李金辉(汽车安全气囊的研究与改进)定稿

黑龙江农业经济职业学院毕业论文汽车安全气囊系统的检修姓名：李金辉指导教师：孔庆玲专业：汽车技术服务与营销班级： 1112013年11月7日目录摘要 (1)前言 (2)1.安全气囊系统组成及原理 (3)1.1安全气囊的组成 (3)1.1.1气体发生器 (3)1.1.2控制装置 (3)1.2安全气囊的原理 (3)1.3安全气囊的打开条件 (4)2.安全气囊的改进 (4)2.1安全气囊的特点 (4)2.2安全气囊使用过程中存在的缺陷 (5)2.3对现有安全气囊的改进 (5)3.安全气囊系统的检修 (6)3.1 安全气囊的连接检查 (6)3.2安全气囊检修时应注意的问题 (7)4. 奥迪A6轿车SRS系统的故障诊断与排除方法 (8)结论 (9)参考文献 (10)致谢 (11)汽车安全气囊系统的检测摘要：如今随着生活水平的提高，汽车已走进了千家万户，但是人们在购买汽车的时候所关注的只是品牌、价格及款式，确忽视其本身的安全性，在驾车的过程中，汽车对驾驶者的保护性能。

所以针对这一问题，本论文通过对汽车安全气囊系统的研究，提出汽车安全气囊改进的思路。

详细地叙述了汽车安全气囊的结构、原理、检修、目前存在的缺陷，改进的方法，并阐述奥迪A6轿车安全气囊系统的故障诊断与排除方法。

关键词：安全气囊、气体发生器、控制装置、改进前言汽车安全气囊系统（简称SRS）是汽车被动安全的一种装置，它的保护效果已经被人们普遍认识。

通常安全带与安全气囊是配套使用的，没有安全带，安全气囊的安全效果将要大打折扣。

据调查，单独使用安全气囊可使事故死亡率降低大约18%左右，而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低大约47%左右。

当发生碰撞事故时，安全带将乘员“约束”在座椅上，使乘员的身体不至于撞到方向盘、仪表板和风窗玻璃上，避免乘员发生二次碰撞；避免乘员在车辆发生翻滚等危险情况下被抛离座位、气囊在低速行驶时打不开、气囊启动时对乘客造成伤害、乘客偏离座位时安全气囊起不到保护作用。

针对这一些问题可以用一些新的技术来改进，比如：磁电式传感器、智能化控制系统、乘员探测系统的选择及采用，下面就是本文针对汽车安全气囊系统检修的过程中存在缺陷问题的改进方法。

1.安全气囊系统组成及原理1.1安全气囊的组成汽车气囊主要由传感器、缓冲气囊、气体发生器及控制装置等组成。

（如图一）图1 汽车安全气囊1.1.1气体发生器安全气囊系统要求气体发生器能够在较短的时间内（30 ms左右）产生大量的气体充满气囊，产生的气体必须对人体无害，且不能温度太高，同时要求气体发生器有很高的可靠性和稳定性。

气体发生器主要有：压缩气体式、烟火式和混合式三种型式。

混合式气体发生器是压缩气体式和烟火式相结合的发生器，也是目前广泛应用一种气体发生器。

1.1.2控制装置控制装置一般集成在微计算机中。

当汽车发生碰撞事故时，电控装置接收多个传感器传来的车身不同位置的减速信号，经过反复不断的分析、比较、计算，决定是否发出点火信号。

要求控制装置能够在复杂的碰撞情况下作出非常准确的判断，点火时刻也必须精确控制。

1.2安全气囊的原理虽然安全气囊在结构上会有所不同，但其工作原理基本一致。

汽车行驶过程中，传感器系统不断向控制装置发送速度变化（或加速度）信息，由控制装置（中央控制器）对这些信息加以分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超过预定值（即真正发生了碰撞），则控制装置向气体发体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后发生爆炸反应，产生N2或将储气罐中压缩氢气释放出来充满碰撞气袋。

乘员与气袋接触时，通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护乘员的目的。

安全气囊根据安装的位置及保护对象不同，主要分为：对驾驶员进行保护的气囊，装在方向盘内，防止驾驶员与转向盘、仪表板及前挡风玻璃发生碰撞；对前排乘员进行保护的气囊，装在仪表板内，防止乘员与仪表板、前挡风玻璃发生碰撞；对后排乘员进行保护的气囊，一般安装在前排座椅的靠背上后部或头枕内部，防止乘员与前排座椅发生碰撞。

由于后排乘员受到的伤害程度较轻，后座椅安全气囊一般只在高级轿车上使用。

1.3安全气囊的打开条件为了保证安全气囊在适当的时候打开，汽车生产厂家都规定了气囊的起爆条件，只有满足了这些条件，气囊才会爆炸。

虽然在一些交通事故中，车内乘员碰得头破血流，甚至出现生命危险，车辆接近报废，但是如果达不到安全气囊爆炸的条件，气囊还是不会打开。

安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。

从理论上讲，只有车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上，速度高于30KM/h，这时安全气囊才可能打开。

这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。

汽车发生碰撞时的主要受力部位是保险杠和车身纵梁，为了缓冲碰撞时的冲击力，车身前部大都设计有碰撞缓冲区，而且车身的刚度公布也是不均匀的。

在一些事故中，例如当轿车与没有后部防护装置的卡车发生钻入性追尾事故，或轿车碰撞护栏后发生翻车事故，或发生车身侧面碰撞等，这样的事故往往没有车身前部的直接撞击，主要是车身上部和侧面发生碰撞，碰撞车身部位的刚度很小，虽然车舱发生了很大的变形，造成了车内乘员受伤或死亡，但是由于碰撞部位不对，有时候气囊并不能打开。

2.安全气囊的改进方法2.1安全气囊的特点安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部，防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞，大大减少受伤的可能性。

安全气囊对于在遭受正面撞击时，的确能有效保护乘客，即使未系上安全带，防撞安全气囊仍足以有效减低伤害。

据统计，配备安全气囊的车发生正面碰撞时，可降低乘客受伤的程度高达64％，甚至在其中有80％的乘客未系上安全带！至于来自侧方及后座的碰撞，则仍有赖于安全带的功能。

此外，气囊爆发时的音量大约只有130分贝，在人体可忍受的范围；气囊中78％的气体是氮气，十分安定且不含毒性，对人体无害；爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的润滑粉末，对人体亦无害。

安全气囊同样也有它不安全的一面。

据计算，若汽车以60km的时速行驶，突然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下，而气囊则会以大约300km/h的速度弹出，而由此所产生的撞击力约有180公斤，这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。

因此，如果安全气囊弹出的角度、力度稍有差错，就有可能酿出一场“悲剧”。

安全气囊在近几年得到了飞速的发展，价格大幅度下降，装备了安全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。

同时，有些轿车前排安装了乘客用的安全气囊（即双安全气囊规格），乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊相似，只是气囊的体积要大些，所需的气体也多一些而已。

2.2安全气囊使用过程中存在的缺陷安全气囊作为提高汽车安全性的有效措施之一越来越受到人们的重视。

世界各国都投人大量的人力物力致力予安全气囊的开发，使得安全气囊系统得到大力发展。

在一些实际的碰撞事故中证明安全气囊确实具有降低乘员伤亡的功效，但也发现了其存在的一些间题。

安全气囊在使用中存在的问题有：第一、气囊可能在很低的车速时打开。

汽车在很低车速行驶而发生碰撞事故时，乘员和驾驶员系上安全带即可，完全不需要安全气囊展开起保护作用。

如果这时展开气囊反而会造成不必要的浪费，甚至还可能因安全气囊的展开加重碰撞伤害。

第二、气囊的启动会对乘员造成伤害。

安全气囊系统启动时将冲开气囊盖板，并且在瞬间展开充气，很可能对乘员造成冲击；产生的灼热气体也会灼伤乘员和驾驶员。

第三、当乘客偏离座位或座位上无人或儿童乘坐时，气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用，还可能会对乘员造成一定的伤害。

2.3对现有安全气囊的改进从安全气囊在使用过程中存在的缺陷可知，现有安全气囊的基本设计目标是用来对付严重交通事故的，但在一些不太严重的事故中，系统反应过度，反而会对驾乘人员施加作用过大，适得其反，造成不必要的伤害。

针对实际使用中存在的问题，我们更希望在安全气囊展开之前，安全气囊系统能够精确感应汽车发生的碰撞，并按照程序来判断碰撞事故的严重程度，如果碰撞级别比较低的话，只需将安全带的预紧机构拉紧即可；如果碰撞级别比较高，需要启动安全气囊，则将点燃气囊的指令传递给气囊系统。

这也就是要求安全气囊系统能够准确地感应所发生的碰撞事故；并且能模仿人脑，根据实际的碰撞程度来判别安全气囊是否需要展开，有一定灵活性；并且能够针对不同体形的乘员适当的调整安全气囊。

因此我们可以采用一些最新的技术来改进。

1.磁电式传感器的采用磁电式传感器可以安装在车身上的任何位置，只要稍微调整一下某些参数值，使得其能够识别峰值为0～588 m/s²和时间脉冲为0～20ms的碰撞加速度信号即可。

只要使得碰撞加速度峰值和时间脉冲宽度同时满足条件，就会向气囊发出触发信号，展开气囊，对人体进行保护。

传感器的信号判别电路由三部分组成：信号幅度判别电路；信号宽度判别电路；有用、无用信号判别电路。

通过对碰撞信号进行多方位的判别，可使控制装置获取的碰撞信号更全面，发出的点火控制更准确，从而确保安全气囊在必要的情况下展开。

如何获得稳定的冲击加速度信号是研究传感器的关键，也是保证传感器准确获取碰撞信号的关键。

磁电加速度传感器采用落锤冲击试验装置来调整校正其感应敏感度。

释放锤头，与橡胶面碰击时，安装在锤头上面的加速度或磁电式传感器将感受到冲击加速度。

不同落高对应不同加速度；调整橡胶厚度，可改变信号宽度；调整落锤高度，可改变信号幅度。

磁电式传感器不仅电子判别电路出错率低，感应碰撞信号的可信度高而准确；而且通过标锤落定实验可以调节它的感应范围宽度，满足汽车碰撞产生脉冲的再现，从而还可以安装于车身上任何部位。

还有就是它设计简单，价格低廉，对绝大多数汽车使用者来说都不再是望而却步的奢侈品。

2.智能化控制系统的采用对安全气囊控制系统的要求是准确判断事故的碰撞强度，控制气囊的展开与否。

针对安全气囊在使用中的缺陷，必须进一步提高控制系统灵活性、准确性，为此我们可以采用智能式控制系统。

目前，安全气囊系统开发人员正在根据神经网络原理开发智能型气囊系统。

它主要是利用神经末梢（即各种传感器）将各自探索到的周围环境的各种信息传输给中枢神经（即电脑或微机），并能将碰撞事故的碰撞类型，碰撞事故严重程度以及碰撞时的车速等信息一起传递给电脑，由电脑对这些信息进行加工处理分析，做出相应反应，并执行与这些信息相对应的、正确的气囊保护程序，即所谓的智能式控制系统。

3.乘员探测系统的选择针对气囊未能对不同的乘员做出相应的保护，我们可在乘员座位上安装一个乘员探测系统，对车座上是否有人，乘员的体型大小，以及就座时偏离正中情况进行探测。