汽车安全气囊的检修与发展

1、 河南职业技术学院毕业设计（论文）题 目 汽车安全气囊的发展及应用 系（分院） 汽车工程 系 学生姓名 学 号 专业名称 汽车检测与维修技术指导教师 2013 年 3 月 26 日 河南职业技术学院汽车工程系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名刘朋专 业汽车检测与维修班 级101毕业设计（论文）题 目汽车安全气囊的发展及应用 毕业设计（论文）选题的目的与意义随着经济水平的发展，人民生活水平的提高，汽车越来越多的走进了人们的生活中。作为一种最普遍的代步工具，汽车最受关注的就是乘坐的舒适性与安全性了。而屡见不鲜的交通意外和血淋淋的教训告诉我们汽车的安全性是十分重要并且需要不断提高的。而安全气囊可以

2、说是乘客人生安全的最后一道屏障。为了减少汽车发生正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害,现代汽车在驾驶员方向盘中央普遍装有安全气囊,在汽车发生意外时，最大限度地保证乘客的安全。毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）潘成炜：汽车安全气囊检测 ，人民交通出版社，2007.5 ；董继明、罗灯明：汽车检测与诊断技术 ， 机械工业出版社，2011.6 ；刘东民、王生昌：现代车用安全气囊发展简介 ，1998年第二期 ； 李巍：汽车安全气囊系统维修实例精选及剖析 ，机械工业出版社，2010.6 。毕业设计（论文）工作进度计划2012年9月212012年10月19日 指导教师向各自辅

3、导的毕业生进行布置毕业论文； 2013年3月626日指导教师检查论文编写情况，要求论文已基本编写完成；2013年3月28日-4月12日将论文及顶岗实习手册同时提交指导教师进行审阅；4月20日全天各论文答辩小组（成员见表）进行小组答辩。接受任务日期 年 月 日要求完成日期 年 月 日学生签名： 年 月 日指导教师签名：年 月 日 系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名学 号性 别 专 业汽车检测与维修班 级毕业设计（论文）题 目 汽车安全气囊的发展及应用评阅意见 成绩指导教师签字年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名学 号性 别专 业汽车检测与维修班

4、级毕业设计（论文）题 目汽车安全气囊的发展及应用答辩时间地 点答辩小组成员姓 名职 称学 历从事专业组 长讲师教授成 员讲师本科秘 书答辩小组意见 答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日 汽车安全气囊的发展及应用作者摘要:随着汽车在世界范围内的不断发展和创新，汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。为了减少汽车发生正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害，现代汽车在驾驶员方向盘中央普遍装有安全气囊。汽车安全气囊系统（Supplemental Restraint SystemSRS）是轿车上的一种辅助保护系统，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。本

5、文主要介绍安全气囊的发展、安全气囊的组成及类型、安全气囊的作用、系统主要部件、气囊在车内的应用，气囊系统的工作原理、使用注意事项、安全气囊的维护以及安全气囊的检修。关键词：安全气囊； 原理；控制;维护；常见故障; 一、安全气囊的作用及发展 、安全气囊的作用为了减小汽车发生正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害，汽车在驾驶员前端方向盘中央普遍装有安全气囊系统，有些汽车在驾驶员副座前的工具箱上端也装有安全气囊系统。气囊做为车身被动安全性的辅助配置，日渐受到人们的重视。当汽车碰撞后，乘员与车内构件尚未发生“二次碰撞前”迅速在两者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员因惯性而移动时“扑在气

6、垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量，减轻乘员的伤害程度。一旦汽车前端有了强烈的碰撞，安全气囊就会瞬时间从方向盘内“蹦”出来，垫在方向盘与驾驶者之间，防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上，安全气囊自从面世以来，已经挽救了许多人的性命。 、国内安全气囊的发展 我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪 80 年代末我国的一些汽车碰撞安 全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。随着世界汽车进军我国，我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992 年，我过自行研制的 FS-01 安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。在我国“九五

7、”规划期间和“十五”规划中, 国家经贸委和汽车行业将安全气囊列为我国汽车零配件三大重点发展项目( 电子喷油系统、防抱死制动系统和安全气囊系统) 之一, 尤其是在 1999 年 1 0 月 28 日, 国家机械工业局发布关于正面碰撞乘员保护的设计规则( CMVDR294) 。这个设计规则明确提出对汽车乘员在发生汽车碰撞时的安全标准，这无疑是中国安全气囊发展史上的一个进步, 同时也对安全气囊的研究与发展指明了正确的方向和注入了新的活力。2000 年以来，我国安全气囊市场需求平均每年都有超过 200% 的速度在增长，到 2004 年我国安全气囊市场总配套量接近 400 万套。目前，国内生产安全气囊企

8、业有近 20 家，2004 年产量超过 200 万套，安全气囊的国产化率超过 50% 。2004 年底开始，跨国安全气囊企业相继在中国投资气囊组件的生产，加强了安全气囊上游零部件本地化供应配套的能力。到 2 007 年，我国 80% 以上的安全气囊组件将实现本地化生产。目前，我国安全气囊零部件 ECU 、气体发生器、气袋、布料的国内采购率只有 5% 左右，气囊组件配套还有很大的发展空间。 、国外安全气囊的发展1953年8月18日，美国人约翰赫特里特获得了“汽车缓冲安全装置”的美国专利。他自己之称为“汽车安全气垫”， 用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。但是安全气囊从取得专利到应用推广，却经

9、历了几上几下的波折，因为汽车制造商以成本理由拒绝接受安全气囊装置。1992年才由美国参议院通过公路死伤减少条例，确认了安全气囊的作用，目前各国生产的轿车，大多数有安全气囊，很多轿车已将安全气囊作为必装件。 二、安全气囊的结构、分类及原理 、安全气囊的组成不同车系采用的安全气囊不尽相同，但工作原理基本一致。安全气囊主要由传感器总成（包括安全传感器、中央碰撞传感器、前碰撞传感器）、折叠的空气囊、发火极、充气器、控制电脑、警告灯等组成。各部件在车上的布局位置如图1所示。图1 安全气囊的组成及各元件在车上的位置一些主要组成部分的作用如下：1、传感器传感器用于检测、判断和处理汽车发生事故时的撞击信号，以

10、便及时启动安全气囊，并提供足够的电能或机械能点燃气体发生器。传感器按其功能分为碰撞传感器、安全传感器和中央传感器。碰撞传感器一般装在汽车的前部两侧和中间，主要用来感测汽车低速正面所受到的冲击信号。安全传感器安装在汽车的安全气囊的ECU中，起保险作用，防止因碰撞传感器短路引发的误膨胀。中央传感器用来感知汽车高速碰撞的信号，通常装在安全气囊ECU中。2、安全气囊电脑安全气囊电脑是安全气囊系统的控制中心，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。安全气囊电脑还要对控制组件中关键部件的电路不断进行诊断测试，并通过SRS指示灯和存储在存储器中的故障

11、代码来显示测试结果。 3、 气体发生器安全气囊设有不同规格的气体发生器。在车辆碰撞时，气体发生器使安全气囊充气后展开，保护乘客的安全。气体发生器由电爆管、点火药粉及气体发生剂组成，主要有压缩气体式、烟火式和混合式三种型式。、安全气囊的分类1、按安全气囊数量分类按安全气囊数量分类可分为单安全系统，双安全气囊系统和多安全气囊系统。单安全气囊系统 单安全气囊系统，只是在驾驶员侧的转向盘中安装拉一个安全气囊；双安全气囊系统近几年生产的轿车大多都采用拉双安全气囊系统，即在驾驶员侧和前座乘员侧各安装了一个安全气囊；多安全气囊系统多安全系统是指在车上安装了 3 个或 3 个以上的安全气囊。2、按保护对象分类

12、安全气囊系统可分为驾驶员用安全气囊，前排成员安全气囊，防侧撞安全气囊和后座成员用安全气囊。3、新型气囊防汽车反弹伤亡的气囊式安全带，原名防汽车气囊反弹伤亡的保险带，又称气囊式安全带，该保险带结合了传统安全带和安全气囊的特性，为乘客提供了更高级别的碰撞安全保护。、汽车安全气囊的工作原理安全气囊的作用过程如图2所示。当汽车受到前方一定角度内的高速碰撞时，安全传感器和中央碰撞传感器（装有前碰撞传感器时，由于安全传感器和中央碰撞传感器或前碰撞传感器）同时检测到的车速突然变化（车辆减速度）信号，在0.01s之内迅速传递给安全气囊系统的控制计算机。计算机在经过分析确认碰撞强度超过其规定值时，立即引爆安全气

13、囊包内的发火极（即电极管），使其发生爆炸。这一过程一般只需0·05s左右。发火极引爆之后，充气器中的固态氮粒（叠氮钠）迅速气化，大量氮气立即充满气囊，并在强大的冲击力之下，气囊冲开方向盘上的盖而完全展开。在成员压向气囊的同时，气囊内部的氮气就会因受压而从气囊上的小孔排出，从而减缓撞击力。如此，缓冲了乘员的冲击，避免了硬碰撞，保护了乘员。如果膨胀的气囊在受乘员压迫时不泄气，就会将乘员反弹回去，形成第二次碰撞而造成伤害。 图2 安全气囊的工作过程三、安全气囊的正确检修 、以福特和丰田车系为例介绍安全气囊的故障诊断。诊断注意事项有：1、在检修安全气囊时，首先应断开蓄电池的搭铁线，并根据汽车

14、制造商的规定等待一段时间。平均等待时间为2min，但也有些规定的时间在10min以上，如果时间允许，可适当延长等待时间，避免引起安全气囊展开造成人员伤害。2、更换安全气囊系统零件时，更换零件数量和质量必须与原有零件数量相同。不合格的元件或劣质元件会导致安全气囊展开不正常，并会造成事故。3、不要冲击或振动传感器或安全气囊系统诊断模块（ASDM），这样会引起安全气囊展开，或者使传感器不能工作。不正常的安全气囊展开会造成人员伤害，不能工作的传感器会导致安全气囊展开失败，会对驾驶员造成人身伤害。4、在装复安全气囊系统之前，所有传感器和悬挂托架应紧固合适。如果传感器的紧固件没有达到正常的紧固力矩，安全气

15、囊会不正常展开。在诊断安全气囊系统之前，为了避免诊断错误，应对诊断系统进行检查。诊断系统的检查包括观察安全气囊警示灯，以确定其工作是否正常。、典型诊断系统检查如下：1、接通点火开关，观察安全气囊警示灯。气囊警示灯应在连续发光48s后熄灭。如果气囊警示灯工作不正常 ，必须进一步进行系统诊断。2、在转动发动机的同时观察气囊警示灯，在发动机转动时，如果安全气囊警示灯不能依汽车制造商的规定工作，则需要进行彻底的系统诊断。3、启动发动机之后观察安全气囊警示灯。该灯应在闪亮69次之后保持熄灭。如果安全气囊警示灯保持熄灭，则在安全气囊系统诊断模块（ASDM）中，没有储存诊断故障代码（DTC）。如果安全气囊警

16、示灯保持发光，使用扫描检测仪或闪光代码方法来获得故障代码。现在故障代码是在测试时检测到的故障诊断代码。过去代码为来自存储于计算机的故障代码，故障发生在很长时间以前，它记录于ASDM存储器内。、安全气囊系统的关闭在检修安全气囊元件时应关闭系统，以防止安全气囊不正常展开。典型的汽车安全气囊关闭过程如下：1、断开点火开关。2、断开蓄电池负极线，按照汽车制造商的规定等待一段时间。3、断开位于转向柱基部的安全气囊系统接口。4、在安全气囊系统接口安装临时负载。一般车辆配置检修时用的临时负载。5、在完成检修工作后，一定要断开点火开关，断开蓄电池负极线，按指定的时间等待一会儿，再断开负载。6、连接安全气囊系统

17、接口。7、检查安全气囊警示灯工作是否正常。福特汽车的安全气囊系统关闭过程与上述相似。但是必须将驾驶员侧和乘客侧的充气组件移去，在充气组件导线接口中安装有安全气囊模拟器工具。安全气囊模拟器含有一个电阻，该电阻在安全气囊系统检修时能模拟充气组件。、安全气囊系统的诊断与维修要点：1、在诊断或维修任何安全气囊系统元件时，在维修之前应断开蓄电池负极线，隔离该线末端，按汽车制造商的规定等待一段时间。2、在更换安全气囊系统元件时，不可使用低质量元件。3、不要使安全气囊系统传感器或ASDM收到冲击或振动。4、必须按规定力矩拧紧所有传感器和托架。5、在诊断安全气囊系统之前，要观察安全气囊警示灯在安全气囊系统诊断

18、检查时工作是否正常。6、有些安全气囊系统，如果系统中发生一次故障，安全气囊警示灯将开始闪现故障代码。在其他安全气囊系统上，必须将一根跨接线连接到故障诊断插座上指定的接线端，安全气囊系统警示灯才闪现故障代码。而在有些安全气囊系统上，必须使用故障代码读出器才能获得故障代码。四、安全气囊的发展趋势 、安全气囊使用过程中存在的缺陷在汽车事故发生时，汽车安全气囊的保护极大地减轻了人体的受伤程度。然而，汽车安全气囊系统也具有伤害无辜的负面效应。一方面安全气囊自适应能力差，正面碰撞安全气囊系统是根据前座乘员的常规乘坐位置和姿态以及气囊的理想点火时刻为准则设计的，而实际汽车碰撞事故中，影响安全气囊的保护效果的

19、因素很多，例如乘员的身高和体重、乘员相对于方向盘或仪表板的位置、碰撞的剧烈程度等，不同的碰撞条件以及乘员位置的变化将会导致乘员不是在最佳时刻与气囊接触从而降低对乘员的保护效果，有时还会伤及乘员的生命；另一方面气囊主要由尼龙或聚脂纤维布料等制成，其质量虽然不大，但展开的击出速度却高达250km/h以上，这一冲击能量对脆弱的人体而言并非一个小数目，已经多次发生过安全气囊伤害无辜乘员生命的事例。因此，让安全气囊在展开之前能够识别乘员的位置坐姿和体重、并能调整气囊的弹出速度和力量，研制质量更轻的气囊材料等，这就促使了安全气囊技术的不断发展。、安全气囊技术的发展方向通过事故的总结以及科学的判断，小型化、

20、环保化、智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。1、安全气囊的小型化缩小安全气囊总成的体积是当前发展的趋势之一。 新型发生器工作时，压缩气体从气罐中喷出充满气袋。这种发生器气体产生率高，因而尺寸小，便于安装布置。如摩尔顿公司生产的一种低密度、无毒的气体型气体发生器，与现用的相比具有体积小、质量轻的优点。2、环境保护型安全气囊采用无涂层气囊，可让气体通过可穿透性织物从气囊中释放出来，而节省了缝纫的操作及成本，也有利于缝纫技术的改善。叠氮化钠是一种剧毒的物质，给安全气囊的制造、储存和回收过程都带来了很大的安全隐患，因此，采用新型气体发生技术，开发无毒或毒性小的非叠氮化物气体发生剂，

21、将是安全气囊发展的一个趋势。3、安全气囊的保护方位多样化驾驶员和前座乘员安全气囊已成为轿车生产中的标准设备。侧面碰撞气囊也正在迅速发展。不同设计形式的侧碰撞气囊可分别安装在坐椅靠背外侧、车门中部、车身中立柱、车身顶部与车门交界部位。这些安装在不同部位的侧碰撞气囊可分别起到保护乘员头部、胸部和臀部的作用。正在研制的多方位保护气囊还有以下 5 种：安装在转向盘下方膝垫部位的安全气囊可保护下脚正碰撞中免受伤害；安装在制动踏板下的安全气囊以保护脚和踝关节在正碰撞中免受伤害；安装在前座椅靠背上的安全气囊以保护后座乘员；安装在汽车发动机罩下的安全气囊，保护行人；安装在前挡风玻璃边框的安全气囊以减少行人在汽车碰撞事故中头部的损伤。4、安全气囊的智能化 传统的正面碰撞安全气囊系统是根据前座乘员的常规乘座位置和气囊的理想点火时刻为原则设计的。但是在实际的汽车碰撞事故中，影响气囊保护性能的因素很多。为了充