汽车安全气囊应用与发展毕业论文

1安徽现代信息工程职业学院毕业论文题 目: 汽车安全气囊应用与发展 学生姓名： 朱明勇 学生学号： 系 别： 机电工程系 专 业: 汽车检测与维修技术 届 别： 2013 届 指导教师： 张 坤 目录关键词.1前 言.1一 汽车安全的概述.2（一）汽车安全.2（二）安全带与安全气囊.2（三）安全气囊的分类.3二 安全气囊系统的结构及工作原理.3（一） 安全气囊系统的组成.3（二）安全气囊系统的基本工作原理.4（三） 安全气囊的工作过程.5三 安全气囊系统部件的结构与原理.7（一） 碰撞传感器.7（二） 电子控制单元.9（三） 备用电源.10（四） 故障指示灯.10（五） 安全气囊组件.11四 安全气囊的应用.12（一） 安全气囊的正确使用.12(二) 安全气囊的检修，储存和运输.133（三） 安全气囊的缺陷.14五、汽车安全气囊的发展趋势.15（一）安全气囊的智能化.16（二）安全气囊的绿色环保化.17（三）安全气囊的虚拟技术化.17（四）安全气囊的小型、轻型化.18（五）安全气囊的保护全方位化.18（六）正在研制的此型保护气囊还有以下 5 种：.18结 论.18致 谢.19参考文献.19第 1 页 共 23 页汽车安全气囊应用与发展学生：朱明勇 指导老师：张坤 安徽现代信息工程职业学院机电工程系汽车检测与维修专业 摘摘 要要 随着汽车技术的的进步和道路条件的改善，汽车行驶的速度是越来越快，汽车的安全性就变得尤为重要。安全气囊是现在的一种有效的解决方法。目前主要有安全带、安全气垫 、防撞式车身和安全气囊防护系统( Airbag Restraint System)等。 （以下简称为：安全气囊。 ） 关键词关键词 汽车； 辅助约束系统； 安全气囊； 发展； 应用前 言在我国，随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越 快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤.等诸多因素导致 近年来汽车安全事故的损失逐年上升。所以，汽车的安全性就变得尤为重要。 汽车安汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。主动安全是指汽车防止发 生事故的能力，主要有防抱死系统，制动力分配系统等。被动安全是指在万一 发生事故的情况下汽车上的配置保护乘员的能力。目前主要有安全带、安全气 垫 、防撞式车身和安全气囊防护系统( Airbag Restraint System)等。 （以下 简称为：安全气囊。 ）发生交通事故时，汽车不可避免的要发生碰撞。汽车发生碰撞全过程分为 两个阶段：没有人参与的汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞作为碰撞的第 一阶段。碰撞第一阶段必然导致汽车产生减速度，车内人员由于惯性就会以一 定的加速度向撞击发生的方向运动，如果这个加速度足够大，将造成人员与车 内构件相碰，把这个碰撞叫碰撞的第二阶段，即伤人阶段。安全气囊的作用即 在碰撞的第一阶段和第二阶段之间，迅速在车内人员与汽车构件之间产生一个 充满气体的气垫，在碰撞过程中通过气囊的阻尼排气等过程吸收乘员的动能， 使碰撞的第二阶段得以减缓，以减轻碰撞对人员的伤害程度。安全气囊属于汽第 2 页 共 23 页车乘员“被动安全性保护装置” 。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而 安全气囊属于辅助约束系统（Supplemental Restraint System） ，即 SRS。一 汽车安全的概述（一）汽车安全 汽车装备的安全装置分为主动安全装置和被动安全装置。主动安全装置的 功用是避免发生事故，目前主要有制动系统，灯光与照明系统；被动安全装置 的作用是减轻事故对驾驶员与乘员的伤害程度，目前采用的主要有座椅安全带， 两节货三节式转向柱，安全气囊控制系统和座椅安全带系统。 而安全气囊属于“辅助约束系统” （Supplemental Restraint System） ，即 SRS。它是装在汽车上的充气软囊。安全性是汽车最基本也是最重要的性能，特 别是在人们注重安全性和舒适性的今天，安全气囊的性能和数量是衡量汽车技 术指标的主要依据，目前我国已拥有安全气囊的自主知识产权。 （二）安全带与安全气囊 汽车被动性安全装置主要有安全带和安全气囊。实验表明安全带对乘员有 良好的约束力，可以防止乘员被惯性力甩离座位，并且在汽车发生碰撞时能够 吸收由惯性力所产生的大部分能量。但在汽车碰撞实验分析中，发现安全带对 乘员，特别对驾驶员的头部、胸部以及膝部所能提供的保护是很薄弱的。而安 全气囊则对驾驶员头部、胸部以及膝部的保护效果特别明显，大大地减少了乘 员的死亡率和减轻了乘员的损伤程度。 值得指出的是，安全气囊只是辅助保护系统，需要佩带安全带才能起到预 想的保护效果。交通事故统计数据表明， “三点式安全带+安全气囊”的防护效 果最好，其有效保护率高达 60；仅使用安全带的情况下，有效保护率为 4349；而仅使用安全气囊，有效保护率急剧下降到 18。引用上述统计数 据有助于我们消除两个误区：第一·安全气囊不是万能的；第二·佩带安全带 十分重要。现在人们的统一认识是：必须通过强制措施提高安全带的佩带率； 在低速碰撞中，安全气囊的展开反而会增加意外伤害的可能性而降低保护效果； 在中等或严重程度的碰撞事故中，安全气囊对乘员有明显的保护作用。一般说 来，车内乘员如果未系安全带的话，在速度为 20km/h 左右的固定壁障碰撞中就 会受到严重伤害；而系了安全带的乘员，在 30km/h 的固定壁障碰撞中才会受到 严重伤害。表-1 为安全带与安全气囊对驾驶员和乘员的安全防护作用的比较。表-1 安全带与安全气囊对驾驶员和乘员的安全防护作用的比较安全带系统安全气囊系统第 3 页 共 23 页安全保护范围对乘员能够提供各种碰撞事故和滚翻事故的全方位保护在汽车发生严重的正面碰撞和侧面碰撞时，对乘员提供头部和胸部有效的保护装备的可靠性可以随时对系统的零部件故障进行检查依靠诊断装置进行一般故障检查，但无法进行系统零部件的无损检查装备的方便性需要佩带和解开安全带，即使采用自动安全带，对乘员的行动有很大的约束，可以防止乘员从座位上甩出，乘员的碰撞范围较小对乘员无任何约束，但在汽车发生碰撞时，乘员可能会甩出座椅，在很大的范围内与车内装备发生碰撞维修的方便性安装、维修、更换都很方便维修较复杂，如零部件出现大的故障，则要更换全套安全气囊系统使用的普及性及成本普及容易，成本低廉，不需要提高汽车总造价正在普及驾驶员和前排座安全气囊，并作为汽车标准装备装车，但造价高。其他形式的安全气囊暂时为选装件发展方向电子控制安全带预收紧（与安全气囊电子控制系统统一控制）多方位、多个气囊的电子控制的安全气囊系统；智能安全气囊系统（三）安全气囊的分类 1按其总体结构可分为机械式与电子式两大类。目前汽车上采用的安全气 囊系统普遍都是电子式。 2按 SRS 气囊的数量可分为单安全气囊系统、双安全气囊系统和多安全气 囊系统。单安全气囊系统只装备有驾驶席气囊。双安全气囊系统装备有驾驶席 和前排乘员席两个安全气囊。多安全气囊系统装备有三个或三个以上的安全气 囊。3按照保护对象分类 （1）驾驶员防撞安全气囊。驾驶员防撞安全气囊装在转向盘上。 （2）前排乘员防撞安全气囊。由于乘员在车内位置不固定，因此为保护其 撞车时免受伤害，设计的防撞安全气囊也较大。 （3）后排乘员防撞安全气囊。装在前排座椅上。 （4）侧面防撞安全气囊。装在车门上，防止乘员受侧面撞击。二二 安全气囊系统的结构及工作原理安全气囊系统的结构及工作原理（一） 安全气囊系统的组成 尽管各款汽车的安全气囊在控制不见的结构，数量和安装位置不同，但其 基本组成大致相同，主要有传感器，安全气囊组件，安全气囊系统指示灯和第 4 页 共 23 页SRS ECU 四部分组成。安全气囊系统的基本结构如图-2。图-21.传感器 用于检测汽车发生事故后的碰撞信号，并将信号输送给 SRS ECU,并用以判断是否发生碰撞。传感器一般安装在车身的前部和中部。分为前 碰撞传感器，中英碰撞传感器和防护传感器。2.安全气囊组件 主要由气囊，气体发生器，点火器，地板和装饰盒等组 成。3.安全气囊指示灯 用于指示安全区囊的工作状态。当系统发生异常时， 指示灯自动发亮报警。4.SRS ECU 有备用电源电路，故障记忆电路，故障诊断与检测电路和点或 引爆电路组成。（二）安全气囊系统的基本工作原理由于汽车生产厂家不同和汽车型号、结构不同，安全气囊控制系统布置方 式也有所不同。起重主要的布置方式有多点式安全气囊控制系统，单点式安全 气囊控制系统，两点式安全气囊控制系统和防侧撞安全气囊控制系统。虽然布 置方式不相同，但是控制原理是一样的。其控制原理如下如图-3第 5 页 共 23 页气体发生器气囊展开碰撞传感器微处理器气囊组成保护图-3 安全气囊系统工作原理当汽车遭受前方一定角度范围内的碰撞时，车体会受到强烈的撞击，车速 急剧下降。安装在汽车前端的碰撞传感器和安装在 SRS ECU 内部的中央传感器 都会检测到汽车突然减速的信号，并将此信号输送给 SRS ECU ，以判断是否发 生碰撞。当汽车遭受碰撞且减速度达到设定值时，SRS ECU 发出控制指令由驱 动电路将气囊组件中的点火器电路接通，引爆雷管引燃点火剂，点火剂引爆时， 迅速产生大量热量，使充气剂受热分解出大量气体并经过过滤后进入安全气囊， 气囊便冲