安全氣囊與安全帶控制系統(tǒng)第一節(jié)安全氣囊系統(tǒng)組成與類型一、安全氣囊SRS的概念二、安全氣囊SRS的發(fā)明三、安全氣囊SRS的功用四、安全氣囊SRS的組成五、安全氣囊SRS的分類一、安全氣囊的概念SRS—SupplementalRestraintSystem

——輔助防護系統(tǒng)或輔助束縛系統(tǒng)AirBag——氣囊SupplementalRestraintSafeAirBagSystem——輔助防護安全氣囊系統(tǒng)——SRS氣囊系統(tǒng)公安部和交通部規(guī)定：自1993年7月1日起，所有轎車和中小客車在行駛過程中，駕駛員必須系上安全帶。二、SRS氣囊系統(tǒng)的發(fā)明美國機械工程師約翰·赫綴克（JohnW.Hertrick）1953年發(fā)明的。1944年，在海軍魚雷修理廠工作的約翰·赫綴克，親眼目睹了魚雷中釋放出來的壓縮空氣將覆蓋在魚雷上的帆布袋突然膨脹起來、並立即頂?shù)教旎ò迳系默F(xiàn)象。此後，他與家人經(jīng)歷了一次車禍，這次車輛事故為他後來發(fā)明SRS氣囊系統(tǒng)提供了動力。據(jù)約翰·赫綴克回憶說：事故發(fā)生後不久，他獨自一人坐在家中的廚房裏，把自己的設(shè)想寫在紙上並畫出了草圖，然後花費238美元提出了專利申請，並於1953年獲得批準。約翰·赫綴克發(fā)明的SRS氣囊系統(tǒng)是純機械式的SRS氣囊系統(tǒng)。壓縮空氣儲氣筒：圓柱形彈簧閥門裝置：傳感汽車減速度。當減速度達到一定值時，彈簧移動將閥門打開氣

囊：充氣膨脹三、SRS氣囊的功用汽車碰撞形式：一次碰撞、二次碰撞一次碰撞——汽車與汽車或汽車與障礙物之間的碰撞。二次碰撞——一次碰撞後，駕駛員和乘員受慣性力作用與車內(nèi)的方向盤、擋風玻璃或儀錶臺等構(gòu)件發(fā)生的碰撞－—遭受傷害的主要原因。SRS氣囊功用示意圖圖14－1汽車遭受正面碰撞時SRS的作用情況（a）

駕駛席氣囊；（b）

駕駛席與乘員席氣囊；1－駕駛員；2－前排乘員

當汽車遭受碰撞時，在駕駛員與方向盤或乘員與車內(nèi)構(gòu)件之間鋪墊一個氣墊，利用氣墊上小孔的排氣節(jié)流作用來吸收碰撞產(chǎn)生的動能，從而減輕人體遭受傷害的程度。

四、安全氣囊SRS的組成

圖14－2SRS零部件安裝位置

（二）安全氣囊SRS控制電路

圖14－3安全氣囊SRS控制電路

五、電子控制安全氣囊SRS的分類

按功用分類：正面SRS氣囊系統(tǒng)－－保護頭部、胸部側(cè)面SRS氣囊系統(tǒng)－－保護頸部、腰部按數(shù)量分類：單SRS氣囊系統(tǒng)——駕駛席氣囊雙SRS氣囊系統(tǒng)——駕駛席和前排乘員席兩個氣囊廣州本田雅閣ACCORD轎車、市民CIVIC轎車豐田佳美Camry、馬自達Mazda626、929型轎車多SRS氣囊系統(tǒng)——3個或3個以上氣囊瑞典沃爾沃VOLVO850、960型轎車；奧迪A6；別克無論氣囊數(shù)量多少，均可採用一個SRSECU控制。第二節(jié)安全氣囊系統(tǒng)工作原理一、安全氣囊控制原理二、安全氣囊動作過程三、安全氣囊有效範圍

一、安全氣囊系統(tǒng)控制原理圖14－4安全氣囊系統(tǒng)控制原理碰撞→碰撞感測器和防護感測器觸點閉合→點火器點火→點火劑（引藥）爆炸→充氣劑（疊氮化鈉固體藥片）受熱分解釋放氮氣→氣囊膨開形成氣墊→保護人體。

二、安全氣囊動作過程圖14－5安全氣囊系統(tǒng)SRS動作時序（a）10ms後；（b）40ms後；（c）60ms後；（d）110ms後

博世（Bosch）公司在奧迪Audi轎車上試驗研究表明：當車速50km/h與前面障礙物相撞時，氣囊動作時序：（1）碰撞10ms後，點火劑引爆產(chǎn)生熱量，充氣劑分解，駕駛員未動作（圖14-5a）（2）碰撞40ms後，氣囊充滿，體積最大，駕駛員前移，（圖14-5b）（3）碰撞60ms後，乘員頭、胸壓向氣囊，氣孔排氣節(jié)流吸收碰撞動能（圖14-5c）（4）碰撞110ms後，氣體逸出，人體複位，恢復視野，（圖14-5d）（5）碰撞120ms後，危害解除，車速降零

（人眨一次眼時間：約為200ms左右）氣囊動作過程與經(jīng)歷時間的關(guān)係

（1）碰撞10ms後，點火劑引爆產(chǎn)生熱量，充氣劑分解，駕駛員未動作（圖14-5a）（2）碰撞40ms後，氣囊充滿，體積最大，駕駛員前移，（圖14-5b）（3）碰撞60ms後，乘員頭、胸壓向氣囊，氣孔排氣節(jié)流吸收碰撞動能（圖14-5c）（4）碰撞110ms後，氣體逸出，人體複位，恢復視野，（圖14-5d）（5）碰撞120ms後，危害解除，車速降零

（人眨一次眼時間：約為200ms左右）三、安全氣囊有效範圍圖14－6安全氣囊有效範圍正面氣囊引爆條件（1）正前方±30°角；（2）縱向減速度達到某一值（減速度閾值）。氣囊不能引爆的無效範圍氣囊無效範圍：（1）碰撞超過斜前方±30°角時；（2）遭受橫向碰撞時；（3）遭受後方碰撞時；（4）繞縱向軸線側(cè)翻時；（5）縱向減速度未達到設(shè)定閾值時；（6）正常行駛、制動或路面不平行駛時。減速度閾值設(shè)定：根據(jù)SRS氣囊性能設(shè)定美國氣囊按駕駛員不戴安全帶設(shè)計，氣囊體積大、充氣時間長，減速度閾值較低，汽車在較低車速（12～22km/h）碰撞時，氣囊就會引爆。在日本和歐洲氣囊按駕駛員戴安全帶設(shè)計，氣囊體積小、充氣時間短，減速度閾值較高，汽車在較高車速（19～32km/h）碰撞時，氣囊才能引爆。第三節(jié)氣囊控制部件結(jié)構(gòu)原理一、碰撞感測器二、SRS控制單元三、SRS指示燈四、SRS氣囊組件五、線束連接器及保險機構(gòu)

一、碰撞感測器1、滾球式碰撞感測器

2、滾軸式碰撞感測器

3、偏心錘式碰撞感測器

4、水銀開關(guān)式碰撞感測器

5、電阻應變計式碰撞感測器

6、壓電效應式碰撞感測器（一）滾球式碰撞感測器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：圖14-7滾球1：感測慣性力或減速度的大小，可在導缸3內(nèi)移動或滾動。磁鐵2：永久磁鐵導缸3：觸點4：兩個固定不動，分別與感測器引線端子連接殼體5：印製有箭頭標記，指示安裝方向（二）滾球式碰撞感測器原理圖14－8滾球式感測器工作原理（a）靜止狀態(tài)；（b）工作狀態(tài)靜止時：滾球被吸向磁鐵，觸點斷開（圖a）碰撞時（慣性力大於磁鐵的吸力時）：滾球左移，觸點接通（圖b），接通SRS氣囊點火器回路。（一）滾軸式碰撞感測器結(jié)構(gòu)止動銷1：滾軸2：滾動觸點3：固定在滾軸部分的片狀彈簧上，並可隨滾軸一起轉(zhuǎn)動。固定觸點4：與片狀彈簧6絕緣固定在底座5上，並與感測器另一個引線端子連接片狀彈簧6：與感測器一個引線端子連接，一端固定在底座5上，另一端繞在滾軸2上底座5：

（二）滾軸式碰撞感測器原理圖14－9滾軸式感測器結(jié)構(gòu)原理（a）靜止狀態(tài)；（b）工作狀態(tài)1－止動銷；2－滾軸；3－滾動觸點；4－固定觸點；5－底座；6－片狀彈簧

靜止狀態(tài)時：滾軸在片狀彈簧的彈力作用下滾向止動銷一側(cè)，觸點3、4斷開狀態(tài)遭受碰撞時（慣性力大於片彈簧彈力時）：滾軸滾動，觸點3、4接通，圖6-12b所示，接通SRS氣囊點火器回路。

（一）偏心錘式碰撞感測器結(jié)構(gòu)偏心錘1、8：偏心安裝在偏心錘臂2、15上偏心錘臂2、15：轉(zhuǎn)動觸點臂3、11：兩端固定有觸點6、13，轉(zhuǎn)動觸點6、13：隨觸點臂轉(zhuǎn)動固定觸點10、16：絕緣固定在感測器殼體上，用導線與端子7、14或5、17連接複位彈簧19：擋塊9：殼體4、12：

（二）偏心錘式碰撞感測器原理圖14－11偏心錘式碰撞感測器工作原理（a）靜止狀態(tài)；（b）工作狀態(tài)靜止狀態(tài)時：彈簧使偏心錘與擋塊接觸，轉(zhuǎn)動觸點與固定觸點斷開（圖14-11a）遭受碰撞時（偏心錘慣性力矩大於彈力力矩時）：偏心錘轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動觸點與固定觸點接觸（圖14-11b），接通SRS氣囊點火器回路。（一）水銀式碰撞感測器結(jié)構(gòu)水銀1：良導體，導電性能好電極5、6：殼體2：密封螺塞7：密封圈4：

（二）水銀式碰撞感測器原理圖14－12水銀開關(guān)式感測器結(jié)構(gòu)（a）靜止狀態(tài)；（b）工作狀態(tài)1－水銀（靜態(tài)位置）；2－殼體；3－水銀（動態(tài)位置）；4－密封圈；5－電極（接點火器）；6－電極（接電源）；7－密封螺塞；F1－水銀運動方向分力；F2－慣性力；α－水銀運動方向與水準方向之間的夾角發(fā)生碰撞時：減速度使水銀產(chǎn)生慣性力，分力將水銀拋向電極，使兩個電極接通，從而接通氣囊點火器電路。（一）安全氣囊控制組件（SRSECU）結(jié)構(gòu)圖14－13LincolnCity轎車SRSECU的結(jié)構(gòu)1－能量儲存裝置（電容器）；2－碰撞防護感測器總成；3－感測器觸點；4－感測器滾軸；5－四端子插座；6－專用CPU；7－SRSECU插座（二）安全氣囊控制組件（SRSECU）電路圖14－14SRSECU電路框圖（三）本田轎車氣囊（SRSECU）電路三、SRS（AIRBAG）指示燈形式：SRS、AIRBAG圖形位置：儀錶盤面膜下麵功用：指示SRS狀態(tài)；顯示故障代碼。四、SRS氣囊組件駕駛席氣囊組件乘員席氣囊組件（一）駕駛席SRS氣囊組件裝飾蓋2：表面模壓撕紋1

減小氣囊膨開阻力氣囊3：聚醯胺織物（如尼龍）降落傘形式折疊成包背面排氣孔2～4個氣體發(fā)生器4：充氣（圖14－17）點火器引線5：（二）氣體發(fā)生器（充氣器）殼體：冷壓成一體，內(nèi)裝充氣劑、濾網(wǎng)和點火器上蓋1：制有若干個充氣孔2

下蓋3：制有安裝孔4充氣劑4：疊氮化鈉NaN3固體藥片無色六方形晶體，有劇毒！約300℃時分解。金屬濾網(wǎng)2：過濾渣粒點火器5：電雷管（圖14－19）

（三）點火器藥筒2：引爆炸藥1：電熱絲4：引藥3：起爆藥（疊氮化鉛Pb(N3)2）電極10：引出導線7：工作情況：電熱絲通電迅速紅熱，引爆引藥，炸藥瞬間爆炸產(chǎn)生熱量，藥筒內(nèi)溫度和壓力急劇升高並衝破藥筒，使充氣劑受熱分解，釋放氮氣充入氣囊使其膨開。

（四）乘員席SRS氣囊組件圖14－20乘員席SRS氣囊組件結(jié)構(gòu)

1－點火器引線；2－飾蓋撕??；3－氣囊飾蓋；4-SRS氣囊；

5－手套箱；6－空調(diào)風向開關(guān)；7－儀錶臺；8－氣體發(fā)生器

五、線束連接器及保險機構(gòu)防止氣囊誤爆機構(gòu)－－2、5、8電路連接診斷機構(gòu)－－1、3、7、9連接器雙重鎖定機構(gòu)－－5、8端子雙重鎖定機構(gòu)－－－1～9螺旋線束（一）防止氣囊誤爆機構(gòu)－短路片功用：連接器拔開時，將點火器一側(cè)插頭或插座的兩個引線端子短接。正常連接時，絕緣殼體將短路片向上頂起（圖a），電熱絲電路正常連接。連接器脫開時，短路片將點火器一側(cè)插座（或插頭）的引線端子短接，電熱絲與短路片構(gòu)成回路（圖b）。

（二）電路連接診斷機構(gòu)－診斷銷功用：監(jiān)測感測器和電腦的連接器是否可靠連接。感測器電阻為無窮大時，連接不可靠（圖a）阻值等於並聯(lián)電阻阻值時（豐田車系=755～885

）：連接可靠（圖b）（三）連接器雙重鎖定機構(gòu)功用：鎖定連接器插頭與插座，防止連接器脫開。插頭上：設(shè)有主鎖和兩個凸臺（圖a）插座上：設(shè)有鎖柄能夠轉(zhuǎn)動的副鎖當主鎖未鎖定時，插頭凸臺阻止副鎖鎖定——圖a當主鎖完全鎖定時，副鎖鎖柄方能轉(zhuǎn)動並鎖定——圖b所示當主鎖與副鎖雙重鎖定後，插頭與插座連接狀態(tài)如圖c，防止插頭與插座脫開。（四）端子雙重鎖定機構(gòu)功用：防止連接器端子滑動。鎖定機構(gòu)：連接器殼體上的鎖柄、分隔片鎖柄：一次鎖定機構(gòu)，防止端子沿引線軸線方向滑動；分隔片：二次鎖定機構(gòu)，防止端子沿引線徑向移動。

（五）螺旋線束圖14－