汽车安全气囊系统（SRS）的考评教程

（一）安全气囊的功用

安全气囊系统简称SRS系统。主要包括座椅安全带及其收紧机构和安全气囊两部分。安全带是汽车上最有效的被动安全保护装置，安全气囊则是安全带的辅助装置。在汽车发生碰撞时只有两部分同时起作用，才能有效保护乘员不受伤害。

汽车与汽车或汽车与障碍物之间的直接碰撞称为一次碰撞。一次碰撞后，车速将急剧下降。在惯性力的作用下，驾驶人和乘员会继续向前运动，并与车内构件发生碰撞，这种碰撞称为二次碰撞。

安全气囊设计时旨在一次碰撞和二次碰撞之间的短暂时间（约120ms）内，在驾驶人、乘员和车内构件之间迅速形成一个气垫，使驾驶人、乘员的头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊本身的阻尼作用和气囊背面排气孔的排气节流作用来吸收人体惯性力产生的动能，达到保护人体的目的。

安全气囊系统按气囊的数目可分为单气囊、双气囊和多气囊系统；按气囊的功用可分为正面气囊和侧面气囊系统等。

（二）SRS系统的组成

电控安全气囊系统主要由碰撞传感器、SRS ECU、气囊组件、电器连接件等组成，如图4-112所示。

1.碰撞传感器

在SRS系统中，通常设有2～4只碰撞传感器，分别安装在车身前部和中部，也有的车型安装在气囊电脑内。其作用是检测车辆发生碰撞时的减速度或惯性力，并将信号送至SRS ECU。碰撞传感器或气囊电脑的外壳上有朝前的安装标记，不可装错，切记。

图4-112 电控安全气囊系统的结构组成

1—碰撞传感器 2—自检监控电阻 3—SRS警告灯 4—检查连接器 5—乘客侧气囊 6—转向机外罩 7—螺旋电缆盒底座 8—螺旋电缆盒上盖 9—转向盘 10—气囊盒盖 11—电热引灯管 12—滤网 13—产气物质 14—点火药 15—气囊 16—螺旋电缆 17—控制线束

碰撞传感器按结构的不同可分为滚球式、卷簧式、水银开关式、电阻应变式和压电效应式几种。按其功能的不同又可分为碰撞烈度传感器和安全防护传感器。

碰撞烈度传感器简称碰撞传感器，主要负责检测碰撞的激烈程度，电脑据此信号判断是否发生了碰撞，以及是否需要引爆气囊。

安全防护传感器是SRS系统必不可少的部件之一，通常安装在气囊电脑内，其作用是防止碰撞传感器短路而造成气囊误爆。气囊电脑根据安全传感器的信号判断是否发生了碰撞。通常安全传感器闭合所需的减速度值比碰撞传感器要小一些。当安全传感器导通时，可接通气囊点火器的电源电路。在SRS系统中，只有安全传感器与任意一只碰撞传感器同时导通时，气囊才会引爆。

2.安全气囊电脑（SRS ECU）

SRS ECU是安全气囊系统的控制中枢，主要由电压保护和调节电路、备用电源电路、引爆控制电路、安全传感器电路和报警自诊电路组成。可根据碰撞传感器和安全传感器发出的信号，经逻辑判断后，确定是否发生了碰撞。当判定发生了碰撞且达到一定程度时，立即输出点火指令，引爆气囊。此外SRS ECU还具有监控、保护、报警和自诊功能。(www.xing528.com)

3.气囊组件

气囊组件是一个不可分解、一次性使用的总成，主要包括气囊、点火器、气体发生器等组件。驾驶人侧的气囊组件通过螺栓固定在转向盘中央的底板上，可随转向盘一同转动，前排乘员气囊组件则安装在其座椅正前方的仪表台上。

（1）气囊 气囊通常由尼龙布制成，内表面涂有树脂层，以加强密封。早期的气囊背面或顶部制有2～4个排气孔，在人体压向气囊时排气而起到缓冲作用，排气持续时间通常小于1s。近年来研制出一种能呼吸的新型气囊，气囊上没有排气孔，而是靠气囊本身的孔隙排气。气囊的充气时间通常为30ms，充气压力可达160kPa。

（2）点火器 点火器安装在气体发生器内部的中央位置，主要由引爆剂、电热丝、药筒等组成，其主要作用是：当引爆控制电路向电热丝输出引爆电流时，电热丝迅速红热而点燃引爆剂，从而使药筒内的压力和温度急剧升高，于是气体发生器内的充气剂受热分解而释放出大量氮气（N2），并经滤网过滤和冷却后喷入气囊。

（3）气体发生器 气体发生器主要由壳体、充气剂和过滤器组成，起充气、过滤和冷却作用。壳体一般为铝质，上面有若干个充气孔。过滤器为一个多层金属滤网，起冷却和过滤渣粒的作用。目前充气剂多采用叠氮化钠片状合剂，改变其数量的多少可调节气体发生器的充气压力。

4.电器连接件

SRS系统的电器连接件包括线束、接插件（连接器）和螺旋电缆。SRS系统的线束和接插件多采用黄色，以区别于其他系统的线束。接插件多采用导电性和耐久性良好的镀金端子，并设计有防止误爆机构、双重锁定机构和电路连接诊断机构。由于气囊组件随转向盘一同转动，为了保证点火器导线的可靠连接，普遍采用了螺旋电缆的连接方式。螺旋电缆制成扁平带状绝缘线束，盘旋安装在电缆盒中，约10～15圈，其一端固定，另一端可随转向盘转动。通过电缆的收紧和放松，实现固定端和旋转端的电路始终连接。

（三）SRS系统的工作原理

SRS系统的工作原理如图4-113所示。当汽车发生前方规定角度范围内的高速碰撞时，SRS ECU根据碰撞传感器和安全传感器的信号，经过逻辑判断后，立即向SRS气囊组件内的点火器发出点火指令，通过电热丝点燃引爆剂，迅速产生大量热能，使充气剂受热分解释放大量氮气充入气囊，其动作过程如下：

图4-113 SRS系统的工作原理

1）碰撞约10ms后，气囊系统达到引爆极限，气囊引爆，但此时驾驶人尚未动作。

2）碰撞约40ms后，气囊完全充满，驾驶人向前移动，安全带起作用，吸收大部分动能。

3）碰撞约60ms后，驾驶人头部和胸部压向气囊，气囊在气体压力和人体压力下排气，利用排气节流作用进一步吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能。

4）碰撞约110ms后，大部分气体已从气囊中逸出，驾驶人身体上部回到座椅靠背上。

5）碰撞约120ms后，碰撞危害解除，车速降低至零。