安全气囊ppt - powerpoint 演示文稿

汽车电子学 安全气囊（SRS） Safety Air Bag System Supplemental Restraint System 2005年南京农业大学研究生课程讲座 2006年4月16日 安全气囊 基本内容 n1、安全气囊系统的功用 n2、安全气囊系统的分类和组成 n3、安全气囊系统控制部件的结构原 理 n4、安全气囊系统的工作原理 n5、安全气囊的发展和研究 一、安全气囊系统的功用 n1.1 当汽车发生碰撞时，汽车与汽车 或汽车与障碍物之间的碰撞成为一次 碰撞。一次碰撞后，汽车速度将急剧 变化，驾驶员和乘员就会受到惯性力 的作用向前运动，并与车内的转向盘 、挡风玻璃或仪表台发生碰撞，这种 碰撞成为二次碰撞。 n1.2 安装气囊系统SRS的功用：当汽 车遭受碰撞导致减速度急剧变化时，气 囊迅速膨胀，在驾驶员或乘员与车内构 件之间铺垫一个气垫，利用气囊排气节 流的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的 动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。 n1.3 安全气囊在汽车发生碰撞事故时， 对人体的保护如图： 1.3.1 无安全气囊，驾驶员未系安全带时的 碰撞情形 n当汽车以48km/h速度发生正面碰撞，90ms时，人体 在转向盘接触处受力约90000N，下肢多处骨折，头部 和巡捕的手上程度大大超过容许程度，一般来说，死 亡在所难免。 1.3.2 无安全气囊，前乘员未系安全带时的 碰撞情形 n但汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，千册患处造成 下肢骨折外，面部受严重损害，胸部损伤相对小些，但 头部的损伤导致成员的死亡。 1.3.3 无安全气囊，驾驶员系上安全带 时的碰撞情形 n当汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，驾驶员头部受伤 较重，胸部由于被安全带约束，可产生近10000N的力，造 成胸骨和肋骨的骨折。 1.3.4 有安全气囊，驾驶员未系安全带时的碰撞情形 n但汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，向前快速运动的人体充分 与安全气囊作用，释放能量。作用在安全气囊上的力约为10000N， 转向轴所受的分力约为9000N,切向分力约为6000N。安全气囊将人 体头部和胸部同驾驶室前部结构（如风挡、转向盘）隔开。避免了 头部和胸部的原种损伤。 二、安全气囊系统的分类和组成 2.1 安全气囊系统的分类 n按控制方式分类：可分为机械式和电子控 制式； n按碰撞传感器的形式分类：可分为机械式 ， 机械电子式，电子控制式； n按传感器的数量分类，可分为多传感器和 单 传感器； n按安全气囊分类，可分为压缩气体式，烟 火 式和混合式。 2.2 安全气囊系统的组成 三、安全气囊系统控制部件的结构原理 n3.1 碰撞传感器 n3.2 安全气囊系统电控单元 n3.3 气囊组件 n3.4 SRS指示灯（指示SRS功能是否正常） n3.5 防止误爆与线路连接诊断机构 3.1 碰撞传感器 碰撞传感器 （按结构分类） 机电结合式水银开关式 电子式 滚球式滚轴式偏心锤式 压阻效应式压电效应式 3.1.1 滚球式碰撞传感器 3.1.2 滚轴式碰撞传感器 3.1.3 偏心锤式碰撞传感器 n偏心锤式碰撞传感器工作原理 3.1.4 水银开关式碰撞传感器 3.2 安全气囊系统电控单元 n安全气囊的电控单元是安全气囊系统的 核心部件，其安装位置依车型而异。 n例如：Lincoln City轿车SRS ECU 内部 结构如图。主要有：专用中央处理单元 ECU、备用电源电路、稳压电路、信号 处理电路、保护电路、点火电路和检测 电路等组成。 n专用CPU 监测汽车纵向减速度 是否达到设定阈值 。 n信号处理电路 对传感器检测的信号 进行整形和滤波处 理。 n备用电源 n稳压保护电路 保护SRS系统中的电 子元件因电压过高 而烧坏 3.3 安全气囊组件 n3.3.1 气囊 q气囊用聚酰胺组织（ 如尼龙）制成，内涂 有聚氯丁二烯，用以 密闭气体。 q未打开时，像降落伞 一样折叠成包。 q气囊后有两个或四个 孔，用于排气。 n气体发生器 又成为充气 器，用专用 螺栓与螺母 固定在转向 盘的气囊支 架上。 n充气剂普遍 采用叠氮化 钠片状合剂 。 n3.3.2 气体发生器 3.3.3 点火器 n气囊点火器外包铝箔，安装在气体发生 器内部中央位置，结构如图。 n点火器的功用是：当SRS ECU发出点火 指令使电热丝电路接通时，电热丝迅速 红热引爆引药，炸药瞬间爆炸产生热量 ，药筒内温度和压力急剧升高并冲破药 筒，使充气剂（叠氮化钠）受热分解释 放氮气冲入气囊。 点火器示意图 四、安全气囊系统的工作原理 n4.1安全气囊系统控制原理 n4.2安全气囊动作过程 n4.3安全气囊的有效范围 n4.4减速度阈值的设定 4.1 安全气囊系统控制原理 4.2 安全气囊动作过程 碰撞 经历时间 0104060110120 气囊动作 状态 遭受 碰撞 点火引爆 开始充气 气囊充满 人体前移 排气节流 吸收动能 人体复位 恢复视野 危害解除 车速为零 单位：ms 在40ms内，安全气囊打开的过程 ，人体还没有前移 安全气囊动作过程 4.3 安全气囊的有效范围 n在下列情况下，正面气囊不会引爆充气 q汽车遭受侧面碰撞超过斜前方30角时； q汽车遭受横向碰撞； q汽车遭受后方碰撞； q汽车发生绕纵向轴线侧翻； q纵向减速度未达到设定阈值； q所有传感器都未接通或SRS ECU 内部的防护传感器未接通； q汽车正常行驶、正常制动或 在路面不平的道路条件下行使。 4.4 减速度阈值的设定 n减速度阈值根据安全气囊系统的性能设 定，不同车型SRS的减速度与之不尽相 同。 n在美国，因为不佩带座椅安全带，气囊 体积大、充气时间长，所以SRS应在较 低的减速度阈值时引爆。20Km/h n在日本和欧洲，佩戴座椅安全带，气囊 体积小，充气时间短，所以设定的减速 度阈值较高。30Km/h 五、安全气囊的发展 n价廉、无毒的气体发生器并降低对环境的污染 ； n智能化的感应系统以及电子控制系统； n通用性以及对环境的适应性； n避免气囊带来的附加伤害； n先进