安全氣囊工作原理（課堂PPT）

1、.1汽車安全氣囊系統(tǒng)（汽車安全氣囊系統(tǒng)（SRS).2一、概述一、概述1、作用、作用 當汽車遭受碰撞導(dǎo)致車速急劇變化時，氣囊迅速當汽車遭受碰撞導(dǎo)致車速急劇變化時，氣囊迅速膨脹，在駕駛員、乘員與車內(nèi)構(gòu)件之間迅速鋪墊一個膨脹，在駕駛員、乘員與車內(nèi)構(gòu)件之間迅速鋪墊一個氣墊，使駕駛員、乘員頭部與胸部壓在充滿氣體的氣氣墊，使駕駛員、乘員頭部與胸部壓在充滿氣體的氣囊上，利用氣囊的阻尼作用和氣囊排氣節(jié)流的阻尼作囊上，利用氣囊的阻尼作用和氣囊排氣節(jié)流的阻尼作用來吸收人體慣性力產(chǎn)生的動能，從而減輕人體遭受用來吸收人體慣性力產(chǎn)生的動能，從而減輕人體遭受傷害的程度傷害的程度。 安全氣囊是當車輛發(fā)生碰撞事故時保護乘員的

2、安安全氣囊是當車輛發(fā)生碰撞事故時保護乘員的安全帶輔助裝置。全帶輔助裝置。( (必須和安全帶配合）必須和安全帶配合）.3駕駛員無安全帶與安全氣囊保護前排乘員無安全帶與安全氣囊保護.4駕駛員無安全氣囊但佩戴安全帶駕駛員有安全氣囊但未佩戴安全帶.52、分類、分類單氣囊單氣囊（只裝在駕駛員側(cè)）（只裝在駕駛員側(cè)）按數(shù)量分按數(shù)量分 雙氣囊雙氣囊（駕駛員側(cè)和副駕駛員側(cè)）（駕駛員側(cè)和副駕駛員側(cè)）多氣囊多氣囊（駕駛員、副駕駛、側(cè)向等）（駕駛員、副駕駛、側(cè)向等）按引爆方式按引爆方式 機械式（目前很少用）機械式（目前很少用） 電子式（普遍使用）電子式（普遍使用）安全氣囊（保護全身）安全氣囊（保護全身）按氣囊大小按氣

3、囊大小大型氣囊（保護上半身）大型氣囊（保護上半身）小型氣囊（保護面部）小型氣囊（保護面部）.6駕駛員用駕駛員用前排乘員用前排乘員用按保護對象按保護對象后排乘員用后排乘員用側(cè)面防撞用側(cè)面防撞用下肢用下肢用車頂部用車頂部用.7.8.9.10.113、對安全氣囊的要求、對安全氣囊的要求 可靠性高：可靠性高：使用年限為使用年限為7-15年年 安全可靠：安全可靠：正確區(qū)分制動減速和碰撞減速的區(qū)別正確區(qū)分制動減速和碰撞減速的區(qū)別 靈敏度高：靈敏度高：當發(fā)生碰撞時，在第二次碰撞前打開當發(fā)生碰撞時，在第二次碰撞前打開 有防誤爆功能：有防誤爆功能：輕微碰撞下不能打開輕微碰撞下不能打開 有自動診斷功能有自動診斷功

4、能 有備用電源有備用電源.12二、安全氣囊系統(tǒng)的組成二、安全氣囊系統(tǒng)的組成 傳感器傳感器 電控單元（電控單元（ECU） 氣囊組件氣囊組件 安全指示燈等安全指示燈等.13（一）傳感器（一）傳感器1、作用、作用 在汽車發(fā)生碰撞時，由傳感器檢測汽車在汽車發(fā)生碰撞時，由傳感器檢測汽車碰撞的強度信號，并將信號輸入電子控制碰撞的強度信號，并將信號輸入電子控制單元（單元（ECU），），ECU根據(jù)碰撞傳感器的信根據(jù)碰撞傳感器的信號判斷是否引爆充氣元件給氣囊充氣。號判斷是否引爆充氣元件給氣囊充氣。.142、分類、分類.15（1）機械式傳感器）機械式傳感器(偏心錘式）偏心錘式）.16（2）機電式（鋼球式、滾筒式）

5、機電式（鋼球式、滾筒式）.17（3）電子式（壓電式）電子式（壓電式）.18.19（4）安全傳感器（防護碰撞傳感器）安全傳感器（防護碰撞傳感器） 作用：防止因碰撞傳感器短路而造成氣囊誤爆作用：防止因碰撞傳感器短路而造成氣囊誤爆炸。炸。 減速度值比碰撞傳感器小一些，減速度值比碰撞傳感器小一些， 只有當安全傳感器和任一碰撞傳感器同時接通，只有當安全傳感器和任一碰撞傳感器同時接通，SRS電路才接通，氣囊才可能充氣電路才接通，氣囊才可能充氣 當發(fā)生碰撞時，足夠大當發(fā)生碰撞時，足夠大的慣性力將水銀上拋，的慣性力將水銀上拋，接通傳爆管電路。接通傳爆管電路。.20（二）、電控單元（二）、電控單元（ECU） 是

6、氣囊系統(tǒng)的核心部件，大多安裝在駕駛是氣囊系統(tǒng)的核心部件，大多安裝在駕駛艙內(nèi)中央控制臺下面艙內(nèi)中央控制臺下面。.211、邏輯模塊（微處理器）、邏輯模塊（微處理器） 用于監(jiān)測汽車縱向減速度或慣性力是否達用于監(jiān)測汽車縱向減速度或慣性力是否達到設(shè)定值，控制氣囊組件中的點火器引爆到設(shè)定值，控制氣囊組件中的點火器引爆點火劑。點火劑。功能：邏輯判斷功能：邏輯判斷 診斷測試診斷測試2、信號處理電路、信號處理電路 由放大器和濾波器組成，用于對傳感由放大器和濾波器組成，用于對傳感器檢測的信號進行整形、放大和濾波，以器檢測的信號進行整形、放大和濾波，以便于便于ECU能夠接收、識別和處理。能夠接收、識別和處理。 .2

7、23、備用電源、備用電源氣囊系統(tǒng)有兩個電源氣囊系統(tǒng)有兩個電源 汽車電源（蓄電池）汽車電源（蓄電池） 備用電源備用電源備用電源的組成：備用電源的組成：電源控制電路、若干電容電源控制電路、若干電容備用電源的作用：備用電源的作用： 當汽車發(fā)生碰撞導(dǎo)致蓄電池和發(fā)電機與氣囊當汽車發(fā)生碰撞導(dǎo)致蓄電池和發(fā)電機與氣囊系統(tǒng)斷開時，備用電源在一定時間內(nèi)系統(tǒng)斷開時，備用電源在一定時間內(nèi)( (一般為一般為6 s)6 s)可以可以維持氣囊系統(tǒng)供電。在維修氣囊系統(tǒng)時應(yīng)注意備用電維持氣囊系統(tǒng)供電。在維修氣囊系統(tǒng)時應(yīng)注意備用電源的作用，在斷開蓄電池電源后仍需要等待一段時間源的作用，在斷開蓄電池電源后仍需要等待一段時間以使備用

8、電源放電，具體等待時間請參閱相關(guān)維修手以使備用電源放電，具體等待時間請參閱相關(guān)維修手冊。冊。4、保護電路和穩(wěn)壓電路、保護電路和穩(wěn)壓電路 作用：防止作用：防止SRSSRS元件遭受過電壓損害元件遭受過電壓損害.23（三）氣囊組件（三）氣囊組件 組成：組成： 氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器 點火器點火器 氣囊氣囊.241、氣體發(fā)生器（充氣器）、氣體發(fā)生器（充氣器）作用作用：在點火器引爆點火劑時，產(chǎn)生氣體向氣囊在點火器引爆點火劑時，產(chǎn)生氣體向氣囊 充氣，使氣囊爆開。充氣，使氣囊爆開。原理原理：利用熱效反應(yīng)產(chǎn)生氮氣而充入氣囊。在點利用熱效反應(yīng)產(chǎn)生氮氣而充入氣囊。在點 火器引爆點火劑的瞬間，點火劑產(chǎn)生大火器引爆點火

9、劑的瞬間，點火劑產(chǎn)生大量量 熱量，充氣劑（疊氯化鈉）受熱立即釋熱量，充氣劑（疊氯化鈉）受熱立即釋 放氮氣，使氣囊膨脹。放氮氣，使氣囊膨脹。 為了便于安裝，駕駛員氣囊氣體發(fā)生器一般都做成為了便于安裝，駕駛員氣囊氣體發(fā)生器一般都做成圓形。目前，大多數(shù)氣體發(fā)生器都是利用熱效應(yīng)產(chǎn)生圓形。目前，大多數(shù)氣體發(fā)生器都是利用熱效應(yīng)產(chǎn)生氮氣充入氣囊。氮氣充入氣囊。 前排乘客氣囊的氣體發(fā)生器為長筒形，其工作原理前排乘客氣囊的氣體發(fā)生器為長筒形，其工作原理與駕駛員側(cè)氣體發(fā)生器相同與駕駛員側(cè)氣體發(fā)生器相同.25.26.272、點火器、點火器安裝安裝：氣體發(fā)生器的中央位置氣體發(fā)生器的中央位置作用作用：在觸發(fā)碰撞傳感器和

10、防護碰撞傳感器將氣在觸發(fā)碰撞傳感器和防護碰撞傳感器將氣 囊電路接通時，引爆點火劑，產(chǎn)生熱量囊電路接通時，引爆點火劑，產(chǎn)生熱量使使 充氣劑分解。充氣劑分解。.283、氣囊、氣囊氣囊材料：尼龍氣囊材料：尼龍 理想情況：氣囊應(yīng)在汽車發(fā)生碰撞之后，駕駛員或乘員開始前撲之前瞬時展開，此時，駕駛員或乘員頭部移動須小于15cm。接著駕駛員或乘員撲向氣囊，而氣囊也立即冷卻和泄漏，在氣囊收縮的同時吸收沖擊能量。保護駕駛員和乘員免受危害。.29（四）安全氣囊指示燈（四）安全氣囊指示燈 又稱安全氣囊警告燈又稱安全氣囊警告燈指示氣囊系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)指示氣囊系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài) 工作正常工作正常：點火開關(guān)打開后，閃

11、亮幾秒后熄滅。：點火開關(guān)打開后，閃亮幾秒后熄滅。 故障：故障：氣囊指示燈不亮、一直亮或在行駛途中突氣囊指示燈不亮、一直亮或在行駛途中突 然點亮然點亮。.30（五）螺旋電纜（五）螺旋電纜 保證轉(zhuǎn)向盤具有足夠的轉(zhuǎn)動角度而又不致保證轉(zhuǎn)向盤具有足夠的轉(zhuǎn)動角度而又不致于損傷氣囊組件的連接線束于損傷氣囊組件的連接線束.31.32（六）插接器（六）插接器 連接器采用了導(dǎo)電性能和耐久性能良好的鍍連接器采用了導(dǎo)電性能和耐久性能良好的鍍金端子。金端子。.33三、氣囊系統(tǒng)工作原理三、氣囊系統(tǒng)工作原理 當汽車發(fā)生正面碰撞事故時，安全氣囊控制系當汽車發(fā)生正面碰撞事故時，安全氣囊控制系統(tǒng)檢測到?jīng)_擊力統(tǒng)檢測到?jīng)_擊力( (減

12、速度減速度) )超過設(shè)定值時，安全超過設(shè)定值時，安全氣囊電腦立即接通充氣元件中的電爆管電路，氣囊電腦立即接通充氣元件中的電爆管電路，點燃電爆管內(nèi)的點火介質(zhì)，火焰引燃點火藥粉點燃電爆管內(nèi)的點火介質(zhì)，火焰引燃點火藥粉和氣體發(fā)生劑，產(chǎn)生大量氣體，在和氣體發(fā)生劑，產(chǎn)生大量氣體，在0.030.03秒鐘的秒鐘的時間內(nèi)即將氣囊充氣，使氣囊急劇膨脹，沖破時間內(nèi)即將氣囊充氣，使氣囊急劇膨脹，沖破方向盤上裝飾蓋板鼓向駕駛員和乘員，使駕駛方向盤上裝飾蓋板鼓向駕駛員和乘員，使駕駛員和乘員的頭部和胸部壓在充滿氣體的氣囊上員和乘員的頭部和胸部壓在充滿氣體的氣囊上，緩沖對駕駛員和乘員的沖擊，隨后又將氣囊，緩沖對駕駛員和乘員

13、的沖擊，隨后又將氣囊中的氣體放出。中的氣體放出。.34.35.36四、工作過程四、工作過程.37(1)(1)撞車撞車10ms10ms后，達到引爆系統(tǒng)引爆后，達到引爆系統(tǒng)引爆時極限，引爆器引爆，產(chǎn)生大量的時極限，引爆器引爆，產(chǎn)生大量的熾熱氣體。此時駕駛員由于慣性仍熾熱氣體。此時駕駛員由于慣性仍然坐著。然坐著。(2)20ms(2)20ms后駕駛員開始移動，但還沒后駕駛員開始移動，但還沒有到達氣囊；有到達氣囊；(3)40ms(3)40ms后氣囊已完全漲起，駕駛員后氣囊已完全漲起，駕駛員逐漸向前移動，安全帶被拉長，人逐漸向前移動，安全帶被拉長，人的部分沖擊撞吸收。的部分沖擊撞吸收。(4)60ms(4)

14、60ms后駕駛員已經(jīng)開始沉向氣囊。后駕駛員已經(jīng)開始沉向氣囊。(5)80ms(5)80ms后駕駛員的頭和身體上部沉后駕駛員的頭和身體上部沉向氣囊。氣囊的排氣口打開，其中向氣囊。氣囊的排氣口打開，其中的氣體在高壓下勻速逸出，以吸收的氣體在高壓下勻速逸出，以吸收能量。能量。(6)100ms(6)100ms后車速已降為零，這時對后車速已降為零，這時對車內(nèi)的乘員來講事故的危險期就已車內(nèi)的乘員來講事故的危險期就已經(jīng)結(jié)束。經(jīng)結(jié)束。(7)ll0ms(7)ll0ms后。駕駛員向前移動達到后。駕駛員向前移動達到最大距離，并身體開始后移，回向最大距離，并身體開始后移，回向座位。這時大部分氣體已從氣囊中座位。這時大部

15、分氣體已從氣囊中逸出，前方又恢復(fù)了清晰的視野。逸出，前方又恢復(fù)了清晰的視野。.38五、安全氣囊的正確使用五、安全氣囊的正確使用1、必須和安全帶配合使用、必須和安全帶配合使用.39.402、應(yīng)及時排除安全氣囊故障、應(yīng)及時排除安全氣囊故障3、不要認為碰撞安全氣囊傳感器、不要認為碰撞安全氣囊傳感器4、按規(guī)范保管好安全氣囊器件、按規(guī)范保管好安全氣囊器件.41六、注意事項六、注意事項1.1.不能測量點火器電阻不能測量點火器電阻.422.2.不能修理安全氣囊任何組件，只能更換不能修理安全氣囊任何組件，只能更換3.3.妥善保管安全氣囊組件妥善保管安全氣囊組件4.4.充氣組件從充氣組件從 90mm90mm以上落地不能用。以上落地不能用。5.5.充氣組件不能承受充氣組件不能承受6565 C C以上的溫度。以上的溫度。6.6.帶氣的或未展開的充氣