被动安全系统

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安全气囊的组成与工作原理
一、安全气囊组成、工作原理 驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内， 当您看见方向盘上标有“SRS”或“Airbag”字 样，就可知此车装有安全气囊。 安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体 发生器和气囊等组成。
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安全气囊的组成部分
传感器和微处理器用以判断装车程度，传递及发送信 号； 气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃燃料并 产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀； 气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处，其容量约 50至90 升不等，做气囊的布料具有很高的抗拉强度，多以尼 龙材质制成，折叠起来的表面附有干粉，以防安全气 囊粘着在一起在爆发时被冲破；为了防止气体泄漏， 气囊内层涂有密封橡胶；同时气囊设有安全阀，当充 气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体 ，避免将乘客挤压受伤；气囊中所用的气体多是氮气 或一氧化碳。
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一、安全气囊
安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。为了 减小汽车发生正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员 和乘员的伤害，现代汽车在驾驶员前端方向盘中央普遍装有安 全气囊系统，有些汽车在驾驶员副座前的工具箱上端也装有安 全气囊系统。
Байду номын сангаас
汽车安全气囊系统（Supplemental Restraint System—SRS） 是轿车上的一种辅助保护系统，也称空气袋（AIR BAG）。当汽 车遭到正面或侧面严重冲撞时能很快膨胀的缓冲垫，与座椅安全 带配合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护，可有效降低汽车 乘员及驾驶员的伤亡率，是拯救乘员生命的重要装置。应该指出 的是SRS系统实际上是安全带的辅助装置，只有在使用安全带的 条件下，SRS系统才能充分发挥保护乘员的作用。
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第3章 车身电控系统的新技术
第一节 被动安全系统
汽车的安全性分为主动安全性和被动安全性。被 动安全主要是指在发生危险的情况下，汽车保护驾驶 员或者乘员的生命财产安全的能力或者性能，如汽车 的碰撞安全性。 目前的一些被动安全装置主要有：车身结构抗撞 设计。前驱车主要有：多安全气囊、安全带、3H车 身结构、前部逐渐吸能设计、边框型底架、预紧和载 荷限制式安全带、主动式头枕、可溃式制动踏板、及 可溃性转向柱等。后驱轿车先进的被动安全设备有： 大型车架、加长车身吸能缓冲区、可溃式转向柱、预 紧和载荷限制式安全带、多气囊、侧围全钢防撞杆等 。
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据美国官方公布的数字，1986年至1997年2 月15日，安全气囊共挽救了1828人的生命 (1639名司机，189名乘员)。安全气囊同时 也有副作用。 在上述时间段内，气囊造成38名儿童、21 名司机、2个乘员死亡。这些主要发生在低 速碰撞的情况。造成死亡的原因有如下几 种：儿童及儿童座椅靠近气囊；碰撞前的 制动使得儿童更加靠近气囊。气囊主要造 成头和颈部伤害。另外矮个子司机受到的 伤害也是类似原因
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汽车发生碰撞事故时，在惯性的作用 下，司机和乘客会高速撞向方向盘 等车内 部件，受到伤害。在汽车上安装安全带和 安全气囊等保护系统，可以在撞车时把乘 客约束在座椅上，限制乘客头部、胸部的 移动距离，避免与车内部件发生剧烈碰撞 ，从而起到保护作用。所以也把这种保护 系统叫做乘员约束系统（SRS）。
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二、安全气囊动作过程
碰撞后 经历的 时间 110ms SRS 的动作 状态 气囊完全胀大 人体前移
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气囊上 有小孔 排气
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其中控制单元为控制中枢，包括：或电 子加速度传感器，CPU中央处理器、诊断数 据存储器、蓄能器和碰撞数据记录器。具有 自检、监控、故障存储、引爆指令及撞车记 录等功能。安全气囊是座椅安全带的辅助装 置，只有在正确使用安全带的基础上，该系 统才能充分发挥保护驾驶员和乘员的作用。
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工作过程：
说明：气囊的打开与否与撞击角度和撞击速度有关，撞 击力要来自正的方向，速度30KM/h左右。
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图11-8
安全气囊系统的动作时序图
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二、安全气囊动作过程
SRS 的动作 状态 遭受碰撞 微处理器工作 点火装臵起动 高压气体进入气囊 气囊向外膨胀
碰撞后 经历的 时间 0 ms 10ms 30ms 50ms 80ms
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SRS安全气囊电脑
• SRS控制组件主要由SRS电脑模 块、信号处理电路、备用电源电 路、保护电路和稳压电路等组成。 防护传感器一般也与SRS电脑一 起制作在SRS控制组件中。
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大多数气囊控制模块（ECU）都安装在车身中部靠 近挡把的位臵
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驾驶员气囊组件
饰盖裂纹
饰盖 气囊 气体 点火 发生 信号 器 线
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气体发生器
引爆炸药
上盖 电热丝
充气孔
下盖 金属滤网 充气剂 点火控制 器药筒
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乘客安全气囊
1.点火器1 2.充气器1 4.密封膜片
3.活塞
5.通往气囊的气到
6.点火器2
7.充气器2
8.高压气瓶
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点火控制器
陶瓷片 电热丝 引药 药筒 炸药 绝缘垫片 电极 药托 电热头 导线 绝缘套管
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电控安全气囊系统的作用
• 当汽车发生碰撞时，驾驶员正面的SRS气囊能使驾驶 员免于遭受方向盘和风挡玻璃对其造成的伤害，前排 乘员正面的SRS气囊能使副驾驶员免于遭受仪表台和 风挡玻璃对其造成的伤害。。
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侧面SRS气囊的功用 • 保护汽车驾驶员和成员 的头部。侧面SRS气囊 的安装与控制技术难度 比正面SRS气囊要大一 些。最主要的问题是车 门与驾驶员或成员之间 的距离很短，可供安装 气囊的空间很小，因此 气囊的设计尺寸受到限 制。在控制技术方面， 侧面气囊的膨胀速度必 须比正面气囊快3倍以上。
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二、安全气囊的分类
目前常见的安全气囊有：正面气囊头部重点保 护驾驶员和乘客的胸部和面部；侧气囊和侧安全气 帘(左右各一个)安装在车辆侧面A柱与C柱之间，用 于保护乘客头部和腰部的安全，减轻侧面撞击对头 部的伤害；膝部气囊重点保护驾驶员和乘客的膝盖 ；头颈部保护系统最早是由沃尔沃汽车公司发明的 ，重点保护驾驶员和乘客的后头部和颈部，现在被 其他汽车公司广泛使用；后向式儿童安全座椅可将 对儿童头颈部的伤害减少一半。
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当点火开关拨到ON位置并且车辆未启动时，安全气囊控制单元 会对系统进行一次自检，此时在仪表板上的气囊指示灯应该是点 亮的，如果系统没有故障，6S以后气囊指示灯便会自动熄灭， 并且在以后的发动机启动以及正常行驶过程中，安全气囊指示灯 都不会在点亮。如果打开点火开关之后，安全气囊指示灯一直点 亮或闪亮，则说明安全气囊系统已经存在故障码。如果打开点火 开关之后，安全气囊指示灯不亮，或在启动或行驶过程中安全气 囊指示灯亮起，则说明安全气囊系统也存在故障，此时应读取安 全气囊系统故障码并进行维修。
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安全气囊（SRS）系统由碰撞传感器、控制单元、气囊、爆 燃式安全带张紧器、螺旋导线单元等组成，
当汽车遭受前方一定角度碰撞时，安装在汽车前部角上的碰 撞传感器根据撞车性质和强度，将检测到的汽车突然减速的情况 变成电压信号，输送给SRS的控制单元，以便判断是否发生碰撞 。气囊为终端引爆元件。控制单元接通气囊组件中的点火器（电 雷管）电路，电雷管引爆使点火剂（炸药）受热爆炸（电热丝通 电发热引爆炸药）。点火剂引爆时，迅速产生大量的热量，使充 气剂（叠氮化纳固体药片）受热 分解，释放出大量的氮气，使 气囊完全打开，将人体和前方 与车内部件之间的硬性碰撞变 成弹性碰撞，通过气囊的产生 变形和排气节流来吸收人体碰 撞产生的能量，从而达到保护 人体的作用。
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安全气囊的发展 1958年发明并申请了专利 美国通用汽车公司在1974-1976年间安装了大 约一万套气囊系统，但是，由于技术上的原因 又停止了生产 从1970年到1990年的20年间，欧、美关于安全 气囊方面的专利只有106项，而从1990年到 1994年4月，有专利464项。在美国，到1995年， 前排乘员的气囊安装率已超过60％。 法规规定在1997年9月1 日后出厂的轿车中 100％安装司机侧和前排乘员侧气囊。在欧洲 则是标准装备和选件并存，现在新车型基本都 安装有安全气囊。
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随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度 越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥 挤，每年都有成千上万的人死于车祸，更有许多人因车祸受伤 致残。车祸迫使人们更加关注汽车的安全性，同时也迫使汽车 生产厂家在汽车上装备乘员安全保护装置。 乘员安全保护装置可分为主动保护装置和被动保护装置两 种。 主动保护装置能够依靠其本身的结构来保证汽车在行驶过 程中的安全性，如ABS，能够在汽车制动时防止汽车侧滑甩尾， 事故前） 从而保证乘员的安全。（ 被动保护装置在汽车发生事故时，保护乘员或减轻乘员的 伤害程度。安全带和安全气囊就属于被动保护装置。其中，安 全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊起辅助作用， 它可以弥补佩带安全带后仍不能保护乘员头部、面部和胸部的 缺陷。 事故后）
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在下述情况必须更换安全气囊控制单元
• • • • • 1.安全气囊触发一次； 2.壳体损坏； 3.控制单元周围 200mm 内通道变形； 4.所有已触发的安全气囊总成； 5.如果副驾驶员安全气囊已触发，还要更换仪表板； （部分车型） • 6.副驾驶员一侧的支架已变形（不允许二次变形）； • 7.横向加速度传感器故障（如果传感器周围地板已变 形）； • 8.驾驶员安全气囊触发后，要更换带滑环的回位弹簧， 要更换张紧器已触发的安全带。
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前排安全气囊
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后排乘员安全气囊
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车外气囊
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气囊装在哪里
注意：如果在乘员和气囊中 前排双安全气囊，分别安装在转向盘下和仪表板的右部。安全 间有什么物件，气囊就可能 气囊是整车被动安全型的重要组成部分，在车辆发生碰撞时气囊 无法正常膨开，或者可能会 使驾驶员和副驾驶员可受到像气垫那样的缓冲减震。安全气囊传 将此物件打到乘员身上，导 感器可在车身前部60°范围内监控危险。正面防护安全气囊主要 致严重伤害甚至死亡。因此， 保护人员的面部与胸部。 在气囊膨开的空间内不能有 任何东西，千万不要在转向 侧面安全气囊安装在前排座椅 盘上或气囊罩盖附近放置任 的侧面，侧气帘安装在B柱、C 何东西。 柱。侧面安全气囊使得前排乘员 在侧面碰撞时不至于受到由于车 厢变形而造成的严重伤害。侧气 帘则对前后排乘员的头部和腰部 。提供保护。侧面传感器分别在 车身侧面60°范围内实施监控。
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一、安全气囊
第一节 概述
一、 安全气囊的作用 概念 也成辅助乘员保护系统（ Supplemental Restraint System，简称SRS）or（ Safety Air Bag System）。 SRS的作用 在发生碰撞后迅速在乘员和车内部件之间打开 一个充满气体的袋子，让乘员扑在气袋上。通 过气袋的排气节流阻尼吸收乘员的动能，使猛 烈的车内碰撞得以缓冲，以达到保护乘员的目 的。
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图11-1 安全气囊组成图
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碰撞传感器
• 碰撞传感器用于感知车辆是否发生碰撞，将碰撞强 度信号（减速度信号）传送给ECU，从而使ECU判 断是否触发相关的引爆装臵。
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螺旋电缆
• 螺旋电缆是连 接车身与方向 盘的电器接线， 安装在方向盘 下组合开关上 面。螺旋电缆 由转子、壳体、 电缆和解除凸 轮组成。
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知识
安全气囊的触发条件
安全气囊并不是在任何碰撞中都会启动，只有满足碰撞角 度（汽车受撞击方向与车辆的中心线夹角）小于30度 （发生正面碰撞，且方向在汽车总轴线两侧30度）和碰 撞强度足够大这两个条件时才启动。即正面冲击力同汽车 轴线夹角必须小于30度，才能使气囊胀开。如果车速不 超过20km/h是不会启动的。因为低于20km/h的车速发生 碰撞，虽然能够损坏车头，但是车头的塑性变形区和安全 带已经可以为乘员提供有效的保护。因此，此时安全气囊 不需要启动。一般情况下，安全气囊会在超过30km/h左 右以上的速度发生撞击才会启动。