当前位置:文档之家› 汽车安全气囊

汽车安全气囊

车安全气囊测控系统

摘要:安全气囊是现代汽车安全技术中的高科技产品之一,它属于汽

车被动安全技术中的一项内容。相对于安全带,安全气囊只是一个辅

助保护设备,它的作用是作为三点式安全带的补充,在车辆发生正面

撞击的时候对成员起到附加的保护作用。安全气囊一般由气体发生

器、控制系统和气囊三部分组成。安全气囊的控制系统主要由传感器、电子控制系统和触发装置三部分组成。传感器用来监测汽车发生碰撞事故的严重程度,它将感应到的信号传输给电子控制系统,电控系统对信号进行计算分析以决定是否要启动安全气囊,如果汽车碰撞足够强烈,达到了启动安全气囊的条件,那么控制系统就给气囊触发装置启动信号,后者便点爆气体发生器,使气囊在极短的时间内突破衬垫迅速展开。

关键词:安全气囊传感器测控系统汽车

检索工具:河南理工大学图书馆

原理:当汽车发生碰撞事故时,汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞,一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降,速度从35km/h 降到零的时间约150ms左右;乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞,由于惯性的作用,当汽车急剧降速时,乘员要保持原来的速度向前运动,于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞,从而造成了乘员的伤亡.汽车安全气囊的基本思想是,在发生—次碰撞后,二次碰撞前,迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子,使乘员扑在气袋上,避免或减缓二次碰撞,从而达到保护乘员的目的。由于乘员和气袋相碰时,因振荡造成乘员伤害,所以一般在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样,当乘员和气整相碰时,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,有助于保护乘员。

(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成,通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(airbag module)。传感器感受汽车碰撞强度安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器,并将感受到的信号传送到控制器,控制器接收传感器的信号并进行处理,当它判断有必要打开气囊时,立即发出点火信号以触发气体发生器,气体发生器接收到点火信号后,迅速点火井产生大量气体给气囊充气。安全气囊最重要的指标是可靠性,如果不该点火而点火打开气囊称为误点火:如果应该点火而没有点火称之为漏点火,如果点火太晚则称之为迟点火,无论是误点火、漏点火、还是迟点火都是不能允许的。为了提高安全气囊系统的可靠性,防止电源线在碰撞中断线、电池遭到破坏,系统中备有储能电容或电池,以保证即使掉电也能够开气囊。为了监测传感器、电子电路、气体发生器;系统一般还有故障诊断模块、并设有信号灯于予以显示。汽车安全气囊系统系统一般有左右挡板传感器各一个,还有一个传感器放在含有诊断模块的控制器中,气囊有司机席(Driver Side)正面碰撞气囊和乘客席(Pssseneer Side)正面碰撞气囊,另外还有警告灯。当发生前面碰撞时,两个挡板传感器中只要有一个闭合,诊断模块就会根据送来的信号进行处理和判断,认为有必要点火后时即发出点火信号使气囊充气

汽车的安全气囊内有叠氮酸钠(NaN3)或硝酸铵(NH4NO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生

分解反应,产生大量气体,充满气囊。[叠氮化钠分解产生氮气和

固态钠;硝酸铵分解产生大量的一氧化二氮(N2O)气体和水蒸气] 化学方程式: NaN3 + NH4NO3 ------->N2 + Na + N2O + H2O(g) 组成:安全气囊系统主要由碰撞传感器、安全气囊电脑、SRS指

示灯和气囊组件四部分组成。

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置。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,并将信号输入安全气囊电脑,安全气囊电脑根据碰撞传感器

的信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气。安全气囊系统一般

装有2~4个碰撞传感器,前左、右挡泥板各装一个,有的前面保

险杠中间还装有一个,有的车内还装有一个。碰撞传感器现大多

数采用惯性式机械开关结构。

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。在传感器外还固定有一个电阻R,电阻R的功

用是对系统进行自检时,检测安全气囊电脑与前气囊碰撞传感器

之间的联接导线是否断路或短路。

在正常情况下,偏心转子和偏心重块在螺旋弹簧弹力的作用下,顶靠在与外壳相连的止动块上,此时,旋转触点与固定触点

不接触,开关"OFF"。当汽车发生碰撞时,偏心重块由于惯性力将

带动偏心转子克服弹簧弹力产生偏转。当碰撞强度达到设定值时,偏心转子偏转角度将使旋转触点与固定触点接触而闭合,此时碰

撞传感器向安全气囊电脑输入一个"ON"信号。安全气囊电脑只有收到碰撞传感器输入的"ON"信号时,才会去引爆充气元件。在有些汽车中还装有侧向安全气囊,当汽车发生侧向碰撞时,安全气

囊也会充气,因此装有侧向安全气囊的系统,在汽车的左右侧还装有碰撞

传感器。

安全气囊电脑

安全气囊电脑是安全气囊系统的控制中心,其功用是接收碰撞传感器及其他各传感器输入的信号,判断是否点火引爆气囊充气,并对系统故障进行自诊断。

安全气囊电脑还要对控制组件中关键部件的电路(如传感器电路、备用电源电路、点火电路、SRS指示灯及其驱动电路)不断进行诊断测试,并通过SRS指示灯和存储在存储器中的故障代码来显示测试结果。仪表盘上的SRS指示灯可直接向驾驶员提供安全气囊系统的状态信息。电脑存储器中的状态信息和故障代码可用专用仪器或通过特定方式从串行通讯接口调出,以供装配检查。

(1)信号处理电路

信号处理电路主要由放大器和滤波器组成。其功用是对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波,以便SRS电脑能够接收、识别和处理。

(2)备用电源电路

安全气囊系统有两个电源:一个是汽车电源(蓄电池和交流发电机);另一个是备用电源(BACKUPPOWER)。备用电源又称为后

备电源或紧急备用电源。备用电源电路由电源控制电路和若干个电容器组成。在单安全气囊系统的控制组件中,设有一个电脑备用电源和一个点火备用电源。在双安全气囊系统的控制模块中,设有一个电脑备用电源和两个点火备用电源,即两条点火电路各设一个备用电源。点火开关接通10s之后,如果汽车电源电压高于SRS 电脑的最低工作电压,那么电脑备用电源和点火备用电源即可完成储能任务。

备用电源的功用是:当汽车电源与SRS电脑之间的电路切断后,在一定时间(一般为6s)内,维持安全气囊系统供电,保持安全气囊系统的正常功能。当汽车遭受碰撞而导致蓄电池和交流发电机与SRS电脑之间的电路切断时,电脑备用电源能在6s之内向电脑供给电能,保持电脑测出碰撞、发出点火指令等正常功能;点火备用电源能在6s之内向点火器供给足够的点火能量引爆点火剂,使充气剂受热分解给气囊充气。时间超过6s之后,备用电源供电能力降低,电脑备用电源不能保证电脑测出碰撞和发出点火指令;点火备用电源不能供给最小点火能量,SRS气囊不能充气膨开。

(3)保护电路和稳压电路

在汽车电器系统中,许多电器部件带有电感线圈,电器开关琳琅满目,电器负载变化频繁。当线圈电流接通或切断、开关接通或断开、负载电流突然变化时,都会产生瞬时脉冲电压即过电压,这些过电压如果加到安全气囊系统电路上,系统中的电子元

件就可能因电压过高而导致损坏。为了防止安全气囊系统元件遭受损害,SRS控制模块中必须设置保护电路。同时,为了保证汽车电源电压变化时,安全气囊系统能够正常工作,还必须设置稳压电路。

SRS指示灯

SRS指示灯是安全气囊系统指示灯的简称。SRS指示灯又称为SRS警告灯或SRS警示灯。SRS指示灯安装在驾驶室仪表盘面膜的下面,并在面膜表面的相应位置制做有图形或SRS、AIRBAG等字样表示。

SRS指示灯的功用是指示安全气囊系统功能是否处于正常状态。当点火开关接通"ON"或"ACC"位置后,如果SRS指示灯发亮或闪亮约6s〈闪6下〉后自动熄灭,表示安全气囊系统功能正常。如果SRS指示灯不亮、一直发亮或在汽车行驶途中突然发亮或闪亮,表示自诊断系统发现安全气囊系统有故障,应及时排除。自诊断系统在控制SRS指示灯发亮或闪亮的同时,还会将所发现的故障编成代码存储在存储器中。检查或排除安全气囊系统故障时,首先应用专用检测仪器或通过特定方式从诊断插座或通讯接口调出故障代码(通常称为故障码〉,以便快速查寻与排除故障。实践证明,在汽车遭受碰撞,气囊已经膨开后,故障码一般难以调出。如此设计的目的是要求在SRS气囊引爆后,必须更换SRS电脑。气囊组件

气囊组件由充气元件和气囊组成,均安装在方向盘内或工具箱上端,不可分解。充气元件由电爆管、点火药粉及气体发生剂组成。充气元件的功用是给气囊充气。气囊由尼龙布制成,内表面敷有树脂。

车辆发生碰撞时,碰撞冲击力使碰撞传感器和触发传感器接通,SRS电脑接通引爆电路,使电流流过电爆管,使其发热将电爆管内的点火介质引燃,火焰随即扩散到点火药粉和气体发生剂,产生大量气体。气体经滤网冷却后进入气囊内,气囊急剧膨胀,冲破方向盘,缓冲对驾驶员和乘员的冲击。充气元件与气囊安装在方向盘上,与方向盘一起转动,电爆管与SRS电脑之间的导线联接是靠螺旋导线游丝来联接的。

【参考文献:1 杨扬. 气囊,请打开[J]. 产品可靠性报告. 2011

结束语:实验和实践证明,汽车装用安全气囊系统后,汽车发生正面碰撞事故对驾驶员和乘员的伤害程度大大减小。有些汽车不仅装有前端安全气囊,还装有侧向安全气囊,在汽车发生侧向碰撞时,也能使侧向安全气囊充气,以减小侧向碰撞时的伤害。美国一研究所分析了1985年至1993年美国7000多起汽车交通事故中发现,有气囊装置的轿车前部撞车,驾驶者的死亡率,大轿车降低了30%,中型轿车降低11%,小型轿车降低14%。所以,安全

气囊是必不可少的。

相关主题
相关文档 最新文档