汽车的安全气囊系统的工作原理
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安全气囊概述
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，与座椅安全带配合使用，可 以为乘员提供十分有效的防撞保护。 当汽车时速超过 30 km／h发生前碰撞事故时，控制系统检 测到冲击力超过设定值时，安全气囊立即接通充气元件中的电雷 管引爆火药粉和气体发生剂，产生大量气体，气囊就会迅速充气 膨胀，冲破缓冲垫（装饰板），在 30ms内迅速在乘员与车辆之间 形成一道柔软的弹性屏障，使乘员免受伤害。当撞击发生后，气 囊随即自动放气，它不会妨碍车内人员出逃，也不影响他们的视 线。
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安全气囊的组成
诊断电路是不断对可能造成无法引爆或意外引爆气囊的故障进行检查，发现 故障，则将故障内容按代码存贮于记忆电路，供维修时读取，同时接通SRS系统警 告灯，以通知驾驶员注意。 备用电源由电容器和直流转换器组成。当车辆因碰撞造成汽车电源损坏时， 将由电容器继续供电。 为了保证SRS系统工作可靠， 防止误引爆，系统随时要检测碰 撞传感器、中央气囊传感器和安 全传感器。三者之中，安全传感 器闭合所设臵的减速度值最小， 其相互间的联接关系如图7.13所示。 安全气囊的触发条件是：当车辆发生
图7.3 凌志LS400轿车安全气囊组件
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安全气囊的组成
1．碰撞传感器
碰撞传感器是安全气囊系统中主要的控制信号输入装臵，其作用是 在汽车发生碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，并将信号 输入电子控制单元（ECU），ECU根据碰撞传感器的信号判断是否引爆充 气元件给气囊充气。 安全气囊系统一般装有2～4个 碰撞传感器，在前左、右挡泥板各 装一个，有的在前保险杠中间装有 一个，有的车内还装有一个。碰撞 传感器常采用惯性式机械开关结构。 图7.4为凌志轿车采用的惯性开关 式碰撞传感器的外形，图7.5为其 结构示意图。
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安全气囊的组成与工作原理
安全气囊的工作原理
当汽车时速超过30 km／h发生前碰撞事故时，装在汽车前端的碰撞 传感器和装在汽车中部的安全传感器可检测到车速突然减速，由碰撞传 感器将撞击信息传给电子控制单元电脑ECU，也称微处理器CPU，经微处 理器判断撞击的严重程度，并在几ms内决定是否起动气囊。若需要则发 出点火信号，使气体发生器在极短的时间内向气囊充气（气体的数量是 经过严格设计计算的），当人体脸部一接触气囊，气囊的泄气孔就逐渐 泄气，从而起到对驾驶员和乘客的缓冲保护作用。 由于从传感器接收信号到气囊张开仅需50 ms，而驾驶员撞向转向盘 的时间约为 60 ms，故在发生碰撞时，能有效地保护驾驶员，避免了驾 驶员直接撞转向盘的危险。 安全气囊从触发，到充气膨胀，再到驾驶员头部陷入气囊，直至气 囊被压扁的全过程，不超过 110ms。
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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安全气囊的组成
2．电子控制单元电脑 安全气囊ECU是SRS的控制中心。 它是由稳压电路、中央气囊传感器、 记忆电路、诊断电路、安全传感器、 点火控制引爆电路、备用电源等部分 组成。 安全传感器是一个以水银为导体 的开关。见图7.11。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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安全气囊的组成
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7.4（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。
图7.4 碰撞传感器外形
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安全气囊的组成
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
图7.5 碰撞传感器的结构
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安全气囊的工作原理
图7.2为安全气囊的工作框图。
图7.2 安全气囊的工作框图
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安全气囊的组成
安全气囊系统主要由碰撞传感器、电子控制单元、警告灯、气体发 生器和气囊等组成。图7.3为凌志LS400轿车安全气囊系统组件位臵图。
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安全气囊概述
安全气囊系统有下列几种形式：安装在方向盘内的驾驶员安全气囊； 安装在仪表板内的副驾驶席安全气囊；安装在车门上的侧面安全气囊； 安装在前排椅背上的后排座椅安全气囊。它们分别用来在汽车碰撞时保 护驾驶员、副驾驶员及乘客。 安全气囊按其被引爆的有效 范围分为正向和侧向。正向引爆 的安全气囊是在有效范围上30度 角或斜前方发生撞车（图7.1）， 而且纵向加速度（负值）达到某 一值时，气囊才被引爆，而横向 加速度（包括从侧面发生的撞车 和统纵轴的侧翻）不能引爆，侧 向气囊可用于防侧向冲撞。 图7.1 正向引爆的安全气囊有效范围
图7.11 安全传感器
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安全气囊的组成
中央气囊传感器采用压电式加速度传感器，用于检测车辆减速度， 见图7.12所示。当车辆碰撞时，传感器悬臂受惯性作用产生弯矩，并转 变为电信百度文库。当信号值超过设定值时，则接通气体发生器引爆电路。
图7.12 中央气囊传感器 a) 传感器芯片 b) 传感器总成 1-悬臂梁 2-应变电阻 3-集成电路 4-金属罩 5-传感器芯片 6-终端接脚
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，与座椅安全带配合使用，可 以为乘员提供十分有效的防撞保护。 当汽车时速超过 30 km／h发生前碰撞事故时，控制系统检 测到冲击力超过设定值时，安全气囊立即接通充气元件中的电雷 管引爆火药粉和气体发生剂，产生大量气体，气囊就会迅速充气 膨胀，冲破缓冲垫（装饰板），在 30ms内迅速在乘员与车辆之间 形成一道柔软的弹性屏障，使乘员免受伤害。当撞击发生后，气 囊随即自动放气，它不会妨碍车内人员出逃，也不影响他们的视 线。
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诊断电路是不断对可能造成无法引爆或意外引爆气囊的故障进行检查，发现 故障，则将故障内容按代码存贮于记忆电路，供维修时读取，同时接通SRS系统警 告灯，以通知驾驶员注意。 备用电源由电容器和直流转换器组成。当车辆因碰撞造成汽车电源损坏时， 将由电容器继续供电。 为了保证SRS系统工作可靠， 防止误引爆，系统随时要检测碰 撞传感器、中央气囊传感器和安 全传感器。三者之中，安全传感 器闭合所设臵的减速度值最小， 其相互间的联接关系如图7.13所示。 安全气囊的触发条件是：当车辆发生
图7.3 凌志LS400轿车安全气囊组件
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1．碰撞传感器
碰撞传感器是安全气囊系统中主要的控制信号输入装臵，其作用是 在汽车发生碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，并将信号 输入电子控制单元（ECU），ECU根据碰撞传感器的信号判断是否引爆充 气元件给气囊充气。 安全气囊系统一般装有2～4个 碰撞传感器，在前左、右挡泥板各 装一个，有的在前保险杠中间装有 一个，有的车内还装有一个。碰撞 传感器常采用惯性式机械开关结构。 图7.4为凌志轿车采用的惯性开关 式碰撞传感器的外形，图7.5为其 结构示意图。
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安全气囊的组成与工作原理
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当汽车时速超过30 km／h发生前碰撞事故时，装在汽车前端的碰撞 传感器和装在汽车中部的安全传感器可检测到车速突然减速，由碰撞传 感器将撞击信息传给电子控制单元电脑ECU，也称微处理器CPU，经微处 理器判断撞击的严重程度，并在几ms内决定是否起动气囊。若需要则发 出点火信号，使气体发生器在极短的时间内向气囊充气（气体的数量是 经过严格设计计算的），当人体脸部一接触气囊，气囊的泄气孔就逐渐 泄气，从而起到对驾驶员和乘客的缓冲保护作用。 由于从传感器接收信号到气囊张开仅需50 ms，而驾驶员撞向转向盘 的时间约为 60 ms，故在发生碰撞时，能有效地保护驾驶员，避免了驾 驶员直接撞转向盘的危险。 安全气囊从触发，到充气膨胀，再到驾驶员头部陷入气囊，直至气 囊被压扁的全过程，不超过 110ms。
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．电子控制单元电脑 安全气囊ECU是SRS的控制中心。 它是由稳压电路、中央气囊传感器、 记忆电路、诊断电路、安全传感器、 点火控制引爆电路、备用电源等部分 组成。 安全传感器是一个以水银为导体 的开关。见图7.11。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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安全气囊的组成
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7.4（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。
图7.4 碰撞传感器外形
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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
图7.5 碰撞传感器的结构
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图7.2为安全气囊的工作框图。
图7.2 安全气囊的工作框图
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安全气囊系统主要由碰撞传感器、电子控制单元、警告灯、气体发 生器和气囊等组成。图7.3为凌志LS400轿车安全气囊系统组件位臵图。
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安全气囊概述
安全气囊系统有下列几种形式：安装在方向盘内的驾驶员安全气囊； 安装在仪表板内的副驾驶席安全气囊；安装在车门上的侧面安全气囊； 安装在前排椅背上的后排座椅安全气囊。它们分别用来在汽车碰撞时保 护驾驶员、副驾驶员及乘客。 安全气囊按其被引爆的有效 范围分为正向和侧向。正向引爆 的安全气囊是在有效范围上30度 角或斜前方发生撞车（图7.1）， 而且纵向加速度（负值）达到某 一值时，气囊才被引爆，而横向 加速度（包括从侧面发生的撞车 和统纵轴的侧翻）不能引爆，侧 向气囊可用于防侧向冲撞。 图7.1 正向引爆的安全气囊有效范围
图7.11 安全传感器
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中央气囊传感器采用压电式加速度传感器，用于检测车辆减速度， 见图7.12所示。当车辆碰撞时，传感器悬臂受惯性作用产生弯矩，并转 变为电信百度文库。当信号值超过设定值时，则接通气体发生器引爆电路。
图7.12 中央气囊传感器 a) 传感器芯片 b) 传感器总成 1-悬臂梁 2-应变电阻 3-集成电路 4-金属罩 5-传感器芯片 6-终端接脚