汽车安全气囊系统浅析

安全气囊是一种集机械、电子、化学化工等多学科于一体的高新产品。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，所以，汽车的安全性就变得尤为重要。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。

一、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。

二、 安全气囊系统的结构及工作原理

1. 安全气囊系统的组成

尽管各款汽车的安全气囊的结构、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SRS ECU四部分组成。安全气囊系统的基本结构如图1。

图1

（1）传感器用于检测汽车发生事故时的碰撞信号，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，中央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火引爆电路组成。

2. 安全气囊的工作过程

由于车辆型号和安全气囊的种类不同，安全气囊的工作过程受到多种外界因素的影响。但是其工作过程大体上是相同的。

安全气囊的作用过程如下：碰撞碰撞传感器电子控制器（电脉冲）气体发生器气囊展开乘员保护。汽车发生正面碰撞时驾驶员的安全气囊展开过程如图2所示（其中具体时间与多种因素有关，图示时间仅供参考）：

以图-2为例，从汽车开始碰撞计时：

a.b.0～10ms：在汽车特定的敏感部位处，装置碰撞传感器。碰撞传感器受到足够的碰撞冲量作用时，在10ms的瞬间内，将触发信号输送到中央电子控制器。

c.d.10～20ms：在中央电子控制器中，主要有对安全气囊系统进行监测和控制的微处理器，能够对传感器输入的触发信号立即进行计算、比较和判断。如果碰撞冲量超过预先的设定值，中央电子控制器立即释放一个电脉冲火花，使气体发生器中的雷管急速爆炸。

e.f.20～60ms：雷管的爆炸击穿装气体发生器的燃料盒，将固定燃料点燃并产生高温、高压气体（氮气），快速地经过滤器过滤冷却后冲入安全气囊。气囊在20～60ms内张开达到最大容积，在乘员与车内装备之间形成一个气垫。在同一瞬间，乘员因惯性力的作用，可能向前冲出150～200mm，头部、脸部和胸部正好与迎面而来的气囊相接触。但高压气囊膨胀的能量，会把乘员“回弹”到座椅上，使得乘员身体受到一定损伤。

g.h.60～100ms：与此同时，装在气囊后面的排气孔打开，气囊泄气并收缩。由气体的阻尼作用，吸收了碰撞的能量，缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力，使乘员陷入较柔软的气囊中。由于安全气囊将乘员与车内装备隔开，而使得乘员得到保护。最后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。

整个碰撞——安全气囊展开对乘员的安全保护过程，大约60～100ms。安全气囊展开进行保护的过程，是一种不可逆的过程，在完成保护过程后，必须重新安装安全气囊控制器和安全气囊总成。

需要强调的是：安全气囊只是起到辅助作用。在不系安全带的情况下安全气囊不但不能对乘员起到防护作用，还会对乘员有严重的杀伤力。安全气囊的爆发力是惊人的，足以击断驾驶者的颈椎。因此，系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。

三、 安全气囊的检测

当发现故障灯亮时，应进行故障码的读取。

注：只能用专用诊断仪来读取故障内容而且一旦发生故障，报警灯即点亮，即使故障不在激活，警示灯也持续点亮。

（1）当前故障：即当前安全气囊的故障，对安全气囊的正常工作有影响。

（2）历史故障：即以往探测到的故障，己不在激活，对安全气囊的正常工作无影响。

安全气囊系统故障诊断时应注意一下几点：

1.进行检测前应拆下蓄电池负极线，并等待1分钟，才能进行检测。

2.必须使用数字式万用表来进行有关检测，如果使用指针式万用表有引起气囊误爆的危险。

3.拆下的安全气囊必须盖子朝上来放置（万一出现误爆，可以使气囊有展开的空间，避免气囊总成爆炸乱飞，造成更大伤害）。

综上所述，安全气囊是一种有着技术含量高、结构复杂、装配精度高、安全要求高等特点的新技术装置。它有着广阔的发展空间，相信通过不断的开发与创新，该系统必能挽回更多司机的生命。