第7次课 安全气囊系统1

1、一、安全气囊作用二、安全气囊的组成三、安全气囊的类型有哪些？四、安全气囊的工作原理五、安全气囊的正确使用六、安全气囊的故障诊断七、全气囊使用维修过程中应该注意哪些 问题？ 安全气囊系统 一、作用 汽车安全气囊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。当车辆时速超过30 km/h并受到来自在车辆纵轴线左右30范围内发生碰撞事故，控制系统检测到冲击力超过设定值时，安全气囊立即接通充气元件中的电雷管引爆火药粉和气体发生剂，产生大量气体，气囊就会迅速充气膨胀，冲破缓冲垫（装饰板），在30ms内迅速在乘员与车辆之间形成一道柔软的弹性屏障，使乘员免受伤害。当撞击发生后，气囊随即自动放气，

2、它不会妨碍车内人员出逃，也不影响他们的视线。单元7 安全气囊系统 二、类型1、数量 单 双 多 2、充气点火系统 电子式 机械式3、保护对象 驾驶员安全气囊 副驾驶席安全气囊 后排座椅安全气囊 侧面安全气囊4、智能型单元7 安全气囊系统 三、安全气囊的组成 安全气囊主要由安全气囊传感器，安全气囊组件和电子控制装置组成。单元7 安全气囊系统 安全气囊装置及功能主要装置功 能充气器瞬间产生氮气，使空气囊充气空气囊由充气器发出的氮气瞬间使空气囊充气。一充满气，气体就从空气囊后面的一些孔排出，缓和对驾驶员和前座乘客的冲击安全传感器防止空气囊在不需要时错误起爆中央空气囊传感器用于判断碰撞强度是否超过规定

3、值前空气囊传感器测量车辆的减速度（仅在某些车型上设置）控制电脑根据正面碰撞的减速度（力），决定是否张开气囊。当转换至诊断模式时，如系统有故障，也可进行诊断发火极引燃充气器中的固体爆炸物警告灯当系统不正常时，点亮以警告驾驶员螺旋电缆将中央传感器总成的点火电流传至充气器传感器1 单元7 安全气囊系统 传感器2 单元7 安全气囊系统 专用CPU监测汽车纵向减速度是否达到设定阈值。信号处理电路对传感器检测的信号进行整形和滤波处理。备用电源稳压保护电路保护SRS系统中的电子元件因电压过高而烧坏气囊气囊用聚酰胺组织（如尼龙）制成，内涂有聚氯丁二烯，用以密闭气体。未打开时，像降落伞一样折叠成包。气囊后有两个

4、或四个孔，用于排气。气体发生器又称为充气器，用专用螺栓与螺母固定在转向盘的气囊支架上。充气剂普遍采用叠氮化钠片状合剂。气体发生器点火器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。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、安全气囊工作原理 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.

5、01秒之内迅速传递给安全气囊系统的控制电脑。电脑在经过分析确认碰撞强度超过其规定值时，立即引爆安全气囊包内的发火极（即电雷管），使其发生爆炸，这一过程一般只需0.05秒左右。发火极引爆之后，充气器中的固态氮粒(叠氮钠)迅速气化，大量氮气立即吹涨气囊，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。在乘员压向气囊的同时，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。 单元7 安全气囊系统 安全气囊作用过程 单元7 安全气囊系统 汽车碰撞030m

6、s，电子控制装置接收到传感器电信号并进行判断，若此信号达到或超过引爆的最低数值时，则电子控制装置发出使驱动电路引爆传爆管指令，点燃火药，产生高温和大量气体，此时乘员因惯性和汽车还没产生相对位移。 汽车碰撞后3040ms，大量气体经冷却过滤后迅速使气囊膨胀，乘员逐渐向前移动，安全带被拉长起一定的缓冲作用，乘员已紧贴安全气囊，安全气囊吸收了乘员的惯性冲击能量。 汽车碰撞后60110ms，乘员压向安全气囊并使气囊压紧变形，气囊则进一步吸收惯性冲击能量。由于安全气囊上的排气孔排气，使气囊变软，乘员进一步沉向气囊中，使缓冲作用更加良好。汽车碰撞后100ms，乘员惯性冲击能量已减弱，危险期已过。 汽车碰撞

7、后110ms，乘员惯性冲击能量消失，在安全带作用下将其拉回座椅上，气囊中气体也排出大部分，整个过程基本结束。 从汽车碰撞到乘员因惯性与车身产生相对位移后而碰撞受伤的时间间隔大约为50ms，而安全气囊也正好抢在这50ms之前，大约只为30ms的时间，在乘员与车身之间形成一道柔软的弹性保护气囊，减少受伤程度。 单元7 安全气囊系统 五、防止安全气囊误开的措施 汽车发生碰撞时，汽车及其乘员在极短的时间内，从高速运动到静止，急需安全气囊来吸收缓冲由此产生的巨大惯性力。但在正常运行时，若安全气囊不适时的错误打开，也会给乘员和安全行驶造成伤害，所以安全气囊系统都必须设有防止安全气囊误开的措施。具体措施如下

8、。 配备多个安全气囊传感器。在汽车前部不同的位置设有多个安全气囊传感器，只有全部的传感器所感知的碰撞强度都达到或超过设定强度后，都向电子控制装置输入电信号时，才能使电子控制装置开始工作，缺一不可。 单元7 安全气囊系统 五、防止安全气囊误开的措施存储安全气囊引爆展开的最低碰撞强度信号。碰撞强度大，也就是汽车的减速度值大。为避免误膨胀必须要保证汽车在高速行驶中紧急制动时，安全气囊不会打开。因此，安全气囊膨胀展开的最小减速度值要大于紧急制动时的减速度值。 安全气囊膨胀展开的最小减速度值（最小碰撞强度信号值）都存储在电子控制装置的程序中。不同的国家生产的汽车，因国情不同，各自法规不同，这一数值有所不

9、同。但确保乘员安全的目的是相同的，所以要掌握不同数值的真正含义，按要求规范使用安全气囊。 单元7 安全气囊系统 容易引起安全气囊误膨开的因素 在以下条件下会引起安全气囊误开，必须防范。 温度过高，引起火药燃烧而使安全气囊膨胀展开。 电磁波信号干扰，引起电子控制装置误动作，如车内使用大功率移动电话等也可能使安全气囊展开。 进行汽车维修作业时，操作不规范，也会引起安全气囊误展开。单元7 安全气囊系统 六、安全气囊作用注意事项1）安全气囊的正确使用 安全气囊必须和安全带配合使用。安全气囊属于辅助性防撞装置，只有和安全带配合使用，才能获得满意的结果，所以驾驶员和乘客在汽车运行时必须系好安全带。 及时排

10、除安全气囊的故障。发现安全气囊系统故障，必须即时排除，绝对不能带病运行，否则会产生两种严重后果。一种是若汽车发生重度碰撞时，需要安全气囊膨胀展开起安全保护作用，它却不能工作。另一种则是在汽车正常运行安全气囊不应工作时，它却突然膨胀展开，给司机和乘客造成不应有的意外伤害，甚至发生安全事故。单元7 安全气囊系统 不要人为碰撞安全气囊传感器。安全气囊传感器对碰撞冲击很敏感，所以在对汽车进行维修作业，若有可能对传感器造成碰撞冲击时，应先将传感器拆下，以免安全气囊不必要的突然展开，待维修竣工后，再装好传感器。 按规范保管好安全气囊系统元器件。因安全气囊系统中有火药、传爆管等易燃易爆物品，所以其运输保管必

11、须严格按规范进行，否则将会造成严重后果。单元7 安全气囊系统 2）安全操作规范 安全气囊系统元器件要保证原厂包装、单独、恰当的运输，妥善保管。 非安全气囊专业维修人员不得进行安全气囊的检查、维修工作。 不能使安全气囊的元器件受85以上的高温。 不能任意改动安全气囊系统的线路和元器件结构。 不能在装有安全气囊的部位粘贴饰物、胶条及摆放任何物品。 未成年儿童和身材短小乘员，乘坐有安全气囊的车辆时要坐后排，因气囊对他们的保护效果不如成年人。 对安全气囊进行所有的维修作业时都必须在断开蓄电池电源线3min后再进行，以免发生意外气囊展开。 单元7 安全气囊系统 第一节 概述一、安全气囊的类型按碰撞类型

12、正面防护安全气囊、侧面防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。 按气囊数目单气囊系统、双气囊系统等。第一节 概述二、汽车对安全气囊的要求可靠性高安全气囊的使用年限为7-15年 。安全可靠能正确区分制动减速度和碰撞减速度的区别 灵敏度高当汽车发生碰撞时，在二次碰撞前打开。有防误爆功能减速度过低，轻微碰撞不能引爆。有自动诊断功能 。电控安全气囊要有备用电源。 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理 一、组成 有传感器、气囊组件及安全气囊ECU等组成。 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理二、原理第二节 安全气囊系统的组成及工作原理三、传感器碰撞传感器：检测汽车碰撞强度的信号，并将信号输入给安全气囊ECU

13、，安装于汽车前部的碰撞传感器叫前碰撞传感器；安装于安全气囊ECU内部的碰撞传感器叫中央传感器。安全传感器：安全传感器也叫做保险传感器，防止安全气囊系统在非碰撞的情况下发生误引爆。安全传感器安装在安全气囊ECU内部，通常有两个安全传感器。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理1、碰撞传感器（1）滚球式传感器结构及原理 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理工作原理 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理（2）偏心锤式传感器的结构与原理 外型如图：第二节 安全气囊系统的组成及工作原理结构图第二节 安全气囊系统的组成及工作原理工作原理：第二节 安全气囊系统的组成及工作原理2、安全传感器第二节 安全气囊系统

14、的组成及工作原理四、气囊组件 由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板等组成。驾驶员侧气囊组件位于方向盘中心处，乘客侧气囊组件位于仪表板右侧杂货箱上方。 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理1、气体发生器作用是在有效的时间内产生气体，使气囊张开。气体发生器由上盖、下盖、充气剂（叠氮化钠固体药片）和金属滤网组成。金属滤网安装在气体发生器的内表面，用以过滤充气剂和点火剂燃烧产生的渣粒。气体发生器是利用热效反应产生氮气而充入气囊。在点火器引爆点火剂瞬间，点火剂会产生大量热量，叠氮化钠药片受热立即分解，产生氮气并从充气孔充入气囊。虽然氮气是无毒气体，但是叠化氮钠的副产品有少量的氢氧化钠和碳酸氢钠（白色粉

15、末）。这些物质是有害的，因此在清洁膨胀后的气囊时，应保持良好的通风并采取防护措施。 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理气体发生器的结构第二节 安全气囊系统的组成及工作原理2、点火器第二节 安全气囊系统的组成及工作原理3、气囊 驾驶员侧的气囊多采用尼龙布涂氯丁橡胶或有机硅制成。橡胶涂层起密封和保护作用，气囊背面有2个泄气孔。乘客侧气囊没有涂层，靠尼龙布本身的孔隙泄气。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理五、安全气囊SRS指示灯SRS指示灯位于仪表板上，按通点火开关时，诊断单元对系统进行自检，若点亮6s后熄灭，表示安全气囊系统正常；若6s后SRS指示灯依然闪烁或一直不熄灭，表示安全气囊系统有故障

16、，提示驾驶员应进行维修。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理六、安全气囊ECU 安全气囊ECU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等等。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理安全气囊ECU结构 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理 ECU电控系统的原理 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理七、安全气囊系统线束安全气囊系统的所有线束都套装在黄色的波纹管内，并与车颈线束连成一体，以便于区别。为了保证方向盘具有足够的转动角度而又不致损伤驾驶员气囊组件的连接线束，在方向盘与转向

17、柱管之间采用了螺旋线束，即将线束安装在螺旋形弹簧内，再将螺旋弹簧放到弹簧壳体内。电喇叭线束也安装在螺旋在弹簧内，螺旋弹簧安装在方向盘与转向柱之间，安装时应注意其安装位置和方向，否则将导致螺旋线束和电喇叭线束折断、方向盘转向角度不足或转向沉重。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理线束结构图第二节 安全气囊系统的组成及工作原理八、保险机构安全气囊系统在线束连接器中也采用了防止气囊误引爆机构，主要是防止在维修拆装过程中，由于静电或误通电将点火器中的电热丝电路接通而将气囊引爆。安全气囊线束为了区别其他线束，不但将线束做成黄色，而且线束连接器采用导电性能和耐久性能良好的镀金端子，并设计有防止气囊误爆机构

18、、端子双重锁定机构、连接器双重锁定构和电路连接检查机构。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理 1、防止安全气囊误引爆机构 在这种连接器中有一个短路片。当连接器插头与插座接在一起时，插头的绝缘体将短路片顶起，短路片与点火器的两个端子分开，点火器中电热丝电路处于正常连接状态；当连接器拨下时，短路片就自动将点火器的两个引线端子短接，使点火器的电热丝与短路片构成回路，此时即使误将电源加到点火器上，点火器也不会引爆，从而防止安全气囊误引爆。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理原理图 第二节 安全气囊系统的组成及工作原理 2、电路连接诊断机构 电路连接诊断机构是用来监测连接器是否连接可靠，常用于前碰撞传感

19、器。在这种连接器中，有一个诊断销，和两个诊断端子，连接器正常连接时，诊断销与前碰撞传感器中的常开触点并联。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理原理图第二节 安全气囊系统的组成及工作原理 3、连接器双重锁定机构 安全气囊系统在线束的重要连接部位，其连接器都采用了双重锁定机构，用于锁定连接器的插头与插座，防止连接器脱开。当主锁未锁定时，插头上的两个凸台阻止副锁锁定；当主锁完全锁定时，副锁锁柄方能转动并锁定；当主锁与副锁双重锁定时，防止连接器插头与插座分开。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理结构图第二节 安全气囊系统的组成及工作原理 4、端子双重锁定机构 安全气囊系统的每一个连接器都设有端子双重锁

20、定机构，用于阻止引线端子滑出。连接器的插头与插座都是由锁柄和分隔片两部分组成，锁柄为一次锁定机构，可防止端子沿引线轴向方向滑动；分隔片为二次锁定机构，可防止端子沿引线径向移动。第二节 安全气囊系统的组成及工作原理原理图第三节 电控安全气囊系统的控制过程第三节 电控安全气囊系统的控制过程第三节 电控安全气囊系统的控制过程 前碰撞传感器、安全传感器与点火器都是串联的，安全传感器控制点火器的电源侧电路，前碰撞传感器控制点火器的搭铁侧电路， 点火器引爆气囊的条件是前碰撞传感器与安全气囊ECU内的安全传感器必须同时接通。当汽车发生碰撞时，前碰撞传感器、安全传感器送给安全气囊ECU一个闭合信号，这时安全气

21、囊ECU再综合中央传感器、SRS检测电路，最后发出点火指令，通过点火驱动电路控制点火器的最终搭铁，点火器中电热丝迅速通电，引爆充气剂，充气剂受热分解产生大量氮气，充入气囊。第三节 电控安全气囊系统的控制过程安全气囊系统的控制过程实例第三节 电控安全气囊系统的控制过程原理图第三节 电控安全气囊系统的控制过程 电路特点 前碰撞传感器9、10与安装在安全气囊ECU中的中心传感器并联，驾驶员侧气囊点火器7与副驾驶员侧气囊点火器8并联，左、右安全带收紧器点火器5、6并联。在安全气囊ECU中有两个相互并联的安全传感器，其中一个与安全带收紧器5、6和安全气囊ECU中的驱动电路构成回路，收紧器的点火器由安全气

22、囊ECU控制。另一个安全传感器与气囊点火器7、8和前碰撞传感器9、10构成回路，气囊点火器7、8也由安全气囊ECU控制。第三节 电控安全气囊系统的控制过程 工作原理当汽车车速低于30km/h发生碰撞时，碰撞产生的减速度和惯性力较小，安全传感器和中央传感器将此信号送到安全气囊ECU，安全气囊ECU判断结果为不引爆安全气囊，只引爆安全带收紧器的点火器。与此同时，向左、右安全带点火器发出点火指令使安全带收紧，防止驾驶员和乘客受伤。当汽车车速高于30km/h发生碰撞时，碰撞产生的减速度和惯性力较大，安全传感器和中央传感器将此信号送到安全气囊ECU，安全气囊ECU判断结果为需要引爆安全气囊和安全带收紧器共同保护驾驶员和乘客。与此同时，向左、右安全带点火器和安全气囊点火器发出点火指令，在安全带收紧的同时，驾驶员侧气囊和乘客