安全氣囊的結(jié)構(gòu)
安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、氣體發(fā)生器、點(diǎn)火器、氣囊以及控制單元(ECU)等部件組成。
1、傳感器
傳感器用于檢測(cè)、判斷汽車發(fā)生碰撞時(shí)的撞擊信號(hào),以便及時(shí)點(diǎn)爆安全氣囊。傳感器按其功能可分為碰撞傳感器和保險(xiǎn)傳感器兩種。碰撞傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)碰撞的激烈程度,如果汽車以40KM/H的車速迎面撞到一個(gè)不可變形的固定障礙物上,碰撞傳感器便會(huì)自動(dòng)接通搭鐵回路;保險(xiǎn)傳感器,其閉合的減度要稍慢一些,防止因碰撞傳感器短路而造成誤開。傳感器按其結(jié)構(gòu)可分為機(jī)械式、機(jī)電式和電子式3種。下面以機(jī)械式傳感器(偏心錘式碰撞傳感器)為例說明傳感器的工作原理。
機(jī)械式傳感器一般安裝在保險(xiǎn)杠與擋泥板之間,用來感知低速碰撞的信號(hào)。傳感器安裝在一個(gè)密封的防震保護(hù)盒內(nèi),當(dāng)傳感器中的重錘的移動(dòng)速度高于某一特定車速(稱為TBD車速)時(shí),重錘便將其機(jī)械能直接傳給引發(fā)器使氣囊膨開。
具體的工作原理:汽車正常行駛時(shí),扭力彈簧將觸頭定在上止點(diǎn)位置,傳感器沒有觸發(fā)信號(hào)給ECU。當(dāng)汽車碰撞時(shí),減速度所產(chǎn)生的慣性力克服彈簧的扭力而使重錘產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)觸橋轉(zhuǎn)動(dòng),使動(dòng)、靜觸頭結(jié)合。此時(shí),傳感器向ECU發(fā)出接通信號(hào),同時(shí)安全傳感器也接通,ECU發(fā)出引爆指令。
2、氣體發(fā)生器
氣體發(fā)生器又稱充氣器,用于點(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑時(shí),產(chǎn)生氣體向氣囊充氣,使氣囊膨開。氣體發(fā)生器用專用螺栓螺母固定在氣囊支架上,裝配時(shí)只能用專用工具進(jìn)行裝配。氣體發(fā)生器由上蓋、下蓋、充氣劑和金屬濾網(wǎng)組成。上蓋上有若干個(gè)充氣孔,充氣有長(zhǎng)方孔和圓孔兩種。下蓋上有安裝孔,以便將氣體發(fā)生器安裝到氣囊支架上。上蓋與下蓋用冷壓工藝裝成一體,殼體內(nèi)裝充氣劑、濾網(wǎng)和點(diǎn)器。金屬濾網(wǎng)安放在氣體發(fā)生器的內(nèi)表面,用以過濾充氣劑和點(diǎn)火劑燃燒后的渣粒。
目前,大多數(shù)氣體發(fā)生器都是利用熱效反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)舛淙霘饽摇T邳c(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑的瞬間,點(diǎn)火劑會(huì)產(chǎn)生大量熱量,氮化鈉受熱立即分解釋放氮?dú)猓某錃饪壮淙霘饽摇?/p>
3、點(diǎn)火器
點(diǎn)火器外包鋁箔,安裝在氣體發(fā)生器內(nèi)部中央位置。點(diǎn)火劑包括引爆炸藥和引藥,引出導(dǎo)線與氣囊連接器插頭連接,連接器中設(shè)有短路片。當(dāng)連接器插頭拔下或插頭與連接器未完全結(jié)合時(shí),短路片將兩根引線短接,防止靜電或誤導(dǎo)電將電熱絲電路接通而造成氣囊誤膨開。
當(dāng)ECU發(fā)出點(diǎn)火指令時(shí),電熱絲電路接通,電熱絲迅速紅熱引爆引藥,引爆炸藥瞬間爆炸產(chǎn)生熱量,藥筒內(nèi)溫度和壓力急劇升高并沖破藥筒,使充氣劑受熱分解釋放入氣囊。
4、氣囊
如前所述,氣囊按布置位置可分為駕駛員側(cè)氣囊、乘客側(cè)氣囊、后排氣囊、側(cè)面氣囊和頂部氣囊等;按大小可分為保護(hù)整個(gè)身體的大型氣囊和主要保護(hù)面部的小型護(hù)面氣囊。護(hù)面氣囊成本較低,但一定要和座椅安全帶配合使用才有保護(hù)作用。由于歐洲車普遍使用安全帶,所以歐洲汽車多采用小型氣囊。美國(guó)汽車則針對(duì)未使用安全帶設(shè)計(jì),采用大型氣囊。
早期使用的安全氣囊是用尼龍織物涂以聚氯丁烯制造而成的。現(xiàn)在的氣囊除了基底材料不變外,有兩種基本的設(shè)計(jì)構(gòu)思,一是傳統(tǒng)的用涂層織物制成品的安全氣囊,通過改變其氣道的尺寸來控制其緩沖性大?。涣硪环N是用具有一定透氣性的不涂覆織物,來控制其緩沖性,但對(duì)其透氣率有嚴(yán)格的要求。目前采用較多的是前一種,大多以防裂性能好的聚酰胺織物制成,里面涂有聚氯丁乙烯。
5、ECU
ECU主要由SRS邏輯模塊、信號(hào)處理電路、備用電源電路、保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路組成,保險(xiǎn)傳感器一般與SRSECU一起被制作在SRS控制組件中。
6、SRS警報(bào)燈
SRS警報(bào)燈位于儀表板上,接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí),診斷單元對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢,若SRS警報(bào)燈點(diǎn)亮6秒后熄滅表示系統(tǒng)正常,若6秒后依然閃爍或長(zhǎng)亮,表示氣囊系統(tǒng)出現(xiàn)故障,提示應(yīng)進(jìn)行檢修。若ECU出現(xiàn)異常,不能控制SRS警報(bào)燈,SRS警報(bào)燈便在其他電路的直接控制下作出異常顯示。
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