2023年汽车安全气囊系统组成及其工作原理.doc

授课题目 汽车安全气囊系统组成及其工作原理 教学目标 了解电子控制安全气囊的组成， 掌握电子控制安全气囊的结构及工作原理。 重点与难点 重点：安全气囊的结构及工作原理 难点：安全气囊的工作原理 教学手段与方法 多媒体教学，讲授。 教学过程：〔包括授课思路、过程设计、讲解要点及各局部具体内容、时间分配等〕 Ⅰ 授课思路： 在了解安全气囊的根本分类的根底上，介绍电子控制安全气囊的结构和工作原理。 Ⅱ 过程设计： 1．提问问题，复习上次课内容〔约3min〕 2．导入新课 3．新课内容：具体内容见“授课内容〞〔约74min〕 4．本次课内容小结〔约2min〕 5．布置作业〔约1min〕 Ⅲ 讲解要点：安全气囊的结构和工作原理的教学应注意传感器的分类的教学，注意各种传感器之间的关系。 Ⅳ 授课内容： 电子控制安全气囊系统 1.1 安全气囊的分类 1. 按碰撞类型分 正面碰撞防护安全气囊系统、侧面碰撞防护安全气囊系统和顶部碰撞防护安全气囊系统。 2. 按照安全气囊安装数目分 单气囊系统、双气囊系统、四气囊系统。 3. 按照安全气囊的触发机构分 电子式、机电式。 1.2 安全气囊系统的根本组成 传感器、气囊组件、电控装置(ECU )等组成 1.3 安全气囊系统工作原理 1.4 安全气囊系统的动作过程 a、撞车10ms后，到达引爆系统引爆极限，点火器点燃气体发生器产生氮气，驾驶员仍然直坐着。 b、所示，40ms后，气囊已完全充胀，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并被拉长，局部冲击能量已被吸收。 c、80ms后，驾驶员的头及身体上部沉向气囊，气囊后面的排气孔将氮气在一定压力下匀速逸出。 d、110ms后，驾驶员向后移动回到座椅上，大局部气体从气囊中逸出，前方恢复清晰视野。 气囊动作时间极短，从开始充气到完全充满的时间约为30 ms；从汽车受碰撞开始，到安全气囊收缩为止，所用时间极为短暂，仅为120 ms左右，而人的眼皮眨一下所用时间约为300 ms左右。 1.5 安全气囊系统的有效范围 正面安全气囊系统在汽车从正前方或斜前方30°角范围内发生碰撞且其纵向减速度到达某一值〔减速度阈值〕时，才能引爆正面安全气囊。 在以下条件之一的情况下，不会引爆安全气囊： (1) 汽车遭受侧面碰撞超过斜前方30°角时； (2) 汽车遭受横向碰撞时； (3) 汽车遭受前方碰撞时； (4) 汽车发生绕纵向轴线侧翻时； (5) 纵向减速度未到达设定阈值时： (6) 汽车正常行驶、正常制动或在路面不平的道路上行驶时。 在美国，因为安全气囊系统是按驾驶员不配戴座椅安全带来设计的，引爆气囊的车速为12km/h到22km/h；日本和欧洲，由于安全气囊系统是按驾驶员配戴座椅安全带来设计的，引爆气囊的车速为19km/h到32km/h 。 2 电子控制安全气囊系统结构组成 2.1 碰撞传感器 1. 传感器按其结构可分为机电式和电子式两种 (1) 机电式传感器 (2) 电子式传感器 电子式传感器利用半导体的压阻效应检测加速度，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。 2. 传感器按其安装位置可分为前碰撞传感器、中央传感器和保险传感器 (1) 前碰撞传感器 2-4个，安装在汽车前端。 (2) 中央碰撞传感器 中央碰撞传感器有应变电阻片的半导体式和机械式两种。 (3) 保险传感器 也称触发传感器，其闭合的减速度要稍小一些，起保险作用，防止因碰撞传感器短路而造成误膨开。 保险传感器有机械型和汞开关型。 前碰撞传感器、中央碰撞传感器、保险传感器之间的关系： 各个前碰撞传感器与中央碰撞传感器之间的关系为“或〞；前碰撞传感器、中央碰撞传感器与保险传感器之间的关系为“与〞。 2.2 安全气囊组件 组成：主要由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板组成。 (1) 气体发生器 组成：由上盖、下盖、充气剂(片状叠氮化钠)和金属滤网组成。 点火器引爆点火剂的瞬间，点火剂会产生大量热量，氮化钠受热立即分解释放氮气，并从充气孔充入气囊。 (2) 点火器 当SRS 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。 (3) 气囊 分类：气囊按布置位置可分为驾驶员侧气囊、乘客侧气囊、后排气囊、侧面气囊、顶部气囊等；按大小可分为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。 制成和结构：驾驶员侧气囊多采用尼龙布涂氯丁橡胶或有机硅制成。橡胶涂层起密封和引燃作用；气囊反面有两个泄气孔；乘客侧气囊没有涂层，靠尼龙布本身的孔隙泄气。 (4) 饰盖 饰盖是气囊组件的盖板，上面模制有撕缝，以便气囊能冲破饰盖膨开。 (5) 底板 气囊和充气器装在底板上，底板装在方向盘或车身上，气囊膨开时，底板承受气囊的反力。 2.3 安全气囊计算机 组成：安全气囊(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，保险传感器一般与SRS ECU一起被制作在SRS控制组件中。 (1) SRS逻辑模块 检测碰撞传感器的信号，判断气囊是否应该张开，引爆安全气囊。 故障自诊断功能。 (2) 信号处理电路 对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波。 (3) 备用电源电路 由电源控制电路和2个电容器组成，点火开关接通10s后可供电；断电后能在6s引爆气囊。 (4) 保护电路和稳压电路 2.4 安全气囊系统线束与保险机构 措施：线束都套装在黄色波纹管内、黄色连接器、镀金端子、防止气囊误爆机构、L端子双重锁定机构、连接器双重锁定机构和电路连接诊断机构等。 丰田科罗娜轿车安全气囊系统SRS ECU至SRS点火器之间的连接器2、5、8均采 何时需要修理气囊？ 　　要注意观察位于仪表盘上的安全气囊警告灯。在正常情况下，点火开关转到“ACC〞或“ON〞位置时，警告灯会亮大约6秒钟，进行自检，然后熄灭，假设警告灯一直亮，那么说明安全气囊系统有故障，应立即进行修理。否那么，有可能出现气囊不起作用或误弹出的情况。 用了防止气囊误爆的短路片机构。 (1) 防止SRS误爆机构 作用：当连接器拔下时，短路片自动将靠SRS点火器一侧插头或连接器两个引线端子短接，防止SRS误爆机构可以防止静电或误通电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。 (2) 电路连接诊断机构 作用：电路连接诊断机构用于监测连接器的插头与连接器是否连接可靠。 前碰撞传感器连接器及其与SRS ECU连接的连接器采用了电路连接诊断机构。 (3) 连接器双重锁定机构 作用：锁定连接器插头与连接器，防止连接器脱开。 a、主锁未锁定时，插头上的两个凸台阻止副锁锁定； b、当主锁完全锁定时，副锁锁柄方能转动并锁定； c、主锁与副锁双重锁定。 (4) 端子双重锁定机构 作用：用于防止引线端子滑动。 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。 (5) 安全气囊系统线束 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。 安装螺旋弹簧时，应注意其安装位置和方向否那么将会导致方向盘转动角度缺乏或转向沉重。 Ⅴ 本次课内容小结 思考题、讨论题、作业 1． 安全气囊有哪些种类的传感器？ 2． 安全气囊系统有哪些保险机构？ 教学后记