杨青
【摘 要】阐述安全气囊的组成部件及作用,安伞气囊在车辆发生碰撞时能够起到缓冲作用,从而降低撞击对车内乘员造成的伤害.介绍安全气囊系统在使用中应注意的事项,以及安全气囊系统故障的排查. 消防管道防冻
【年(卷),期】2010(000)011
【总页数】4页(P29-31,33)
【关键词】安全气囊;工作原理;系统组成;注意事项
【作 者】杨青
【作者单位】安徽长丰扬子汽车制造有限责任公司,安徽,滁州,239064
【正文语种】中 文
【中图分类】U463.99
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，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力。当汽车发生事故时，对乘员的伤害是在瞬间发生的。例如，以车速50 km／h进行正面撞车时，其发生时间只有十分之一秒左右。为了在这样短暂的时间中防止对乘员的伤害，必须设置安全装备，目前主要有安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统 （Supplemental Inflatable Restraint System，简称SRS）等。
由于很多事故是难以避免的，因此被动安全性能也非常重要。安全气囊在车辆发生碰撞时能够起到缓冲作用，从而降低撞击对车内乘员造成的伤害。安全气囊作为被动安全性能的研究成果，由于使用方便、效果显著、造价不高，得到了迅速的发展和普及。
下面以安徽长丰扬子汽车制造有限责任公司2009年10月生产的扬子牌汽车YZK1030E1车型为例，叙述安全气囊系统组成，并针对有关部件作出剖析，介绍其工作原理以及运用中出现的问题。
1 安全气囊系统组成
该系统有六大组成：驾驶员侧安全气囊DAB、副驾驶侧安全气囊PAB、2个前座安全带预紧器、时钟弹簧、气囊控制单元ECU和安全气囊线束。驾驶员侧安全气囊如图1所示，副驾驶侧安全气囊如图2所示，安全带预紧器如图3所示。
1.1 气囊
由折叠成型的气袋、饰盖及金属支架构成。
1）气体发生器有叠氮化钠NaN3或硝酸铵NH4NO3等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊。叠氮化钠分解产生氮气和固态钠，硝酸铵分解产生大量的一氧化二氮N2O气体和水蒸气，DAB峰值压力为190kPa左右；PAB峰值压力为380kPa左右。
化学方程式
图1 驾驶员侧安全气囊
图2 副驾驶侧安全气囊
图3 安全带预紧器
2） 袋体： DAB为40～60 L， PAB为90～100 L， 选用尼龙66、420旦布料；气袋泄气孔大小、气袋是否有涂覆层、气袋是否有保护带将视设计结果而定。
3）饰盖：采用TEEE热塑性弹性体，配合驾驶室内部造型而设计的饰盖，外形美观。模块饰盖外形整体塑压成形。
4）金属支架：镁铝合金。
1.2 安全带预紧器
由发生器体、火药、点爆-连接器组件组成，如图3所示。作用时，ECU发送信号，通过线束进入点爆组件，直接引爆火药，产生高压气体从发生器体另一头开孔处直接冲出，推动预紧装置中的传动件使卷轴回拉。
在安全带预紧点火条件下，ECU将对预紧安全带的爆管提供点火电流。预紧安全带点火回 路的激活时间必须为10 ms±10%，当仅仅激活预紧安全带而没有激活前气囊时，一个外部故障信息——“仅安全带预紧点火”，将被记录于非易失性存储器内。通过一个外部诊断工具可以删除这个记录，但对于同一个ECU，这个记录只能被删除5次。
在只有安全带预紧激活的情况下，ECU的每路安全带预紧点火回路最多可以重复使用6次。当第6次激活后，一个内部故障信息——“已达6次安全带预紧点火故障”，将被记录于故障存储区，在这种情况下，报警灯长亮，必须更换ECU。
1.3 时钟弹簧
时钟弹簧 （图4）是用于汽车安全气囊中关键的电气旋转连接器，安装在汽车转向盘的下方，是在两个相对转动的部件之间的高度可靠性连接的电流传输器件。采用三路通道形式，主要由柔性扁平电缆、做相对转动的壳体、线束 （导电引出线）和插接件等组成，在转向盘左、右的旋转动作中，以保证驾驶员侧安全气囊、喇叭开关等电器部件正常的电路连接。
1.4 气囊控制单元ECU
如图5所示。气囊控制单元ECU是安全气囊系统的控制中心，其功能是接收碰撞传感器及其他传感器输入的信号，判断是否点火引爆气囊充气，并对系统故障进行自诊断。
气囊控制单元由点火控制器、驱动电路、储存电路、诊断电路等组成。在点火控制器中关键是点火控制算法，其决定了气囊的点爆时间和粗糙路面抗干扰特性，这是气囊控制的核心技术，主要采用加速度坡度法。对于正碰撞来说，碰撞传感器及控制系统一般需在20 ms内判断是否需要点火，且点火后30 ms气囊必须完全充满气体。采用一个碰撞传感器且与控制系统布置在一起。安全气囊和安全带预紧器触发后，控制单元将记录故障 “已存入撞车数据”，这时需更换控制单元。
根据撞车性质和强度，安全气囊控制单元向中央门锁控制单元发送一个撞车信号。汽车碰撞时，若检测到安全气囊传来的信号 （信号为200 ms的低电平脉冲，如图6、图7所示），中控锁自动打开（要求开锁2次，时间间隔30 s），该功能具有被动安全特点，即当一个安全气囊触发后，中央门锁机构将车门锁自动打开，以便于乘员逃生。ECU提供能量储备，保证在电池断电后至少正常工作200 ms。
图4 时钟弹簧
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图5 安全气囊控制单元ECU
图6 气囊ECU输出接口电路
图7 气囊点火时气囊ECU输出波形
接通点火开关后，安全气囊报警灯点亮6次后熄灭，表明安全气囊系统工作正常。如果该指示灯又点亮，这说明安全气囊系统有故障。
1.5 安全气囊线束路轨两用消防车
为了便于区分，安全气囊插接件必须用黄、深蓝或橘红；必须使用性能良好的镀金端子；插接件必须有防止气囊误爆的短路机构；必须采用端子和插接件双锁机构，防止端子脱开。
所有电缆接头及插接件都必须在标准气候条件下经受拉伸试验，试验载荷必须连续增加，并沿电缆引出方向 （180°）作用，时间不少于10 s，载荷不少于80 N。
气囊线束要与电器系统彼此分离，无论是电信号还是搭铁都要独立完成，而且要采用双搭
铁形式。
its测试注意安全气囊只可目视检查导线，不可对触发线路进行电气检测。检查导线时，必须断开点火开关。
2 安全气囊的工作原理及起爆条件大灯清洗装置
当汽车发生正面碰撞事故时，安全气囊控制系统检测到冲击力 （减速度）超过设定值时，安全气囊ECU立即接通充气元件中的电爆管电路，点燃电爆管内的点火介质，火焰引燃粉和气体发生剂，产生大量气体，在0.03 s的时间内即将气囊充气，使气囊急剧膨胀，冲破转向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击，随后又将气囊中的气体放出。该车型的安全气囊电路原理图如图8所示。
图8 YZK1030E1车型安全气囊电路原理图
正规的安全气囊必须在汽车发生碰撞后的0．01 s内微处理器开始工作，0．03s内点火装置启动，0．05s内高压气体进入气囊，0．08s内气囊向外膨胀，0．11s内气囊完全胀大，
此刻之后，驾车员才会撞上气囊。
气囊的打开与否与撞击角度和撞击速度都有关，一般来说在汽车翻转、轻微碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、撞击路肩、驶入大洞、撞击树木等物体时，虽然可能导致车辆严重变形，但气囊均不会打开，比如YZK1030E1在车身正面左右各30°以内受到重创时才会打开安全气囊。再有一点，对于撞击速度而言，安全气囊系统测定的是撞击后车辆的减速度，因此，在做安全碰撞试验时，一般都是让汽车笔直地撞在不能移动且不能变形的墙上。要“起爆”安全气囊，汽车的减速度至少达到8～9g，造成乘员严重伤害的减速度达到80～100g，而常见的紧急制动的减速度只有0．6～0．7g。
3 设计误区和注意事项
1）开始试装该种车型时，使用过程中经常出现故障灯常亮。用诊断仪检测，为故障指示灯故障，更换仪表，消除故障，过几日后，故障再次重现，一时不得其解。经过多日检测，终于查出问题出在电源上，开始时，ECU用的是点火开关的IG1电，而仪表上的故障指示灯用的是点火开关的IG2电。都认为点火开关转到ON档后IG1和IG2是同时有电，其实不然，在点火锁转动过程中，它们是有时间差的。最后，将ECU改用IG2电，故障现象不再
出现。诊断中可检测到的故障代码如表1所示。医用消毒灭菌
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