汽車(chē)救命工具——安全氣囊系統(tǒng)

汽車(chē)現(xiàn)在越來(lái)越成為生活中不可或缺的一種交通工具，因?yàn)槭澜缫惑w化進(jìn)程在加快，人類(lèi)的聯(lián)系變得越來(lái)越緊密。所以汽車(chē)的產(chǎn)量和銷(xiāo)量在不斷提升，而對(duì)汽車(chē)的需求也在不斷提升，當(dāng)然，車(chē)禍發(fā)生的幾率也越來(lái)越大。每年都有很多人會(huì)倒在車(chē)禍中，為了減輕車(chē)禍帶來(lái)的危險(xiǎn)，汽車(chē)也配備了好的防備用具-安全氣囊。

安全氣囊是現(xiàn)代轎車(chē)上引人注目的新技術(shù)裝置。為了減小汽車(chē)發(fā)生正面碰撞時(shí)由于巨大的慣性力所造成的對(duì)駕駛員和乘員的傷害，現(xiàn)代汽車(chē)在駕駛員前端方向盤(pán)中央普遍裝有安全氣囊系統(tǒng)，有些汽車(chē)在駕駛員副座前的工具箱上端也裝有安全氣囊系統(tǒng)。在汽車(chē)發(fā)生沖撞時(shí)，安全氣囊系統(tǒng)對(duì)保護(hù)駕乘人員的安全十分有效。目前安全氣囊系統(tǒng)一般為轉(zhuǎn)向盤(pán)單氣囊系統(tǒng)，或者雙氣囊系統(tǒng)。安裝有雙氣囊和安全帶預(yù)緊器系統(tǒng)的車(chē)輛在發(fā)生沖撞時(shí)，不管速度高低，氣囊和安全帶預(yù)緊器同時(shí)動(dòng)作，因此造成低速?zèng)_撞時(shí)氣囊的浪費(fèi)，使維修費(fèi)用增加很多。兩次動(dòng)作的雙安全氣囊系統(tǒng)，在汽車(chē)發(fā)生沖撞時(shí)，能根據(jù)汽車(chē)的速度和加速度的大小，自動(dòng)地選擇只使用安全帶預(yù)緊器動(dòng)作，還是安全帶預(yù)緊器和雙氣囊同時(shí)工作。這樣，在低速發(fā)生沖撞時(shí)，系統(tǒng)只使用安全帶即能足夠保護(hù)駕乘人員安全，而不用浪費(fèi)氣囊。如果在速度大于30km/h發(fā)生沖撞時(shí)，安全帶和氣囊同時(shí)動(dòng)作，以便保護(hù)駕乘人員的安全。

安全氣囊組成

駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤(pán)襯墊內(nèi)，因此，當(dāng)您看見(jiàn)方向盤(pán)上標(biāo)有“SRS”或“Airbag”字樣，就可知此車(chē)裝有安全氣囊。安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、微處理器、氣體發(fā)生器和氣囊等主要部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車(chē)程度，傳遞及發(fā)送信號(hào)；氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作，點(diǎn)燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤(pán)轂內(nèi)緊靠緩沖墊處，其容量約50至90升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強(qiáng)度，多以尼龍材質(zhì)制成，折疊起來(lái)的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發(fā)時(shí)被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時(shí)氣囊設(shè)有安全閥，當(dāng)充氣過(guò)量或囊內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的氣體多是氮?dú)?。安全氣囊系統(tǒng)主要由碰撞傳感器、安全氣囊電腦、SRS指示燈和

氣囊組件四部分組成。

碰撞傳感器

碰撞傳感器是安全氣囊系統(tǒng)中主要的控制信號(hào)輸入裝置。其作用是在汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)，由碰撞傳感器檢測(cè)汽車(chē)碰撞的強(qiáng)度信號(hào)，并將信號(hào)輸入安全氣囊電腦，安全氣囊電腦根據(jù)碰撞傳感器的信號(hào)來(lái)判定是否引爆充氣元件使氣囊充氣。安全氣囊系統(tǒng)一般裝有2~4個(gè)碰撞傳感器，前左、右擋泥板各裝一個(gè)，有的前面保險(xiǎn)杠中間還裝有一個(gè)，有的車(chē)內(nèi)還裝有一個(gè)。碰撞傳感器現(xiàn)大多數(shù)采用慣性式機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)。碰撞傳感器由殼體、偏心轉(zhuǎn)子、偏心重塊、固定觸點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)觸點(diǎn)等部分組成。在傳感器外還固定有一個(gè)電阻R，電阻R的功用是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢時(shí)，檢測(cè)安全氣囊電腦與前氣囊碰撞傳感器之間的聯(lián)接導(dǎo)線(xiàn)是否斷路或短路。在正常情況下，偏心轉(zhuǎn)子和偏心重塊在螺旋彈簧彈力的作用下，頂靠在與外殼相連的止動(dòng)塊上，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)不接觸，開(kāi)關(guān)"OFF"。當(dāng)汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)，偏心重塊由于慣性力將帶動(dòng)偏心轉(zhuǎn)子克服彈簧彈力產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)碰撞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，偏心轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)角度將使旋轉(zhuǎn)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)接觸而閉合，此時(shí)碰撞傳感器向安全氣囊電腦輸入一個(gè)"ON"信號(hào)。安全氣囊電腦只有收到碰撞傳感器輸入的"ON"信號(hào)時(shí)，才會(huì)去引爆充氣元件。在有些汽車(chē)中還裝有側(cè)向安全氣囊，當(dāng)汽車(chē)發(fā)生側(cè)向碰撞時(shí)，安全氣囊也會(huì)充氣，因此裝有側(cè)向安全氣囊的系統(tǒng)，在汽車(chē)的左右側(cè)還裝有碰撞傳感器。

安全氣囊電腦

安全氣囊電腦是安全氣囊系統(tǒng)的控制中心，其功用是接收碰撞傳感器及其他各傳感器輸入的信號(hào)，判斷是否點(diǎn)火引爆氣囊充氣，并對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行自診斷。安全氣囊電腦還要對(duì)控制組件中關(guān)鍵部件的電路（如傳感器電路、備用電源電路、點(diǎn)火電路、SRS指示燈及其驅(qū)動(dòng)電路）不斷進(jìn)行診斷測(cè)試，并通過(guò)SRS指示燈和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的故障代碼來(lái)顯示測(cè)試結(jié)果。儀表盤(pán)上的SRS指示燈可直接向駕駛員提供安全氣囊系統(tǒng)的狀態(tài)信息。電腦存儲(chǔ)器中的狀態(tài)信息和故障代碼可用專(zhuān)用儀器或通過(guò)特定方式從串行通訊接口調(diào)出，以供裝配檢查。

（1）信號(hào)處理電路

信號(hào)處理電路主要由放大器和濾波器組成。其功用是對(duì)傳感器檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行整形、放大和濾波，以便SRS電腦能夠接收、識(shí)別和處理。

（2）備用電源電路

安全氣囊系統(tǒng)有兩個(gè)電源：一個(gè)是汽車(chē)電源（蓄電池和交流發(fā)電機(jī)）；另一個(gè)是備用電源（BACKUPPOWER）。備用電源又稱(chēng)為后備電源或緊急備用電源。備用電源電路由電源控制電路和若干個(gè)電容器組成。在單安全氣囊系統(tǒng)的控制組件中，設(shè)有一個(gè)電腦備用電源和一個(gè)點(diǎn)火備用電源。在雙安全氣囊系統(tǒng)的控制模塊中，設(shè)有一個(gè)電腦備用電源和兩個(gè)點(diǎn)火備用電源，即兩條點(diǎn)火電路各設(shè)一個(gè)備用電源。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通10s之后，如果汽車(chē)電源電壓高于SRS電腦的最低工作電壓，那么電腦備用電源和點(diǎn)火備用電源即可完成儲(chǔ)能任務(wù)。

備用電源的功用是：當(dāng)汽車(chē)電源與SRS電腦之間的電路切斷后，在一定時(shí)間（一般為6s）內(nèi)，維持安全氣囊系統(tǒng)供電，保持安全氣囊系統(tǒng)的正常功能。當(dāng)汽車(chē)遭受碰撞而導(dǎo)致蓄電池和交流發(fā)電機(jī)與SRS電腦之間的電路切斷時(shí)，電腦備用電源能在6s之內(nèi)向電腦供給電能，保持電腦測(cè)出碰撞、發(fā)出點(diǎn)火指令等正常功能；點(diǎn)火備用電源能在6s之內(nèi)向點(diǎn)火器供給足夠的點(diǎn)火能量引爆點(diǎn)火劑，使充氣劑受熱分解給氣囊充氣。時(shí)間超過(guò)6s之后，備用電源供電能力降低，電腦備用電源不能保證電腦測(cè)出碰撞和發(fā)出點(diǎn)火指令；點(diǎn)火備用電源不能供給最小點(diǎn)火能量，SRS氣囊不能充氣膨開(kāi)。

（3）保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路

在汽車(chē)電器系統(tǒng)中，許多電器部件帶有電感線(xiàn)圈，電器開(kāi)關(guān)琳瑯滿(mǎn)目，電器負(fù)載變化頻繁。當(dāng)線(xiàn)圈電流接通或切斷、開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)、負(fù)載電流突然變化時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)脈沖電壓即過(guò)電壓，這些過(guò)電壓如果加到安全氣囊系統(tǒng)電路上，系統(tǒng)中的電子元件就可能因電壓過(guò)高而導(dǎo)致?lián)p壞。為了防止安全氣囊系統(tǒng)元件遭受損害，SRS控制模塊中必須設(shè)置保護(hù)電路。同時(shí)，為了保證汽車(chē)電源電壓變化時(shí)，安全氣囊系統(tǒng)能夠正常工作，還必須設(shè)置穩(wěn)壓電路。

SRS指示燈

SRS指示燈是安全氣囊系統(tǒng)指示燈的簡(jiǎn)稱(chēng)。SRS指示燈又稱(chēng)為SRS警告燈或SRS警示燈。SRS指示燈安裝在駕駛室儀表盤(pán)面膜的下面，并在面膜表面的相應(yīng)位置制做有圖形或SRS、AIRBAG等字樣表示。SRS指示燈的功用是指示安全氣囊系統(tǒng)功能是否處于正常狀態(tài)。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通"ON"或"ACC"位置后，如果SRS指示燈發(fā)亮或閃亮約6s〈閃6下〉后自動(dòng)熄滅，表示安全氣囊系統(tǒng)功能正常。如果SRS指示燈不亮、一直發(fā)亮或在汽車(chē)行駛途中突然發(fā)亮或閃亮，表示自診斷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)有故障，應(yīng)及時(shí)排除。自診斷系統(tǒng)在控制SRS指示燈發(fā)亮或閃亮的同時(shí)，還會(huì)將所發(fā)現(xiàn)的故障編成代碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。檢查或排除安全氣囊系統(tǒng)故障時(shí)，首先應(yīng)用專(zhuān)用檢測(cè)儀器或通過(guò)特定方式從診斷插座或通訊接口調(diào)出故障代碼（通常稱(chēng)為故障碼〉，以便快速查尋與排除故障。實(shí)踐證明，在汽車(chē)遭受碰撞，氣囊已經(jīng)膨開(kāi)后，故障碼一般難以調(diào)出。如此設(shè)計(jì)的目的是要求在SRS氣囊引爆后，必須更換SRS電腦。

氣囊組件

氣囊組件由充氣元件和氣囊組成，均安裝在方向盤(pán)內(nèi)或工具箱上端，不可分解。充氣元件由電爆管、點(diǎn)火藥粉及氣體發(fā)生劑組成。充氣元件的功用是給氣囊充氣。氣囊由尼龍布制成，內(nèi)表面敷有樹(shù)脂。車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞沖擊力使碰撞傳感器和觸發(fā)傳感器接通，SRS電腦接通引爆電路，使電流流過(guò)電爆管，使其發(fā)熱將電爆管內(nèi)的點(diǎn)火介質(zhì)引燃，火焰隨即擴(kuò)散到點(diǎn)火藥粉和氣體發(fā)生劑，產(chǎn)生大量氣體。氣體經(jīng)濾網(wǎng)冷卻后進(jìn)入氣囊內(nèi)，氣囊急劇膨脹，沖

破方向盤(pán)，緩沖對(duì)駕駛員和乘員的沖擊。充氣元件與氣囊安裝在方向盤(pán)上，與方向盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，電爆管與SRS電腦之間的導(dǎo)線(xiàn)聯(lián)接是靠螺旋導(dǎo)線(xiàn)游絲來(lái)聯(lián)接的。

實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，汽車(chē)裝用安全氣囊系統(tǒng)后，汽車(chē)發(fā)生正面碰撞事故對(duì)駕駛員和乘員的傷害程度大大減小。有些汽車(chē)不僅裝有前端安全氣囊，還裝有側(cè)向安全氣囊，在汽車(chē)發(fā)生側(cè)向碰撞時(shí)，也能使側(cè)向安全氣囊充氣，以減小側(cè)向碰撞時(shí)的傷害。安裝了安全氣囊裝置的轎車(chē)方向盤(pán)，平常與普通方向盤(pán)沒(méi)有什么區(qū)別，但一旦車(chē)前端發(fā)生了強(qiáng)烈的碰撞，安全氣囊就會(huì)瞬時(shí)間從方向盤(pán)內(nèi)“蹦”出來(lái)，墊在方向盤(pán)與駕駛者之間，防止駕駛者的頭部和胸部撞擊到方向盤(pán)或儀表板等硬物上，這種奇妙的裝置自從面世以來(lái)，已經(jīng)挽救了許多人的性命。美國(guó)一研究所分析了1985年至1993年美國(guó)7000多起汽車(chē)交通事故中發(fā)現(xiàn)，有氣囊裝置的轎車(chē)前部撞車(chē)，駕駛者的死亡率，大轎車(chē)降低了30%，中型轎車(chē)降低11%，小型轎車(chē)降低14%。