安全氣囊主要部件的設計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32124安全氣囊主要部件的設計案例 1280681.1汽車安全氣囊傳感器 1209211.2安全氣囊氣體發(fā)生器 3149791.3安全氣囊中央控制器 5268711.3.1點火控制器 5274701.3.2診斷電路 61.1汽車安全氣囊傳感器碰撞傳感器的功用是撞車時，向氣囊系統(tǒng)發(fā)出信號，使該系統(tǒng)開始工作。安全氣囊系統(tǒng)能否可靠地工作，碰撞傳感器是第一個關鍵，同時碰撞傳感器的成本高低也有很大影響。碰撞傳感器從測出碰撞到接通電流只需10～20ms左右。碰撞傳感器安裝在前保險杠或前輪罩處，或在點火器一側安裝另一碰撞傳感器一邊傳遞碰撞信息。碰撞傳感器分為預知碰撞傳感器和檢測沖擊碰撞傳感器。而檢測沖擊碰撞傳感器又分為：全機械式碰撞傳感器、機電式碰撞傳感器和電子式碰撞傳感器。這里先簡單介紹相對比較很久之前車輛上所使用的全機械式碰撞傳感器。如圖1.1。圖1.11、感應塊；2、撞針；3、偏置彈簧；4、D軸；5、頂蓋他的原理簡而言之就是當發(fā)生碰撞時，傳遞感應信息的重塊的減速度達到某一設定值時重塊并將自己的機械能傳遞給氣囊引發(fā)器是使之迅速彈開。這種設備就現在而言，其缺點也是顯而易見的，有事會因為碰撞不準確或者不夠靈敏，而導致錯誤觸發(fā)或者車內指示燈報警，就存在一些使用性能上的缺陷。在此我們選用機電式安全氣囊傳感器。機電式撞擊傳感器運用汽車機械結構的重量、彈性性能及其他相關性能來測量對車輛撞擊程度,并使用電子控制器對氣體發(fā)生器發(fā)出起爆命令。目前應用很廣泛，可以檢測各類碰撞。比較典型的有偏心外向錘式機械撞擊感應器。其原理主要是:當車輛正常運轉時,扭力彈簧2將離心錘3、動觸頭6、12、14等固定于起止點部位,傳感器并沒有觸發(fā)的信息給中央控制臺。在與汽車撞擊瞬間,因減加速力克服彈簧的扭矩而使離心錘產生運動,并帶動觸橋5旋轉,使動靜觸頭連接。此時,感應器向中央控制器發(fā)送"接通"的信息,同時車輛的安全感應器也隨之接通,CPU產生了引爆訊號。如圖1.2所示為偏心外向錘式機電車碰撞感應器的構造示意圖。圖1.2機電式安全氣囊傳感器結構圖1—芯軸；2—扭力彈簧；3—偏心錘；4—轉盤；5—觸橋；6、12、14—動觸頭；7、11、13—靜觸頭；8—外殼；9、10、12—插頭；10—止位塊機電式傳感器相對于機械式傳感器而言，他更加的完善并且靈敏度較高不會發(fā)生一些錯誤指令，機電式傳感器的外側自裝一個電阻，用來自檢，檢測整個設備之間的線路是否有短路或者斷路更加的安全，所以更適用于現在的汽車。1.2安全氣囊氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器的主要功能是生成廢氣,并給氣袋充氣。市面上流通的氣體發(fā)生器外形圖片如圖1.3。圖1.3氣體發(fā)生器外形圖氣體發(fā)生器主要包括:氣體式氣體發(fā)生器；（2）固體式氣體發(fā)生器；（3）混合式氣體發(fā)生器；（4）吸入空氣式氣體發(fā)生器。如圖1.4。圖1.4氣體發(fā)生器結構示意圖空氣過濾系統(tǒng)；2、電子點火控制系統(tǒng)；3、自動點充劑；4、氣體引發(fā)劑；5、充氣器殼體；6、氣體引發(fā)裝置；7、中央控制器我們也是將氣體發(fā)生器內部的孔洞給他進行改進，設計成排列方式為規(guī)律排列的各個正六邊形如圖1.5。圖1.5排氣孔圖形以下主要將最常見的固體型氣體發(fā)生器做以概述:固體式氣體發(fā)生器則是使用火藥等固態(tài)的氣體產生劑點燃所形成的燃氣,使氣囊膨脹開。主要氣體產生物為細片狀的疊氮化鈉[火箭燃料NaN3及FeO2(或CuO2)等組成],根據其填充量確定了燃氣發(fā)生器密封筒的最大輸出壓強。在點燃后進行如下化學反應4NaN3+FeO2(CuO2)===6N2+Fe(Cu)+2Na2ONa2O+H2O===2NaOH對成熟之外,另一種因素就是為了便于通過修改藥片的厚度來調整空氣發(fā)生器特性。而由于生成的燃氣已經達到了一千多度的高溫,所以需要增設制冷層以減少空氣升溫。另外,當把空氣產生劑點燃后形成的固態(tài)殘渣,還需要增設過濾層。圖1.3是固體發(fā)生器的基本結構。它主要由三層組成:最內層是裝滿火藥的燃氣室,中間層是冷卻水層,最外面是過濾層。由于這些固體型氣體發(fā)生器容積較小,在車里很易于放置,因此尤其適于作為安裝轉向盤的司機座用的氣體發(fā)生器。1.3安全氣囊中央控制器中央控制器是汽車氣囊系統(tǒng)的控制中心,其功用主要是接收由碰撞感應器及一些感應器所輸入的信息,以確定系統(tǒng)能否點火引爆氣囊充氣,并對系統(tǒng)故障程度進行自動檢測。中央控制器主要由點火控制器、驅動系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等組成。1.3.1點火控制器通過多個撞擊感應器的信息判斷汽車是否引爆。對氣囊系統(tǒng)而言,精確地判別汽車撞擊力度以及在最佳時間引爆氣囊都是安全氣囊系統(tǒng)的重點目標。因此早前的氣囊系統(tǒng)大都使用多點感應器方法,即機械式與電子設備式撞擊感應器搭配使用,對正碰、斜碰、偏碰、撞擊等情況能夠較好地加以辨識。而現在的氣囊控制器則大多使用單點感應器方法,即通過設置于控制器內的一個或多個電子撞擊傳感器檢測汽車撞擊加速度等信息,利用較高效的計算確定汽車撞擊的形式、力度以及引爆氣囊。但事實上,汽車發(fā)動機控制器還只是一種晶體的開關集成電路。當撞擊感應器傳來的信號電流夠大時,晶體管的發(fā)射極與集電極間將導通,并將傳出的信息與之前儲備的信息(阻值、電流)相對比,確定此時沖擊信息并到達預先設定值后,再接上繼電器開關,由控制電路接上電源和電引爆器上的總開關電路工作,從而觸發(fā)氣囊引爆。1.3.2診斷電路檢測電路的主要功能就是經常檢測整個系統(tǒng)的各項工作可靠度,若發(fā)現異常情形,則發(fā)出報警信號。同樣還有記錄氣囊爆裂、不發(fā)氣、短路等故障電子回路。檢測項目主要有敏感元件的短接、斷線等,如出現發(fā)生故障就亮顯示的警報燈,并發(fā)出警報。又如汽車司機可以不顧警報而繼續(xù)行車,從故障記錄電路中記住它的日期,當汽車出現碰撞事件時,就能夠確定碰撞發(fā)生在前,還是發(fā)生故障在前。如圖中1.4顯示的某汽車用安