安全气囊系统的结构与原理ppt课件

2-4个，安装在汽车前端。
(a) 不工作状态
前碰撞传感器
(b) 工作状态
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(2) 中央碰撞传感器 中央碰撞传感器有应变电阻片的半导体式和机械式两种。
中央碰撞传感器
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(3) 保险传感器 也称触发传感器，其
闭合的减速度要稍小一些， 起保险作用，防止因碰撞 传感器短路而造成误膨开。
保险传感器有机械型 和汞开关型。
6、2汽车的安全气囊系统的结构与原理
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概述
SRS—Supplemental Restraint System
6.1.1 安全气囊的分类
1. 按碰撞类型分 正面碰撞防护安全气囊系统、侧面碰撞防护安全气囊系统和顶部碰撞
防护安全气囊系统。 2. 按照安全气囊安装数目分
单气囊系统、双气囊系统、四气囊系统。 3. 按照安全气囊的触发机构分
• 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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3 安全气囊组件
• 气囊
– 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。
b、所示，40ms后，气囊已完全充胀，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾 驶员身上并被拉长，部分冲击能量已被吸收。
c、80ms后，驾驶员的头及身体上部沉向气囊，气囊后面的排气孔将氮气 在一定压力下匀速逸出。
d、110ms后，驾驶员向后移动回到座椅上，大部分气体从气囊中逸出，前 方恢复清晰视野。
气囊动作时间极短，从开始充气到完全充满的时间约为30 ms；从汽车
到22km/h；日本和欧洲，由于安
全气囊系统是按驾驶员配戴座椅
安全带来设计的，引爆气囊的车
速为19km/h到32km/h 。
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6.2 电子控制安全气囊系统结构组成
6.2.1 碰撞传感器
1. 传感器按其结构可分为机电式和电子式两种 (1) 机电式传感器
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碰撞传感器
碰撞传感器
（按结构分类）
机电结合式
– 气囊后有两个或四个 孔，用于排气。
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2 气体发生器
1. 气体发生 器又成为
充气器，
用专用螺
栓与螺母
固定在转
向盘的气 囊支架上。
2. 充气剂普
遍采用叠
氮化钠片
状合剂。
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点火器
气囊点火器外包铝箔，安装在气体发生 器内部中央位置，结构如图。
点火器的功用是：当SRS ECU发出点火 指令使电热丝电路接通时，电热丝迅速 红热引爆引药，炸药瞬间爆炸产生热量， 药筒内温度和压力急剧升高并冲破药筒， 使充气剂（叠氮化钠）受热分解释放氮 气冲入气囊。
受碰撞开始，到安全气囊收缩为止，所用时间极为短暂，仅为120 ms左右，
而人的眼皮眨一下所用时间约为300 ms左右。
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6.1.5 安全气囊系统的有效范围
正面安全气囊系统在汽车从正前方或斜前方30°角范围内发生碰撞且 其纵向减速度达到某一值（减速度阈值）时，才能引爆正面安全气囊。
在下列条件之一的情况下，不会
引爆安全气囊：
(1) 汽车遭受侧面碰撞超过斜前方
30°角时；
(2) 汽车遭受横向碰撞时；
(3) 汽车遭受后方碰撞时；
(4) 汽车发生绕纵向轴线侧翻时；
(5) 纵向减速度未达到设定阈值时：
(6) 汽车正常行驶、正常制动或在路
面不平的道路上行驶时。
在美国，因为安全气囊系统是
按驾驶员不配戴座椅安全带来设
计的，引爆气囊的车速为12km/h
电子式、机电式。
6.1.2 安全气囊系统的基本组成
组成：传感器、气囊组件、电控装置(ECU )等组成
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6.1.3 安全气囊系统工作原理
安全气囊工作过程
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6.1.4 安全气囊系统的动作过程
奥迪轿车车速为50km/h时与前面障碍物相撞时气囊的引爆过程。
a、撞车10ms后，达到引爆系统引爆极限，点火器点燃气体发生器产生氮 气，驾驶员仍然直坐着。
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碰撞传感器由壳体、偏心转子、偏心重块、固定触点、旋转触点等部分 组成。在传感器外还固定一电阻R，如图6.4（b）所示，其作用是在系统进行 自检时，检测ECU与碰撞传感器之间的联接是否正常。
碰撞传感器在正常情况下，偏心转子和偏心重块在弹簧张力作用下，顶 靠在与外壳固结的止动块上，活动触点与固定触点不接触；当汽车在传感器 控制的方向受到碰撞，且冲击力超过传感器的设定值时，偏心块在惯性力作 用下带动偏心转子克服弹簧张力而转动，使其上的活动触点与固定触点闭合， 从而向ECU发出信号，以驱动充气元件。
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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偏心锤式碰撞传感器
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偏心锤式碰撞传感器工作原理
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图7.5 碰撞传感器的结构
1-传感器总成 2-壳体 3-偏心旋转质量中心 4-偏心转子 5-旋转触点 6-固定触点 7-螺旋弹簧 8-偏心重块 9-限位器 10-螺旋弹簧恢复力 11-传感器触点 12-连接检测电阻 13-插座
碰撞传感器的种类很多，有独立式碰撞传感器 、粘性阻尼式碰撞传感 器 、阻尼式弹簧传感器 等等。
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(2) 电子式传感器 电子式传感器利用半导体的压阻效应检测加速度，电子式加速度计对
汽车正向加速度进行连续测量，并将测量结果输送给ECU。 2. 传感器按其安装位置可分为前碰撞传感器、中央传感器和保险传感器 (1) 前碰撞传感器
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6.4.2 安全气囊组件
组成：主要由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板组成。 (1) 气体发生器 组成：由上盖、下盖、充气剂(片状叠氮化钠)和金属滤网组成。
点火器引爆点火剂的瞬间，点火剂会产生大量热量，氮化钠受热立即 分解释放氮气，并从充气孔充入气囊。
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(2) 点火器 当SRS ECU发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引
前碰撞传感器、中央
碰撞传感器、保险传感器 之间的关系：
各个前碰撞传感器与
中央碰撞传感器之间的关 系为“或”；前碰撞传感 器、中央碰撞传感器与保 险传感器之间的关系为 “与”。源自机械型保险
传
感
器
(b)汞开关型
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3 安全气囊系统电控单元
• 安全气囊的电控单元是安全气囊系统 的核心部件，其安装位置依车型而异。
爆引药，引爆炸药瞬间爆炸产生热量，药筒内温度和压力急剧升高并冲破 药筒，使充气剂受热分解释放氮气充入气囊。