充气完成正面碰撞乘员位移正面安全气囊工作时序正面安全气囊系统的有效范围正面安全气囊系统在汽车从正前方或斜前方30°角范围内发生碰撞且其纵向减速度达到某一值（减速度阈值）时，才能引爆正面安全气囊。(1)正面碰撞超过30°角时；(2)汽车遭受横向碰撞时；(3)汽车遭受后方碰撞时；(4)发生绕纵向轴线侧翻时；美国引爆气囊的车速为12km/h~22km/h；日本和欧洲引爆气囊的车速为19km/h~32km/h。⑶开发过程①实车碰撞试验②实车碰撞试验结果分析③确定传感器位置④安全气囊组件开发⑤试验与模拟确定安全气囊参数⑥安全气囊组件试验⑦安全气囊匹配试验⑧安全气囊抗干扰试验⑨安全气囊认证试验⑷计算机辅助设计主要应用软件①荷兰：MADYMO②法国：RAM―SAFE⒋安全气囊技术的新发展⑴气囊织物技术：轻、薄⑵气袋的内部结构：先展开后膨胀⑶气体发生器技术：减少膨胀伤害⑷传感器技术：自适应性⑸未来发展趋势：智能化、小型轻型化实现全方位保护、环保⒌安全气囊的性能及试验研究主要对气体发生器和气袋进行环境测试和性能测试⑴环境试验高温、低温、粉尘、光照、振动、冲击防静电、湿热、盐雾、燃烧、有毒残留⑵机械性能试验坠落、压力、展开、气袋容积、强度点火器点火、爆裂、机械碰撞等跌落测试:在气体发生器的3个主轴、6个方向进行自由落体试验。机械冲击试验：对气体发生器施加一定强度和脉宽的半正弦脉冲。真空测试：将气体发生器放置于高海拔模拟容器中1h。振动与温度同时作用测试：在温度循环的同时，对样品施随机振动载荷。热度湿度循环：对样品进行30次热湿温度循环。静电放电测试：对气体发生器进行静电放电，以检验气体发生器抗静电放电点爆的能力。气袋系统试验系统试验分为静态试验和动态试验。静态试验：气袋静态试验按照前述试验进行，检验气体发生器和气袋组件的技术性能。动态试验：动态试验主要检验气袋模块的保护性能、气袋控制器的点爆条件和气袋系统与具体车型的匹配。动态试验分为台车试验和实车试验。台车试验：发射型、冲撞型实车试验:发射型台车试验冲撞型台车试验碰撞试验不合格安全系统⒍安全气囊工作过程的计算机仿真研究安全气囊的仿真研究的关键技术：应用有限元法的新的单元理论和本构关系计算机模拟TRWAutomotive（美国天合汽车集团）全球最大的汽车安全系统供应商之一，集团总部设在美国密歇根州利沃尼亚市，在全球26多个国家和地区拥有六万三千多名员工，2005年销售额达126亿美元。TRW生产制动、转向、悬挂、乘员安全方面的高科技主、被动安全产品及系统。产品包括集成化车辆控制系统、驾驶辅助系统、制动系统、转向系统、悬挂系统、乘员安全系统（包括安全气囊和座椅安全带）、安全电子装置、发动机部件,工程紧固系统和零部件售后配换及技术服务。TRW目前在中国拥有十二家子公司，员工两千六百余人。总部设在上海。