2019年-第8章安全气囊系统与ppt课件

第八章安全气囊系统与新型安全带第八章安全气囊系统与第八章安全气囊系统与 新型安全带新型安全带第一节第一节 安全气囊系统安全气囊系统 第二节第二节 新型安全带新型安全带 练习与思考题练习与思考题 第八章安全气囊系统与第一节 安全气囊系统 第八章安全气囊系统与新型安全带第一节第一节 安全气囊系统安全气囊系统一、安全气囊的作用与类型一、安全气囊的作用与类型1.安全气囊的作用安全气囊的作用安全气囊系统(Supplemental Restraint System，SRS)也称辅助乘员保护系统。它是一种当汽车遭到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，通常它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。如图8.1所示，当汽车发生碰撞时，将在乘员和汽车内部结构之间迅速打开一个充满气体的袋子，使乘员撞在气袋上，避免或减缓碰撞，从而达到保护乘员的目的。第一节 安全气囊系统第八章安全气囊系统与新型安全带图8.1 安全气囊对乘员的保护作用图8.1 安全气囊对乘员的保护作用第八章安全气囊系统与新型安全带2.安全气囊的类型安全气囊的类型(1)按照气囊的数量分为：单气囊系统(只装在驾驶员侧)、双气囊系统(驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个安全气囊)和多气囊系统(前排安全气囊、后排安全气囊、侧面安全气囊)。(2)按照气囊的大小分为：保护全身的安全气囊、保护整个上身的大型气囊和主要保护面部的小型护面气囊。(3)按照充气装置点火系统的不同分为：电子式气囊与机械式气囊。(4)按照保护对象的不同分为：驾驶员防撞安全气囊、前排乘员防撞安全气囊、后排乘员防撞安全气囊和侧面防撞安全气囊。2.安全气囊的类型第八章安全气囊系统与新型安全带(5)智能型安全气囊。为了克服普通安全气囊系统的不足，人们正在研制新一代安全气囊系统，即智能型安全气囊(Smart Air Bag)。智能型安全气囊系统比一般安全气囊系统增加了以下几种功能：检测乘员是否系上座椅安全带；检测乘员乘坐位置；检测儿童座椅；调控安全气囊充气膨胀力；检测座椅上是否有乘员；检测气温。(5)智能型安全气囊。为了克服普通安全气囊系统的不足，第八章安全气囊系统与新型安全带二、安全气囊的组成与工作原理二、安全气囊的组成与工作原理机械式安全气囊系统主要由传感器、气囊组件、气体发生器等组成。安全气囊工作由传感器直接引爆点火，见图8.2。该安全气囊系统的优点是结构简单，成本低；缺点是可靠性差，容易误动作。二、安全气囊的组成与工作原理第八章安全气囊系统与新型安全带图8.2 机械式安全气囊系统的工作原理图8.2 机械式安全气囊系统的工作原理第八章安全气囊系统与新型安全带下面重点介绍电子式安全气囊系统的工作过程。电子式安全气囊系统主要由传感器、气囊组件、气体发生器、电控装置(ECU)等组成，见图8.3。下面重点介绍电子式安全气囊系统的工作过程。第八章安全气囊系统与新型安全带1中央气囊传感器总成；2前部碰撞传感器(左)；3气囊与充气装置；4螺旋电缆；5气囊报警灯；6前部碰撞传感器(右)图8.3 安全气囊系统的组成1中央气囊传感器总成；2前部碰撞传感器(左)；3气囊与第八章安全气囊系统与新型安全带汽车上装有车前与车内两种碰撞传感器，位于车前两侧的车前传感器可保证在正面上30范围内有效地工作。当汽车发生碰撞时，由传感器对碰撞程度进行识别，对于中等程度以上的碰撞，传感器发出信号给ECU，经ECU判别后发出点火信号使点火器工作，气体发生装置在极短的时间内产生大量气体通过滤清器充入卷收在一起的气囊，使其膨胀，见图8.4。汽车上装有车前与车内两种碰撞传感器，位于车前两侧的车前传第八章安全气囊系统与新型安全带图8.4 安全气囊系统的工作原理图8.4 安全气囊系统的工作原理第八章安全气囊系统与新型安全带安全气囊系统所用的碰撞传感器，一般根据所承担的任务不同分为车前传感器、中央传感器与安全传感器。车前传感器用来检测汽车正面低速碰撞所受到的冲击信号，中央传感器用来检测汽车发生高速碰撞的信息，安全传感器用来防止系统在非碰撞状况引起安全气囊误动作。安全气囊点火及点火的判断条件如图8.5(a)、(b)所示。安全气囊系统所用的碰撞传感器，一般根据所承担的任务不同分第八章安全气囊系统与新型安全带图8.5 安全气囊点火的判断条件图8.5 安全气囊点火的判断条件第八章安全气囊系统与新型安全带安全气囊系统的整个工作过程大约需要100 ms左右，可分为四个阶段，见图8.6。第一阶段(见图8.6(a)：汽车撞车，达到气囊系统引爆极限，传感器从测出碰撞到接通电流需10 ms，引爆器点燃气囊的气体发生器，而此时驾驶员仍然处于直坐状态。安全气囊系统的整个工作过程大约需要100 ms左右，可分第八章安全气囊系统与新型安全带图8.6 安全气囊系统的动作时序(a)10 ms时；(b)40 ms时；(c)60 ms时；(d)110 ms时图8.6 安全气囊系统的动作时序第八章安全气囊系统与新型安全带第二阶段(见图8.6(b)：气体发生器在30 ms内将气囊完全胀起，撞车(50 km/h的速度)40 ms后驾驶员身体开始向前移动。因为安全带斜系在驾驶员身上，随驾驶员的前移，安全带被拉长，一部分撞车时产生的冲击能量由安全带吸收。第三阶段(见图8.6(c)：汽车撞车60 ms之后，驾驶员的头部及身体上部都压向气囊，气囊后面的排气口允许气压在压力作用下匀速地逸出。第四阶段(见图8.6(d)：汽车撞车110 ms之后，驾驶员向后移回到座椅上，大部分气体已从气囊中逸出，前方又恢复了清晰的视野。第二阶段(见图8.6(b)：气体发生器在30 ms内将第八章安全气囊系统与新型安全带三、主要部件三、主要部件1.传感器传感器传感器用于检测、判断汽车发生事故后的撞击信号，以便及时起动安全气囊，并提供足够的电能或机械能点燃气体发生器。传感器按其功能可分为碰撞传感器和安全传感器两种。安全传感器也称触发传感器，其闭合的减速度与碰撞传感器相比要稍小一些，起保险作用，防止因碰撞传感器短路而造成误爆开。三、主要部件第八章安全气囊系统与新型安全带传感器按其结构可分为机械式、机电式和电子式三种。1)机械式传感器全机械式传感器的结构如图8.7所示。当传感器中传感重块的减速度达到某一特定值时，传感重块便将其机械能直接传给引发器使气囊膨开。该传感器用于机械式安全气囊系统。传感器按其结构可分为机械式、机电式和电子式三种。第八章安全气囊系统与新型安全带1感应块；2撞针；3偏置弹簧；4D轴；5顶盖图8.7 全机械式传感器1感应块；2撞针；3偏置弹簧；4D轴；5顶盖第八章安全气囊系统与新型安全带2)机电式传感器机电式传感器主要有滚球式、偏心式、水银开关式等形式。(1)滚球式传感器。如图8.8所示，平时小钢球被磁场力所约束。当碰撞时，小钢球就在圆柱形钢套内向前运动。一旦接触到前面的触点，则将局部电路接通。这种传感器目前应用很广，可以检测各种撞击信号。2)机电式传感器第八章安全气囊系统与新型安全带1小钢球；2磁铁；3触点图8.8 滚球式传感器1小钢球；2磁铁；3触点第八章安全气囊系统与新型安全带(2)偏心式传感器。偏心式传感器为具有偏心转动质量的机电式加速度传感器，它是由外壳、偏心转子、偏心重块、旋转触点与固定触点、螺旋弹簧等构成的，如图8.9所示。偏心式传感器的外侧装有一个电阻，作自检之用，即检测传感器总成与其之间的线路是否有开路或短路。(2)偏心式传感器。偏心式传感器为具有偏心转动质量的机第八章安全气囊系统与新型安全带1自检电阻；2传感器；3固定触点；4旋转触点；5偏心转子；6外壳；7偏心重块；8螺旋弹簧图8.9 偏心式传感器的结构1自检电阻；2传感器；3固定触点；4旋转触点；第八章安全气囊系统与新型安全带当汽车正常行驶时，偏心转子和偏心重块被螺旋弹簧拉回，处于平衡状态，此时转子上安装的旋转触点与固定触点不接触。当车辆受到正面碰撞且速度达到设定值时，由于偏心重块惯性的作用，使偏心重块连同偏心转子和旋转触点一起转动，旋转触点与固定触点发生接触(见图8.10)，从而向ECU发出闭合电路信号。当汽车正常行驶时，偏心转子和偏心重块被螺旋弹簧拉回，处于第八章安全气囊系统与新型安全带1旋转触点；2固定触点；3止动器；4偏心重块；5螺旋弹簧力；6偏心转子图8.10 偏心式传感器的工作过程1旋转触点；2固定触点；3止动器；第八章安全气囊系统与新型安全带(3)水银开关式传感器。水银开关式传感器是安全传感器中常见的一种。如图8.11所示，当汽车碰撞时，水银产生惯性力，抛向电极2和电极3，使两极接通，并使点火器接通。安全传感器一般比碰撞传感器所需的惯性力或减速度小，以保证碰撞传感器可靠工作。(3)水银开关式传感器。水银开关式传感器是安全传感器中第八章安全气囊系统与新型安全带1盖；2、3电极；4O形圈；5水银撞上后的位置；6壳体；7水银；F1水银运动分力；F2撞击力图8.11 水银开关式传感器1盖；2、3电极；4O形圈；5水银撞上后的位置；第八章安全气囊系统与新型安全带3)电子式传感器(中央安全气囊传感器)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。ECU内有一套复杂的碰撞信号处理程序，能够确定气囊是否需要膨开。若需要气囊膨开，ECU便会接通点火电路，如机电式安全传感器同时也闭合，则引发器接通，气囊膨开。电子式传感器通常是一个半导体压力传感器，其结构如图8.12所示。汽车的速度越大，碰撞后产生减速度的力就越大，则输出的电压也越大。由于半导体压力传感器输出特性受温度的影响较大，故应用晶体管的基极发射极间的电压的温度变化来消除传感器输出特性的变化。所以半导体压力传感器要求有稳定的电源。注意：注意：如果使用水银开关式以外的安全传感器，在气囊引爆膨胀后，中央气囊传感器总成绝不可重复使用。因为在气囊动作时，会有大电流流过传感器的触点，使触点表面产生烧蚀而令电阻过大，造成气囊可靠性降低。3)电子式传感器(中央安全气囊传感器)第八章安全气囊系统与新型安全带1集成电路；2惯性质量；3变形针图8.12 电子式传感器1集成电路；2惯性质量；3变形针第八章安全气囊系统与新型安全带2.气囊组件气囊组件气囊组件主要由气体发生器、点火器、气囊、衬垫、饰盖和底板组成。驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处，乘客侧气囊组件位于仪表板右侧手套盒的上方。1)气体发生器 气体发生器又称充气器，用于在点火器引爆点火剂时产生气体向气囊充气，使气囊膨开。气体发生器用专用螺栓和专用螺母固定在气囊支架上，装配时只能用专用工具进行。气体发生器由上盖、下盖、充气剂(片状叠氮化钠)和金属滤网组成，见图8.13。上盖上有若干个充气孔，充气孔有长方孔和圆孔两种。下盖上有安装孔，以便将气体发生器安装到气囊支架上。上盖与下盖用冷压工艺压装成一体，壳体内装充气剂、滤网和点火器。金属滤网安放在气体发生器的内表面，用以过滤充气剂和点火剂燃烧后的渣粒。2.气囊组件第八章安全气囊系统与新型安全带1上盖；2充气孔；3下盖；4充气剂；5点火器药筒；6金属滤网；7电热丝；8引爆炸药图8.13 气体发生器1上盖；2充气孔；3下盖；4充气剂；第八章安全气囊系统与新型安全带目前，大多数气体发生器都是利用热效反应产生氮气而充入气囊。在点火器引爆点火剂的瞬间，点火剂会产生大量热量，叠氮化钠受热立即分解释放氮气，并从充气孔充入气囊。目前，大多数气体发生器都是利用热效反应产生氮气而充入气囊第八章安全气囊系统与新型安全带2)点火器 点火器外包铝箔，安装在气体发生器内部中央位置，其结构见图8.14。点火剂包括引爆炸药和引药，引出导线与气囊插接器插头连接，插接器中设有短路片(铜质弹簧片)。当插接器插头拔下或插头与插接器未完全结合时，短路片将两根引线短接，防止静电或误导电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。2)点火器 第八章安全气囊系统与新型安全带1引爆炸药；2药筒；3引药；4电热丝；5陶瓷片；6永久磁铁；7引出导线；8绝缘套管；9绝缘垫片；10电极；11电热头；12药托图8.14 点火器的结构1引爆炸药；2药筒；3引药；4电热丝；5陶瓷片；第八章安全气囊系统与新型安全带当SRS的ECU发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引爆引药，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。在检修安全气囊的过程中，切勿测量点火器的电阻，见图8.15。该操作可能造成气囊膨开，非常危险。当SRS的ECU发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅第八章安全气囊系统与新型安全带图8.15 切勿测量点火器的电阻图8.15 切勿测量点火器的电阻第八章安全气囊系统与新型安全带3)气囊 气囊按位置分为驾驶员气囊、乘员气囊、侧面气囊等；有用来保护上身的大型气囊，也有用来主要保护面部的小型气囊。驾驶员气囊多采用尼龙布涂氯丁橡胶或有机硅制造，橡胶涂层起密封和阻燃作用。气囊背面有两个直径约25 mm左右的泄气孔，当乘员和气囊相碰时，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。乘员气囊没有涂层，靠尼龙布本身的间隙泄气。3)气囊 第八章安全气囊系统与新型安全带4)衬垫衬垫是气囊组件中一个重要的组成部分，由聚氨酯制成。在制造过程中使用了很薄的水基发泡剂，所以其质量特别轻。平时它作为转向盘的上表面，把气囊与外界隔离开，既起到了维护作用，也起到了修饰作用。气囊膨开时，它在气囊爆发力的作用下快速、及时地断裂开，并且对安全气囊展开过程毫无阻碍。在拆卸转向盘衬垫或处理新的转向盘衬垫时，应将衬垫正面朝上放置，见图8.16。另外，不要将转向盘衬垫存放在另一个衬垫上面。将转向盘衬垫的金属面朝上存放时，如果转向盘衬垫因为某种原因充气，可能导致严重的事故。在报废汽车整车或报废SRS组件时，应在报废之前先用专用维修工具SST将气囊引爆。引爆SRS气囊时，应按制造厂家规定的方法进行。4)衬垫第八章安全气囊系统与新型安全带图8.16 衬垫的正确放置图8.16 衬垫的正确放置第八章安全气囊系统与新型安全带5)饰盖和底板饰盖是气囊组件的盖板，上面留有撕缝，以便气囊能冲破饰盖膨开。气囊和充气器装在底板上，底板装在转向盘或车身上，气囊膨开时，底板承受气囊的反力。5)饰盖和底板第八章安全气囊系统与新型安全带3.SRS警报灯警报灯SRS警报灯位于仪表板上，见图8.17。接通点火开关时，诊断单元对系统进行自检。若SRS警报灯点亮6s后熄灭，表示系统正常；若6s后依然闪烁或长亮不熄，表示气囊系统出现了故障，提示应进行检修。若ECU出现异常，不能控制SRS警报灯，SRS警报灯便在其他电路的直接控制下，作出异常显示，如：ECU无点火电压，警报灯常亮；ECU无内部工作电压，警报灯常亮；ECU不工作，警报灯在看门狗电路的控制下，以3次/秒的频率闪烁；ECU未接通，警报灯经线束插接器的短接条接通。3.SRS警报灯第八章安全气囊系统与新型安全带图8.17 SRS警报灯图8.17 SRS警报灯第八章安全气囊系统与新型安全带4.ECUECU主要由SRS逻辑模块、信号处理电路、备用电源电路、保护电路和稳压电路等组成，安全传感器一般与SRS ECU一起被制作在 SRS控制组件中。福特汽车公司林肯城市轿车SRS控制组件的内部结构如图8.18所示。4.ECU第八章安全气囊系统与新型安全带图8.18 SRS控制组件的内部结构图8.18 SRS控制组件的内部结构第八章安全气囊系统与新型安全带1)SRS逻辑模块SRS逻辑模块主要用于监测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设定值，控制气囊组件中的点火器引爆点火剂。在汽车行驶过程中，SRS ECU不断接收前碰撞传感器和防护碰撞传感器传来的车速变化信号，经过数学计算和逻辑判断后，确定是否发生碰撞。当判断结果为发生碰撞时，立即运行控制点火的软件程序，并向点火电路发出点火指令引爆点火剂。除此之外，SRS ECU还要对控制组件中关键部件的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。仪表板上的SRS指示灯可直接向驾驶员提供安全气囊系统的状态信息。逻辑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信接口调出，以供维修参考。1)SRS逻辑模块第八章安全气囊系统与新型安全带2)信号处理电路信号处理电路主要由放大器和滤波器组成，用于对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波，以便 SRS ECU能够接收、识别和处理。3)备用电源电路安全气囊系统有两个电源：一个是汽车电源；另一个是备用电源。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两个电容器组成。备用电源用于当汽车电源与SRS逻辑之间的电路切断后，在一定时间内维持安全气囊系统供电，保持安全气囊系统的正常功能。2)信号处理电路第八章安全气囊系统与新型安全带4)保护电路和稳压电路在汽车电器系统中，许多电器部件有电感线圈，电器开关多，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。若过电压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 ECU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。4)保护电路和稳压电路第八章安全气囊系统与新型安全带5.安全气囊系统保险机构与线束安全气囊系统保险机构与线束为了便于区别电器系统线束插接器，安全气囊系统的插接器与汽车其他电器系统的插接器有所不同。过去曾采用过深蓝色插接器，目前安全气囊系统的插接器绝大多数采用黄色插接器。安全气囊系统的插接器采用导电性能和耐久性能良好的镀金端子，并设计有防止气囊误爆机构、端子双重锁定机构、插接器双重锁定机构和电路连接诊断机构等，用以保证气囊系统可靠工作。如丰田花冠轿车安全气囊系统采用的各种特殊插接器见图8.19，插接器采用的各种保险机构见表8.1。5.安全气囊系统保险机构与线束第八章安全气囊系统与新型安全带1、2、3ECU插接器；4SRS电源插接器；5中间线束插接器；6螺旋线束；7右碰撞传感器插接器；8气囊组件插接器；9左碰撞传感器插接器；10点火器图8.19 丰田花冠轿车安全气囊系统的插接器1、2、3ECU插接器；4SRS电源插接器；5中间线束第八章安全气囊系统与新型安全带2019年-第8章安全气囊系统与ppt课件第八章安全气囊系统与新型安全带1)防止SRS气囊误爆机构从SRS ECU至SRS点火器之间的插接器2、5、8均采用了防止气囊误爆的短路片机构，主要用于当插接器拔下时，短路片自动将靠近SRS点火器一侧的插头或插接器的两个引线端子短接(见图8.20)，防止静电或误通电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。1)防止SRS气囊误爆机构第八章安全气囊系统与新型安全带图8.20 防止气囊误爆机构的结构与原理(a)插接器正常连接，短路片与端子脱开；(b)插接器拔下时，短路片端子短接图8.20 防止气囊误爆机构的结构与原理第八章安全气囊系统与新型安全带2)电路连接诊断机构电路连接诊断机构用于监测插接器的插头与插接器是否连接可靠。与SRS ECU连接的插接器采用了电路连接诊断机构，其结构如图8.21所示。插接器插头上有一个诊断销，插接器上有两个诊断端子，端子上有弹簧片。其中一个诊断端子与碰撞传感器触点的一端相连，另一个诊断端子经过一个电阻与碰撞传感器触点的一端相连。2)电路连接诊断机构第八章安全气囊系统与新型安全带图8.21 电路连接诊断机构的结构与原理(a)半连接；(b)可靠连接图8.21 电路连接诊断机构的结构与原理第八章安全气囊系统与新型安全带前碰撞传感器触点为常开触点，当传感器插头与插接器半连接(未可靠连接)时，诊断端子与诊断销尚未接触(见图8.21(a)，此时电阻尚未与传感器触点构成并联电路，插接器引线“”与“”之间的电阻为无穷大。因为“”、“”引线与SRS ECU插接器1或3的插头连接，所以当ECU监测到碰撞传感器的电阻为无穷大时，即诊断为插接器连接不可靠，自诊断电路便控制SRS警告灯闪亮报警，同时将故障编成代码储存在存储器中。当传感器插头与插接器可靠连接时，诊断端子与诊断销可靠接触(见图8.21(b)，此时电阻与碰撞传感器触点并联。因为传感器触点为常开触点，所以当SRS ECU检测到的阻值为该并联电阻的阻值时，即诊断为插接器连接可靠。前碰撞传感器触点为常开触点，当传感器插头与插接器半连接(第八章安全气囊系统与新型安全带3)插接器双重锁定机构安全气囊系统在线束的重要连接部位，其插接器采用了双重锁定机构，用于锁定插接器插头与插接器，防止插接器脱开，其结构如图8.22所示。插接器插头上有主锁和两个凸台，插接器上有锁柄能够转动的副锁。3)插接器双重锁定机构第八章安全气囊系统与新型安全带图8.22 插接器双重锁定机构(a)主锁打开，副锁被挡住；(b)主锁锁定，副锁可以锁定；(c)双重锁定图8.22 插接器双重锁定机构第八章安全气囊系统与新型安全带4)端子双重锁定机构安全气囊系统的每一个插接器都设有端子双重锁定机构，用于防止引线端子滑动，主要由插接器壳体上的锁柄与分隔片组成，如图8.23所示。锁柄为一次锁定机构，可防止端子沿引线轴线方向滑动；分隔片为二次锁定机构，可防止端子沿引线径向移动。4)端子双重锁定机构第八章安全气囊系统与新型安全带图8.23 端子双重锁定机构(a)插头；(b)插接器图8.23 端子双重锁定机构第八章安全气囊系统与新型安全带5)安全气囊系统线束安全气囊系统的所有线束都套装在黄色波纹管内，以便于区别。为了保证转向盘具有足够的转动角度而又不致损伤驾驶席SRS气囊组件的连接线束，在转向盘与转向柱管之间采用了螺旋线束。先将线束安装在螺旋弹簧内，再将螺旋弹簧安放到弹簧壳体内，如图8.24所示。通常电喇叭线束也安装在螺旋形弹簧内。在不同汽车公司的电路图中，螺旋线束的名称各不相同，有的称为螺旋弹簧，有的称为游丝，有的称为游丝弹簧。5)安全气囊系统线束第八章安全气囊系统与新型安全带图8.24 螺旋弹簧与螺旋线束1、3线束插头或插接器；2螺旋弹簧；4螺旋壳体；5搭铁插头图8.24 螺旋弹簧与螺旋线束第八章安全气囊系统与新型安全带四、安全气囊系统的检修四、安全气囊系统的检修1.安全气囊系统检修时的注意事项安全气囊系统检修时的注意事项(1)安装与维修工作只能由专业人员来完成。(2)为了防止气囊的意外引爆，在对气囊系统进行任何操作时，均应摘下蓄电池的负极导线，等30 s以后方可进行操作。(3)不要使安全气囊系统部件受到85以上的高温。(4)安全气囊主件及控制单元应避免受到磕碰和振动。(5)检测时不可使用检测灯、电压表和欧姆表，以免造成气囊误爆。四、安全气囊系统的检修第八章安全气囊系统与新型安全带(6)不得擅自改动安全气囊系统的线路和元件。(7)气囊装置从车上拆下时，缓冲垫必须始终朝上放置。(8)若在事故中气囊被引爆，为安全起见，所有元件都需要更新。(9)气囊装置不允许打开或修理，只允许更换新的元件。(10)安全气囊不能沾油脂及清洁剂等。(11)气囊装置有更换日期，即使未撞车，到期后也须更换。(6)不得擅自改动安全气囊系统的线路和元件。第八章安全气囊系统与新型安全带2.安全气囊系统的检修方法安全气囊系统的检修方法安全气囊系统的传感器、充气装置和中央气囊传感器等元件均不能分解修理，所以，安全气囊系统的故障诊断主要是电器方面的故障诊断。由于安全气囊系统平时不使用，一旦使用之后便会报废，因此安全气囊不像汽车上的其他系统那样，在使用过程中出现故障会表现出来。因为没有异常现象的出现，安全气囊系统的故障就难于发现。为此，安全气囊系统本身设置了自诊断系统，若系统出现故障，即可通过故障警告灯反映出来。这样，安全气囊系统的故障警告灯和故障代码就成了最重要的故障信息来源和故障诊断依据。2.安全气囊系统的检修方法第八章安全气囊系统与新型安全带由于安全气囊系统是一个独立系统，与汽车上的其他系统都没有关系，因此，若系统中存在故障，我们只需按照故障代码所指示的内容进行诊断，找出故障是出在元件还是在导线或插接器上。因为各充气装置的点火器不允许测量其电阻，点火器的开路或短路的判断必须利用自我诊断系统来进行。这是安全气囊系统故障诊断的特殊性。安全气囊系统的故障诊断可按图8.25所示方法进行。由于安全气囊系统是一个独立系统，与汽车上的其他系统都没有第八章安全气囊系统与新型安全带图8.25 安全气囊系统的故障诊断方法图8.25 安全气囊系统的故障诊断方法第八章安全气囊系统与新型安全带第二节第二节 新新型型安安全全带带汽车座椅安全带是车辆发生事故时保护车内乘员最有效的设备之一。近些年，为了增强安全带的保护功能，人们不断对传统安全带的功能进行扩展，出现了各种新型安全带。下面介绍几种在轿车中已被采用的新型安全带。第二节 新型安全带第八章安全气囊系统与新型安全带一、预紧式安全带一、预紧式安全带1.预紧式安全带的作用预紧式安全带的作用(1)当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。(2)预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同，除了具有普通卷收器的收放织带功能外，还具有当车速发生急剧变化时，能够在0.1 s左右加强对乘员的约束力。一、预紧式安全带第八章安全气囊系统与新型安全带2.预紧式安全带的分类预紧式安全带的分类预紧式安全带的控制装置分为电子式(E型)和机械式(M型)两种。电子式自动收紧式安全带系统由碰撞传感器、电子控制单元(ECU)、安全带、带扣锁、安全带收紧器和安装附件组成，其中传感器和电子控制器与气囊系统共用。由电子控制单元(ECU)检测到汽车加速度的不正常变化，经过电脑处理将信号发至卷收器的控制装置，激发预拉紧装置工作。这种预紧式安全带通常与辅助安全气囊组合使用。机械式控制装置由传感器检测到汽车加速度的不正常变化，控制装置激发预拉紧装置工作。这种预紧式安全带可以单独使用。2.预紧式安全带的分类第八章安全气囊系统与新型安全带3.预紧式安全带的组成预紧式安全带的组成安全带收紧器是预紧式安全带的核心部件，其结构如图8.26所示，它由收紧机构、收缩机构和紧急锁紧收缩器(ELR)等组成。3.预紧式安全带的组成第八章安全气囊系统与新型安全带图8.26 预紧式安全带收紧器的结构图8.26 预紧式安全带收紧器的结构第八章安全气囊系统与新型安全带1)收紧机构收紧机构的具体构造因制造厂家的不同而有差异，但工作原理均相同。收紧机构由气体发生器、缸筒、活塞以及与活塞连在一起的拉索等组成，其结构及工作过程如图8.27所示。当收紧器动作时，由气体发生器释放出的大量气体推动活塞向下运动。由于拉索与活塞连在一起，所以活塞带动拉索，使鼓轮带动轴转动，收紧安全带的长度，确保乘员身体不会前移。1)收紧机构第八章安全气囊系统与新型安全带1活塞；2轴；3安全带：4鼓轮；5拉索；6缸筒图8.27 收紧机构的结构及工作过程示意图(a)未动作；(b)已动作1活塞；2轴；3安全带：4鼓轮；5拉索；6缸筒第八章安全气囊系统与新型安全带2)气体发生器(1)E型气体发生器。E型气体发生器由传爆管(电热丝和点火剂)和装在金属容器内的气体发生剂(无烟火药)组成(如图8.28所示)。当气囊传感器接通时，电流流到传爆管的电热丝而点燃点火剂，火焰随即在极短的时间内传给气体发生剂，产生高压气体。维修E型气体发生器时需特别注意，即使微弱的电流也可能点燃传爆管，因此，绝不可使用万用表测量其电阻。2)气体发生器第八章安全气囊系统与新型安全带1外壳；2气体发生剂；3点火剂；4电热丝图8.28 E型气体发生器截面图1外壳；2气体发生剂；3点火剂；4电热丝第八章安全气囊系统与新型安全带(2)M型气体发生器。收紧传感器的组成元件有惯性配重、触发轴(或扣栓杆)、点火销、点火弹簧和偏位弹簧。在正常情况下，点火销被触发轴(或扣栓杆)扣住，使点火销不能射出去。此外，任何不必要的惯性移动均被偏位弹簧的弹力抑制，使安全带收紧器不致被误触发。如果车辆发生严重的正面碰撞而瞬间减速，惯性配重克服偏位弹簧力向前移动，从而使触发轴(或扣栓杆)释放开点火销。点火销被点火弹簧弹射出，点燃传爆管，火焰瞬间扩散到气体发生剂，从而产生大量气体。(2)M型气体发生器。收紧传感器的组成元件有惯性配重第八章安全气囊系统与新型安全带为了防止在拆卸安全带或处理安全带收紧器时意外地启动收紧器，M型座位安全带收紧器均装有制止传感器工作的安全装置(触发安全装置)，如图8.29所示。传感器锁止按钮必须用螺丝刀或类似的工具压下，使传感器锁止释放杆顺时针旋转90。这样触发轴就会被固定，使安全带收紧器停止工作。要释放安全装置，逆时针转动传感器锁止释放杆，并使之按下即可。为了防止在拆卸安全带或处理安全带收紧器时意外地启动收紧器第八章安全气囊系统与新型安全带1螺丝刀；2传感器锁止释放杆；3传感器锁止按钮(a)触发；(b)释放图8.29 安全装置的触发与释放1螺丝刀；2传感器锁止释放杆；3传感器锁止按钮第八章安全气囊系统与新型安全带3)安全带限力器安全带限力器由限力板、卷筒和固定轴等构成，如图8.30所示。当车辆发生严重的正面碰撞时，由于乘员进一步向前移动而使安全带所受的力超过预定值时，限力板开始变形，卷筒立即旋转，使得绕在其上的安全带得以向外拉出。与此同时，限力板继续随卷筒的旋转而绕固定轴变形，成为安全带继续拉出的阻力。当卷筒转过1.25圈时，随着限力板两端接触，限力板完成绕固定轴的转动，卷筒也不能再进一步转动。结果，限力器完成其工作。3)安全带限力器第八章安全气囊系统与新型安全带1固定轴；2卷筒；3限力板；4安全带(a)未动作；(b)动作；(c)动作结束图8.30 安全带限力器1固定轴；2卷筒；3限力板；4安全带第八章安全气囊系统与新型安全带4.预紧式安全带的工作原理预紧式安全带的工作原理装备座椅安全带收紧器后，辅助防护系统的基本原理如图8.31所示。前左、右碰撞传感器9、10与安装在SRS电脑中的中心传感器相互并联，驾驶席气囊点火器7与乘员席气囊点火器8并联，左、右安全辅助气囊收紧器点火器5、6并联。在SRS电脑中，设有两只相互并联的防护传感器，其中一只与收紧器点火器5、6和SRS电脑中的驱动电路构成回路。收紧器的点火器受控于SRS电脑。另一只防护传感器与气囊点火器7、8和碰撞传感器9、10构成回路，气囊点火器7、8也受控于SRS电脑。4.预紧式安全带的工作原理第八章安全气囊系统与新型安全带1蓄电池；2点火开关；3SRS指示灯；4检查接口；5左安全辅助气囊点火器；6右安全辅助气囊点火器；7驾驶席气囊点火器；8乘员席气囊点火器；9前左碰撞传感器；10前右碰撞传感器；11SRS电脑图8.31 装备预紧式安全带的SRS系统工作原理1蓄电池；2点火开关；3SRS指示灯；4检查接口；第八章安全气囊系统与新型安全带当SRS电脑向收紧器的点火器发出点火指令时，点火器引爆点火剂，充气器内的充气剂受热分解释放大量的无毒氮气。活塞在膨胀气体的推动下迅速在导管内向上运动，同时拉动缆绳运动并向带轮传递一个转动力矩，离合器将带轮与卷筒卡住，成为一体，转动力矩便带动卷筒一起转动，将安全带收紧。在8 ms内，能将安全带收紧10 cm，驾驶员和乘员向前移动距离缩短，从而防止其面部、胸部与转向盘、挡风玻璃或仪表台发生碰撞。当SRS电脑向收紧器的点火器发出点火指令时，点火器引爆点第八章安全气囊系统与新型安全带5.使用注意事项使用注意事项由于预紧式安全带是靠急速回拉的方式保护乘员，里面装置有气体引发剂和气体发生剂，因此在使用中要注意它与普通安全带的不同之处。它有一定的使用时间，有效期满必须更换；预紧式安全带只允许安装在为其设计和制造的汽车上，不允许随意改装在其他汽车上；开车前要系好预紧式安全带，如果未系好预紧式安全带，一旦汽车发生碰撞，不但受不到安全带的保护，反而会因安全带产生误回拉动作而增加乘员受伤的可能性。5.使用注意事项第八章安全气囊系统与新型安全带二、预警式安全带二、预警式安全带预警式安全带是一种安全性与舒适性并存的安全带。汽车乘客坐在座椅上喜欢放松安全带，将座椅靠背后倾，这样虽然舒适，但一旦发生碰撞事故，安全气囊将无法发挥作用，后果可能会很严重。戴姆勒-克莱斯勒汽车公司通过技术手段解决了这一问题，并宣布将在其生产的汽车上使用。这种技术主要是通过传感器发挥作用，当汽车开始侧滑或者驾驶者紧急制动时，传感器及电脑装置将在这一瞬间测量速度、踩制动踏板的力度、轮胎的滑行状态等，如果判断有可能出事故会立即发出指令，将坐位靠背自动立起，卷紧安全带，纠正乘客的乘坐姿态等。另外，考虑到车辆可能会发生侧翻，它还有自动关闭遮阳篷顶的功能。二、预警式安全带第八章安全气囊系统与新型安全带三、气囊式安全带三、气囊式安全带目前轿车广泛安装安全气囊装置，但这种装置也有其不足之处：一是爆发力过大，容易造成乘员受伤(尤其是儿童)；二是有了安全气囊后，一些乘员便忽视了安全带的作用而不系安全带；三是安全气囊爆发时车辆容易失控。针对这些弊端，国外有些公司正在改变思路，将安全气囊与安全带合二为一，研制出一种“气囊式安全带”，以消除上述弊端。这种“气囊式安全带”即在安全带的主要长度上(从下部的搭扣直至肩部以上与车身固定点附近这段长度)，做成可充足膨胀的气囊，其工作原理与目前的安全气囊一样。当它爆发时，安全带的宽度会由5 cm增加到15 cm，使人体与其接触面加大而减少伤害。这种气囊式安全带不但价格比较低，而且安装位置不受限制，后排座的乘员也可以使用。因此这种气囊式安全带具有广泛的市场前景。三、气囊式安全带第八章安全气囊系统与新型安全带练习与思考题练习与思考题8-1 安全气囊系统的种类有哪些？8-2 简述电子式安全气囊系统的工作原理。8-3 检修安全气囊系统时应注意哪些事项？如何进行故障诊断？8-4 预紧式安全带是如何工作的?使用时应注意哪些事项？练习与思考题