汽车气囊系统与安全带
在检修安全气囊的过程中,切勿测量点火器的电阻,见图8.15。 该操作可能造成气囊膨开,非常危险。
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图8.15 切勿测量点火器的电阻
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3) 气囊 气囊按位置分为驾驶员气囊、乘员气囊、侧面气囊等;有用来 保护上身的大型气囊,也有用来主要保护面部的小型气囊。驾驶员 气囊多采用尼龙布涂氯丁橡胶或有机硅制造,橡胶涂层起密封和阻 燃作用。气囊背面有两个直径约25 mm左右的泄气孔,当乘员和气 囊相碰时,借助圆孔的放气可减轻振荡。放气过程同时也是一个释 放能量的过程,因此可以很快地吸收乘员的动能,有助于保护乘员。 乘员气囊没有涂层,靠尼龙布本身的间隙泄气。
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(5) 智能型安全气囊。为了克服普通安全气囊系统的不足,人 们正在研制新一代安全气囊系统,即智能型安全气囊(Smart Air Bag)。智能型安全气囊系统比一般安全气囊系统增加了以下几种功 能:
① 检测乘员是否系上座椅安全带; ② 检测乘员乘坐位置; ③ 检测儿童座椅; ④ 调控安全气囊充气膨胀力; ⑤ 检测座椅上是否有乘员; ⑥ 检测气温。
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1—旋转触点;2—固定触点;3—止动器; 4—偏心重块;5—螺旋弹簧力;6—偏心转子
图8.10 偏心式传感器的工作过汽车程气囊系统与安全带
(3) 水银开关式传感器。水银开关式传感器是安全传感器中常 见的一种。如图8.11所示,当汽车碰撞时,水银产生惯性力,抛向 电极2和电极3,使两极接通,并使点火器接通。安全传感器一般比 碰撞传感器所需的惯性力或减速度小,以保证碰撞传感器可靠工作。
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图8.5 安全气囊点火的判断条件
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安全气囊系统的整个工作过程大约需要100 ms左右,可分为四 个阶段,见图8.6。
第一阶段(见图8.6(a)):汽车撞车,达到气囊系统引爆极限,传 感器从测出碰撞到接通电流需10 ms,引爆器点燃气囊的气体发生 器,而此时驾驶员仍然处于直坐状态。
2. 气囊组件 气囊组件主要由气体发生器、点火器、气囊、衬垫、饰盖和底 板组成。驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处,乘客侧气囊组件位 于仪表板右侧手套盒的上方。 1) 气体发生器 气体发生器又称充气器,用于在点火器引爆点火剂时产生气体 向气囊充气,使气囊膨开。气体发生器用专用螺栓和专用螺母固定 在气囊支架上,装配时只能用专用工具进行。气体发生器由上盖、 下盖、充气剂(片状叠氮化钠)和金属滤网组成,见图8.13。上盖上 有若干个充气孔,充气孔有长方孔和圆孔两种。下盖上有安装孔, 以便将气体发生器安装到气囊支架上。上盖与下盖用冷压工艺压装 成一体,壳体内装充气剂、滤网和点火器。金属滤网安放在气体发 生器的内表面,用以过滤充气剂和点火剂燃烧汽后车气的囊系渣统与粒安全。带
下面重点介绍电子式安全气囊系统的工作过程。 电子式安全气囊系统主要由传感器、气囊组件、气体发生器、 电控装置(ECU)等组成,见图8.3。
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1—中央气囊传感器总成;2—前部碰撞传感器(左);3—气囊与充气装置; 4—螺旋电缆;5—气囊报警灯;6—前部碰撞传感器(右) 图8.3 安全气囊系统的组成汽车气囊系统与安全带
法进行。
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图8.16
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4) 衬垫
衬垫是气囊组件中一个重要的组成部分,由聚氨酯制成。在制
造过程中使用了很薄的水基发泡剂,所以其质量特别轻。平时它作
为转向盘的上表面,把气囊与外界隔离开,既起到了维护作用,也
起到了修饰作用。气囊膨开时,它在气囊爆发力的作用下快速、及
时地断裂开,并且对安全气囊展开过程毫无阻碍。
起动安全气囊,并提供足够的电能或机械能点燃气体发生器。 传感器按其功能可分为碰撞传感器和安全传感器两种。安全传
感器也称触发传感器,其闭合的减速度与碰撞传感器相比要稍小一 些,起保险作用,防止因碰撞传感器短路而造成误爆开。
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传感器按其结构可分为机械式、机电式和电子式三种。 1) 机械式传感器 全机械式传感器的结构如图8.7所示。当传感器中传感重块的减 速度达到某一特定值时,传感重块便将其机械能直接传给引发器使 气囊膨开。该传感器用于机械式安全气囊系统。
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二、安全气囊的组成与工作原理 机械式安全气囊系统主要由传感器、气囊组件、气体发生器等
组成。安全气囊工作由传感器直接引爆点火,见图8.2。该安全气囊 系统的优点是结构简单,成本低;缺点是可靠性差,容易误动作。
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图8.2 机械式安全气囊系统的工作原理
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在拆卸转向盘衬垫或处理新的转向盘衬垫时,应将衬垫正面朝
上放置,见图8.16。另外,不要将转向盘衬垫存放在另一个衬垫上
面。将转向盘衬垫的金属面朝上存放时,如果转向盘衬垫因为某种
原因充气,可能导致严重的事故。
在报废汽车整车或报废SRS组件时,应在报废之前先用专用维
修工具SST将气囊引爆。引爆SRS气囊时,应按制造厂家规定的方
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2) 点火器 点火器外包铝箔,安装在气体发生器内部中央位置,其结构见 图8.14。 点火剂包括引爆炸药和引药,引出导线与气囊插接器插头连接, 插接器中设有短路片(铜质弹簧片)。当插接器插头拔下或插头与插 接器未完全结合时,短路片将两根引线短接,防止静电或误导电将 电热丝电路接通而造成气囊误膨开。
出特性的变化。所以半导体压力传感器要求有稳定的电源。
注意:如果使用水银开关式以外的安全传感器,在气囊引爆膨
胀后,中央气囊传感器总成绝不可重复使用。因为在气囊动作时,
会有大电流流过传感器的触点,使触点表面产生烧蚀而令电阻过大,
造成气囊可靠性降低。
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1—集成电路;2—惯性质量;3—变形针 图8.12 电子式传感器汽车气囊系统与安全带
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2020/11/23
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第一节 安全气囊系统
一、安全气囊的作用与类型 1. 安全气囊的作用 安全气囊系统(Supplemental Restraint System,SRS)也称辅助乘
员保护系统。它是一种当汽车遭到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的 缓冲垫,通常它与座椅安全带配合使用,可以为乘员提供十分有效 的防撞保护。如图8.1所示,当汽车发生碰撞时,将在乘员和汽车内 部结构之间迅速打开一个充满气体的袋子,使乘员撞在气袋上,避 免或减缓碰撞,从而达到保护乘员的目的。
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1—感应块;2—撞针;3—偏置弹簧;4—D轴;5—顶盖 图8.7 全机械式传感器汽车气囊系统与安全带
2) 机电式传感器 机电式传感器主要有滚球式、偏心式、水银开关式等形式。 (1) 滚球式传感器。如图8.8所示,平时小钢球被磁场力所约束。 当碰撞时,小钢球就在圆柱形钢套内向前运动。一旦接触到前面的 触点,则将局部电路接通。这种传感器目前应用很广,可以检测各 种撞击信号。
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图8.1 安全气囊对乘员的保护汽作车气用囊系统与安全带
2. 安全气囊的类型 (1) 按照气囊的数量分为:单气囊系统(只装在驾驶员侧)、 双气囊系统(驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个安全气囊)和多气囊 系统(前排安全气囊、后排安全气囊、侧面安全气囊)。 (2) 按照气囊的大小分为:保护全身的安全气囊、保护整个 上身的大型气囊和主要保护面部的小型护面气囊。 (3) 按照充气装置点火系统的不同分为:电子式气囊与机械 式气囊。 (4) 按照保护对象的不同分为:驾驶员防撞安全气囊、前排 乘员防撞安全气囊、后排乘员防撞安全气囊和侧面防撞安全气 囊。
汽车上装有车前与车内两种碰撞传感器,位于车前两侧的车前 传感器可保证在正面上30°范围内有效地工作。当汽车发生碰撞时, 由传感器对碰撞程度进行识别,对于中等程度以上的碰撞,传感器 发出信号给ECU,经ECU判别后发出点火信号使点火器工作,气体 发生装置在极短的时间内产生大量气体通过滤清器充入卷收在一起 的气囊,使其膨胀,见图8.4。
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图8.4 安全气囊系统的工作原理 汽车气囊系统与安全带
安全气囊系统所用的碰撞传感器,一般根据所承担的任务不同 分为车前传感器、中央传感器与安全传感器。车前传感器用来检测 汽车正面低速碰撞所受到的冲击信号,中央传感器用来检测汽车发 生高速碰撞的信息,安全传感器用来防止系统在非碰撞状况引起安 全气囊误动作。安全气囊点火及点火的判断条件如图8.5(a)、(b)所 示。
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1—小钢球;2—磁铁;3—触点 图8.8 滚球式传感器
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(2) 偏心式传感器。偏心式传感器为具有偏心转动质量的机电 式加速度传感器,它是由外壳、偏心转子、偏心重块、旋转触点与 固定触点、螺旋弹簧等构成的,如图8.9所示。偏心式传感器的外侧 装有一个电阻,作自检之用,即检测传感器总成与其之间的线路是 否有开路或短路。
气囊是否需要膨开。若需要气囊膨开,ECU便会接通点火电路,如
机电式安全传感器同时也闭合,则引发器接通,气囊膨开。
电子式传感器通常是一个半导体压力传感ห้องสมุดไป่ตู้,其结构如图8.12
所示。汽车的速度越大,碰撞后产生减速度的力就越大,则输出的
电压也越大。由于半导体压力传感器输出特性受温度的影响较大,
故应用晶体管的基极—发射极间的电压的温度变化来消除传感器输
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1—盖;2、3—电极;4—O形圈;5—水银撞上后的位置; 6—壳体;7—水银;F1—水银运动分力;F2—撞击力 图8.11 水银开关式传感器汽车气囊系统与安全带
3) 电子式传感器(中央安全气囊传感器)
电子式加速度计对汽车正向加速度进行连续测量,并将测量结
果输送给ECU。ECU内有一套复杂的碰撞信号处理程序,能够确定
1—上盖;2—充气孔;3—下盖;4—充气剂; 5—点火器药筒;6—金属滤网;7—电热丝;8—引爆炸药