汽車電子與電氣設(shè)備-汽車安全氣囊課件

安全氣囊安全氣囊1一、安全氣囊系統(tǒng)概況1、交通事故現(xiàn)狀中國每年因交通事故死亡的人數(shù)約為10萬人，其中大部分是碰撞造成的。2、如何減輕碰撞傷害最佳措施就是用氣墊緩沖，比如：消防隊(duì)在救火或防止有人跳樓時(shí)所作的。但在汽車上不能放置已充好氣的氣墊一、安全氣囊系統(tǒng)概況1、交通事故現(xiàn)狀2一、安全氣囊系統(tǒng)概況3、安全氣囊的作用當(dāng)汽車遭受沖撞導(dǎo)致車速急劇變化時(shí)，安全氣囊迅速膨脹，承受并緩沖駕駛員或乘員頭部與身體上部和膝蓋部位的慣性力，減輕人體遭受傷害的程度。4、名詞解釋SRS—SupplementalRestraintSystem主動(dòng)、被動(dòng)安全系統(tǒng)；一、二次碰撞。一、安全氣囊系統(tǒng)概況3、安全氣囊的作用3二、安全氣囊系統(tǒng)分類按碰撞類型正面防護(hù)安全氣囊、側(cè)面防護(hù)安全氣囊和頂部碰撞防護(hù)安全氣囊。按氣囊數(shù)目單氣囊系統(tǒng)、雙氣囊系統(tǒng)等。二、安全氣囊系統(tǒng)分類按碰撞類型4三、汽車對安全氣囊的要求可靠性高安全氣囊的使用年限為7-15年安全可靠能正確區(qū)分制動(dòng)減速度和碰撞減速度的區(qū)別靈敏度高當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，在二次碰撞前打開有防誤爆功能減速度過過低，輕微碰撞不能引爆

有自動(dòng)診斷功能電控安全氣囊要有備用電源三、汽車對安全氣囊的要求可靠性高5四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS經(jīng)歷的的動(dòng)作時(shí)間狀態(tài)0ms遭受碰撞10ms點(diǎn)火引爆開始充氣四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS6四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS經(jīng)歷的的動(dòng)作時(shí)間狀態(tài)40ms氣囊充滿人體前移四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS7四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS經(jīng)歷的的動(dòng)作時(shí)間狀態(tài)60ms排氣節(jié)流吸收動(dòng)能四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS8四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS經(jīng)歷的的動(dòng)作時(shí)間狀態(tài)110ms人體復(fù)位恢復(fù)視野120ms危害解除車速為零四、安全氣囊動(dòng)作過程碰撞后SRS9五安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理組成：有傳感器、氣囊組件及安全氣囊ECU等組成。

五安全氣囊系統(tǒng)的組成及工作原理組成：10傳感器碰撞傳感器：檢測汽車碰撞強(qiáng)度的信號(hào)，并將信號(hào)輸入給安全氣囊ECU，安裝于汽車前部的碰撞傳感器叫前碰撞傳感器；安裝于安全氣囊ECU內(nèi)部的碰撞傳感器叫中央傳感器。安全傳感器：安全傳感器也叫做保險(xiǎn)傳感器，防止安全氣囊系統(tǒng)在非碰撞的情況下發(fā)生誤引爆。安全傳感器安裝在安全氣囊ECU內(nèi)部，通常有兩個(gè)安全傳感器。傳感器碰撞傳感器：檢測汽車碰撞強(qiáng)度的信號(hào)，并將信號(hào)輸入給安全11傳感器滾球式傳感器結(jié)構(gòu)及原理傳感器滾球式傳感器結(jié)構(gòu)及原理12傳感器偏心錘式傳感器的結(jié)構(gòu)與原理傳感器偏心錘式傳感器的結(jié)構(gòu)與原理13傳感器傳感器14傳感器水銀開關(guān)式碰撞傳感器傳感器水銀開關(guān)式碰撞傳感器15氣囊組件由氣體發(fā)生器、點(diǎn)火器、氣囊、飾蓋和底板等組成。駕駛員側(cè)氣囊組件位于方向盤中心處，乘客側(cè)氣囊組件位于儀表板右側(cè)雜貨箱上方氣囊組件由氣體發(fā)生器、點(diǎn)火器、氣囊、飾蓋和底板等組成。駕駛員16氣囊組件1、氣體發(fā)生器作用是在有效的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體，使氣囊張開。氣體發(fā)生器是利用熱效反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)舛淙霘饽?。在點(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑瞬間，點(diǎn)火劑會(huì)產(chǎn)生大量熱量，疊氮化鈉藥片受熱立即分解，產(chǎn)生氮?dú)獠某錃饪壮淙霘饽?。雖然氮?dú)馐菬o毒氣體，但是疊化氮鈉的副產(chǎn)品有少量的氫氧化鈉和碳酸氫鈉（白色粉末）。這些物質(zhì)是有害的，因此在清潔膨脹后的氣囊時(shí)，應(yīng)保持良好的通風(fēng)并采取防護(hù)措施。氣囊組件1、氣體發(fā)生器17氣囊組件2、點(diǎn)火器電阻豐田為：200

別克為：3~4氣囊組件2、點(diǎn)火器電阻18氣囊組件3、氣囊

駕駛員側(cè)的氣囊多采用尼龍布涂氯丁橡膠或有機(jī)硅制成。橡膠涂層起密封和保護(hù)作用，氣囊背面有2個(gè)泄氣孔。乘客側(cè)氣囊沒有涂層，靠尼龍布本身的孔隙泄氣。4、安全氣囊SRS指示燈SRS指示燈位于儀表板上，按通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，診斷單元對系統(tǒng)進(jìn)行自檢，若點(diǎn)亮6s后熄滅，表示安全氣囊系統(tǒng)正常；若6s后SRS指示燈依然閃爍或一直不熄滅，表示安全氣囊系統(tǒng)有故障，提示駕駛員應(yīng)進(jìn)行維修。氣囊組件3、氣囊19氣囊組件5、安全氣囊ECU由中央處理器CPU只讀存儲(chǔ)器ROM隨機(jī)存儲(chǔ)器RAMI/O接口驅(qū)動(dòng)器等電子電路組成。安全氣囊ECU內(nèi)部還有安全傳感器、備用電源、穩(wěn)壓電路和故障自診斷電路等等。氣囊組件5、安全氣囊ECU20汽車電子與電氣設(shè)備--汽車安全氣囊ppt課件21氣囊組件6、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)安全氣囊線束為了區(qū)別其他線束，不但將線束做成黃色，而且線束連接器采用導(dǎo)電性能和耐久性能良好的鍍金端子，并設(shè)計(jì)有防止氣囊誤爆機(jī)構(gòu)、端子雙重鎖定機(jī)構(gòu)、連接器雙重鎖定構(gòu)和電路連接檢查機(jī)構(gòu)氣囊組件6、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)22氣囊組件a、防止安全氣囊誤引爆機(jī)構(gòu)

短路片氣囊組件a、防止安全氣囊誤引爆機(jī)構(gòu)23氣囊組件b、電路連接診斷機(jī)構(gòu)

用來監(jiān)測連接器是否連接可靠，常用于前碰撞傳感器。有一個(gè)診斷銷，和兩個(gè)診斷端子，連接器正常連接時(shí)，診斷銷與前碰撞傳感器中的常開觸點(diǎn)并聯(lián)。氣囊組件b、電路連接診斷機(jī)構(gòu)24氣囊組件c、連接器雙重鎖定機(jī)構(gòu)線束的重要連接部位，其連接器都采用。用于鎖定連接器的插頭與插座，防止連接器脫開。當(dāng)主鎖未鎖定時(shí)，插頭上的兩個(gè)凸臺(tái)阻止副鎖鎖定；當(dāng)主鎖完全鎖定時(shí)，副鎖鎖柄方能轉(zhuǎn)動(dòng)并鎖定；當(dāng)主鎖與副鎖雙重鎖定時(shí)，防止連接器插頭與插座分開。氣囊組件c、連接器雙重鎖定機(jī)構(gòu)25氣囊工作原理氣囊工作原理26氣囊工作原理點(diǎn)火器引爆氣囊的條件是前碰撞傳感器與安全氣囊ECU內(nèi)的安全傳感器必須同時(shí)接通。氣囊工作原理點(diǎn)火器引爆氣囊的條件是前碰撞傳感器與安全氣囊EC27當(dāng)汽車車速低于30km/h發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生的減速度和慣性力較小，安全傳感器和中央傳感器將此信號(hào)送到安全氣囊ECU，安全氣囊ECU判斷結(jié)果為不引爆安全氣囊，只引爆安全帶收緊器的點(diǎn)火器。與此同時(shí)，向左、右安全帶點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令使安全帶收緊，防止駕駛員和乘客受傷。當(dāng)汽車車速高于30km/h發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生的減速度和慣性力較大，安全傳感器和中央傳感器將此信號(hào)送到安全氣囊ECU，安全氣囊ECU判斷結(jié)果為需要引爆安全氣囊和安全帶收緊器共同保護(hù)駕駛員和乘客。與此同時(shí)，向左、右安全帶點(diǎn)火器和安全氣囊點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令，在安全帶收緊的同時(shí)，駕駛員側(cè)氣囊和乘客側(cè)氣囊同時(shí)打開，達(dá)到保護(hù)駕駛員和乘客目的。當(dāng)汽車車速低于30km/h發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞產(chǎn)生的減速度和慣性28汽車電子與電氣設(shè)備--汽車安全氣囊ppt課件29基本內(nèi)容1、安全氣囊系統(tǒng)的功用2、安全氣囊系統(tǒng)的分類和組成3、安全氣囊系統(tǒng)控制部件的結(jié)構(gòu)原理4、安全氣囊系統(tǒng)的工作原理5、安全氣囊的發(fā)展和研究基本內(nèi)容1、安全氣囊系統(tǒng)的功用30一、安全氣囊系統(tǒng)的功用1.1當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，汽車與汽車或汽車與障礙物之間的碰撞成為一次碰撞。一次碰撞后，汽車速度將急劇變化，駕駛員和乘員就會(huì)受到慣性力的作用向前運(yùn)動(dòng)，并與車內(nèi)的轉(zhuǎn)向盤、擋風(fēng)玻璃或儀表臺(tái)發(fā)生碰撞，這種碰撞成為二次碰撞。一、安全氣囊系統(tǒng)的功用1.1當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，汽車與汽車或311.2安裝氣囊系統(tǒng)SRS的功用：當(dāng)汽車遭受碰撞導(dǎo)致減速度急劇變化時(shí)，氣囊迅速膨脹，在駕駛員或乘員與車內(nèi)構(gòu)件之間鋪墊一個(gè)氣墊，利用氣囊排氣節(jié)流的阻尼作用來吸收人體慣性力產(chǎn)生的動(dòng)能，從而減輕人體遭受傷害的程度。1.3安全氣囊在汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，對人體的保護(hù)如圖：1.2安裝氣囊系統(tǒng)SRS的功用：當(dāng)汽車遭受碰撞導(dǎo)致減速度急321.3.1無安全氣囊，駕駛員未系安全帶時(shí)的碰撞情形當(dāng)汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞，90ms時(shí)，人體在轉(zhuǎn)向盤接觸處受力約90000N，下肢多處骨折，頭部和巡捕的手上程度大大超過容許程度，一般來說，死亡在所難免。1.3.1無安全氣囊，駕駛員未系安全帶時(shí)的碰撞情形當(dāng)汽車以331.3.2無安全氣囊，前乘員未系安全帶時(shí)的碰撞情形但汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞時(shí)，千冊患處造成下肢骨折外，面部受嚴(yán)重?fù)p害，胸部損傷相對小些，但頭部的損傷導(dǎo)致成員的死亡。1.3.2無安全氣囊，前乘員未系安全帶時(shí)的碰撞情形但汽車以341.3.3無安全氣囊，駕駛員系上安全帶時(shí)的碰撞情形當(dāng)汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞時(shí)，駕駛員頭部受傷較重，胸部由于被安全帶約束，可產(chǎn)生近10000N的力，造成胸骨和肋骨的骨折。1.3.3無安全氣囊，駕駛員系上安全帶時(shí)的碰撞情形當(dāng)汽車以351.3.4有安全氣囊，駕駛員未系安全帶時(shí)的碰撞情形但汽車以48km/h速度發(fā)生正面碰撞時(shí)，向前快速運(yùn)動(dòng)的人體充分與安全氣囊作用，釋放能量。作用在安全氣囊上的力約為10000N，轉(zhuǎn)向軸所受的分力約為9000N,切向分力約為6000N。安全氣囊將人體頭部和胸部同駕駛室前部結(jié)構(gòu)（如風(fēng)擋、轉(zhuǎn)向盤）隔開。避免了頭部和胸部的原種損傷。1.3.4有安全氣囊，駕駛員未系安全帶時(shí)的碰撞情形但汽車以36

二、安全氣囊系統(tǒng)的分類和組成2.1安全氣囊系統(tǒng)的分類按控制方式分類：可分為機(jī)械式和電子控制式；按碰撞傳感器的形式分類：可分為機(jī)械式， 機(jī)械電子式，電子控制式；按傳感器的數(shù)量分類，可分為多傳感器和單 傳感器；按安全氣囊分類，可分為壓縮氣體式，煙火 式和混合式。二、安全氣囊系統(tǒng)的分類和組成2.1安全氣囊372.2安全氣囊系統(tǒng)的組成2.2安全氣囊系統(tǒng)的組成38三、安全氣囊系統(tǒng)控制部件的結(jié)構(gòu)原理3.1碰撞傳感器3.2安全氣囊系統(tǒng)電控單元3.3氣囊組件3.4SRS指示燈（指示SRS功能是否正常）3.5防止誤爆與線路連接診斷機(jī)構(gòu)三、安全氣囊系統(tǒng)控制部件的結(jié)構(gòu)原理3.1碰撞傳感器393.1碰撞傳感器碰撞傳感器（按結(jié)構(gòu)分類）機(jī)電結(jié)合式水銀開關(guān)式電子式滾球式滾軸式偏心錘式壓阻效應(yīng)式壓電效應(yīng)式3.1碰撞傳感器碰撞傳感器機(jī)電結(jié)合式水銀開關(guān)式電子式滾球式403.1.1滾球式碰撞傳感器3.1.1滾球式碰撞傳感器413.1.2滾軸式碰撞傳感器3.1.2滾軸式碰撞傳感器423.1.3偏心錘式碰撞傳感器3.1.3偏心錘式碰撞傳感器43偏心錘式碰撞傳感器工作原理偏心錘式碰撞傳感器工作原理443.1.4水銀開關(guān)式碰撞傳感器3.1.4水銀開關(guān)式碰撞傳感器453.2安全氣囊系統(tǒng)電控單元安全氣囊的電控單元是安全氣囊系統(tǒng)的核心部件，其安裝位置依車型而異。例如：LincolnCity轎車SRSECU內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖。主要有：專用中央處理單元ECU、備用電源電路、穩(wěn)壓電路、信號(hào)處理電路、保護(hù)電路、點(diǎn)火電路和檢測電路等組成。3.2安全氣囊系統(tǒng)電控單元安全氣囊的電控單元是安全氣囊系統(tǒng)46專用CPU監(jiān)測汽車縱向減速度是否達(dá)到設(shè)定閾值。信號(hào)處理電路對傳感器檢測的信號(hào)進(jìn)行整形和濾波處理。備用電源穩(wěn)壓保護(hù)電路保護(hù)SRS系統(tǒng)中的電子元件因電壓過高而燒壞專用CPU473.3安全氣囊組件3.3.1氣囊氣囊用聚酰胺組織（如尼龍）制成，內(nèi)涂有聚氯丁二烯，用以密閉氣體。未打開時(shí)，像降落傘一樣折疊成包。氣囊后有兩個(gè)或四個(gè)孔，用于排氣。3.3安全氣囊組件3.3.1氣囊48氣體發(fā)生器又成為充氣器，用專用螺栓與螺母固定在轉(zhuǎn)向盤的氣囊支架上。充氣劑普遍采用疊氮化鈉片狀合劑。3.3.2氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器又成為充氣器，用專用螺栓與螺母固定在轉(zhuǎn)向盤的氣囊支493.3.3點(diǎn)火器氣囊點(diǎn)火器外包鋁箔，安裝在氣體發(fā)生器內(nèi)部中央位置，結(jié)構(gòu)如圖。點(diǎn)火器的功用是：當(dāng)SRSECU發(fā)出點(diǎn)火指令使電熱絲電路接通時(shí)，電熱絲迅速紅熱引爆引藥，炸藥瞬間爆炸產(chǎn)生熱量，藥筒內(nèi)溫度和壓力急劇升高并沖破藥筒，使充氣劑（疊氮化鈉）受熱分解釋放氮?dú)鉀_入氣囊。3.3.3點(diǎn)火器氣囊點(diǎn)火器外包鋁箔，安裝在氣體發(fā)生器內(nèi)部中50點(diǎn)火器示意圖點(diǎn)火器示意圖51四、安全氣囊系統(tǒng)的工作原理4.1安全氣囊系統(tǒng)控制原理4.2安全氣囊動(dòng)作過程4.3安全氣囊的有效范圍4.4減速度閾值的設(shè)定四、安全氣囊系統(tǒng)的工作原理4.1安全氣囊系統(tǒng)控制原理524.1安全氣囊系統(tǒng)控制原理4.1安全氣囊系統(tǒng)控制原理534.2安全氣囊動(dòng)作過程碰撞經(jīng)歷時(shí)間0104060110120氣囊動(dòng)作狀態(tài)遭受碰撞點(diǎn)火引爆開始充氣氣囊充滿人體前移排氣節(jié)流吸收動(dòng)能人體復(fù)位恢復(fù)視野危害解除車速為零單位：ms4.2安全氣囊動(dòng)作過程碰撞0104060110120氣囊動(dòng)54在40ms內(nèi)，安全氣囊打開的過程，人體還沒有前移在40ms內(nèi)，安全氣囊打開的過程，人體還沒有前移55安全氣囊動(dòng)作過程安全氣囊動(dòng)作過程564.3安全氣囊的有效范圍在下列情況下，正面氣囊不會(huì)引爆充氣汽車遭受側(cè)面碰撞超過斜前方±30o角時(shí)；汽車遭受橫向碰撞；汽車遭受后方碰撞；汽車發(fā)生繞縱向軸線側(cè)翻；縱向減速度未達(dá)到設(shè)定閾值；所有傳感器都未接通或SRSECU內(nèi)部的防護(hù)傳感器未接通；汽車正常行駛、正常制動(dòng)或在路面不平的道路條件下行使。4.3安全氣囊的有效范圍在下列情況下，正面氣囊不會(huì)引爆充氣574.4減速度閾值的設(shè)定減速度閾值根據(jù)安全氣囊系統(tǒng)的性能設(shè)定，不同車型SRS的減速度與之不盡相同。在美國，因?yàn)椴慌鍘ё伟踩珟?，?/p>