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第8章目录
第 8 章 安全气囊,.............................................................................................................................................- 2 -
8.1 概述,.......................................................................................................................................................,- 2 -
8.1.1 安全气囊系统 SRS 的作用,............................................................................................................- 2 -
8.1.2 安全气囊的种类,............................................................................................................................- 2 -
8.2 安全气囊系统 SRS 的组成,....................................................................................................................,- 3 -
8.2.1 安全气囊系统 SRS 的基本组成,.....................................................................................................- 3 -
8.2.2 碰撞传感器,....................................................................................................................................- 3 -
8.2.3 防护传感器,....................................................................................................................................- 7 -
8.2.4 SRS 气囊,........................................................................................................................................- 8 -
8.2.5 气体发生器,....................................................................................................................................- 9 -
8.2.6 点火器,............................................................................................................................................- 9 -
8.2.7 SRS 电控单元 ECU,.......................................................................................................................- 10 -
8.3 安全气囊系统 SRS 工作原理和工作过程,..........................................................................................,- 12 -
8.3.1 安全气囊系统 SRS 的工作原理,..................................................................................................- 12 -
8.3.2 安全气囊系统 SRS 的工作过程,..................................................................................................- 13 -
小结,............................................................................................................................................................,- 15 -
习题,............................................................................................................................................................,- 16 -
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第 8 章 安全气囊
☆ 知识点
1．安全气囊系统的作用和种类
2．安全气囊系统的组成和原理
3,安全气囊系统的工作过程
★ 要求
掌握,
1．安全气囊系统的组成
2．安全气囊系统的工作原理
3,安全气囊系统的工作过程
了解,
1．安全气囊系统的作用
2．安全气囊系统的种类
8.1 概述
安全气囊 (Safe Air Bag)系统又称为辅助防护安全气囊系统 (Supplemental Restraint Safe Air Bag
System)或辅助防护系统 (Supplemental Restraint System)，其英文缩写为 SRS。
安全气囊系统 SRS 是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下，该系统才能充分发挥保护驾驶员和乘员的作用。当汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。一次碰撞后，汽车速度将急剧变化，驾驶员和乘员就会受到惯性力的作用而向前运动，并与车内的转向盘、挡风玻璃或仪表板等构件发生碰撞，这种碰撞称为二次碰撞。在车辆事故中，导致驾驶员和乘员遭受伤害的主要原因是二次碰撞。为了减轻或避免驾驶员与乘员在二次碰撞中遭受伤害，汽车上装备了座椅安全带和 SRS 等被动保护装置。
8.1.1 安全气囊系统 SRS 的作用
当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时，气囊迅速膨胀，在驾驶员、乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊自身的阻尼作用和气囊排气节流时的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。
8.1.2 安全气囊的种类
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安全气囊的种类如表 8.1 所示。
表 8.1 安全气囊的种类
8.2 安全气囊系统 SRS 的组成
8.2.1 安全气囊系统 SRS 的基本组成
电子式安全气囊系统 SRS 的组成部件分布在汽车不同位置。 虽然各型汽车 SRS 采用部件的结构和数量有所差异，但是其基本组成和工作原理大致相同。
如图 8.1 所示,SRS 主要由碰撞传感器、安全气囊系统的电控单元 (SRS ECU),SRS 指示灯、防护传感器 (安全传感器 ),SRS 气囊、气体发生器、点火器和线束等组成。碰撞传感器包括左前碰撞传感器、右前碰撞传感器、中心碰撞传感器 (中心传感器 )。
8.2.2 碰撞传感器
在安全气囊系统中，一般设有 3～ 4 只碰撞传感器，分别安装在车身前部和中部。如车身两侧的前翼子板内侧、两侧前照灯支架下面、发动机散热器 (水箱 )支架左右两侧等。碰撞传感器有滚球式、
滚轴式、偏心锤式、水银开关式、电阻应变式、压电效应式等多种形式。
1.滚球式碰撞传感器
如图 8.2 所示，滚球式碰撞传感器主要由滚球、永久磁铁、导缸、触点和壳体组成。两个触点固定不动，并分别与传感器的引线端子连接。铁质滚球用来感测惯性力或减速度的大小，可在导缸气囊的种类
按控制方式
后座气囊
前座气囊
按用途分
电子控制式
按爆开段数分
机械控制式
侧气囊
车窗气囊
单段式
两段式
按传感器的位置
按传感器的作用机械电子式
电子式
整体式
分离式
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内移动或滚动。壳体上印制有箭头标记，安装时必须按使用说明书规定方向进行安装。箭头方向与传感器的结构有关，有的规定指向汽车前方 (如丰田凌志 LS400 型轿车碰撞传感器 )，有的规定指向汽车后方 (如日产和马自达轿车碰撞传感器 )。
图 8.1 SRS 气囊系统的基本组成
1.螺旋线束；2,SRS 指示灯；3,SRS 气囊组件（SRS 气囊、气体发生器、点火器）
4,右前碰撞传感器；5.防护传感器和 SRS 电控单元；6,左前碰撞传感器
（a）静止状态 （b）碰撞状态
图 8.2 滚球式碰撞传感器的工作原理
当传感器处于静止状态时，在永久磁铁的磁力作用下，导缸内的滚球被吸向磁铁，两个触点未被连通，如图 8.2(a)所示。当汽车遭受碰撞，使滚球的惯性力大于永久磁铁的吸力时，惯性力与磁力的合力就会使滚球沿着导缸向左运动，将两个触点接通，如图 8.2(b)所示，从而接通 SRS 气囊的搭铁回路。
2.滚轴式碰撞传感器
如图 8.3 所示，滚轴式碰撞传感器的结构主要由止动销、滚轴、滚动触点、固定触点、底座和片状弹簧组成。片状弹簧一端固定在底座上，另一端绕在滚轴上。滚动触点固定在滚轴的片状弹簧
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上，可随滚轴一起转动，并通过片状弹簧与传感器的一个引线端子连接。固定触点与传感器的另一个引线端子连接，它与片状弹簧绝缘固定在底座上。
（a）静止状态 （b）碰撞状态
图 8.3 滚轴式碰撞传感器的结构原理图
1.止动销；2.滚轴；3.滚动触点；4.固定触点；5.底座；6.片状弹簧
当传感器处于静止状态时，滚轴在片状弹簧的弹力作用下滚向止动销一侧，滚动触点与固定触点处于断开状态，如图 8.3(a)所示。当汽车遭受碰撞，使滚轴的惯性力大于片状弹簧的弹力时，惯性力就会克服弹簧弹力使滚轴向前滚动，将滚动触点与固定触点连通，如图 8.3(b)所示，从而接通 SRS
气囊的搭铁回路。
3.偏心锤式碰撞传感器
偏心锤式碰撞传感器又称为偏心转子式碰撞传感器，其结构如图 8.4 所示。它主要由偏心锤、
偏心锤臂、转动触点臂及转动触点、固定触点、复位弹簧、挡块和壳体等组成。转子总成由偏心锤,
图 8.4 偏心式碰撞传感器的结构图
1、8.偏心锤；2、15.锤臂；3、11.转动触点臂；4、12.壳体；5、7、14、17.固定触点引线端子；
6、13.转动触点；9.挡块；10、16.固定触点；18.传感器轴；19.复位弹簧
转动触点臂及转动触点组成，安装在传感器轴上。偏心锤偏心安装在偏心锤臂上。转动触点臂两端固定有触点，触点随触点臂一起转动。两个固定触点绝缘固定在传感器壳体上，并用导线分别与传感器接线端子连接。
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偏心锤式传感器的工作原理如图 8.5 所示。当传感器处于静止状态时，在复位弹簧的弹力作用下，偏心锤与挡块保持接触，转子总成处于静止状态，转动触点与固定触点处于断开状态，如图 8.5
(a)所示。当汽车遭受碰撞使偏心锤的惯性力矩大于复位弹簧的弹力力矩时，惯性力矩就会克服弹簧力矩使转子总成转动，从而带动转动触点臂转动，使转动触点与固定触点接触，如图 8.5(b)所示，接通 SRS 气囊的搭铁回路。
（a）静止状态 （b）碰撞状态
图 8.5 偏心式碰撞传感器的工作原理图
4.电阻应变式碰撞传感器
电阻应变式碰撞传感器的结构如图 8.6(a)所示，主要由电子电路、电阻应变计、振动块、缓冲介质和壳体等组成。应变计的电阻 R
1
,R
2
,R
3
,R
4
制作在硅膜片上，如图 8.6(b)所示。当膜片产生变形时，应变电阻的阻值就会发生变化。为了提高传感器的检测精度，应变电阻一般都连接成桥式电路，并设计有稳压和温度补偿电路 W、信号处理与放大电路 A。
（a）结构 （b）电阻应变计 （c）原理电路
图 8.6 电阻应变式碰撞传感器
1.密封树脂；2.传感器底板；3.壳体；4.电子电路；5.电阻应变计；6.振动块；7.缓冲介质；8.硅膜片
当汽车遭受碰撞时，振动块振动，缓冲介质随之振动，应变计的应变电阻产生变形，阻值随之发生变化，经过信号处理与放大后，传感器输出的信号电压就会发生变化。 SRS 电控单元根据电压信号强弱便可判断碰撞的烈度 (激烈程度 )。如果信号电压超过设定值,SRS 电控单元就会立即向点
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火器发出点火指令引爆点火剂，使充气剂受热分解产生气体给气囊充气。
5.压电效应式碰撞传感器
压电效应式碰撞传感器是利用压电效应制成的传感器。压电效应是指压电晶体在压力作用下，
晶体外形发生变化而使其输出电压发生变化的效应。压电晶体通常用石英或陶瓷制成。在压力作用下，压电晶体的外形和输出电压就会发生变化。
当汽车遭受碰撞时，传感器内的压电晶体在碰撞产生的压力作用下，输出电压就会变化。 SRS
电控单元根据电压信号强弱便可判断碰撞的强烈程度。如果电压信号超过设定值,SRS 电控单元就会立即向点火器发出点火指令，引爆点火剂使气体发生器给气囊充气,SRS 气囊膨开，达到保护驾驶员和乘员的目的。
8.2.3 防护传感器
防护传感器也称为安全传感器，它是 SRS 气囊系统必不可少的部件之—。防护传感器与碰撞传感器的区别在于安装位置和作用效果不同。防护传感器—般都与 SRS 电控单元组装在—起，安装在驾驶室中部变速杆前或后装饰板下面。其结构与原理如图 8.7 所示。
图 8.7 防护传感器的结构与原理图
1.水银（静态位置） ；2,壳体；3,水银（动态位置） ；4.密封圈；5.电极（接点火器） ；
6.电极（接电源） ；7.密封螺塞；
防护传感器利用水银导电良好的特性制成。当汽车发生碰撞时，减速度将使水银产生惯性力。
惯性力在水银运动方向上的分力会将水银抛向传感器电极，使两个电极接通，从而接通气囊点火器电路的电源。
在一般情况下，防护传感器动作所需的惯性力或减速度比碰撞传感器动作所需的惯性力或减速度要小一些。防护传感器与碰撞传感器之间的逻辑回路如图 8.8 所示。由于防护传感器仅对车辆前方碰撞时的减速度产生响应，因此只要此传感器有输出信号时，就可判定“发生正面碰撞”,并发出点火信号。当由碰撞以外的原因引起中心碰撞传感器或者前碰撞传感器输出信号，但没有防护传感器的信号同时输出时，就判定没有碰撞发生，不发出点火信号，从而能够防止安全气囊误爆现象发
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生。
图 8.8 点火判断逻辑回路
8.2.4 SRS 气囊
SRS 气囊是用聚酰胺织物 (如尼龙 )制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以密闭气体。气囊在静止状态时，像降落伞未打开时一样折叠成包，安放在气体发生器上部与气囊饰盖之间，如图 8.9 所示。
气囊开口一侧固定在气囊的安装支架上，先用金属垫圈将气囊支架的座圈夹紧，然后用铆钉铆接。
除此之外,固定气体发生器的专用螺栓也穿过金属垫圈和支架座圈将气囊与气体发生器固定在一起，
以便承受气体压力的冲击。
（a）驾驶席气囊 （b）乘员席气囊
图 8.9 SRS 气囊
1.饰盖撕印；2,气囊饰盖；3,SRS 气囊；4.气体发生器；5.点火器引线
气囊饰盖表面模压有撕印，以便气囊充气时撕裂饰盖，并减小冲出饰盖的阻力。 SRS 气囊不会燃烧，在各种环境条件下，具有良好的耐磨性能和防裂性能，同时还具有机械强度高、使用寿命长、
表面涂膜容易与涂层结合牢固等优点。
在汽车遭受碰撞时，气囊一般在一次碰撞后 10ms 内开始充气。从开始充气到气囊完全膨开的整个充气时间约为 30ms。驾驶席气囊膨开时，是沿转向柱偏挡风玻璃方向膨开，防止驾驶员面部与挡风玻璃、胸部与转向盘发生碰撞。
气囊背面 (与驾驶员或乘员方向相反一面 )或顶部制有 2～ 4 个排气孔。当驾驶员在惯性力作用下
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压到气囊上时，气囊受压便从排气孔排气，持续时间不到 1s，从而吸收驾驶员与气囊碰撞的动能，
使人体不致受到伤害。排气孔最早设计在气囊背面，后来设计在气囊顶部。近年来研制出一种能够呼吸的新型气囊，气囊上没有排气孔。有的气囊内部设置有拉绳，用以控制气囊膨开的形状。
8.2.5 气体发生器
气体发生器又称为充气器，其作用是：在点火器引爆点火剂时，产生气体向 SRS 气囊充气，使气囊膨开。气体发生器用专用螺栓和专用螺母固定在气囊支架上。因此用扳手无法进行装配 (其目的就是不允许使用扳手进行拆卸 )，只有用专用工具才能进行装配。
目前，大多数气体发生器都是利用热效反应产生氮气而充入气囊。气体发生器主要由充气剂 (叠氮化钠固体药片 )和金属滤网组成。 充气剂普遍采用叠氮化钠片状合剂。 叠氮化钠是无色六方形晶体，
有剧毒，在约 300℃时分解。在点火器引爆点火剂瞬间，点火剂会产生大量热量，叠氮化钠药片受热立即分解释放氮气，并从充气孔充入气囊。虽然氮气是无毒气体，但是叠氮化钠的副产品有少量的氢氧化钠和碳酸氢钠 (白色粉末 )。这些物质是有害的，清洁气囊膨开后的车内空间时，应保证通风良好并采取防护措施。
为了便于安装，驾驶席气体发生器一般都做成圆形，如图 8.10 所示；乘员席气体发生器一般都做成长筒形，如图 8.11 所示。
图 8.10 驾驶席气囊气体发生器的结构
1.上盖；2.充气孔；3.下盖；4.充气剂；5.点火器药筒；6.金属滤网；7.电热丝；8.引爆炸药
8.2.6 点火器
点火器安装在气体发生器内部中央位置。其作用是在碰撞传感器和防护传感器将气囊电路接通时，引爆点火剂，产生热量使充气剂分解。点火器的结构如图 8.12 所示，主要由引爆炸药、药筒、
引药、电热丝、电极和引出导线等组成。
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图 8.11 乘员席气囊气体发生器的结构
1.充气孔；2.金属滤网；3.壳体；4.点火器引线；5.点火器；6.点火剂；7.充气剂
图 8.12 点火器组件图
1.引爆炸药；2.药筒；3.引药；4.电热丝；5.陶瓷片；6.永久磁铁；7.引出导线；
8.绝缘套管；9.绝缘垫片；10.电极；11.电热头；12.药托
点火器的所有部件装在药筒内。点火剂包括引爆炸药和引药。引出导线与气囊插接器插头连接，
插接器 (一般都为黄色 )中设有短路片 (铜质弹簧片 )。当插接器插头拔下或插头与插座未完全结合时，
短路片将两根引线短接，防止静电或误通电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。
点火器的工作情况是：当 SRS 电控单元发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引爆炸药，引爆炸药瞬间爆炸产生热量，药筒内温度和压力急剧升高并冲破药筒，使充气剂 (叠氮化钠 )
受热分解释放氮气并充入 SRS 气囊。
8.2.7 SRS 电控单元 ECU
SRS 电控单元 ECU 又称为安全辅助气囊电脑组件。
SRS 电控单元 ECU 是安全辅助气囊系统的核心部件，其安装位置因车型而异。当防护传感器与
ECU 组装在一起时,ECU 通常安装在驾驶室变速杆前、后的装饰板下面。当防护碰撞传感器与 ECU
分开安装时,ECU 的安装位置则因具体车型而异。
SRS 电控单元 ECU 主要有电脑模块,信号处理器,备用电源电路,保护电路和稳压电路等组成。
防护传感器一般也与安全辅助气囊电脑一起做在 ECU 中。其电路图如图 8.13 所示。
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图 8.13 SRS 电控单元 ECU 电子线路图
1．电脑模块（微处理器）
电脑模块（微处理器）的主要功用是监测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设计值，控制气囊组件中的点火器引爆点火剂。
电脑模块 （微处理器） 由模／数 (A／ D)转换器,串行输入输出 (I／ O)接口,只读存储器 (ROM)、
随机存储器 (RAM)、电可擦除可编程存储器 (EEPROM)和定时器等组成。
在汽车行驶过程中，安全辅助气囊电脑模块（微处理器）不断接收碰撞传感器和防护传感器传来的车速变化信号，经过数学计算和逻辑判断后，确定是否发生碰撞。当判断结果为发生碰撞时立即运行控制点火的程序，并向点火电路发出指令引爆点火剂，点火剂引爆时产生大量热量，使充气剂受热分解释放气体给安全辅助气囊充气。
除此之外,安全辅助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、安全辅助气囊指示灯及其驱动电路 )不断进行诊断测试，并通过安全辅助气囊指示灯和存储在存储器中的故障代码来显示测试结果。仪表板上的安全辅助气囊指示灯可直接向驾驶员提供安全辅助气囊系统的状态信息。
2．信号处理电路
信号处理电路主要由放大器和滤波器组成。其功能是对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波，以便安全辅助气囊电脑能够接收、识别和处理。
3．备用电源电路
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备用电源电路由电源控制电路和若干个电容器组成。在单个安全辅助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。在双安全辅助气囊的控制模块中，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 后，如果汽车电源电压高于安全辅助气囊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储能任务。
备用电源的作用是,当汽车电源与安全辅助气囊电脑之间的电路切断后,在一定时间 (一般为 6s)
内，维持安全辅助气囊系统供电，保持安全辅助气囊系统的正常功能。当汽车遭受碰撞而导致蓄电池和交流发电机与安全辅助气囊电脑之间的电路切断时,电脑备用电源能在 6s之内向电脑供给电能，
保持电脑测出碰撞、发出点火指令等正常功能；点火备用电源能在 6s 之内向点火器供给足够的点火能量引爆点火剂，使充气剂受热分解给气囊充气。时间超过 6s 之后，备用电源供电能力降低，电脑备用电源不能保证电脑测出碰撞和发出点火指令；点火备用电源不能供给最小点火能量，安全辅助气囊不能充气膨开。
4．保护电路和稳压电路
在汽车电器系统中，许多电器部件带有电感线圈，电器开关数目繁多，电器负载变化频繁。当线圈电流接通或切断、开关接通或断开、负载电流突然变化时，都会产生瞬时脉冲电压即过电压，
这些过电压如果加到安全辅助气囊系统电路上，系统中的电子元件就可能因电压过高而导致损坏。
为了防止 SRS 元件遭受损害，安全辅助气囊控制模块中必须设置保护电路。同时，为了保证汽车电源电压变化时，安全辅助气囊系统能够正常工作，还必须设置稳压电路。
8.3 安全气囊系统 SRS 工作原理和工作过程
8.3.1 安全气囊系统 SRS 的工作原理
当汽车遭受正面碰撞或侧面碰撞时，其安全气囊系统 SRS 的工作原理基本相同。现以正面碰撞为例，说明安全气囊系统 SRS 的工作原理。
如图 8.14 所示，当汽车受到前方一定角度范围内的高速碰撞时，安装在汽车前端的碰撞传感器和安装在 SRS 电控单元内部的中心碰撞传感器和防护碰撞传感器都会检测到汽车突然减速的信号，
传感器电路就会接通，将减速度信号传送到 SRS 电控单元； SRS 电控单元中预先设置的程序经过数学计算和逻辑判断确定碰撞达到一定程度后,立即向 SRS 气囊组件的点火器 (引爆管 )发出点火指令，
接通引爆电路引爆电雷管，使点火剂 (引药 )受热爆炸 (即电热丝通电发热引爆炸药 )。点火剂引爆时，
迅速产生大量热量，使充气剂 (叠氮化钠固体药片 )受热分解释放大量氮气并充入气囊，气囊便冲开气
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囊组件的装饰盖板膨胀，使驾驶员头部和胸部压在充满气体的气囊上，在人体与车内构件之间铺垫一个气垫，将人体与车内构件之间的二次碰撞变为弹性碰撞，通过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生的能量，达到保护人体的目的。
图 8.14 安全气囊系统 SRS 的工作原理示意图
8.3.2 安全气囊系统 SRS 的工作过程
1,安全气囊系统 SRS 的工作程序
安全气囊系统 SRS 的全部动作是由 SRS 电控单元 ECU 的程序控制、按照人们事先设计的工作内容与步骤逐条执行的。其工作程序框图如图 8.15 所示。
图 8.15 安全气囊系统 SRS 的工作程序示意图
当汽车的点火开关闭合后，系统就开始工作。首先将 ECU 及其他电子电路复位，紧接着进行自
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检，自检子程序对各传感器、引爆器,RAM,ROM、电源等部件逐个进行检查。如有故障，先执行总的故障显示灯显示子程序，使故障灯闪烁，驾驶员应迅速把故障码读取开关合上 (或用线接好 )，读取故障码，查出气囊故障的部位。
如果自检气囊无故障，启动传感器采集子程序对所有子程序进行巡回检测。如没有碰撞发生，
程序又返回自检子程序，如果一直没有碰撞发生则就这样循环下去。
如果发生碰撞，经 ECU 的判断，当碰撞速度小于 30km／ h 时，发出引爆双安全带预紧器系统的指令，点燃双安全带预紧器，拉紧双安全带，以保护乘员，并且发出光电报警指令；当碰撞速度大于 30 km／ h 时，则向所有的引爆器发出引爆指令，使两个安全带拉紧，两个气囊膨开，同时发出光电报警指令；如果在较大的速度碰撞后，主电源断线，则 ECU 主动起用备用电源，以支持整个系统。
2,安全气囊系统 SRS 的工作过程
在 SRS 系统工作过程中，驾驶席气囊的动作过程如图 8.16 所示。 根据德国博士 (BOSCH)公司在奥迪轿车上实验研究表明：当汽车以 30km／ h 的速度与前面障碍物相撞时,SRS 气囊系统的动作时序如图 8.17 所示。
(1)10ms 后,SRS 系统达到引爆极限，气囊组件中的电雷管引爆点火剂并产生大量热量，使充气剂 (叠氮化纳药片 )受热分解。此时，驾驶员由于惯性仍然坐在原位，如图 8.17（ a）所示。
(2)20ms 后，驾驶员开始移动，但还没有接触到气囊。
(3)40ms 后，气囊已完全膨开，体积最大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并靠紧，
部分冲击能量被吸收，如图 8.17（ b）所示。
(4)60ms 后，驾驶员已经开始接触气囊。
(5)80ms 后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊背后的排气孔在人和气体的压力下排气，利于排气节流作用吸收人体与气囊之间弹性碰撞所做的功，如图 8.17（ c）所示。
(6)110ms 后，大部分气体已排出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上，汽车前方恢复视野，如图
8.17（ d）所示。
(7)120ms 后，碰撞危害解除，车速降低至零。
由此可见，在安全气囊工作过程中，气囊动作时间极短。从开始充气到完全充满的时间约为
30ms；从汽车遭受碰撞开始，到 SRS 气囊收缩为止，所用时间仅为 120ms 左右，而人的眼睛眨一下所用时间约为 200ms 左右。因此，安全辅助气囊动作的状态和经历的时间无法用肉眼来确认。
乘客侧安全气囊与驾驶席侧安全气囊的动作过程基本相同。安全气囊系统的动作过程与经历时间之间的关系如表 8.2 所示。
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图 8.16 驾驶席安全气囊动作过程
图 8.17 安全气囊系统动作时序
表 8.2 安全辅助气囊系统的动作过程与经历时间之间的关系
碰撞后的
时间经历
0 ms 10 ms 20 ms 40 ms 60 ms 110 ms 120 ms
气囊的动作过程
碰撞 气囊引爆
人体开始
移动
气囊充满
人体前移
人体接触
气囊
人体复位
恢复视野
危害解除
车速为零
小结
安全气囊系统是新一代电子控制技术在汽车上的应用产物。在汽车遭受碰撞时，通过感测碰撞强度，安全气囊系统能作出适当的反应，如果碰撞达到一定强度，它就在人员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊自身的阻尼作用和气囊排气节流时的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。它的出现极大的保护了驾驶员和乘员的安全。
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习题
8.1 简述安全气囊系统的作用和种类？
8.2 简述安全气囊系统的组成及各组成部件的作用？
8.3 简述碰撞传感器的种类及结构？
8.4 简述防护传感器的结构？
8.5 简述 SRS 气囊的结构?
8.6 简述安全气囊系统的工作原理？
8.7 叙述安全气囊系统的工作过程？
第8章目录
第 8 章 安全气囊,.............................................................................................................................................- 2 -
8.1 概述,.......................................................................................................................................................,- 2 -
8.1.1 安全气囊系统 SRS 的作用,............................................................................................................- 2 -
8.1.2 安全气囊的种类,............................................................................................................................- 2 -
8.2 安全气囊系统 SRS 的组成,....................................................................................................................,- 3 -
8.2.1 安全气囊系统 SRS 的基本组成,.....................................................................................................- 3 -
8.2.2 碰撞传感器,....................................................................................................................................- 3 -
8.2.3 防护传感器,....................................................................................................................................- 7 -
8.2.4 SRS 气囊,........................................................................................................................................- 8 -
8.2.5 气体发生器,....................................................................................................................................- 9 -
8.2.6 点火器,............................................................................................................................................- 9 -
8.2.7 SRS 电控单元 ECU,.......................................................................................................................- 10 -
8.3 安全气囊系统 SRS 工作原理和工作过程,..........................................................................................,- 12 -
8.3.1 安全气囊系统 SRS 的工作原理,..................................................................................................- 12 -
8.3.2 安全气囊系统 SRS 的工作过程,..................................................................................................- 13 -
小结,............................................................................................................................................................,- 15 -
习题,............................................................................................................................................................,- 16 -
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第 8 章 安全气囊
☆ 知识点
1．安全气囊系统的作用和种类
2．安全气囊系统的组成和原理
3,安全气囊系统的工作过程
★ 要求
掌握,
1．安全气囊系统的组成
2．安全气囊系统的工作原理
3,安全气囊系统的工作过程
了解,
1．安全气囊系统的作用
2．安全气囊系统的种类
8.1 概述
安全气囊 (Safe Air Bag)系统又称为辅助防护安全气囊系统 (Supplemental Restraint Safe Air Bag
System)或辅助防护系统 (Supplemental Restraint System)，其英文缩写为 SRS。
安全气囊系统 SRS 是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下，该系统才能充分发挥保护驾驶员和乘员的作用。当汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。一次碰撞后，汽车速度将急剧变化，驾驶员和乘员就会受到惯性力的作用而向前运动，并与车内的转向盘、挡风玻璃或仪表板等构件发生碰撞，这种碰撞称为二次碰撞。在车辆事故中，导致驾驶员和乘员遭受伤害的主要原因是二次碰撞。为了减轻或避免驾驶员与乘员在二次碰撞中遭受伤害，汽车上装备了座椅安全带和 SRS 等被动保护装置。
8.1.1 安全气囊系统 SRS 的作用
当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时，气囊迅速膨胀，在驾驶员、乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊自身的阻尼作用和气囊排气节流时的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。
8.1.2 安全气囊的种类
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安全气囊的种类如表 8.1 所示。
表 8.1 安全气囊的种类
8.2 安全气囊系统 SRS 的组成
8.2.1 安全气囊系统 SRS 的基本组成
电子式安全气囊系统 SRS 的组成部件分布在汽车不同位置。 虽然各型汽车 SRS 采用部件的结构和数量有所差异，但是其基本组成和工作原理大致相同。
如图 8.1 所示,SRS 主要由碰撞传感器、安全气囊系统的电控单元 (SRS ECU),SRS 指示灯、防护传感器 (安全传感器 ),SRS 气囊、气体发生器、点火器和线束等组成。碰撞传感器包括左前碰撞传感器、右前碰撞传感器、中心碰撞传感器 (中心传感器 )。
8.2.2 碰撞传感器
在安全气囊系统中，一般设有 3～ 4 只碰撞传感器，分别安装在车身前部和中部。如车身两侧的前翼子板内侧、两侧前照灯支架下面、发动机散热器 (水箱 )支架左右两侧等。碰撞传感器有滚球式、
滚轴式、偏心锤式、水银开关式、电阻应变式、压电效应式等多种形式。
1.滚球式碰撞传感器
如图 8.2 所示，滚球式碰撞传感器主要由滚球、永久磁铁、导缸、触点和壳体组成。两个触点固定不动，并分别与传感器的引线端子连接。铁质滚球用来感测惯性力或减速度的大小，可在导缸气囊的种类
按控制方式
后座气囊
前座气囊
按用途分
电子控制式
按爆开段数分
机械控制式
侧气囊
车窗气囊
单段式
两段式
按传感器的位置
按传感器的作用机械电子式
电子式
整体式
分离式
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内移动或滚动。壳体上印制有箭头标记，安装时必须按使用说明书规定方向进行安装。箭头方向与传感器的结构有关，有的规定指向汽车前方 (如丰田凌志 LS400 型轿车碰撞传感器 )，有的规定指向汽车后方 (如日产和马自达轿车碰撞传感器 )。
图 8.1 SRS 气囊系统的基本组成
1.螺旋线束；2,SRS 指示灯；3,SRS 气囊组件（SRS 气囊、气体发生器、点火器）
4,右前碰撞传感器；5.防护传感器和 SRS 电控单元；6,左前碰撞传感器
（a）静止状态 （b）碰撞状态
图 8.2 滚球式碰撞传感器的工作原理
当传感器处于静止状态时，在永久磁铁的磁力作用下，导缸内的滚球被吸向磁铁，两个触点未被连通，如图 8.2(a)所示。当汽车遭受碰撞，使滚球的惯性力大于永久磁铁的吸力时，惯性力与磁力的合力就会使滚球沿着导缸向左运动，将两个触点接通，如图 8.2(b)所示，从而接通 SRS 气囊的搭铁回路。
2.滚轴式碰撞传感器
如图 8.3 所示，滚轴式碰撞传感器的结构主要由止动销、滚轴、滚动触点、固定触点、底座和片状弹簧组成。片状弹簧一端固定在底座上，另一端绕在滚轴上。滚动触点固定在滚轴的片状弹簧
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上，可随滚轴一起转动，并通过片状弹簧与传感器的一个引线端子连接。固定触点与传感器的另一个引线端子连接，它与片状弹簧绝缘固定在底座上。
（a）静止状态 （b）碰撞状态
图 8.3 滚轴式碰撞传感器的结构原理图
1.止动销；2.滚轴；3.滚动触点；4.固定触点；5.底座；6.片状弹簧
当传感器处于静止状态时，滚轴在片状弹簧的弹力作用下滚向止动销一侧，滚动触点与固定触点处于断开状态，如图 8.3(a)所示。当汽车遭受碰撞，使滚轴的惯性力大于片状弹簧的弹力时，惯性力就会克服弹簧弹力使滚轴向前滚动，将滚动触点与固定触点连通，如图 8.3(b)所示，从而接通 SRS
气囊的搭铁回路。
3.偏心锤式碰撞传感器
偏心锤式碰撞传感器又称为偏心转子式碰撞传感器，其结构如图 8.4 所示。它主要由偏心锤、
偏心锤臂、转动触点臂及转动触点、固定触点、复位弹簧、挡块和壳体等组成。转子总成由偏心锤,
图 8.4 偏心式碰撞传感器的结构图
1、8.偏心锤；2、15.锤臂；3、11.转动触点臂；4、12.壳体；5、7、14、17.固定触点引线端子；
6、13.转动触点；9.挡块；10、16.固定触点；18.传感器轴；19.复位弹簧
转动触点臂及转动触点组成，安装在传感器轴上。偏心锤偏心安装在偏心锤臂上。转动触点臂两端固定有触点，触点随触点臂一起转动。两个固定触点绝缘固定在传感器壳体上，并用导线分别与传感器接线端子连接。
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偏心锤式传感器的工作原理如图 8.5 所示。当传感器处于静止状态时，在复位弹簧的弹力作用下，偏心锤与挡块保持接触，转子总成处于静止状态，转动触点与固定触点处于断开状态，如图 8.5
(a)所示。当汽车遭受碰撞使偏心锤的惯性力矩大于复位弹簧的弹力力矩时，惯性力矩就会克服弹簧力矩使转子总成转动，从而带动转动触点臂转动，使转动触点与固定触点接触，如图 8.5(b)所示，接通 SRS 气囊的搭铁回路。
（a）静止状态 （b）碰撞状态
图 8.5 偏心式碰撞传感器的工作原理图
4.电阻应变式碰撞传感器
电阻应变式碰撞传感器的结构如图 8.6(a)所示，主要由电子电路、电阻应变计、振动块、缓冲介质和壳体等组成。应变计的电阻 R
1
,R
2
,R
3
,R
4
制作在硅膜片上，如图 8.6(b)所示。当膜片产生变形时，应变电阻的阻值就会发生变化。为了提高传感器的检测精度，应变电阻一般都连接成桥式电路，并设计有稳压和温度补偿电路 W、信号处理与放大电路 A。
（a）结构 （b）电阻应变计 （c）原理电路
图 8.6 电阻应变式碰撞传感器
1.密封树脂；2.传感器底板；3.壳体；4.电子电路；5.电阻应变计；6.振动块；7.缓冲介质；8.硅膜片
当汽车遭受碰撞时，振动块振动，缓冲介质随之振动，应变计的应变电阻产生变形，阻值随之发生变化，经过信号处理与放大后，传感器输出的信号电压就会发生变化。 SRS 电控单元根据电压信号强弱便可判断碰撞的烈度 (激烈程度 )。如果信号电压超过设定值,SRS 电控单元就会立即向点
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火器发出点火指令引爆点火剂，使充气剂受热分解产生气体给气囊充气。
5.压电效应式碰撞传感器
压电效应式碰撞传感器是利用压电效应制成的传感器。压电效应是指压电晶体在压力作用下，
晶体外形发生变化而使其输出电压发生变化的效应。压电晶体通常用石英或陶瓷制成。在压力作用下，压电晶体的外形和输出电压就会发生变化。
当汽车遭受碰撞时，传感器内的压电晶体在碰撞产生的压力作用下，输出电压就会变化。 SRS
电控单元根据电压信号强弱便可判断碰撞的强烈程度。如果电压信号超过设定值,SRS 电控单元就会立即向点火器发出点火指令，引爆点火剂使气体发生器给气囊充气,SRS 气囊膨开，达到保护驾驶员和乘员的目的。
8.2.3 防护传感器
防护传感器也称为安全传感器，它是 SRS 气囊系统必不可少的部件之—。防护传感器与碰撞传感器的区别在于安装位置和作用效果不同。防护传感器—般都与 SRS 电控单元组装在—起，安装在驾驶室中部变速杆前或后装饰板下面。其结构与原理如图 8.7 所示。
图 8.7 防护传感器的结构与原理图
1.水银（静态位置） ；2,壳体；3,水银（动态位置） ；4.密封圈；5.电极（接点火器） ；
6.电极（接电源） ；7.密封螺塞；
防护传感器利用水银导电良好的特性制成。当汽车发生碰撞时，减速度将使水银产生惯性力。
惯性力在水银运动方向上的分力会将水银抛向传感器电极，使两个电极接通，从而接通气囊点火器电路的电源。
在一般情况下，防护传感器动作所需的惯性力或减速度比碰撞传感器动作所需的惯性力或减速度要小一些。防护传感器与碰撞传感器之间的逻辑回路如图 8.8 所示。由于防护传感器仅对车辆前方碰撞时的减速度产生响应，因此只要此传感器有输出信号时，就可判定“发生正面碰撞”,并发出点火信号。当由碰撞以外的原因引起中心碰撞传感器或者前碰撞传感器输出信号，但没有防护传感器的信号同时输出时，就判定没有碰撞发生，不发出点火信号，从而能够防止安全气囊误爆现象发
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生。
图 8.8 点火判断逻辑回路
8.2.4 SRS 气囊
SRS 气囊是用聚酰胺织物 (如尼龙 )制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以密闭气体。气囊在静止状态时，像降落伞未打开时一样折叠成包，安放在气体发生器上部与气囊饰盖之间，如图 8.9 所示。
气囊开口一侧固定在气囊的安装支架上，先用金属垫圈将气囊支架的座圈夹紧，然后用铆钉铆接。
除此之外,固定气体发生器的专用螺栓也穿过金属垫圈和支架座圈将气囊与气体发生器固定在一起，
以便承受气体压力的冲击。
（a）驾驶席气囊 （b）乘员席气囊
图 8.9 SRS 气囊
1.饰盖撕印；2,气囊饰盖；3,SRS 气囊；4.气体发生器；5.点火器引线
气囊饰盖表面模压有撕印，以便气囊充气时撕裂饰盖，并减小冲出饰盖的阻力。 SRS 气囊不会燃烧，在各种环境条件下，具有良好的耐磨性能和防裂性能，同时还具有机械强度高、使用寿命长、
表面涂膜容易与涂层结合牢固等优点。
在汽车遭受碰撞时，气囊一般在一次碰撞后 10ms 内开始充气。从开始充气到气囊完全膨开的整个充气时间约为 30ms。驾驶席气囊膨开时，是沿转向柱偏挡风玻璃方向膨开，防止驾驶员面部与挡风玻璃、胸部与转向盘发生碰撞。
气囊背面 (与驾驶员或乘员方向相反一面 )或顶部制有 2～ 4 个排气孔。当驾驶员在惯性力作用下
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压到气囊上时，气囊受压便从排气孔排气，持续时间不到 1s，从而吸收驾驶员与气囊碰撞的动能，
使人体不致受到伤害。排气孔最早设计在气囊背面，后来设计在气囊顶部。近年来研制出一种能够呼吸的新型气囊，气囊上没有排气孔。有的气囊内部设置有拉绳，用以控制气囊膨开的形状。
8.2.5 气体发生器
气体发生器又称为充气器，其作用是：在点火器引爆点火剂时，产生气体向 SRS 气囊充气，使气囊膨开。气体发生器用专用螺栓和专用螺母固定在气囊支架上。因此用扳手无法进行装配 (其目的就是不允许使用扳手进行拆卸 )，只有用专用工具才能进行装配。
目前，大多数气体发生器都是利用热效反应产生氮气而充入气囊。气体发生器主要由充气剂 (叠氮化钠固体药片 )和金属滤网组成。 充气剂普遍采用叠氮化钠片状合剂。 叠氮化钠是无色六方形晶体，
有剧毒，在约 300℃时分解。在点火器引爆点火剂瞬间，点火剂会产生大量热量，叠氮化钠药片受热立即分解释放氮气，并从充气孔充入气囊。虽然氮气是无毒气体，但是叠氮化钠的副产品有少量的氢氧化钠和碳酸氢钠 (白色粉末 )。这些物质是有害的，清洁气囊膨开后的车内空间时，应保证通风良好并采取防护措施。
为了便于安装，驾驶席气体发生器一般都做成圆形，如图 8.10 所示；乘员席气体发生器一般都做成长筒形，如图 8.11 所示。
图 8.10 驾驶席气囊气体发生器的结构
1.上盖；2.充气孔；3.下盖；4.充气剂；5.点火器药筒；6.金属滤网；7.电热丝；8.引爆炸药
8.2.6 点火器
点火器安装在气体发生器内部中央位置。其作用是在碰撞传感器和防护传感器将气囊电路接通时，引爆点火剂，产生热量使充气剂分解。点火器的结构如图 8.12 所示，主要由引爆炸药、药筒、
引药、电热丝、电极和引出导线等组成。
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图 8.11 乘员席气囊气体发生器的结构
1.充气孔；2.金属滤网；3.壳体；4.点火器引线；5.点火器；6.点火剂；7.充气剂
图 8.12 点火器组件图
1.引爆炸药；2.药筒；3.引药；4.电热丝；5.陶瓷片；6.永久磁铁；7.引出导线；
8.绝缘套管；9.绝缘垫片；10.电极；11.电热头；12.药托
点火器的所有部件装在药筒内。点火剂包括引爆炸药和引药。引出导线与气囊插接器插头连接，
插接器 (一般都为黄色 )中设有短路片 (铜质弹簧片 )。当插接器插头拔下或插头与插座未完全结合时，
短路片将两根引线短接，防止静电或误通电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。
点火器的工作情况是：当 SRS 电控单元发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引爆炸药，引爆炸药瞬间爆炸产生热量，药筒内温度和压力急剧升高并冲破药筒，使充气剂 (叠氮化钠 )
受热分解释放氮气并充入 SRS 气囊。
8.2.7 SRS 电控单元 ECU
SRS 电控单元 ECU 又称为安全辅助气囊电脑组件。
SRS 电控单元 ECU 是安全辅助气囊系统的核心部件，其安装位置因车型而异。当防护传感器与
ECU 组装在一起时,ECU 通常安装在驾驶室变速杆前、后的装饰板下面。当防护碰撞传感器与 ECU
分开安装时,ECU 的安装位置则因具体车型而异。
SRS 电控单元 ECU 主要有电脑模块,信号处理器,备用电源电路,保护电路和稳压电路等组成。
防护传感器一般也与安全辅助气囊电脑一起做在 ECU 中。其电路图如图 8.13 所示。
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图 8.13 SRS 电控单元 ECU 电子线路图
1．电脑模块（微处理器）
电脑模块（微处理器）的主要功用是监测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设计值，控制气囊组件中的点火器引爆点火剂。
电脑模块 （微处理器） 由模／数 (A／ D)转换器,串行输入输出 (I／ O)接口,只读存储器 (ROM)、
随机存储器 (RAM)、电可擦除可编程存储器 (EEPROM)和定时器等组成。
在汽车行驶过程中，安全辅助气囊电脑模块（微处理器）不断接收碰撞传感器和防护传感器传来的车速变化信号，经过数学计算和逻辑判断后，确定是否发生碰撞。当判断结果为发生碰撞时立即运行控制点火的程序，并向点火电路发出指令引爆点火剂，点火剂引爆时产生大量热量，使充气剂受热分解释放气体给安全辅助气囊充气。
除此之外,安全辅助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、安全辅助气囊指示灯及其驱动电路 )不断进行诊断测试，并通过安全辅助气囊指示灯和存储在存储器中的故障代码来显示测试结果。仪表板上的安全辅助气囊指示灯可直接向驾驶员提供安全辅助气囊系统的状态信息。
2．信号处理电路
信号处理电路主要由放大器和滤波器组成。其功能是对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波，以便安全辅助气囊电脑能够接收、识别和处理。
3．备用电源电路
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备用电源电路由电源控制电路和若干个电容器组成。在单个安全辅助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。在双安全辅助气囊的控制模块中，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 后，如果汽车电源电压高于安全辅助气囊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储能任务。
备用电源的作用是,当汽车电源与安全辅助气囊电脑之间的电路切断后,在一定时间 (一般为 6s)
内，维持安全辅助气囊系统供电，保持安全辅助气囊系统的正常功能。当汽车遭受碰撞而导致蓄电池和交流发电机与安全辅助气囊电脑之间的电路切断时,电脑备用电源能在 6s之内向电脑供给电能，
保持电脑测出碰撞、发出点火指令等正常功能；点火备用电源能在 6s 之内向点火器供给足够的点火能量引爆点火剂，使充气剂受热分解给气囊充气。时间超过 6s 之后，备用电源供电能力降低，电脑备用电源不能保证电脑测出碰撞和发出点火指令；点火备用电源不能供给最小点火能量，安全辅助气囊不能充气膨开。
4．保护电路和稳压电路
在汽车电器系统中，许多电器部件带有电感线圈，电器开关数目繁多，电器负载变化频繁。当线圈电流接通或切断、开关接通或断开、负载电流突然变化时，都会产生瞬时脉冲电压即过电压，
这些过电压如果加到安全辅助气囊系统电路上，系统中的电子元件就可能因电压过高而导致损坏。
为了防止 SRS 元件遭受损害，安全辅助气囊控制模块中必须设置保护电路。同时，为了保证汽车电源电压变化时，安全辅助气囊系统能够正常工作，还必须设置稳压电路。
8.3 安全气囊系统 SRS 工作原理和工作过程
8.3.1 安全气囊系统 SRS 的工作原理
当汽车遭受正面碰撞或侧面碰撞时，其安全气囊系统 SRS 的工作原理基本相同。现以正面碰撞为例，说明安全气囊系统 SRS 的工作原理。
如图 8.14 所示，当汽车受到前方一定角度范围内的高速碰撞时，安装在汽车前端的碰撞传感器和安装在 SRS 电控单元内部的中心碰撞传感器和防护碰撞传感器都会检测到汽车突然减速的信号，
传感器电路就会接通，将减速度信号传送到 SRS 电控单元； SRS 电控单元中预先设置的程序经过数学计算和逻辑判断确定碰撞达到一定程度后,立即向 SRS 气囊组件的点火器 (引爆管 )发出点火指令，
接通引爆电路引爆电雷管，使点火剂 (引药 )受热爆炸 (即电热丝通电发热引爆炸药 )。点火剂引爆时，
迅速产生大量热量，使充气剂 (叠氮化钠固体药片 )受热分解释放大量氮气并充入气囊，气囊便冲开气
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囊组件的装饰盖板膨胀，使驾驶员头部和胸部压在充满气体的气囊上，在人体与车内构件之间铺垫一个气垫，将人体与车内构件之间的二次碰撞变为弹性碰撞，通过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生的能量，达到保护人体的目的。
图 8.14 安全气囊系统 SRS 的工作原理示意图
8.3.2 安全气囊系统 SRS 的工作过程
1,安全气囊系统 SRS 的工作程序
安全气囊系统 SRS 的全部动作是由 SRS 电控单元 ECU 的程序控制、按照人们事先设计的工作内容与步骤逐条执行的。其工作程序框图如图 8.15 所示。
图 8.15 安全气囊系统 SRS 的工作程序示意图
当汽车的点火开关闭合后，系统就开始工作。首先将 ECU 及其他电子电路复位，紧接着进行自
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检，自检子程序对各传感器、引爆器,RAM,ROM、电源等部件逐个进行检查。如有故障，先执行总的故障显示灯显示子程序，使故障灯闪烁，驾驶员应迅速把故障码读取开关合上 (或用线接好 )，读取故障码，查出气囊故障的部位。
如果自检气囊无故障，启动传感器采集子程序对所有子程序进行巡回检测。如没有碰撞发生，
程序又返回自检子程序，如果一直没有碰撞发生则就这样循环下去。
如果发生碰撞，经 ECU 的判断，当碰撞速度小于 30km／ h 时，发出引爆双安全带预紧器系统的指令，点燃双安全带预紧器，拉紧双安全带，以保护乘员，并且发出光电报警指令；当碰撞速度大于 30 km／ h 时，则向所有的引爆器发出引爆指令，使两个安全带拉紧，两个气囊膨开，同时发出光电报警指令；如果在较大的速度碰撞后，主电源断线，则 ECU 主动起用备用电源，以支持整个系统。
2,安全气囊系统 SRS 的工作过程
在 SRS 系统工作过程中，驾驶席气囊的动作过程如图 8.16 所示。 根据德国博士 (BOSCH)公司在奥迪轿车上实验研究表明：当汽车以 30km／ h 的速度与前面障碍物相撞时,SRS 气囊系统的动作时序如图 8.17 所示。
(1)10ms 后,SRS 系统达到引爆极限，气囊组件中的电雷管引爆点火剂并产生大量热量，使充气剂 (叠氮化纳药片 )受热分解。此时，驾驶员由于惯性仍然坐在原位，如图 8.17（ a）所示。
(2)20ms 后，驾驶员开始移动，但还没有接触到气囊。
(3)40ms 后，气囊已完全膨开，体积最大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并靠紧，
部分冲击能量被吸收，如图 8.17（ b）所示。
(4)60ms 后，驾驶员已经开始接触气囊。
(5)80ms 后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊背后的排气孔在人和气体的压力下排气，利于排气节流作用吸收人体与气囊之间弹性碰撞所做的功，如图 8.17（ c）所示。
(6)110ms 后，大部分气体已排出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上，汽车前方恢复视野，如图
8.17（ d）所示。
(7)120ms 后，碰撞危害解除，车速降低至零。
由此可见，在安全气囊工作过程中，气囊动作时间极短。从开始充气到完全充满的时间约为
30ms；从汽车遭受碰撞开始，到 SRS 气囊收缩为止，所用时间仅为 120ms 左右，而人的眼睛眨一下所用时间约为 200ms 左右。因此，安全辅助气囊动作的状态和经历的时间无法用肉眼来确认。
乘客侧安全气囊与驾驶席侧安全气囊的动作过程基本相同。安全气囊系统的动作过程与经历时间之间的关系如表 8.2 所示。
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图 8.16 驾驶席安全气囊动作过程
图 8.17 安全气囊系统动作时序
表 8.2 安全辅助气囊系统的动作过程与经历时间之间的关系
碰撞后的
时间经历
0 ms 10 ms 20 ms 40 ms 60 ms 110 ms 120 ms
气囊的动作过程
碰撞 气囊引爆
人体开始
移动
气囊充满
人体前移
人体接触
气囊
人体复位
恢复视野
危害解除
车速为零
小结
安全气囊系统是新一代电子控制技术在汽车上的应用产物。在汽车遭受碰撞时，通过感测碰撞强度，安全气囊系统能作出适当的反应，如果碰撞达到一定强度，它就在人员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊自身的阻尼作用和气囊排气节流时的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。它的出现极大的保护了驾驶员和乘员的安全。
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习题
8.1 简述安全气囊系统的作用和种类？
8.2 简述安全气囊系统的组成及各组成部件的作用？
8.3 简述碰撞传感器的种类及结构？
8.4 简述防护传感器的结构？
8.5 简述 SRS 气囊的结构?
8.6 简述安全气囊系统的工作原理？
8.7 叙述安全气囊系统的工作过程？
