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第五章 汽车车身电子控制系统 * 5.1 汽车安全气囊 概述 主动安全性 汽车安全问题 被动安全性 避免发生意外事故的能力 意外发生时对乘员进行有效保护的能力 有惊无险 车毁人不亡 * 生物损伤 心理损伤 机械损伤 外载强度超过骨骼或肌肉组织的承受极限，如骨折或皮肉撕裂。 在碰撞导致的加速度作用下人体部位的生物功能损伤，如脑组织分离。 碰撞过程对人的心理造成惊慌和恐惧感等。 一次碰撞 二次碰撞 人体损伤 5.1 汽车安全气囊 * 志愿者试验 尸体试验 动物试验 前碰试验的HybridIII型假人 侧碰SID假人 追尾事故中的BioRID假人 多刚体动力学法 动态大变形非线性有限元法 生物试验 数值模拟试验 假人试验 5.1 汽车安全气囊 * 安全带系统 安全转向系统 安全气囊系统 结构缓冲材料 安全座椅 结构缓冲材料 安全气囊系统 金属薄壁吸能管：.截面形状，尺寸，壁厚和材料特性等参数。 气体发生器 传感器 控制器 气囊 安全转向系统 转向盘 压塌式转向管柱 5.1 汽车安全气囊 * 5.1 汽车安全气囊 气囊的保护思想 在发生一次碰撞后、二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，让乘员扑在气囊上。通过气囊的排气节流孔阻尼吸收乘员的动能，使猛烈的二次碰撞得以缓冲，以达到保护乘员的目的。 气囊的工作原理 汽车安全气囊系统主要由传感器、控制器ECU、气体发生器和气囊等组成。 传感器感受汽车碰撞强度并将碰撞信号传给ECU，ECU接受并处理传感器信号，当ECU判断有必要打开安全气囊时，立即发出点火信号触发气体发生器，气体发生器点火后迅速产生大量气体，在乘员和汽车内部结构之间展开一个充满气体的气囊，使乘员避免与坚硬的汽车内部结构发生二次碰撞，以保护乘员，减少伤害程度。 * 5.1 汽车安全气囊 安全气系统囊的组成 传感器 电子控制系统 触发装置 气体发生器 气袋 控制装置 * 5.1 汽车安全气囊 气囊系统的组成 机械式与机电式传感器 传感器 机械式 机电式 电子式 集成式 传感器由弹簧、质量块构成，当它承受一定时间和一定强度的加速度时，质量块由于惯性作用触发机械开关，从而点爆气囊。 * 5.1 汽车安全气囊 电子式传感器 集成式传感器 电子式传感器主要有压电式、压阻式、电容式等几种。依靠压电效应、压阻效应或电容板电容变化输出相应的电信号，电子式传感器输出信号为连续量，而机械式传感器输出信号为开关量。 集成式传感器我采用电容式和压阻式。其优点是：集成度高、接口简单、工作可靠、具有自测试能及时发现故障。目前机械式传感器应用越来越少，电子式和集成式传感器应用很广泛。 * 5.1 汽车安全气囊 控制器ECU 控制器是气囊系统的核心部件，气囊控制器能够准确判断出正撞、偏撞、斜撞等各种复杂情况的碰撞强度，并准时点爆气囊。控制器主要机械式、模拟电子式、智能式几种。机械式控制器主要用于低成本气囊，目前应用很少。目前应用广泛的是采用微处理器的智能式控制器，它主要对电子式传感器输入的电信号进行处理、判断，必要时输出点爆信号点爆气囊。 * 5.1 汽车安全气囊 气体发生器 气体发生器有压缩式(冷式)、燃烧式(热式)、混合式三种。压缩气体式主要与机械式传感器及控制器连用。产气量少，充气速度慢；燃烧式通过燃烧剂燃烧产生大量气体，产气量大，容易控制，应用较广；燃烧剂主要是叠氮化钠，燃烧生成无害的氮气，产生热量和固体颗粒，要采取降温、过滤等措施，且叠氮化钠溶于水后有毒，对环保不利。混合式主要使用可燃混合燃烧剂如氢气和氧气按一定比例加压混合，燃烧后产生水，没有固体颗粒，燃烧前也无害，混合式气体发生器是今后的发展方向。 * 5.2 汽车安全带 用于收卷、储存部分或全部织带，并在增加某些机构后起到特定作用的装置。 在汽车发生碰撞时限制乘员的移动量，要求安全带在规定伸长率以内有效地束缚住乘员，并尽量减轻乘员所受的冲击力，以避免造成人身伤害。 既能把乘员约束在安全带内，又能快速解脱的连接装置，其功用是用以结合或脱开安全带。 织带 卷收器 带扣 * 5.2 汽车安全带 预紧式安全带的工作原理 预紧式安全带是在普通安全带上增加预紧器构成。预紧器可与锁扣结合在一起(锁扣预紧器)，也可与卷收器结合在一起(卷收预紧器)。 预紧式安全带的控制一般由气囊控制器完成，分两级控制，当碰撞强度达到第一级未达到第二级时，点爆预紧式安全带，达到第二级时，点爆气囊。 * 5.2 汽车安全带 限力式安全带的工作原理 限力式安全是近年发展一种安全带，当碰撞车速较高、强度较大时，普通安全对人的作用力可能达到中以伤害人体的程度。限力式安全带能在卷收器或锁扣等部位增加限力机构，当织带所受的力达到一定值时，