汽车方向盘与安全气囊相关知识
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方向盘的造型一般为圆形，高端运动车型会把底部的圆弧改平。这 种设计形式目前也被应用到了普通车型上。
方向盘的造型特点：人机工程，如按压面凸型，握把背面凹凸设计， 适宜的硬度及粗糙度。盘径一般为365~385mm，握把直径30~50mm。
2
2
2
方向盘
方向盘色彩设计原则：色调协调，颜色缓和，易辨识，色彩简单。常见 方向盘多以灰色，黑色和银白色为主色调。配以镀铬装饰。
方向盘及安全气囊相关知识分享
2017-10-24
1
方向盘
定义：汽车、轮船、飞机等的操纵行驶方向的轮状装置。它通过花 键与转向轴相连，将驾驶员作用到转向盘边缘上的力转变为转矩后传递 给转向轴。
方向盘是车中与驾驶者接触时间最长，被使用频率最高，也是反映 使用者需求最密集的地方。它的设计直接影响使用者的情绪，操作和安 全。
螺钉 Screw self tapping
导向件 Sleeve plastic
按响弹簧组件 Base plate sub assy plas (Horn unit)
多功能开关 Switch
电镀装饰环 Decoration chromed 装饰件 Cover
6
方向盘的骨架
不同方向盘使用的骨架也不同： 有二辐条骨架、三辐条骨架、四辐条骨架等。
作用下及相对较低的温度，继续保持液态，从而结成致密的皮层。自结皮-泡沫-0.5mm
要形成致密的皮层，必须有足够的过填充量，并且模具应有足够的密封, 模具材质最好为热的
良导体。
模内漆是一种脂肪族聚氨酯漆，五颜六色的方向盘都是通过喷涂模内漆实现的。
聚氨酯材料本身容易在环境中逐渐氧化而变黄。为保证方向盘颜色持久，需要在聚氨酯发泡
混合压力。每个产品都有各自的发泡工艺参数。同时，也需要控制发泡车间的温度，以保证
整条生产线都在一定的温度范围内生产运行。
聚醚多元醇和低分子量醇类与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯，微量的水与异氰酸酯生成脲，
这两个反应均放出热量。液体发泡剂在密闭的模具内吸收热量后汽化，原 料体积膨胀引起模
内压力升高 ， 模具中心相对温度较高，发泡剂汽化形成泡沫，而靠近模具壁的原料在压力
© TRW Automotive 2013
4411-
Proprietary and Confidential
安全气囊的作用
——SAB/侧气囊
侧气囊分布在座椅内，目的是 减缓侧面撞击造成的伤害，与 安全带配合工作，在意外发生 的瞬间可以起到有效的保护乘 员的胸部和臀部的作用。
臀部气囊
胸部气囊
胸 – 臀双室气囊
装饰罩 Cover
骨架嵌件 Metal sheet
螺钉 Screw
左侧塑料骨架 Housing left 骨架 Armature
MQB SWS
皮子总成 Leather Assy
发泡 PU Foam
骨架 Armature
研磨件 Base plate plastic (milling adapter)
取出的方向盘都有分模线飞边与排气孔、入料口余料（见图6），
需要手工修剪掉这些多余的料（见图7）
图6 取出方向盘
图7 修剪多余料
14
方向盘的发泡原料
方向盘发泡材料是聚醚和异氰酸酯。同时添加少量的模内漆和色浆。
异氰酸酯： 异氰酸酯在15摄氏度以下开始结晶，5摄氏度以下会结块不可以使用，在运输
且达到危险值时就会控制起爆。对于侧撞、翻车等严重事故有着很好的人员保
护功能。
失效后果：
• 在车辆发生侧撞、翻车等严重事故时 ，乘客的头部可能受到伤害。
© TRW Automotive 2013
43
Proprietary and Confidential
驾驶员安全气囊/DAB_Audi
气袋固定支架总成 Bag retainer Assy
37
38
安全气囊的作用
——DAB/驾驶员气囊
DAB分布在驾驶员侧的方向盘中， 在意外发生的瞬间可以与安全带配 合工作瞬间起爆展开，对驾驶员的 头部及胸部起到保护的作用
标准折叠
星型折叠
© TRW Automotive 2013
Insert Presentation Name & Date Here
的过程中直接添加进少量色浆，这样就可以保证方向盘外观颜色不会因为基材变色而变色。
生产中需要控制色浆的杂质、温度和用量。
16
16
16
缝皮方向盘分类
17
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缝皮方向盘分类
18
18
18
缝线针法分类
19
19
19
缝皮车间
20
20
20
缝皮工艺-模板开发
21
21
21
缝皮工艺-真皮冲裁
22
22
22
缝皮工艺-真皮检查
© TRW Automotive 2013
Insert Presentation Name & Date Here
40
Proprietary and Confidential
安全气囊的作用
——KAB /膝部气囊
膝部安全气囊是用来降低乘员在碰撞 中车内饰对乘员膝部的伤害。膝部气 囊多数位于仪表盘，一旦打开能够有 效保护后排乘客的腰下肢体部位，从 而也能缓解来自正面碰撞的前冲力。
23
23
23
缝皮工艺-扎暗线
24
24
24
缝皮工艺-扎明线
25
25
25
缝皮工艺-调胶
26
26
26
缝皮工艺-打磨
27
27
27
缝皮工艺-缝制（布皮-涂胶-缝线）
28
28
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缝皮工艺-缝皮
29
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缝皮工艺-休整
30
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30
缝皮工艺-检查
31
31
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缝皮工艺-检查
32
32
32
方向盘装配
气袋固定支架 Bag retainer
气体发生器 Inflator Assy
气袋 Cushion
罩盖 Cover
螺母 Nut
喇叭线 Contact element 弹簧 Spring
45
副驾驶安全气囊 /PAB assy.
密封块 Clip
壳体 Housing
气体发生器 Inflator
AIRBAG ASSY
3
3
3
方向盘
来自百度文库方向盘的构成包括：
方向盘
骨架 发泡 缝皮
附件
轮圈 轮毂 辐条 花键套 多功能开关 线束 装饰件 换挡拨片
4
4
4
Audi Q5PA SWS-3 Spoke
线束总成 Wire harness Assy 皮子总成 Leather Assy 发泡 PU Foam
多功能开关 MUFU
右侧塑料骨架 Housing right 换挡拨片 TT Switch
罩盖 Cover 气袋总成 Airbag Assy
减震支架 Damper
螺母 Nut
卡簧 Spring leg
导向套 Guiding sleeve
驾驶员安全气囊/DAB _MQB
徽标 Emblem
夹持盘 Reaction plate
接触片 Contact sheet
螺钉
线束总成
Screw
Wire harness Assy
喷模内漆
打开模具
安放骨架
摘蘑菇（清除排气孔废料） 排气孔喷脱模剂、吹干
合上模具
发泡膨胀过程
灌注混合反应物
图1 方向盘生产发泡工艺过程
8
1. 喷脱模剂（见图9）
使用脱模剂避免发 泡物在模具上附着。 选择脱模剂种类时 注意：不同的脱模剂 会影响方向盘表面的 颜色与光泽
图9 喷脱模剂/喷模内漆
9
2. 喷模内漆
使用模内漆的原因是聚氨酯会变黄，需要用模内漆来保证方向 盘的颜色保持不变（特别是浅色方向盘）。 聚氨酯方向盘的色牢度、耐化学品腐蚀的材料试验与总成试验 大部分都与模内漆的品质和自结皮形成有关。 聚氨酯模内漆属于一种脂肪族聚氨酯漆. 使用模内漆可以避免方向盘表面有微孔的缺陷 。 模内漆只喷在模具上对应方向盘有皮纹的区域 。 根据车型不同，方向盘可以有不同的颜色与皮纹（见图2）。
O形环 Oetiker clamp 螺栓 Screw 垫片 Washer
徽标和装饰件 Emblem+Decoration
线束总成 Wire harness Assy
接触片 Contact sheet 弹簧 Spring compression
TAU
螺钉 Screw 气体发生器 Inflator Assy
夹持盘 Reaction plate 喇叭线 Contact element
© TRW Automotive 2013
42
Proprietary and Confidential
气囊的作用
——CAB(HAB)/帘式（头部）气囊
头部气囊也叫侧气帘，在碰撞时弹出遮盖车窗，以达到保护乘客的效果。头部
气囊主要针对侧撞时乘车人的头部进行保护。头部气囊安装在车顶弧形钢内，
通常贯穿前后，受车身内横向加速度传感器控制。当横向加速度大于正常值，
、储存和使用的过程中需严格控制温度。 20~30℃下隔绝空气和水分保存。 聚醚：
具有分层的特性－使用前充分搅拌-30分钟 具有 吸湿的特性－尽量保证桶的密封避免暴露于空气中 超出保质期反应性能会下降－在保质期内使用完
15
15
15
方向盘的发泡原料
在生产过程中，通过在发泡生产线上设定工艺参数来控制原料的温度、混合比例、用量以及
螺母 Nut
46
46
气袋 Bag Assy
线束未显示 No wire harness
46
侧安全气囊 /SAB assy.
O 型环 Clamp 保护盖 Protection cover
气袋 Airbag assy 支架 bracket
47
线束 cable
线束插头保护盖 Connector protection
骨架材料大多为镁铝合金。
图3 安放骨架
11
4. 合模、灌注与发泡
方向盘的发泡技术，属于反应注射成型（RIM）技术。
方向盘在模具里发泡的过程就是聚氨酯的发泡过程 （见图4）。 方向盘在聚氨酯发泡中需要加入色浆，这是与别的有蒙皮的发泡产品不同
之处。
色浆
料桶
POL
POL
ISO
ISO
混合头
骨架主体多采用镁铝合金材质一次压铸成型。 但是与车相连的花键套的制作却有区别：
骨架花键有采用一次拉刀成型的，如Golf 。 钢质材料嵌入骨架中，如BENZ的V212。
轮毂部分，根据造型要求，气囊布置，喇叭按响方式等有不同的结构设计 同时骨架的强度要符合符合碰撞与扭转等安全要求。
7
方向盘的发泡
图2 不同颜色的方向盘
10
3. 安放骨架
发泡方向盘是内嵌骨架的发泡物。发泡之前 需要将骨架放入模具内部，按规定的位置固 定夹紧（见图3），然后才能合模浇注。
骨架位置放错放歪可以导致模具损坏与方向 盘尺寸发生变化。
方向盘骨架是通过铸造工艺生产的，骨架总 成的材料试验需要符合碰撞与扭转等安全要 求。
装入气囊拧紧螺母，装换档开关
33
方向盘装配
装配多功能开关，装入导向环。
34
方向盘装配
开关功能检测，开关照明度检测
35
方向盘技术要求及试验
36
安全气囊
安全气囊，是指撞车时在乘员产生二次碰撞前，使气囊膨胀保护乘员的装 置。安全气囊作为座椅安全带的乘员约束装置的辅助装置，被称为安全气 囊系统（Supplemental Restraint System,SRS）。安全气囊系统包括气 囊与充气机构（气体发生器）组成整体式安全气囊模块，感知碰撞并向安 全气囊模块发出展开指令的碰撞传感器系统，以及传送由传感器发出的信 号的线束。
39
Proprietary and Confidential
安全气囊的作用
——PAB /乘员气囊
PAB分布在车内前方（副驾驶位仪 表盘），与安全带配合工作，在意 外发生的瞬间可以起到有效的保护 副驾驶位乘员的头部和胸部的作用。
失效后果：
• 在车辆紧急状况下，起不到应有的保 护作用而造成副驾驶位人身伤害
模具
预混站： 控温搅拌
料罐：控压控温控密度
图4 方向盘发泡的灌注过程
12
5. 开模、取出发泡方向盘
方向盘在模具内的发泡、熟化时间一般在60s-120s。目前BASF原
料模具时间FFS5S为：60s-70s；FFS7为：90s-120s。
打开模具取出发泡方向盘（见图5）
图5 打开模具
13
6. 修边（手工修边）
插头保护帽 Connector cap 螺栓Screw
螺栓帽 Screw Cap 螺母 Nut M6
热保护片 Diffuser
气体发生器 Assy Inflator
47
头部安全气囊 /CAB/HAB assy.
气体发生器 inflator 自粘带 Tape
金属夹子 Metal clip 气袋标签 Lable
方向盘生产的发泡工艺，是在金属骨架外面，用反映注射成形方法形成一层具有自结皮的聚氨酯发泡材料，这种发泡结 构能够形成带有天然皮革花纹及韧性的表皮，在这层表皮下逐渐过渡到具有弹性的泡沫体。这种方向盘即为PU 方向盘，是目前主流的方向盘生产技术。发泡工艺工程如下图1所示：
清洁发泡模具
喷脱模剂、吹干
取出发泡方向盘
方向盘的造型特点：人机工程，如按压面凸型，握把背面凹凸设计， 适宜的硬度及粗糙度。盘径一般为365~385mm，握把直径30~50mm。
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方向盘
方向盘色彩设计原则：色调协调，颜色缓和，易辨识，色彩简单。常见 方向盘多以灰色，黑色和银白色为主色调。配以镀铬装饰。
方向盘及安全气囊相关知识分享
2017-10-24
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方向盘
定义：汽车、轮船、飞机等的操纵行驶方向的轮状装置。它通过花 键与转向轴相连，将驾驶员作用到转向盘边缘上的力转变为转矩后传递 给转向轴。
方向盘是车中与驾驶者接触时间最长，被使用频率最高，也是反映 使用者需求最密集的地方。它的设计直接影响使用者的情绪，操作和安 全。
螺钉 Screw self tapping
导向件 Sleeve plastic
按响弹簧组件 Base plate sub assy plas (Horn unit)
多功能开关 Switch
电镀装饰环 Decoration chromed 装饰件 Cover
6
方向盘的骨架
不同方向盘使用的骨架也不同： 有二辐条骨架、三辐条骨架、四辐条骨架等。
作用下及相对较低的温度，继续保持液态，从而结成致密的皮层。自结皮-泡沫-0.5mm
要形成致密的皮层，必须有足够的过填充量，并且模具应有足够的密封, 模具材质最好为热的
良导体。
模内漆是一种脂肪族聚氨酯漆，五颜六色的方向盘都是通过喷涂模内漆实现的。
聚氨酯材料本身容易在环境中逐渐氧化而变黄。为保证方向盘颜色持久，需要在聚氨酯发泡
混合压力。每个产品都有各自的发泡工艺参数。同时，也需要控制发泡车间的温度，以保证
整条生产线都在一定的温度范围内生产运行。
聚醚多元醇和低分子量醇类与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯，微量的水与异氰酸酯生成脲，
这两个反应均放出热量。液体发泡剂在密闭的模具内吸收热量后汽化，原 料体积膨胀引起模
内压力升高 ， 模具中心相对温度较高，发泡剂汽化形成泡沫，而靠近模具壁的原料在压力
© TRW Automotive 2013
4411-
Proprietary and Confidential
安全气囊的作用
——SAB/侧气囊
侧气囊分布在座椅内，目的是 减缓侧面撞击造成的伤害，与 安全带配合工作，在意外发生 的瞬间可以起到有效的保护乘 员的胸部和臀部的作用。
臀部气囊
胸部气囊
胸 – 臀双室气囊
装饰罩 Cover
骨架嵌件 Metal sheet
螺钉 Screw
左侧塑料骨架 Housing left 骨架 Armature
MQB SWS
皮子总成 Leather Assy
发泡 PU Foam
骨架 Armature
研磨件 Base plate plastic (milling adapter)
取出的方向盘都有分模线飞边与排气孔、入料口余料（见图6），
需要手工修剪掉这些多余的料（见图7）
图6 取出方向盘
图7 修剪多余料
14
方向盘的发泡原料
方向盘发泡材料是聚醚和异氰酸酯。同时添加少量的模内漆和色浆。
异氰酸酯： 异氰酸酯在15摄氏度以下开始结晶，5摄氏度以下会结块不可以使用，在运输
且达到危险值时就会控制起爆。对于侧撞、翻车等严重事故有着很好的人员保
护功能。
失效后果：
• 在车辆发生侧撞、翻车等严重事故时 ，乘客的头部可能受到伤害。
© TRW Automotive 2013
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Proprietary and Confidential
驾驶员安全气囊/DAB_Audi
气袋固定支架总成 Bag retainer Assy
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38
安全气囊的作用
——DAB/驾驶员气囊
DAB分布在驾驶员侧的方向盘中， 在意外发生的瞬间可以与安全带配 合工作瞬间起爆展开，对驾驶员的 头部及胸部起到保护的作用
标准折叠
星型折叠
© TRW Automotive 2013
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的过程中直接添加进少量色浆，这样就可以保证方向盘外观颜色不会因为基材变色而变色。
生产中需要控制色浆的杂质、温度和用量。
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缝皮方向盘分类
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缝皮方向盘分类
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缝线针法分类
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缝皮车间
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缝皮工艺-模板开发
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缝皮工艺-真皮冲裁
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缝皮工艺-真皮检查
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Proprietary and Confidential
安全气囊的作用
——KAB /膝部气囊
膝部安全气囊是用来降低乘员在碰撞 中车内饰对乘员膝部的伤害。膝部气 囊多数位于仪表盘，一旦打开能够有 效保护后排乘客的腰下肢体部位，从 而也能缓解来自正面碰撞的前冲力。
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缝皮工艺-扎暗线
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缝皮工艺-扎明线
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缝皮工艺-调胶
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缝皮工艺-打磨
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缝皮工艺-缝制（布皮-涂胶-缝线）
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缝皮工艺-缝皮
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缝皮工艺-休整
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缝皮工艺-检查
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缝皮工艺-检查
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方向盘装配
气袋固定支架 Bag retainer
气体发生器 Inflator Assy
气袋 Cushion
罩盖 Cover
螺母 Nut
喇叭线 Contact element 弹簧 Spring
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副驾驶安全气囊 /PAB assy.
密封块 Clip
壳体 Housing
气体发生器 Inflator
AIRBAG ASSY
3
3
3
方向盘
来自百度文库方向盘的构成包括：
方向盘
骨架 发泡 缝皮
附件
轮圈 轮毂 辐条 花键套 多功能开关 线束 装饰件 换挡拨片
4
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4
Audi Q5PA SWS-3 Spoke
线束总成 Wire harness Assy 皮子总成 Leather Assy 发泡 PU Foam
多功能开关 MUFU
右侧塑料骨架 Housing right 换挡拨片 TT Switch
罩盖 Cover 气袋总成 Airbag Assy
减震支架 Damper
螺母 Nut
卡簧 Spring leg
导向套 Guiding sleeve
驾驶员安全气囊/DAB _MQB
徽标 Emblem
夹持盘 Reaction plate
接触片 Contact sheet
螺钉
线束总成
Screw
Wire harness Assy
喷模内漆
打开模具
安放骨架
摘蘑菇（清除排气孔废料） 排气孔喷脱模剂、吹干
合上模具
发泡膨胀过程
灌注混合反应物
图1 方向盘生产发泡工艺过程
8
1. 喷脱模剂（见图9）
使用脱模剂避免发 泡物在模具上附着。 选择脱模剂种类时 注意：不同的脱模剂 会影响方向盘表面的 颜色与光泽
图9 喷脱模剂/喷模内漆
9
2. 喷模内漆
使用模内漆的原因是聚氨酯会变黄，需要用模内漆来保证方向 盘的颜色保持不变（特别是浅色方向盘）。 聚氨酯方向盘的色牢度、耐化学品腐蚀的材料试验与总成试验 大部分都与模内漆的品质和自结皮形成有关。 聚氨酯模内漆属于一种脂肪族聚氨酯漆. 使用模内漆可以避免方向盘表面有微孔的缺陷 。 模内漆只喷在模具上对应方向盘有皮纹的区域 。 根据车型不同，方向盘可以有不同的颜色与皮纹（见图2）。
O形环 Oetiker clamp 螺栓 Screw 垫片 Washer
徽标和装饰件 Emblem+Decoration
线束总成 Wire harness Assy
接触片 Contact sheet 弹簧 Spring compression
TAU
螺钉 Screw 气体发生器 Inflator Assy
夹持盘 Reaction plate 喇叭线 Contact element
© TRW Automotive 2013
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Proprietary and Confidential
气囊的作用
——CAB(HAB)/帘式（头部）气囊
头部气囊也叫侧气帘，在碰撞时弹出遮盖车窗，以达到保护乘客的效果。头部
气囊主要针对侧撞时乘车人的头部进行保护。头部气囊安装在车顶弧形钢内，
通常贯穿前后，受车身内横向加速度传感器控制。当横向加速度大于正常值，
、储存和使用的过程中需严格控制温度。 20~30℃下隔绝空气和水分保存。 聚醚：
具有分层的特性－使用前充分搅拌-30分钟 具有 吸湿的特性－尽量保证桶的密封避免暴露于空气中 超出保质期反应性能会下降－在保质期内使用完
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方向盘的发泡原料
在生产过程中，通过在发泡生产线上设定工艺参数来控制原料的温度、混合比例、用量以及
螺母 Nut
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气袋 Bag Assy
线束未显示 No wire harness
46
侧安全气囊 /SAB assy.
O 型环 Clamp 保护盖 Protection cover
气袋 Airbag assy 支架 bracket
47
线束 cable
线束插头保护盖 Connector protection
骨架材料大多为镁铝合金。
图3 安放骨架
11
4. 合模、灌注与发泡
方向盘的发泡技术，属于反应注射成型（RIM）技术。
方向盘在模具里发泡的过程就是聚氨酯的发泡过程 （见图4）。 方向盘在聚氨酯发泡中需要加入色浆，这是与别的有蒙皮的发泡产品不同
之处。
色浆
料桶
POL
POL
ISO
ISO
混合头
骨架主体多采用镁铝合金材质一次压铸成型。 但是与车相连的花键套的制作却有区别：
骨架花键有采用一次拉刀成型的，如Golf 。 钢质材料嵌入骨架中，如BENZ的V212。
轮毂部分，根据造型要求，气囊布置，喇叭按响方式等有不同的结构设计 同时骨架的强度要符合符合碰撞与扭转等安全要求。
7
方向盘的发泡
图2 不同颜色的方向盘
10
3. 安放骨架
发泡方向盘是内嵌骨架的发泡物。发泡之前 需要将骨架放入模具内部，按规定的位置固 定夹紧（见图3），然后才能合模浇注。
骨架位置放错放歪可以导致模具损坏与方向 盘尺寸发生变化。
方向盘骨架是通过铸造工艺生产的，骨架总 成的材料试验需要符合碰撞与扭转等安全要 求。
装入气囊拧紧螺母，装换档开关
33
方向盘装配
装配多功能开关，装入导向环。
34
方向盘装配
开关功能检测，开关照明度检测
35
方向盘技术要求及试验
36
安全气囊
安全气囊，是指撞车时在乘员产生二次碰撞前，使气囊膨胀保护乘员的装 置。安全气囊作为座椅安全带的乘员约束装置的辅助装置，被称为安全气 囊系统（Supplemental Restraint System,SRS）。安全气囊系统包括气 囊与充气机构（气体发生器）组成整体式安全气囊模块，感知碰撞并向安 全气囊模块发出展开指令的碰撞传感器系统，以及传送由传感器发出的信 号的线束。
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Proprietary and Confidential
安全气囊的作用
——PAB /乘员气囊
PAB分布在车内前方（副驾驶位仪 表盘），与安全带配合工作，在意 外发生的瞬间可以起到有效的保护 副驾驶位乘员的头部和胸部的作用。
失效后果：
• 在车辆紧急状况下，起不到应有的保 护作用而造成副驾驶位人身伤害
模具
预混站： 控温搅拌
料罐：控压控温控密度
图4 方向盘发泡的灌注过程
12
5. 开模、取出发泡方向盘
方向盘在模具内的发泡、熟化时间一般在60s-120s。目前BASF原
料模具时间FFS5S为：60s-70s；FFS7为：90s-120s。
打开模具取出发泡方向盘（见图5）
图5 打开模具
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6. 修边（手工修边）
插头保护帽 Connector cap 螺栓Screw
螺栓帽 Screw Cap 螺母 Nut M6
热保护片 Diffuser
气体发生器 Assy Inflator
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头部安全气囊 /CAB/HAB assy.
气体发生器 inflator 自粘带 Tape
金属夹子 Metal clip 气袋标签 Lable
方向盘生产的发泡工艺，是在金属骨架外面，用反映注射成形方法形成一层具有自结皮的聚氨酯发泡材料，这种发泡结 构能够形成带有天然皮革花纹及韧性的表皮，在这层表皮下逐渐过渡到具有弹性的泡沫体。这种方向盘即为PU 方向盘，是目前主流的方向盘生产技术。发泡工艺工程如下图1所示：
清洁发泡模具
喷脱模剂、吹干
取出发泡方向盘