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安全气囊系统

1.1 安全气囊定义

安全气囊是 SRS （Supplemental Restraint System 辅助防护系统）的一种（见图 1），在很多汽车的转向盘上和仪表板右侧杂物箱上方都标有 SRS 或 AIR BAG，这表示有安全气囊安装在此处。它与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护。在汽车相撞时，汽车安全气囊可使头部受伤率减少 25%，面部受伤率减少 80%左右。在中、低档汽车中标配的气囊数量是 1-2 个，即车辆的驾驶室和副驾驶室各一个。随着汽车档次的升高，气囊的配置也会相应增加，如有侧气囊、驾驶员气囊、副驾驶员气囊、膝部气囊、侧面帘式气囊等。

图1：安全气囊

1.2 安全气囊系统的组成

汽车安全气囊系统（见图 2）：控制装置、气囊模块

图2：汽车安全气囊系统

● 控制装置

控制装置主要是指电子控制单元 ECU 和碰撞传感器 SIS。控制装置是安全气囊系统的核心，它可以控制气囊系统的点火，进行系统的故障诊断，同时还可判定要保护的乘员座位是否有乘员及是什么样的乘员、安全带是否佩带等。

电控单元 ECU，一般由中央处理器 CPU、存储模块、数/模转换模块、电源模块和点火电路组成。

工作原理：ECU 对由电子传感器产生的能反映车身减速度情况的信号进行分析判断，确定是否点火；

传感器主要有三种类型：机械式、电子式及机电一体式。

● 气囊模块

气囊模块：气袋、气体发生器等

气袋：是在碰撞发生时通过充气形成一柔软的气垫来起到缓冲吸能作用，从而减少对乘员的伤害。气袋是用具有一定物理力学特性的膜状材料制成的，具有特定结构的袋子，袋子的进口与气体发生器的气体出口相连，气袋要有足够的密封性，气袋内部可设置一定的联接筋，要有一定的透气或节流机制。

气体发生器：气体发生器主要用于汽车发生碰撞时，迅速产生大量气体，并给气袋充足气，常见的气体发生器有：火药式（烟火式）气体发生器、压缩气体式气体发生器、混合式气体发生器。

1.3 安全气囊系统的工作原理（见图3）

气囊充气系统与固体火箭助推器的原理相同。发生碰撞后，系统点燃固体推进剂，燃烧极为迅速，可产生大量气体为气囊充气，然后气囊迅速弹出，时速甚至高达 322 公里，几秒之后，气体通过气囊上的小孔迅速消散，气囊收缩。虽然从气囊弹出到收缩也就那么几秒的时间，但足以防止车内人员碰到坚硬物而受伤。

图3：安全气囊系统的工作原理

02

行业相关标准、法规

2.1 安全气囊系统相关标准（具体见表1）

备注：无版本号，依最新版本号为准

表1

2.2 安全气囊系统相关法律法规（具体见表2）

表2

03

安全气囊系统-气囊模块

安全气囊系统的非金属部件主要分布在气囊模块，其中安全气囊游丝（见图4）是驾驶员安全气囊模块中的非金属部件（安装在方向盘下方），故此针对气囊模块的结构会做一详细分析。

图4：安全气囊游丝

3.1 气囊模块结构组成—经典案例（具体见图4、图5、图6）

图5：驾驶员安全气囊模块

图6：乘员安全气囊模块（隐藏式）

图7：侧面帘式气囊模块

3.2 气囊模块总成重量描述—经典案例（具体见图3）

表3

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气囊模块系统非金属部件选材

4.1 非金属部件材料选择—经典案例

具体见表4

表4

4.2 非金属部件材料选用参考—经典案例

具体见表5

表5

05

典型设计流程、试验方案

5.1 安全气囊系统设计流程-典型案例（具体见表6）

5.2 安全气囊系统试验-典型案例

安全气囊试验

一、 安全气囊的性能要求

安全气囊性能要求如下两点：

● 环境试验要求

环境试验要求主要有：高温试验、低温试验、粉尘试验、光照试验、真空试验、振动试验、高低温温度冲击试验、湿热试验、同时进行温度和振动试验、防静电试验、抗电磁干扰试验、噪声试验、烟雾试验、燃烧试验以及有毒残留物检验

等。

● 机械试验性能要求

主要有：跌落试验、压力容器试验、静态展开试验、点火器点火电流测量试验、气袋容积测量试验、气袋织物强度试验、缝线强度试验、织物透磁性及气密性测量试验、爆裂试验以及机械碰撞试验等。

二、试验大纲

图1：安全气囊试验大纲

安全气囊的 DV、PV 实验主要是根据 ISO 12097-2《道路车辆 安全气囊部件 第二部分 气囊模块》实施的。详情见图 1所示的试验大纲

图1