安全气囊相关知识

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减速度阈值的设定
• 减速度阈值根据安全气囊系统的性能设定，不同 车型SRS的减速度与之不尽相同。 • 在美国，因为不佩带座椅安全带，气囊体积大、 充气时间长，所以SRS应在较低的减速度阈值时引 爆。20Km/h • 在日本和欧洲，佩戴座椅安全带，气囊体积小， 充气时间短，所以设定的减速度阈值较高。 30Km/h
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三、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
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四、安全气囊动作过程
碰撞后 经历的 时间 0 ms 10ms SRS 的动作 状态 遭受碰撞 点火引爆 开始充气
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气囊组件
• a、防止安全 气囊误引爆机 构 短路片
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气囊组件
b、电路连接诊断机构
用来监测连接器是否连接可 靠，常用于前碰撞传感器。 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。
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气囊组件
c、连接器双重锁定机构
线束的重要连接部位，其连接器都采用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。
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气囊工作原理
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气囊工作原理
• 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。
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安全气囊动作过程
单位：ms
碰撞 经历时间 0 10 40 60 110 120
气囊动作 状态
遭受 碰撞
点火引爆 开始充气
气囊充满 人体前移
排气节流 吸收动能
人体复位 恢复视野
下肢骨折外，面部受严重损害，胸部损伤相对小些，但 头部的损伤导致成员的死亡。
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无安全气囊，驾驶员系上安全带时的碰撞情形
当汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，驾驶员头部受伤
较重，胸部由于被安全带约束，可产生近10000N的力，造 成胸骨和肋骨的骨折。
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有安全气囊，驾驶员未系安全带时的碰撞情形
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一、安全气囊系统概述
安全气囊系统的功用 • 1.1 当汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间 的碰撞成为一次碰撞。一次碰撞后，汽车速度将急剧变 化，驾驶员和乘员就会受到惯性力的作用向前运动，并与 车内的转向盘、挡风玻璃或仪表台发生碰撞，这种碰撞成 为二次碰撞。 • 1.2 安装气囊系统SRS的功用：当汽车遭受碰撞导致减速 度急剧变化时，气囊迅速膨胀，在驾驶员或乘员与车内构 件之间铺垫一个气垫，利用气囊排气节流的阻尼作用来吸 收人体惯性力产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程 度。
危害解除 车速为零
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在40ms内，安全气囊打开的过 程，人体还没有前移
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安全气囊动作过程
Hale Waihona Puke Baidu43
安全气囊的有效范围
• 在下列情况下，正面气囊不会引爆充气
– 汽车遭受侧面碰撞超过斜前方±30º角时； – 汽车遭受横向碰撞； – 汽车遭受后方碰撞； – 汽车发生绕纵向轴线侧翻； – 纵向减速度未达到设定阈值； – 所有传感器都未接通或SRS ECU 内部的防护传感器未接通； – 汽车正常行驶、正常制动或 在路面不平的道路条件下行使。
水银开关式碰撞传感器
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传感器
• 水银开关式碰 撞传感器
安全传感器是一个以 水银为导体的开 关。当减速度超过 预定值时，在惯性 作用下，水银接通 触点，安全传感器 闭合。
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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
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一、安全气囊系统概述
4、由于当时技术水平的限制，还不能把这种想法或专利付 诸实现。1966年，梅塞德斯-奔驰公司开始研发安全气囊装 置，梅塞德斯的工程师们首先发明了碰撞传感器以及气体 发生装置 。在大约250次真车撞击试验，2 500次的台架试 验，以及超过700万km的车辆路试之后，在1980年12月， 同预张紧安全带一起，安全气囊被安装在了当时最新的奔 驰S级轿车上。直至1984年汽车碰撞安全标准(FMVSS208) 在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施。而从 1985年起，奔驰在全部供应美国市场的汽车上都有安装了 这种安全系统。
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气囊组件
4、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 – 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。 – 气囊后有两个或四个孔，用 于排气。
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碰撞传感器
碰撞传感器
（按结构分类）
机电结合式
水银开关式
电子式
滚球式
滚轴式 偏心锤式
压阻效应式
压电效应式
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滚球式碰撞传感器
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滚轴式碰撞传感器
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偏心锤式碰撞传感器
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传感器
汽车未碰撞时，传感器处于静止状态，在复位弹簧作用下，偏心锤与挡板接触，转 子总成也处在静止状态。转动触点与固定触点不接触，传感器电路未接通。当汽车 碰撞且减速度达到碰撞强度设定的阈值时，偏心锤由于碰撞惯性产生的惯性力大于 复位弹簧的弹性力，使转子总成在惯性力矩作用下，克服复位弹簧弹性力矩沿逆时 针转动一个角度。同步转动的转动触点也逆时针转动一个角度，于是固定触点与转 23 动触点接触，将传感器电路接通
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气囊组件
• 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。
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气囊组件
2、点火器电阻 丰田为：200 别克为：3~4
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气囊组件
3、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，提示驾驶员应进行维修。
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气囊组件
5、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。 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。
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气囊组件 • 安全气囊ECU是安全气囊系统的核心部件， 其安装位置依车型而异。 • 例如：Lincoln City轿车SRS ECU 内部结 构如图。主要有：专用中央处理单元ECU、 备用电源电路、稳压电路、信号处理电 路、保护电路、点火电路和检测电路等组 成。
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二、安全气囊系统分类
1、按原理分：机械式气囊和电子式气囊 2、按照气囊的数量 分为单气囊系统（只装在驾驶员侧）、双气囊系统（正、副驾驶员侧 各有一个安全气囊）和多气囊系统（前排安全气囊、后排安全气囊、 侧面安全气囊）。 3、按大小可分为 保护全身的安全气囊、保护整个上身的大型气囊和主要保护面部的小 型护面气囊。 4、按照保护对象有不同 驾驶员安全气囊------DAB,Driver Airbag 前排乘客安全气囊----PAB,Passenger Airbag 前排座椅安全气囊---FSAB,Frontal Side Airbag 后排座椅安全气囊---RSAB,Rear Side Airbag 安全气帘---IC,Inflatable Curtain 膝部安全气囊---KAB,Knee Airbag 行人保护安全气囊---Passenger Airbag
120 ms
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无安全气囊，驾驶员未系安全带时的碰撞情形
当汽车以48km/h速度发生正面碰撞，90ms时，人体在
转向盘接触处受力约90000N，下肢多处骨折，头部和 胸部的受伤程度大大超过容许程度，一般来说，死亡 在所难免。
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无安全气囊，前乘员未系安全带时的碰撞情形
当汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，前乘员除造成
当汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，向前快速运动的人体充分
与安全气囊作用，释放能量。作用在安全气囊上的力约为10000N， 转向轴所受的分力约为9000N,切向分力约为6000N。安全气囊将人 体头部和胸部同驾驶室前部结构（如风挡、转向盘）隔开。避免了 头部和胸部的重大损伤。
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五 安全气囊系统的组成及工作原理
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四、安全气囊动作过程
碰撞后 经历的 时间 40 ms SRS 的动作 状态 气囊充满 人体前移
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四、安全气囊动作过程
碰撞后 经历的 时间 60 ms SRS 的动作 状态 排气节流 吸收动能
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四、安全气囊动作过程
碰撞后 经历的 时间 110 ms SRS 的动作 状态 人体复位 恢复视野 危害解除 车速为零
安全气囊知识培训
2011年11月30日 请将手机置于静音状态，谢谢！
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目 录
一、安全气囊系统概述； 二、安全气囊分类； 三、汽车对安全气囊的要求； 四、安全气囊的作动过程； 五、安全气囊的组成和工作原理； 六、安全气囊的发展； 七、安全气囊的设计要点
碰撞实例高速录像
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一、安全气囊系统概述
1、世界卫生组织最新发布全球首份《道路安全全球现状报 告》，调查显示全球每年有127万人死于道路交通事故 ， 其中大部分是碰撞造成的。其中中国排名世界第一。 2、如何减轻碰撞伤害 最佳措施就是用气垫缓冲，比如：消防队在救火或防止 有人跳楼时所作的。 但在汽车上不能放置已充好气的气垫 3、使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。 1952年，美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种 汽车安全系统的必要性，几乎同时，这种系统的原理图也 绘制了出来。1953年8月，赫特里克首次提出了“汽车用安 全气囊防护装置”，并在美国获得了“汽车缓冲安全装置”专 利。
组成： 有传感器、气 囊组件及安全 气囊ECU等组 成。
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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，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。
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安全气囊原理
• 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侧气囊同时打开，达到 保护驾驶员和乘客目的。
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六、安全气囊的发展
• • • • • • 价廉、无毒的气体发生器并降低对环境的污染； 智能化的感应系统以及电子控制系统； 通用性以及对环境的适应性； 避免气囊带来的附加伤害； 先进的数字模拟与设计技术。 安全气囊的智能化。
– 它通过增加传感器，探测乘员是儿童还是成人，以及坐姿及安全带 状况，然后经计算机分析，合理控制安全气囊展开的时间和强度， 以减少安全气囊对人员的意外伤害。这种智能安全气囊已在 GM、 丰田和福特、日产等的研究计划中。
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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
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安全气囊组件
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气囊组件
6、保险机构 • 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、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