二节汽车安全气囊安全系统原理与维修

第二节汽车安然气囊安然系统道理与维修

一、安然气囊系统的布局

构成安然气囊系统的主要电子元器件有ECU、碰撞传感器〔集中式系统安设于ECU内部，分散式系统安设在ECU外部〕、警示装置、安然气囊组件、乘员位置传感装置及接头和线束等。

二、安然气囊系统典型ECU布局

对於单点碰撞传感－集中式安然气囊ECU，采用了与放大和滤波电路相关联的电子加速度计〔传感器〕，能不变地保持对汽车加速度跟踪〔即能按照汽车的加速度成比例地输出

电压〕。与单片微机相关联的装置包罗：

电源供应装置，给所有的电路提供工作电压。属於这局部的两个重要电气装置包罗电荷泵和能量贮备〔又称备用电源，在碰撞过程中，一旦蓄电池连接松脱，仍能提供足够的贮电容量触发引爆管使安然气囊张开〕。

电荷泵具有提升能量贮备电压，使其高於汽车工作电压的能力。当蓄电池、充电系统或发电机呈现故障时，电荷泵能维持能量贮备装置的最低工作电压。别的，在提升能量贮备电压的同时，能检测引爆路电阻偏高

等类似的故障；供单片微机监控用的监视计时器；供警示灯控制和故障诊断用的接口电路；触发司机或乘客侧充气组件的引爆电路。引爆路一般由ECU内部电路及ECU的外部元器件组成。外部元器件有：接头、电缆、滑环/盘簧〔仅司机路才有〕引爆管，对於分散式安然气囊系统还有电子机械碰撞传感器等。ECU监控的首要任务，是在碰撞过程中监测可能阻碍成功引爆安然气囊的所有故障；进一步的任务是监测使安然气囊发生致伤、甚至致死的不当令引爆；与ECU 集成在一起的机－电安然传感器；选择输入电路。

“选择输入〞是用来向安然气囊ECU提供乘客座位、司机和乘客安然带的状态信息，这些信息经ECU处置後，除了具有前面提到能改变安然气囊充气速率的功能外，还有安然按捺功能。对於乘客安然气囊，只有在乘客座位被占用、乘客安然带扣上以及安然气囊在较高阈值的情况下，才会引爆充气。将司机安然气囊与乘客安然气囊分开控制，可以减少安然气囊不必要的张开；便利接入外部诊断设备，帮忙维修的串行数据线路。

三、安然气囊组件的布局及工作过程

乘客侧与司机侧安然气囊的布局和工作过程很相似。典型的司机侧

安然气囊组件由安然气囊饰罩、带涂敷层或不带涂敷层的织物折囊垫、充气器〔即气体发生器、含引爆剂、扩爆剂和主推进剂〕和将安然气囊组件安装在标的目的盘的连接组件等组成。组件的功用和工作过程如下：〔1〕、将从碰撞传感器接收的电信号传给充气器的引爆剂；〔2〕、引爆剂像根“电火柴〞通电

後着火，然後再点燃充气

器组件内的扩爆剂，扩爆

剂又称为引爆管。〔3〕、扩爆剂点燃後，点燃主装药－主推进剂。传统的主推进

剂由氮化钠+氧化剂组成，

也有些使用压缩氮气或氩

气，还有两种混合应用；〔4〕、推进剂燃烧生成氮气流；〔5〕、迅速膨胀的气体颠末过滤进入折囊垫，形成安然气囊雏

形；

〔6〕、充气器使充入安然气囊的气体压力增高，并开始推压安

然气囊饰罩；

〔7〕、安然气囊饰罩上的压力不竭上升，饰罩材料延伸变形和

扯破薄弱区的接缝；〔8〕、随着裂缝的呈现，饰罩门开启，为充气安然气囊的喷出

提供最正确通路；

〔9〕、气体压力继续增长，安然气

囊张开至织物绷紧；〔10〕、乘员接触和压迫安然气囊，实现安然庇护；

〔11〕、通过气体的粘性阻尼作用，乘员前移能量被吸收和耗

散，安然气囊中过压气体颠

末安然气囊通气孔排出而不

致伤害乘员。

四、安然带和安然气囊

为了说明安然带和安然气囊在

庇护乘员方面的重要性，首先说明造成乘员伤害的原因。如图2所示，当汽车和障碍物之间发生碰撞变乱时，

汽车和障碍物之间的碰撞称为一次

碰撞。一次碰撞的成果导致汽车速度急剧下降。例如，如果一辆汽车以50km/h的速度与一个固定不动的障碍物正面相撞，那么汽车至完全遏制所需时间大约0.1s。在这短暂的时间内，可发生的事情却相当多：在碰撞的瞬间，前护杠遏制运动，但汽车的其他局部仍以50km／h的速度前进。随着车辆前部逐渐损坏，汽车即开始吸收动能并减速；在碰撞过程中，当开始减速慢下来时，内部乘员那么仍以本来的速度向前移动。于是就发生了乘员和标的目的盘、仪表板、风挡玻璃等之间的碰撞，造成了乘员的伤

害。这种乘员和汽车内部布局之间的碰撞称为二次碰撞，如图3所示。

图2 一次碰撞示意图

图3 二次碰撞示意图

如果乘员未系上安然带，那么他们会继续以50km/h的速度前进，直到撞及车室内部物件才会遏制。在此例中，乘员撞击车室内部的速度，与从三楼的窗户跳下撞击地面时的速度相当。如果乘员系上安然带，那么他们将逐渐减速，因此作用到他们身

上的撞击力将减轻。但是在严重的碰撞事件中，虽然系上安然带的碰撞力比未系安然带少了很多，但乘员仍可能会撞到车室内部物件而造成伤害。

汽车安然气囊的底子思想是：在发生一次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部布局之间翻开一个充满气体的袋子，使乘员撞在气袋上，防止或减缓二次碰撞，从而达到庇护乘员的目的，如图4所示。由于乘员和气囊相碰时容易因振荡造成乘员伤害，所以在气囊的背面开两个直径25mm摆布的圆孔。这样，当乘员和气囊相碰时，借助圆孔的放气可

减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于庇护乘员。

图4 安然气囊对乘员的庇护作用五、安然气囊的形式

除了上述供正面碰撞的庇护安然气囊外，近年还开发出了供侧面碰撞庇护用的侧安然气囊。这样，安然气囊系统按庇护面的不同，可分为供

正面碰撞庇护用的安然气囊系统和供侧面庇护用的侧安然气囊系统，如图5所示。

图5 正面安然气囊和侧安然气囊此外，安然气囊还可按充气装置点火系统的形式、气囊数量和气囊传感器数量等3种方式来分类。

1、按充气装置点火系统分

〔1〕电子式〔E型〕

〔2〕机械式〔M型〕