第6章 安全气囊系统(汽车电子控制技术)

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1、汽车电子控制技术汽车类专业应用型本科示范教材机械工业出版社出版主编于京诺第6章安全气囊系统学习目标·了解安全气囊的作用和分类。·掌握安全气囊系统的结构与工作原理。·了解智能安全气囊系统的特点与组成。·掌握智能安全气囊的工作原理·掌握安全带预紧器的结构与工作原理。6.1概述安全气囊系统(SupplementalRestraintSystem,缩写为SRS)，也称为辅助乘员保护系统。它是一种当汽车遇到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，可以避免车内乘员直接碰撞到车内构件造成的伤害，是一种被动安全装置，具有不受约束、使用方便等优点。近年来随着人们对汽车安全性要求的提高，以及安全气囊制

2、造成本的降低，以往只在高档轿车作为选装件的安全气囊，现已发展到作为普通轿车的标准配置。6.1.1安全气囊的作用当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时，气囊迅速膨胀，在驾驶员、乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊自身的阻尼作用和气囊排气节流时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。第6章安全气囊系统6.1.2安全气囊的分类1.按碰撞类型分类根据碰撞类型的不同，安全气囊可分为正面碰撞防护安全气囊、侧面碰撞防护安全气囊、膝部碰撞防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。2.按照安全气囊安装数目分类按照安全气囊安装数目

3、可分为单气囊系统(只装在驾驶员侧)、双气囊系统(驾驶员侧和前排乘客侧各有一个安全气囊)和多气囊系统。3.按照安全气囊的触发机构分类按照安全气囊的触发机构可分为机械式和电子式两种。机械触发式安全气囊系统已被淘汰，目前应用的都是电子式安全气囊系统。6.2安全气囊系统的结构与工作原理6.2.1安全气囊系统的组成与工作原理1．安全气囊系统的组成安全气囊系统在车上的布置如图6-1所示，主要由传感器、安全气囊ECU、气囊组件和线束等组成，其中的气囊组件主要由气囊、气体发生器和点火器等组成。图6-1安全气囊系统在车上的布置1-右前碰撞传感器；2-左前碰撞传感器；3-SRS指示灯；4-安全气囊

4、组件；5-安全气囊ECU2．安全气囊系统工作原理图6-2安全气囊系统工作原理6.2.2传感器1.传感器的分类安全气囊系统传感器按照不同分类方式，可以分为不同类型。（1）按照传感器的作用分类按照传感器的作用分类可分为碰撞传感器和保险传感器两类。碰撞传感器根据安装位置的内。（2）按照传感器的结构分类按照传感器的结构分类可分为机电式、电子式和水银开关式三类。常见的机电式传感器有偏心式、滚轮式和滚球式，常用作前碰撞传感器。常见的电子式传感器的有应变电阻式和压电效应式两种，一般用作中央碰撞传感器。水银开关式碰撞传感器一般用作保险传感器。2.传感器的结构与工作原理（1）偏心式碰撞传感器图6

5、-3偏心式碰撞传感器a)不工作状态b)工作状态不发生碰撞时，偏心转子在螺旋弹簧弹力作用下处于图6-3a)所示位置，固定触点和旋转触点不接触；当发生正面碰撞，且作用在偏心重块上的减速度超过阈值时，偏心重块在惯性力的作用下带动偏心转子和旋转触点一起转动，使固定触点和旋转触点接触，碰撞传感器输出电信号。（2）应变电阻式碰撞传感器应变电阻式碰撞传感器由应变电阻片和集成电路等组成，如图6-4所示。汽车发生碰撞时，传感器重块变形引起应变电阻阻值变化，通过集成电路将电阻变化转变成反映减速度大小的电信号送给ECU。图6-4应变电阻式传感器（3）水银开关式保险传感器水银开关式传感器如图6-5所示

6、，当汽车发生碰撞时，如果减速度足够大，水银将在惯性力的作用下向上运动，接通电路。【工作过程演示】图6-5水银开关式保险传感器6.2.3安全气囊组件全气囊组件主要由气体发生器、点火器、气囊、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箱上方。（1）气体发生器气体发生器又称为充气器，结构如图6-6所示。在点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气。图6-6气体发生器（2）点火器点火器内有电热丝、引药和引爆炸药，当SRSECU发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引燃引药，继而引爆炸药，瞬间产生大量热量，药筒内温度和压力急剧升高并冲破药筒，使

7、充气剂受热分解释放氮气充入气囊。1—引爆炸药；2—药筒；3—引药；4—电热丝；5—陶瓷片；6—永久磁铁；7—引出导线；8—绝缘套管；9—绝缘垫片；10—电极；11—电热头；12—药托图6-7点火器分解图（3）气囊气囊由聚酰胺织物(如尼龙)制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以密闭气体。气囊在静止状态时，像降落伞未打开时一样折叠成包，安放在气体发生器上部与气囊饰盖之间。在汽车遭受碰撞时，气囊约在碰撞后10ms内开始充气。整个充气时间约为30ms。驾驶席气囊膨胀时，沿转向柱偏挡风玻璃方向膨胀，防止驾驶员