課題四汽車安全氣囊學習任務熟悉安全氣囊系統的結構組成、分類及工作原理。技能要求掌握安全氣囊系統的工作原理。任務一安全氣囊系統的功用與類型1．安全氣囊系統的功用安全氣囊系統(SRS)是座椅安全帶的輔助裝置。只有在使用安全帶的條件下，該系統才能充分發揮保護駕駛員和乘員的作用。當汽車發生碰撞時，汽車與汽車或汽車與障礙物之間的碰撞稱為一次碰撞。一次碰撞后，汽車速度將急劇變化，駕駛員和乘員就會受到慣性力的作用而向前運動，與車內的轉向盤、風窗玻璃或儀表臺等構件發生碰撞，這種碰撞稱為二次碰撞。為了減輕或避免駕駛員與乘員在二次碰撞中遭受的傷害，汽車上裝備了座椅安全帶和安全氣囊系統等被動保護裝置。公安部和交通部規定：自1993年7月1日起，所有轎車和中小型客車在行駛過程中，駕駛員必須系上安全帶。在車輛事故中，導致駕駛員和乘員遭受傷害的主要原因是二次碰撞。當汽車發生正面碰撞時，在慣性力的作用下，駕駛員面部或胸部可能與轉向盤和風窗玻璃發生二次碰撞，前排乘員可能與儀表臺發生二次碰撞，后排乘員可能與前排座椅發生二次碰撞。當汽車遭受側面碰撞時，駕駛員和乘員可能與車門、車門玻璃或車門立柱發生二次碰撞。車速越高，慣性力越大，遭受傷害的程度就越大。安全氣囊系統的功用是：當汽車遭受碰撞導致減速度急劇變化時，氣囊迅速膨脹，在駕駛員、乘員與車內構件之間迅速鋪墊一個氣墊，利用氣囊排氣節流的阻尼作用來吸收人體慣性力產生的動能，從而降低人體遭受傷害的程度，（如圖1）所示，正面氣囊的主要功用是保護駕駛員和乘員的面部和胸部，側面氣囊的主要功用是保護駕駛員和乘員的頭部與腰部。12．安全氣囊系統分類按其總體結構可將安全氣囊系統分為機械式安全氣囊系統和電子式安全氣囊系統兩大類。機械式安全氣囊系統不需要使用電源，沒有電子電路和電路配線，全部零件組裝在轉向盤裝飾蓋板下面。檢測碰撞動作和引爆點火劑都是利用機械裝置動作來完成的。最早采用機械式安全氣囊系統的是日本豐田汽車公司。電子式安全氣囊系統是機械式安全氣囊系統和電子技術發展的產物。電子式安全氣囊系統按功用可分為正面安全氣囊系統和側面安全氣囊系統兩大類；按氣囊數量可分為單安全氣囊系統、雙安全氣囊系統和多安全氣囊系統。單安全氣囊系統只裝備駕駛席氣囊。20世紀90年代以前生產的汽車基本上都裝備單安全氣囊系統。雙安全氣囊系統裝備有駕駛席和前排乘員席兩個氣囊。20世紀90年代后生產的大多數轎車都裝備了雙安全氣囊系統。無論氣囊數量多少，均可采用一個安全氣囊系統ECU控制。任務二安全氣囊系統的組

成結構與工作原理安全氣囊系統組成1．安全氣囊模塊2．碰撞傳感器系統3．線束系統1．安全氣囊模塊（1）充氣裝置充氣裝置是指由點火裝置（點火器）接收從碰撞傳感器傳來的電信號，通過點火裝置產生的熱能點燃氣體發生劑，沖破壓力閥，釋放氣體的裝置。如圖所示，充氣裝置的種類主要包括氣體發生劑式、蓄壓式、混合式以及雙級充氣式四種。（2）氣囊氣囊通過充氣裝置釋放的氣體膨脹，乘員承受適當的載荷，減輕由二次碰撞引起的傷害。如圖所示，氣囊材料一般以平織尼龍纖維為主，為確保氣密性，有的氣囊還增加了硅等涂層。（3）氣囊蓋與支撐環安全氣囊模塊裝在氣囊蓋及支撐環中，且成為一體裝在車內，如圖所示。支撐環一般采用鋼板材料制造，具有支撐充氣裝置、氣囊和堅固車體的作用。2．碰撞傳感器系統約束裝置控制模塊（RestraintControlModule,RCM）有時也被稱為電子控制單元（ElectricalControlUnit,ECU）。RCM根據從內裝的加速度傳感器及周邊傳感器等傳來的信息來計算并判斷碰撞的劇烈程度，并在適當的時機向各安全氣囊和安全帶張緊器發出電子信號，一般安裝在儀表板下側等車輛的中心附近，如圖所示。（1）約束裝置控制模塊（2）邊緣傳感器（SatelliteSensor）邊緣傳感器以快速進行動作判斷為目的，一般安裝在碰撞部位附近。邊緣傳感器一般分為電子式加速度傳感器、電氣機械式傳感器、電子式壓力傳感器（見圖）等。（3）側翻傳感器側翻傳感器為判定側翻時是否使用簾式氣囊而檢測側翻的傳感器，如圖所示。3．線束系統安全氣囊系統的線束及連接器的特征：①回轉連接器收藏在方向盤內的駕駛席正面安全氣囊中，采用非集電環式的收藏在殼體內的渦旋狀拉索。②防止連接器半嚙合。③短路桿在動作信號回路上的充氣器側的連接器安裝有在分離狀態時可使兩個線路短路的短路桿，如圖所示。安全氣囊類型1．前方安全氣囊2．側面安全氣囊3．簾式安全氣囊4．膝部安全氣囊5．智能安全氣囊1．前方安全氣囊駕駛席用正面安全氣囊：安全氣囊模塊安裝在方向盤中央位置，氣囊具有45～60L的容積；作用在于緩解正面碰撞時駕駛者與方向盤的二次碰撞。副駕駛席用正面安全氣囊：該氣囊模塊放置在儀表板內，正面碰撞時展開，覆蓋儀表板，氣囊具有70～200L容積；作用在于緩解正面碰撞時副駕駛席乘員與儀表板及前風擋玻璃框的二次碰撞。前方安全氣囊如圖所示。2．側面安全氣囊側面安全氣囊模塊安裝在坐席靠背側面或車門護板內，具有8～16L容積；作用在于緩解側面碰撞時乘員與車門護板、側窗框及車室外的碰撞物的二次碰撞。側面安全氣囊一般有兩種形式：一種是只保護乘員胸部，另一種是胸部和頭部都保護。側面安全氣囊如圖所示。3．簾式安全氣囊簾式安全氣囊模塊安裝在頂棚內襯的外側邊沿內，充氣機構在其前端、后端或中間，具有15～40L的容積；作用在于緩解側面碰撞時乘員與側窗框及車室外的碰撞物的二次碰撞。根據乘員的保護范圍，其可分為僅保護前席，保護前席及后席，保護前席、后席及第三排三種類型。簾式安全氣囊如圖所示。4．膝部安全氣囊膝部安全氣囊模塊安裝在儀表板下部，氣囊容積為10L左右；作用在于緩解正面碰撞時前席乘員的下肢與轉向柱下部及儀表板下部的二次碰撞。膝部安全氣囊如圖

所示。5．智能安全氣囊智能安全氣囊增設多普勒車速傳感器（DopplerSpeedSensor）,監測汽車與障礙物的相對速度。智能安全氣囊加裝紅外乘員傳感器（InfraredSensor）,檢測乘員的有無與身材大小。安全帶加裝收緊裝置，氣囊起爆前先收緊安全帶緩解沖撞損失，碰撞后自動解除收緊力。當車速低于16km/h時，只收緊安全帶不引爆氣囊。擴張ECU的控制范圍，增加邏輯運算功能，運籌不同車速和加速度下的最佳控制模式，根據乘員紅外信號決定適當的充氣壓力和膨脹信號。未來智能安全氣囊系統如圖4-13所示。安全氣囊系統的工作原理與故障分析1．安全氣囊系統的工作原理2．安全氣囊系統的電路分析與常見故障1．安全氣囊系統的工作原理當車輛發生碰撞時，安全氣囊控制模塊快速對信號做出處理，確認發生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力后，便迅速釋放氣囊，使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸，從而減輕乘員的傷害，如圖4-14所示。由于撞擊過程時間非常短，一般氣囊由觸發至完成充氣過程為25～35ms，充氣時間過長便會失去其效用。一般來說，輕微的碰撞不會打開安全氣囊，只有在車輛正面一定角度范圍內才是打開安全氣囊的有效碰撞范圍，后碰、側碰、翻轉都不會引發安全氣囊打開。需要強調的是，安全氣囊只起輔助作用，在不系安全帶的狀況下，安全氣囊不但不能對乘員起到防護作用，還會對乘員有嚴重的殺傷力。安全氣囊的爆發力是驚人的，足以擊斷駕駛者的頸椎。因此，系好安全帶是安全氣囊發揮保護作用的一個重要條件。2．安全氣囊系統的電路分析與常見故障（以凱越汽車為例）（1）安全氣囊系統電路分析安全氣囊系統電路如圖1所示。安全氣囊系統（SRS）為乘員提供了安全帶之外的輔助保護，具有多個充氣模塊，分布在車輛的不同位置上，包括方向盤模塊、儀表板模塊或側面碰撞模塊。除了充氣模塊之外，車輛還可配備安全帶預張緊器。在車輛發生碰撞時，它會張緊安全帶，從而在充氣模塊展開的同時減小乘員與安全帶之間的距離。每個充氣模塊都有一個展開回路，該回路由車內的傳感和診斷模塊（SDM）進行控制。傳感和診斷模塊根據安裝在車輛關鍵位置上的各個傳感器的輸入信號來判斷碰撞的嚴重程度。當傳感和診斷模塊檢測到碰撞的沖擊力足夠大時，將處理傳感器所產生的信息，以進一步幫助氣囊展開。傳感和診斷模塊對安全氣囊系統的電氣部件進行連續診斷監測，當檢測到電路故障時，傳感和診斷模塊就設置一個故障診斷碼，并點亮安全氣囊警告燈，以通知駕駛員。轉向柱和膝墊均采用吸能式設計，在發生正面碰撞時，可以收縮，從而限制腿部的移動，降低駕駛員和乘員的受傷概率。當安全氣囊展開后，傳感和診斷模塊將向車身控制模塊（BCM）發送一個“氣囊已展開”的信息。車身控制模塊在收到該信息15s后將打開車門鎖并點亮車內照明燈。在接通點火開關時，傳感和診斷模塊（SDM）將執行接通測試，以診斷傳感和診斷模塊本身內部的關鍵性故障。測試通過后，測量點火開關和展開環路電壓，以確保這些電壓介于正常電壓范圍內。傳感和診斷模塊監視駕駛員低壓側和乘員低壓側電壓，以檢測展開環路是否對搭鐵或電壓短路。傳感和診斷模塊通過使微小電流通過內部電路，檢查乘員氣囊模塊導線連接和電阻。如果警告燈正常閃爍，則傳感和診斷模塊連續檢查警告燈端子上的電壓。如果車輛碰撞導致氣囊展開，傳感和診斷模塊