安全气囊应用及存在问题的思考 2.docx

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安全气囊应用及存在问题的思考2

CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY

成人专科毕业论文

安全气囊运用及存在问题的思考

学院名称：

常州工学院

专业班级：

机动车检测与维修0735

学生姓名：

王志俊

指导教师姓名：

毕胜强

指导教师职称：

中级讲师

2010年12月

摘要

汽车是现代文明的重要标志之一，但是由汽车引发的交通事故却给人带来生命和财产的巨大损失，特别是随着汽车的保有量大幅度增加，道路交通愈加拥挤，汽车交通事故不断增加，它已经成为人类社会的一大杀手，由此造成的生命和财产损失相当惊人。

据统计，全世界每年因道路交通事故死亡的人数已高达50多万人，伤1000多万人。

2009年交通事故死亡人数67759人，受伤275125人，这使得人们愈加关注汽车的安全性能；另一方面，在经济全球一体化的形式下，全球的汽车工业竞争也愈加激烈，而汽车的安全性能是汽车具有竞争能力的一个重要砝码，这也对汽车安全性能提出了更高的要求。

汽车安全问题已被列21世纪汽车三大课题之一。

安全气囊系统（SRS）是属于被动安全技术，其基本设计思想是：

汽车发生碰撞事故时，在第一次碰撞之后，第二次碰撞之前的极短时间内，快速地在乘员和汽车内部结构件之间打开一个充满气体的气囊，让乘员直接撞击在气囊上，再通过气囊上的排气节流阀的阻尼作用吸收乘员的动能，从而有效地保护乘员头部和胸部，降低对乘员的伤害程度，达到保护乘员的目的。

本文首先介绍安全气囊的结构原理以及安全气囊在汽车当中的应用和发展；然后介绍安全气囊在汽车使用中存在的问题进行思考。

最后根据目前安全气囊的使用状况进行探讨和改进。

关键词：

安全性能安全气囊

目录

第一章绪论2

1.1本文研究背景3

1.2本文研究内容3

第二章安全气囊的结构与工作原理3

2.1汽车安全3

2.2安全气囊的概述4

2.3安全气囊的形式5

2.4安全气囊的结构原理7

2.5安全气囊的工作原理10

2.6安全气囊的安全性12

第三章安全气囊应用中存在问题的思考13

3.1安全气囊使用中存在的缺陷13

3.2对现有安全气囊的改进思考13

3.3安全气囊的改进和引用14

3.3安全气囊注意事项17

3.4检修安全气囊的工具和使用法17

第四章总结19

致谢20

第一章绪论

汽车的安全、节能、环保已成为当今汽车工业乃至整个人类社会面临的三大焦点问题，汽车安全问题更是首当其冲。

汽车安全有主动安全与被动安全之分。

汽车主动安全性是指防止汽车发生交通事故的性能；被动安全性则是指交通事故发生时，汽车本身具有保护乘员、行人不受伤亡或伤亡程度减至最小的性能。

目前汽车上广泛安装使用的被动安全装置主要有座椅安全带与安全气囊。

1.1本文研究背景

随着我国汽车工业的发展和人民生活的需要，我国汽车保有量逐年增加，汽车产量不断上升，而城乡道路交通和安全设施跟不上汽车发展的需要，汽车与行人碰撞或汽车与汽车碰撞的事故日益增多。

从我国汽车交通事故分析可知，大多数事故属于汽车对行人的正面碰撞或汽车与汽车的正面碰撞，造成人员的伤亡。

为了减少交通事故，国内外正不断进行主动和被动安全领域的新技术的试验研究。

现在国外许多汽车装有电子防抱制动器系统及座椅安全带等安全装置，国内也在进行这方面的工作。

尤其是国外开发了汽车安全气囊装置，使汽车与行人或汽车与汽车产生正面碰撞时人身伤亡事故降低到最低程。

作为汽车被动安全性研究的成果，安全气囊自1958年获得发明专利以来，在此后的多年间应用范围却十分有限，主要因为:

在车辆发生碰撞事故时，如何对乘员实施必要而精确的防护，始终存在难以解决的技术问题安全气囊本身设计不够完善，它的副作用会造成乘员的非碰撞性伤亡。

1.2本文研究内容

本文结合大量文献资料，通过对汽车安全气囊的结构原理以及在汽车被动安全中的运用进行分析与剖析，总结出安全气囊在应用中存在的问题，并对安全气囊应用中所存在的问题提出解决方案，最后简单阐述安全气囊的发展趋势。

本文主要阐述的是安全气囊在汽车上的应用以及在应用存在问题的提出与解决，为汽车的安全系统提高保障。

第二章安全气囊的结构与工作原理

2.1汽车安全

汽车的安全性分为两大类，一类叫做“主动安全性”，又称“积极安全性”，所谓主动，可理解为防范于未然。

重点是将车轮悬架、制动和转向的性能达到最好的程度，尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性，减少行车时所产生的偏差。

例如安装制动防抱死装置ABS以提高制动性能防止甩尾现象，安装驱动防滑装置ASR防止汽车产生侧滑，采用转向动力辅助减轻驾驶者的疲劳程度，采用新式光源提高照明射程，等等。

另一类叫做“被动安全性”，又称“消极安全性”，顾名思义就是一旦事故发生时，汽车保护内部乘员及外部人员的安全程度。

安全带和安全气囊就属于汽车乘员“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”（SupplementalRestraintSystem），即SRS。

它的作用是弥补佩带安全带仍不能保护汽车乘员头部、脸部和胸部的缺陷。

汽车碰撞刚性障碍物时，对应一碰撞的负加速度，同时若乘员不受约束，汽车的座椅与乘员的摩擦可忽略不计，则乘员要以原来的撞击速度向前运动。

日本科学技术厅交通事故综合研究所采用高速摄影记录模拟人的位移，结果如下：

（1）车速为10km/h时，加速度为10g以下，模拟人可保持原坐姿；

（2）车速为15km/h时，加速度为20g，后排座模拟人从座椅上抛起，头部碰到车的顶棚；前排座上的模拟人头部撞击挡风玻璃上；

（3）车速为29km/h时，碰撞后，后排座的模拟人被抛起，膝部和上半身撞到前排椅背上；前排乘员座上的模拟人头部撞到挡风玻璃的窗框上，胸部和腹部撞到仪表板上；驾驶员座上的模拟人胸部顶在方向盘的下边缘，将方向盘撞坏，头部和颚部撞到方向盘的上边缘；

（4）车速为49km/h时，撞击后，后排座的模拟人全部撞在前排座上；前排乘员座上的模拟人头部把挡风玻璃撞碎，加速度可达110g，胸部和腹部把仪表板撞坏；坐在驾驶员座上的模拟人，把方向盘撞坏。

由此可见，驾驶室内未采用任何保护措施的汽车，高速行使撞击障碍物时，对乘员（特别是驾驶员）的伤害是巨大。

汽车安装安全气囊后，在汽车撞击障碍物时，在驾驶员和乘员撞击方向盘或仪表板之前，如能确保气囊充气，对驾驶员和乘员头部、胸部和腰部起到保护作用，将大大地减轻驾驶员和乘员的受伤害程度。

美国一研究所分析了1985～1993年美国7000起汽车交通事故中发现，有气囊装置的轿车前部撞车，驾驶者的死亡率，大轿车降低了30％，中型轿车降低了11％，小型轿车降低了14％。

2.2安全气囊的概述

安全气囊是汽车被动安全中一项技术含量很高的产品。

它的保护效果已经被人们普遍认识，有关安全气囊的第一个专利始于1958年。

1970年就有厂家开始研制可以减轻碰撞事故中乘员伤害程度的安全气囊；80年代，汽车生产厂家开始逐渐装用安全气囊；进人90年代，安全气囊的装用量急剧上升；而进人新世纪以后，汽车上普遍都装有安全气囊。

图2.1安全气囊

汽车安全气囊系统（简称SRS）是辅助安全系统，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现。

安全带与安全气囊是配套使用，没有安全带，安全气囊的安全效果将要大打折扣。

据调查，单独使用安全气囊可使事1故死亡率降低18%左右，单独使用安全带可使事故死亡率下降42%左右，而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低47％左右。

由此可见，只有两者相互配合才能最大可能的降低事故的死亡率，安全气囊系统必然作为安全带的辅助系统出现。

当发生碰撞事故时，安全带将乘员“约束”在座椅上，使乘员的身体不至于撞到方向盘、仪表板和风窗玻璃上，避免乘员发生二次碰撞；同时避免乘员在车辆发生翻滚等危险情况下被抛离座位。

安全气囊的保护原理是：

当汽车遭受一定碰撞力量以后，气囊系统就会引发某种类似小剂量炸药爆炸的化学反应，隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内设备碰撞之前起到铺垫作用，减轻身体所受冲击力，从而达到减轻乘员伤害的效果。

2.3安全气囊的形式

安全气囊系统根据保护面的不同，可分为供正面碰撞保护用的安全气囊系统和供侧面保护用的侧安全气囊系统，此外，安全气囊还可按充气装置点火系统的形式、气囊数量和气囊传感器数量等3种方式来分类。

1、按充气装置点火系统分

（1）电子式（E型）

（2）机械式（M型）

2、按气囊数量分

（1）1个：

用于驾驶员（E型或M型）

（2）2个：

用于驾驶员和前座乘员（只有E型）

（3）4个：

用于驾驶员和前座乘员的正面和侧面（只有E型）

3、按气囊传感器数量分（只有E型）

（1）1个：

气囊传感器

（2）3个：

一个中央气囊传感器和两个前气囊传感器

图2.2E型、双气囊、3传感器

图2.3M型、单气囊

图2.4E型、单传感器、双气囊

图2.5E型、侧气囊

2.4安全气囊的结构原理

现代安全气囊系统由碰撞传感器、缓冲气囊、气体发生器及控制块（电脑）等组成。

（1）碰撞传感器是安全气囊系统中主要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。

安全气囊系统一般装有2~4个碰撞传感器，前左、右挡泥板各装一个，有的前面保险杠中间还装有一个，有的车内还装有一个。

碰撞传感器现大多数采用惯性式机械开关结构。

碰撞传感器由壳体、偏心转子、偏心重块、固定触点、旋转触点等部分组成。

在传感器外还固定有一个电阻R，电阻R的功用是对系统进行自检时，检测安全气囊电脑与前气囊碰撞传感器之间的联接导线是否断路或短路。

在正常情况下，偏心转子和偏心重块在螺旋弹簧弹力的作用下，顶靠在与外壳相连的止动块上，此时，旋转触点与固定触点不接触，开关"OFF"。

当汽车发生碰撞时，偏心重块由于惯性力将带动偏心转子克服弹簧弹力产生偏转。

当碰撞强度达到设定值时，偏心转子偏转角度将使旋转触点与固定触点接触而闭合，此时碰撞传感器向安全气囊电脑输入一个"ON"信号。

安全气囊电脑只有收到碰撞传感器输入的"ON"信号时，才会去引爆充气元件。

在有些汽车中还装有侧向安全气囊，当汽车发生侧向碰撞时，安全气囊也会充气，因此装有侧向安全气囊的系统，在汽车的左右侧还装有碰撞传感器。

多传感器安全气囊的组成图：

图2.6多传感器安全气囊组成

（2）气囊电脑是安全气囊系统的控制中心，其功用是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。

安全气囊电脑还要对控制组件中关键部件的电路（如传感器电路、备用电源电路、点火电路、SRS指示灯及其驱动电路）不断进行诊断测试，并通过SRS指示灯和存储在存储器中的故障代码来显示测试结果。

仪表盘上的SRS指示灯可直接向驾驶员提供安全气囊系统的状态信息。

电脑存储器中的状态信息和故障代码可用专用仪器或通过特定方式从串行通讯接口调出，以供装配检查。

信号处理电路处理电路主要由放大器和滤波器组成。

其功用是对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波，以便SRS电脑能够接收、识别和处理。

备用电源电路安全气囊系统有两个电源：

一个是汽车电源（蓄电池和交流发电机）；另一个是备用电源（BACKUPPOWER）。

备用电源又称为后备电源或紧急备用电源。

在单安全气囊系统的控制组件中，设有一个电脑备用电源和一个点火备用电源。

在双安全气囊系统的控制模块中，设有一个电脑备用电源和两个点火备用电源，即两条点火电路各设一个备用电源。

点火开关接通10s之后，如果汽车电源电压高于SRS电脑的最低工作电压，那么电脑备用电源和点火备用电源即可完成