安全气囊s课件.pptx

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1、第十章 安全气囊提问，数据引出1.回顾学过的那些安全系统2.(1)在美国的交通事故当中，安全气囊已保护了 约14 200人的生命，(2)在德国，自1990年以来，安全气囊阻止了2 500例发生重大伤害的交通事故。(3)在法国，每年大约有650人因安全气囊保护避免死亡，当然在我国挽救的人数更 多。(4)安全气囊在严重的碰撞事故当中能够保护约三分之一的人员生还 (5)六分之一的驾驶员或前排乘客能够在碰撞中得 到安全气囊的保护而被拯救。(6)据统计全球每年都有约120万人死于交通事故，安全气囊可以使驾驶死亡率减少 了30%，并且可以减少80%左右的头部及颈部的伤害,对于胸部的伤害也可以降低 二到三成

2、。本课学习内容：一、什么是安全气囊?二、安全气囊的作用三、安全气囊的组成四、安全气囊系统传感器的工作原理五、安全气囊的有效范围一、什么是安全气囊?在发生严重的正面碰撞，为了减少驾驶员或前座乘客或面部撞在方向盘或仪表板上的可能性，在方向盘和仪表上张开一气袋。一般安装在一般安装在车内前方车内前方（正副驾驶位），侧（正副驾驶位），侧方（车内前排和后排）和车顶三个方向。在装有方（车内前排和后排）和车顶三个方向。在装有安全气囊系统的容器外部都印有安全气囊系统的容器外部都印有Supplemental Supplemental Inflatable Restraint SystemInflatable Re

3、straint System，简称，简称SRSSRS)的字样，的字样，直译成中文，应为直译成中文，应为“辅助可充气约束系统辅助可充气约束系统”。旨旨在减轻汽车碰撞后，乘员因惯性发生二次碰撞时在减轻汽车碰撞后，乘员因惯性发生二次碰撞时的伤害程度的伤害程度。二、安全气囊的作用作用当汽车发生碰撞事故时，汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞，乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞.由于惯性的作用，当汽车急剧降速时，乘员要保持原来的速度向前运动，于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞，从而造成了乘员的伤亡。汽车安全气囊的基本思想是，在发生次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之

4、间打开一个充满气体的袋子，使乘员扑在气袋上，避免或减缓二次碰撞，从而达到保护乘员的目的。三、安全气囊的三、安全气囊的组成安全气囊系统由碰撞传感器碰撞传感器、电控单元电控单元、系统指示灯系统指示灯和气囊组件气囊组件等组成。车前传感器感测正面低速受到的冲击信号 碰撞传感器碰撞传感器 中央传感器感测发生高速碰撞的信息 安全传感器防止系统在飞碰撞情况下引起气囊误动作 电控单元电控单元 ：接收碰撞传感器及其他各传感器输入的信号，判断是否点火引爆 气囊充气，并对系统故障进行自诊断。安全气囊的安全气囊的组成系统指示灯系统指示灯：指示安全气囊系统功能是否处于正常状态。(1)当启动汽车，如果SRS指示灯发亮或闪

5、烁 约6s后自动熄灭，表示安全气囊正常 (2)若6s后SRS指示灯依旧闪烁或不熄灭，表示 安全气囊有故障 (3)如果汽车点火开关接通后SRS指示灯不亮，或在汽车行驶当中发亮或闪烁，说明有故障安全气囊的安全气囊的组成安全气囊：用聚酰胺织物制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以封闭气体。聚酰胺组织物：尼龙聚氯丁二烯：橡胶气囊：从开始充气到充满的时间为0.5s 从受到碰撞到气囊收缩2s左右一 眨眼的时间肉眼很难识别安全气囊的组成安全气囊的组成-气囊组件气囊组件气体发生器：有点火器引爆点火剂时，产生气体并向安全气囊充气，使气囊膨开 安全气囊的安全气囊的组成组成点火器：引爆点火剂，产生热量使充气剂分解四、安全气

6、囊系统传感器的工作原理碰撞传感器：碰撞传感器相当于一个控制开关，碰撞传感器是安全气囊系统 中的控制信号输入装置。其作用是在汽车发生碰撞时，由碰撞 传感器检测汽 车碰撞的强度信号，并将信号输入安全气囊电 脑，安全气囊电脑根据碰撞传感器的信号来判定是否引爆充气 元件使气囊充气。碰撞传感器种类：碰撞传感器多数采用惯性式机械开关结构，相当一只控制开 关，其工作状态取决于汽车碰撞时加速度的大小。按结构可分 为机械式、水银、电子式两种。机电式有滚球式、滚轴式、偏 心锤式。安全气囊系统传感器的工作原理 机电式碰撞传感器的分类滚球式滚轴式偏心锤式 机电式机电式安全气囊系统传感器的工作原理滚球式碰撞传感器：尼桑

7、和马自达轿车上均有使用安全气囊系统传感器的工作原理滚柱式碰撞传感器：丰田、本田、三菱轿车上均有使用止动销止动销滚轴滚轴滚滚动动触触头头固定触头固定触头安全气囊系统传感器的工作原理偏心锤式：丰田、马自达轿车上均有使用偏心锤式碰撞传感器的工作原理安全气囊系统传感器的工作原理水银式碰撞传感器安全气囊系统组件组件工作过程 当汽车发生碰撞时，碰撞传感器将检测到的碰撞强度信号传递给安全气囊电控单元，安全气囊电控单元根据存储器内存储的数据与检测到的信号进行比较，如果确认达到了设定的强度范围，就会发送指令给气囊组件内的点火器，使其点燃可燃气体，引爆气囊，从而保护驾驶员和乘员不受伤害。当安全气囊系统电路系统发生

8、故障时，安全气囊电控单元将点亮SRS指示灯，以提醒驾驶员安全气囊系统需进行检修。五、安全气囊的有效范围有效范围安全气囊系统并非在所有碰撞情况下都能起作用。安全气囊系统并非在所有碰撞情况下都能起作用。正面防撞安全气囊系统在汽车正前方或斜前方正面防撞安全气囊系统在汽车正前方或斜前方30角范围内发生碰撞，且其角范围内发生碰撞，且其纵向减速度达到某一值时，系统才能工作。在下列条件之一的情况下，安全气囊系统不会动作：纵向减速度达到某一值时，系统才能工作。在下列条件之一的情况下，安全气囊系统不会动作：汽车遭受侧面碰撞超过斜前方30角时；汽车遭受横向碰撞时；汽车遭受后方碰撞时；汽车发生绕纵向轴线侧翻时；纵向

9、减速值未达到设定阙值；汽车正常行使，正常制动和在路面不平的道路上行使时。注注：侧面安全气囊系统只有在遭受到侧面碰撞且横向加速度达到设定阙值时，才能引爆使气囊展开，而不会引起正面防撞安全气囊动作。安全气囊的有效范围有效范围安全气囊的有效范围有效范围汽车对安全气囊的要求汽车对安全气囊的要求可靠性高 安全气囊的使用年限为7-15年。安全可靠 能正确区分制动减速度和碰撞减速度的区别 灵敏度高 当汽车发生碰撞时，在二次碰撞前打开。有防误爆功能 减速度过过低，轻微碰撞不能引爆。有自动诊断功能。电控安全气囊要有备用电源。六、安全气囊的分类按保护对象和方位分类按保护对象和方位分类1.驾驶座安全气囊驾驶座安全气

10、囊 驾驶座安全气囊都安装在方向盘上，早期在安全气囊刚刚普及时，一般只有驾驶员才配备有安全气囊。而随着安全气囊的重要性日益凸显，大多数车型都配备了主副驾驶安全气囊。2.侧气囊侧气囊 侧气囊是安装在座椅外侧的，目的是减缓侧面撞击造成的伤害。现在很多厂家的车型都会标配前排两个座椅的侧气囊，而装配后排侧气囊的车型则很少3.膝部安全气囊膝部安全气囊 用来降低乘员在二次碰撞中车内饰对乘员膝部的伤害汽车对安全气囊的要求4.头部气囊头部气囊 头部气囊主要针对侧撞时乘车人的头部进行保护。B柱侧、窗玻璃，甚至安全带侧面支撑扣都有可能成为车祸中的杀手。那么头部气囊就会把成员和这些东西隔开。5.行人安全气囊行人安全气

11、囊 行人安全气囊是由丰田公司最先发明，但沃尔沃却是第一个把这项技术应用到量产车上的品牌，沃尔沃对外发布将把“行人安全气囊”这项安全技术配备在即将推出的V40之中。这项技术的应用可以使行人与车辆发生碰撞时进一步减轻行人受到的伤害。行人安全气囊图行人安全气囊图七、安全气囊的分类按气囊数量分类按气囊数量分类1.单气囊单气囊目前在国内生产的中低档轿车中标配的气囊个数是1-2个，一般都是在车辆的驾驶和副驾驶位置各一个，用来保护前排成员在车辆发生猛烈撞击时对胸部和脑部的有效保护。2.四气囊四气囊在一些中档的B级车中，一般都会装有四个气囊除了位于驾驶、副驾驶位的两个，在它的侧面车门内也装有两个。3.多气囊多

12、气囊 在一些高档车中像以安全性著称的，瑞典的沃尔沃轿车车型中全车配备了6个气囊和18个气帘，分别位于车内前排正副驾驶位，前后车门两侧各两个，18个气帘分布在前后挡风玻璃处，侧面视窗处，对来自各个方向的撞击提供最有效的保护。四、安全气囊的分类按总体结构分按总体结构分机械式安全气囊机械式安全气囊机械式安全气囊系统不需要电源，没有电子电路和电路配线，全部零件组装在转向盘装饰盖板下面。检测碰撞动作和引爆点火剂都是利用机械装置动作来完成的。电子式安全气囊电子式安全气囊目前汽车上广泛采用的是电子式安全气囊。全课总结，布置作业：全课总结，布置作业：总结：总结：通过这节课的学习，你对安全气囊有了多少了解？安全

13、气囊的分类按点火系统分：电子式、机械式按气囊数目：一个，二个，四个，八个，16个按碰撞类型 正面防护安全气囊、侧面防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。识别：“SRS”、黄色标签第第2页页基本的安全气囊系统组成安全气囊碰撞传感器安全传感器 控制器线束螺旋弹簧第第3页页图1图2图3图4气囊系统的工作过程安全传感器碰撞传感器电 脑驾驶侧气袋乘客侧气袋碰撞程度气袋张开电控工作过程电控工作过程第第4页页安全气囊系统的组成及工作原理安全气囊系统的组成及工作原理碰撞传感器：检测汽车碰撞强度的信号，并将信号输入给安全气囊ECU，安装于汽车前部的碰撞传感器叫前碰撞传感器；安装于安全气囊ECU内部的碰撞传感器叫中

14、央传感器。安全传感器：安全传感器也叫做保险传感器，防止安全气囊系统在非碰撞的情况下发生误引爆。安全传感器安装在安全气囊ECU内部，通常有两个安全传感器。气袋张开、吸收能量，保护乘员过程气袋刚张开气袋完全张开气袋泄气吸收能量气袋泄气碰撞结束第5页工作范围第6页安全气囊安全气囊的组成发火极、引发药柱、气体发生剂、气囊。第7页气袋或气囊v安全气囊张开的工作原理安全气囊控制器给发火极（电炉丝）通电，发火极发热，引爆引发药柱（炸药，会产生高温），它爆炸所产生的高温使气体发生剂分解，产生N2。安全气囊引爆的残留物：滑石粉、碱（NaOH）,碳酸钠等。第8页安全气囊的放置第9页控制器控制器分类按碰撞后是否可以

15、使用 可以（有些丰田车）、三次（宝马）、不可以（大众车、奔驰等还要编程）第22页碰撞传感器碰撞传感器的类型半导体和机械式碰撞传感器安装位置与识别龙门架、叶子板，控制器内部第16页传感器的结构与原理工作原理传感器的结构与原理工作原理偏心锤式传感器的结构与原理偏心锤式传感器的结构与原理外型如图：安全传感器安全传感器气囊组件气囊组件 由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板等组成。驾驶员侧气囊组件位于方向盘中心处，乘客侧气囊组件位于仪表板右侧杂货箱上方。气体发生器气体发生器作用是在有效的时间内产生气体，使气囊张开。气体发生器由上盖、下盖、充气剂（叠氮化钠固体药片）和金属滤网组成。金属滤网安装在气体发生

16、器的内表面，用以过滤充气剂和点火剂燃烧产生的渣粒。气体发生器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瞬间，点火剂会产生大量热量，叠氮化钠药片受热立即分解，产生氮气并从充气孔充入气囊。虽然氮气是无毒气体，但是叠化氮钠的副产品有少量的氢氧化钠和碳酸氢钠（白色粉末）。这些物质是有害的，因此在清洁膨胀后的气囊时，应保持良好的通风并采取防护措施。气体发生器的结构气体发生器的结构点火器点火器气囊驾驶员侧的气囊多采用尼龙布涂氯丁橡胶或有机硅制成。橡胶涂层起密封和保护作用，气囊背面有2个泄气孔。乘客侧气囊没有涂层，靠尼龙布本身的孔隙泄气。安全气囊安全气囊SRSSRS指示灯指示灯SRS指示灯位于仪表

17、板上，按通点火开关时，诊断单元对系统进行自检，若点亮6s后熄灭，表示安全气囊系统正常；若6s后SRS指示灯依然闪烁或一直不熄灭，表示安全气囊系统有故障，提示驾驶员应进行维修。安全气囊安全气囊ECUECU安全气囊ECU由中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、I/O接口，驱动器等电子电路组成，同时，安全气囊ECU内部还有安全传感器、备用电源、稳压电路和故障自诊断电路等等。安全气囊安全气囊ECUECU结构结构自己想去ECUECU电控系统的原理电控系统的原理 乘员伤害指标乘员伤害指标HIC定义乘员头部伤害指标HIC、胸部位移ThPC、腿部伤害受力FPC。我国法规规定，碰撞后乘员头部伤害

18、指标HIC1000、胸部位移ThPC75mm、腿部伤害受力FPC10kN。安全气囊目标点火时刻安全气囊目标点火时刻安全气囊系统目标点火控制策略要求：准确的点火、防止误点、漏点和迟点。目前，国际汽车界普遍采用的是5in-30ms的准则作为点火控制准则。其含义是汽车碰撞过程中，乘员向前移动5in时刻的前30ms时刻是气囊目标点火时刻。安全气囊点火控制算法安全气囊点火控制算法加速度法-这种算法是通过测量汽车上的加速度信号来实现的，当加速度信号超过预先设定的阈值就发出气囊点火信号，使气囊充气。速度变量法-通过对测得的加速度信号计分即可得到速度变化量，当速度变化量超过预先设定的阈值时就发出点火信号。加速

19、度坡度法-在对加速度求导之前，先对测量得到的信号进行低通滤波，在对滤波过的信号进行求导得到加速度的坡度，当这指标超过预设的阈值时就发出点火信号。功率比值法-综合了加速度、速度变化量、加速度坡度信息。移动窗式积分算法ARMA模型预报算法 安全气囊点火控制算法安全气囊点火控制算法4)移动窗积分算法对加速度曲线在一定时间内进行积分，当积分值超过预先设置的阈值时，就发出点火信号。安全气囊点火控制算法的实验研究安全气囊点火控制算法的实验研究点火控制算法的提出和实施，以及算法的检验都需汽车被动安全性试验作基础，试验主要有两大类。一是台车模拟碰撞试验，采用撞不坏的台车撞击缓冲器模拟实车碰撞；二是实车碰撞实验

20、，采用真实的汽车撞击障碍物，记录实验数据，然后进行数据处理。计算机碰撞仿真研究1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。3月-233月-23Monday,March 6,20232、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。15:26:3415:26:3415:263/6/2023 3:26:34 PM3、越是没有本领的就越加自命不凡。3月-2315:26:3415:26Mar-2306-Mar-234、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。15:26:3415:26:3415:26Monday,March 6,20235、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月-233月-2315:26:3

21、415:26:34March 6,20236、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。06三月20233:26:34下午15:26:343月-237、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月233:26下午3月-2315:26March 6,20238、业余生活要有意义，不要越轨。2023/3/615:26:3415:26:3406 March 20239、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。3:26:34下午3:26下午15:26:343月-2310、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。3/6/2023 3:26:34 PM15:26:3406-3月-2311、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。3/6/2023 3:26 PM3/6/2023 3:26 PM3月-233月-2312、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。06-Mar-2306 March 20233月-2313、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。Monday,March 6,202306-Mar-233月-2314、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。3月-2315:26:3406 March 202315:26谢谢大家谢谢大家