雙安全氣囊系統工作原理及組成(圖)

　　目前汽車安全氣囊系統一般為轉向盤單氣囊系統，或者雙氣囊系統。安裝有雙氣囊和安全帶預緊器系統的車輛在發生沖撞時，不管速度高低，氣囊和安全帶預緊器同時動作，因此造成低速沖撞時氣囊的浪費，使維修費用增加很多。

　　兩次動作的雙安全氣囊系統，在汽車發生沖撞時，能根據汽車的速度和加速度的大小，自動地選擇只使用安全帶預緊器動作，還是安全帶預緊器和雙氣囊同時工作。這樣，在低速發生沖撞時，系統只使用安全帶即能足夠保護駕乘人員安全，而不用浪費氣囊。如果在速度大於30km/h發生沖撞時，安全帶和氣囊同時動作，以便保護駕乘人員的安全。

兩次動作的雙氣囊系統工作原理

兩次動作的雙氣囊系統在轎車上的布置如（圖1）所示，它是由傳感器、中央控制器、雙氣囊、雙安全帶預緊器和接頭等組成。其工作原理如（圖2）所示。

中央控制器由中央傳感器、電子控制器、安全傳感器和輔助電源組成。氣囊中除了氣囊外，還有電雷管、氣體發生器；安全帶預緊器中也有電雷管。本系統的電氣聯接特點是:①左右兩個前方傳感器並聯，並聯後與左右安全帶預緊器電雷管、安全傳感器串聯。②中央傳感器和前方傳感器並聯，它們串聯後的電路也並聯。

　　系統的工作原理如下:

在汽車行駛中，3個傳感器不斷將車速變化的信息輸入到電子控制器，經電子控制器不斷地計算、分析、比較和判斷，並隨時准備發出指令。當車速小於30km/h沖撞時，前方傳感器和其串聯的安全傳感器同時向電子控制器輸入撞車信號，並發出引爆安全帶預緊器電雷管的指令，而中央傳感器發出的信號不能使電子控制器發出引爆氣囊電雷管的指令。所以，在低速(減速度較小)沖撞時，只要預緊器向後拉緊安全帶，就足以保護駕乘人員不撞向前方。

在高速(減速度較大)沖撞時，前方傳感器和中央傳感器同時向電子控制器輸入沖撞信號，電子控制器在迅速判斷後發出指令，同時引爆左右預緊器和雙氣囊的電雷管。安全帶向後拉緊的同時，2個氣囊同時張開，吸收駕乘人員因減速度大而產生的沖撞能量，有效地保護他們的安全，如（圖3）所示。

　　當汽車和前面的固定物沖撞時，汽車行駛的速度越快，減速度就越大，傳感器接受到的力就越大。若將前方傳感器和中央傳感器預設定的力分為上、下限，即前方傳感器的預定沖撞速度在小於30km/h的下限值，並且相應的安全傳感器預設值也是下限值，則汽車發生低速沖撞時，電子控制器只使安全帶預緊器引爆。中央傳感器預設值為上限，則汽車高速沖撞時，前方傳感器，中央傳感器和安全傳感器同時向電子控制器輸出沖撞信號，電子控制器使所有的電雷管引爆，則安全帶拉緊，氣囊張開。

從發生沖撞、傳感器發出信號到控制器判斷引爆電雷管，大約需要10ms時間。引爆後，氣體發生器產生大量氮氣，迅速吹脹氣囊。從發生沖撞到氣囊形成，進而到安全帶拉緊，全過程所需時間為30-35ms，所以氣囊系統的保護效果是非常好的。

當氣囊引爆後，由於產生的氣體大量湧進氣囊，使氣囊的壓力增高，不利吸收沖撞能量，所以，在氣囊的後面有2個排洩壓力的氣體排放孔，有利於保護駕乘人員的安全。

系統主要部件

(1)前方傳感器

此傳感器安裝在保險槓後與擋泥板之間，用來感測低速沖撞的信號。前方左右2個傳感器結構相同，都是偏心錘式機械傳感器。傳感器裝在1個密封的防振保護盒內，其結構如（圖4）所示。

　　前方傳感器的工作原理是:汽車正常行駛時，扭力彈簧將錘、動觸頭定在止點位置，傳感器沒有觸發信號給中央控制器。當汽車沖撞時，慣性力克服彈簧的扭力而使其產生運動，帶動觸頭轉動，使動、靜觸頭接合。此時，傳感器向中央控制器發生“接通”信號，同時安全傳感器也接通，於是電子控制器發出引爆安全帶預緊器電雷管的指令，使安全帶拉緊而達到安全保護作用。

前方傳感器有4個引腳，其中2個引腳接到電子控制器，另外2個為自診斷引腳。金屬電阻的作用是診斷本傳感器和中央控制器之間是處於開路狀態還是處於正常狀態。

(2)中央傳感器

中央傳感器裝在中央控制器內，用來感測汽車發生高速沖撞的信息，並將其輸送到電子控制器，用來引爆氣囊電雷管，使氣囊張開。同時前方傳感器也引爆了預緊器的電雷管，即安全帶預緊和氣囊張開同時起作用。

中央傳感器是1個固體半導體壓力傳感器，它具有穩定性好、應變靈敏系數K值大(約100-150)及壓敏電阻效應線性好等特點。

中央傳感器的結構如（圖5）所示。其懸臂架壓在半導體應變片的兩端，當汽車發生沖撞時，半導體應變片在懸臂減速度力作用下發生彎曲變形，受壓後的電阻發生變化，電阻的變化引起動態應變儀輸出電壓發生變化。汽車的速度越大，沖撞後產生的減速度力越大，則輸出的電壓也越大。

　　由於半導體應變傳感器輸出特性受溫度影響較大，故應用晶體管的基極發射極間電壓Vbe的溫度變化來消除傳感器輸出特性的變化，所以半導體傳感器要求有穩定電源。

(3)安全傳感器

本系統設立了2個安全傳感器，用來防止系統在非沖撞時引起氣囊的誤動作。它們裝在中央控制器內，是1個水銀常開開關，如（圖6）所示。當發生沖撞時，足夠大的減速度力將水銀拋上，接通電雷管電路。

　(4)電子控制器

電子控制器包括引爆控制電路、驅動電路、儲存電路和診斷電路等（見圖2）。它們都集中裝在中央控制器上。

實際上，引爆控制電路是1個晶體管開關電路。當傳感器傳來的信號電壓足夠大時，晶體管的發射極和集電極就導通，將傳來的信號與已經儲存的信號(電阻、電壓)相比較，確認是沖撞信號後則接通繼電器，由驅動電路接通電源與電雷管的總開關電路，引爆氣囊和安全帶電雷管。

儲存電路和診斷電路是合在一起的。診斷電路不斷地分析和診斷氣囊系統的各種故障，將這些故障編碼儲入儲存電路，以備將來檢修時用。與此同時，驅動電路使儀表盤上的SRS警告燈開始閃爍。

診斷儲存電路監控如下故障:

①氣囊誤引爆和不引爆。

②傳感器的失靈。

③系統各接頭和線路的短路或開路。

(5)輔助電源

輔助電源包括1個直流穩壓器和1個電容儲能器。直流穩壓器能保證供給系統電壓的恆定性，使系統能正常工作而不發生失效引爆事故。它是一種帶比較、放大和調節動能的集成穩壓裝置。電容儲能器是利用電容儲存電能，在沖撞中發生電源中斷時，擔負起氣囊系統的電源作用，避得失效引爆事故。