汽车安全气囊装配工艺论文(汽车安全气囊装配工艺论文题目)
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本文目录一览:
- 1、汽车安全气囊的发展与应用
- 2、汽车安全气囊的工作流程是什么?
- 3、找一篇有关汽车专业的毕业论文?(有制造与装配方面的更好)
- 4、汽车安全性方面的论文。。
- 5、汽车安全气囊的工作原理和工作过程是怎样的?
- 6、国外汽车安全气囊的发展用几百字概咵
汽车安全气囊的发展与应用
1952年Hetrick发明了他自己之称为“汽车安全气垫”的装置,用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。这是一种纯机械装置。用于使气囊膨胀的压缩空气贮存在一个压力容器中,连接着弹簧的质量块用来感应汽车的减速度。当质量块产生位移时,能打开一个阀使压力空气从压力容器中冲出来,以使气囊膨胀。气囊可装在方向盘中、手套箱门上、仪表板上部以及前排座椅的靠背。
早期的空气囊主要用于与其它安全装置一起防止飞机着陆时与地面的碰撞。1960年,安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。
60年代末,美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)开始建议制定一个可选择的安全气囊法则,鼓励汽车厂商去发展安全气囊。
70年代,美国通用、福特,德国奔驰,日本丰田等汽车公司以及美国MORTON公司、TRW公司、德国TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊,其中1***1年5月德国的一个研究小组成功地将火箭推进技术应用于汽车安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究与发展进入了一个全新的发展阶段。
1984年,美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)在著名的“联邦汽车安全标准”中的208条款《乘员碰撞保护》(FederalMotorVehiclSafetyStandard208,简称FMVSS208)中增加了安装气囊的要求,这为安全气囊的发展和使用提供了一个明确的法则及指导方向。FMVSS208条款是汽车安全气囊发展史上的一个重要的里程碑。此后,欧洲也颁布了ECER94法规,紧接着日本丰田、本田,美国福特、克莱斯勒,德国宝马,瑞典富豪等汽车公司纷纷开始销售配有安全气囊的汽车。
20世纪90年代后期,美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊,双气囊已成为绝大多数主流轿车的标准件。
安全气囊由美国人约翰•赫特里特(John•Hotrich)发明。他是一位自学成才的***夕法尼亚州工程师。1952年,在遭遇一次事故后,他萌发了设计撞车安全装置的想法。在这次事故中,约翰为躲避一个障碍物而猛打方向盘进行制动,他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须要有一个良好的方法来保护乘员,两周之后他绘好了设计图纸交给了代理人,这份图纸确定了今天安全气囊的雏型。1953年8月18日,他获得了"汽车缓冲安全装置"的美国专利。
安全气囊从1952年就取得了专利,但在应用推广中经历了几上几下的波折,足足走过了30多年的漫长路途。直至1984年,汽车碰撞安全标准(FMVSS208)在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施,其中规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座前均应装备安全气囊,同时还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的安全气囊,自此才确认了安全气囊的作用。如今,这个在当年颇具创意性的发明已转为千百万个产品,种类也发展为正面气囊、侧面气囊、安全气帘等等。各国生产的中高级轿车,大多数都装有安全气囊,有些轿车已将安全气囊列入必装件。在国内,随着CMVDR294碰撞安全法规的开始实施,国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高,但目前除了极少数高级车装备了侧面气囊之外,大部分车型还只是安装了正面气囊。
安全气囊在近几年得到了飞速的发展,价格大幅度下降,装备了安全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。同时,有些轿车前排安装了乘客用的安全气囊(即双安全气囊规格),乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊相似,只是气囊的体积要大些,所需的气体也多一些而已。进入90年代以来,安全气囊的安全性能已被人们普遍接受,并被视为一种现代化和高档次的安全装置。了解安全气囊的工作原理及注意事宜对我们更好的保护自己有很重要的作用,但对于驾驶员来说,安全驾驶才是第一位的,这是任何先进的安全装置都无法替代的。
1.2国内汽车安全气囊的发展
我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪80年代末我国的一些汽车碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。
随着世界汽车进军我国,我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992年,我过自行研制的FS-01安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。
在我国“九五”规划期间和“十五”规划中,国家经贸委和汽车行业将安全气囊列为我国汽车零配件三大重点发展项目(电子喷油系统、防抱死制动系统和安全气囊系统)之一,尤其是在1999年10月28日,国家机械工业局发布《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》(CMVDR294)。这个设计规则明确提出对汽车乘员在发生汽车碰撞时的安全标准。所述的安全要求。CMVDR294的发布间接地对汽车配置安全气囊提出了新的要求,这无疑是中国安全气囊发展史上的一个进步,同时也对安全气囊的研究与发展指明了正确的方向和注入了新的活力。
在十多年的研究与发展过程中,国内许多大学与事业公司的研究与产品已初具基础,其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中,系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作,对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。
坐落在锦州经济技术开发区的锦恒公司是国内唯一一家具有自主知识产权的汽车安全气囊生产企业,其生产能力和所占市场份额在国内最大。锦恒公司建有国内一流的研发中心,实验室通过了国家CNAL认证,具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、侧面撞等实车碰撞试验能力和台车试验能力。公司的主要碰撞、检测设备和组装生产线均由国外引进,技术装备水平国内领先。他们通过引进美国公司的安全气囊生产技术,开发出填补国内空白的机械式安全气囊产品;与一汽汽研所共同承担了国家“九五”汽车电子产品攻关***,开发出具有独立知识产权的电子式安全气囊产品。目前,该公司共为国内20多个汽车生产厂家的30多个车型研发、配套安全气囊,已形成单班年产20万套安全气囊总成、120万只气囊、15万只饰盖的生产能力,是国内同行业中首家实现为整车配套的企业。近年,他们还与国际著名的安全气囊供应商签订加工安全气囊零部件的协议,产品将走向欧洲、北美等国家。
2000年以来,我国安全气囊市场需求平均每年都有超过200%的速度在增长,到2004年我国安全气囊市场总配套量接近400万套。目前,国内生产安全气囊企业有近20家,2004年产量超过200万套,安全气囊的国产化率超过50%。国内安全企业的生产和配套市场基本上分外资企业和国产企业两大阵营。外资企业主要以Autoliv、Plast、Takawa、Mobis等为代表,国内80%以上的安全气囊由他们生产,外资企业占据着我国安全气囊的中高端配套市场。国产企业主要是以锦州锦恒、东方久乐、上海比亚迪等为代表,他们国内安全气囊的产量只占15%左右,主要在一些国产化的经济型乘用车有所配套。我国安全气囊在经历安全气囊的进口高峰后,进口安全气囊的高速增长是势头已经跌落,2005年上半年已经出现进口负增长。目前,进口安全气囊在国内配套市场所占比重不到一半。2004年底开始,跨国安全气囊企业相继在中国投资气囊组件的生产,加强了安全气囊上游零部件本地化供应配套的能力。到2007年,我国80%以上的安全气囊组件将实现本地化生产。目前,我国安全气囊零部件ECU、气体发生器、气袋、布料的国内***购率只有5%左右,气囊组件配套还有很大的发展空间。
1.3国内安全气囊的评价
尽管我国安全气囊的研究与发展已初具基础和规模,但是离世界先进水平还相距甚远,这些差距主要包含安全气囊法规、撞车实验系统、安全气囊的设计、制造和测试等方面。事实上,我国的撞车实验系统还不能完全满足美国FMVSS208条款的技术要求;其次在安全气囊方面,我们还缺少关键技术的自主知识产权;此外,传感器、气体发生器和气囊的技术规范及检测还未达到一个令人满意的状态。因此,我们业内人士还要付出艰辛的努力!
1.4汽车安全气囊的发展趋势
汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种,主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性,防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用,以减缓事故严重程度。汽车安全气囊属于被动安全系统。我国2000年实施了CMVDR294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》,该法规等效于欧洲ECER94法规。最近,我国的侧面碰撞法规已经开始实施,这将对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的不断完善,将带动中国汽车电子市场的发展。据预测,2009年前排乘客侧面保护气囊的安装率将会是2006年的2倍,侧气帘的安装率将是2006年的4倍。
随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高,汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快,智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。
新的技术可以更好地识别乘客类型,***取不同的保护措施。系统***用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素,进而在碰撞时判断是否点爆气囊、***用1级点火还是多级点火、点爆力有多大,并与安全带形成总体控制。通过传感器,气囊系统还可以判断出车辆当前经历的碰撞形式,是正面碰撞还是角度碰撞,侧面碰撞还是整车的翻滚运动,以便驱动车身不同位置的气囊,形成对乘客的最佳保护。网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。在汽车网络中,有一种应用面比较窄,但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。Safe-By-Wire是专门用于汽车安全气囊系统的总线,Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。
Safe-By-WirePlus总线标准是由汽车电子供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。与整车系统常用的CAN、FlexRay等总线相比,Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏,Safe-By-Wire中嵌入有多重保护功能。比如说,即使线路发生短路,安全气囊系统也不会因出错而起动。Safe-By-Wire技术将会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。
汽车安全气囊作为一种设想提出来后到今天成为必需的安全装备在汽车上广泛应用已经过了整整半个世纪的历程。安全气囊有效地减小了在汽车碰撞事故中乘员的伤亡,它的保护效果在汽车安全研究领域得到广泛的认识和高度重视。随着汽车安全气囊的普遍推广应用,安全气囊系统的各关键技术环节均成为汽车安全研究领域的重点。
当前安全气囊新技术的开发研究可以概括为向着气囊的智能化、小型化、多样化、无污染的方向发展。
(1)安全气囊的智能化
传统的正面碰撞安全气囊系统是根据前座乘员的常规乘座位置和气囊的理想点火时刻为原则设计的。但是在实际的汽车碰撞事故中,影响气囊保护性能的因素很多,例如乘员的身高和体重、乘员相对于方向盘河南机电高等专科学校毕业论文7或仪表板的位置、碰撞的剧烈程度等等。不同的碰撞条件及乘员和乘员的位置的变化会导致乘员不是在最佳时刻与气囊接触,从而降低对乘员的保护效果。为了充分发挥安全气囊的保护效果,自适应式或称为智能型安全气囊的概念也就应运而生。近年来,智能型安全气囊的研究致力于开发一种能够最大限度地保护乘员的安全气囊系统。这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。智能型气囊的关键技术之一是先进的传感系统和电子运算系统,它们在事故发生的短暂时刻内能够提供可靠的碰撞环境的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度,碰撞的方位,乘员的身材、体重、位置,乘员是否系有安全带。智能气囊系统根据原有探测的信息作出判决怎样调节和控制气囊的工作性能,使气囊能充分发挥其保护效果。
(2)安全气囊的小型化
缩小安全气囊总成的体积是当前发展的趋势之一。新型发生器工作时,压缩气体从气罐中喷出充满气袋。这种发生器气体产生率高,因而尺寸小,便于安装布置。
(3)环境保护型安全气囊
***用压缩气体的气体发生器对人体无毒害,且易于回收处理,没有环境污染的问题。
(4)安全气囊的多样化
驾驶员和前座乘员安全气囊已成为轿车生产中的标准设备,作为正碰撞事故中的安全措施。侧面碰撞气囊正在迅速发展。不同设计形式的侧碰撞气囊可分别安装在坐椅靠背外侧、车门中部、车身中立柱、车身顶部与车门交界部位。这些安装在不同部位的侧碰撞气囊可分别起到保护乘员头部、胸部和臀部的作用。
正在研制的新型保护气囊还有以下5种:
①安装在转向盘下方膝垫部位的安全气囊可保护下脚正碰撞中免受伤害。
②安装在制动踏板下的安全气囊以保护脚和踝关节在正碰撞中免受伤害。
③安装在前座椅靠背上的安全气囊以保护后座乘员。
④安装在汽车发动机罩下的安全气囊,保护行人。
⑤安装在前挡风玻璃边框的安全气囊以减少行人在汽车碰撞事故中头部的损伤。
2.1汽车安全气囊的组成
驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内,因此,当您看见方向盘上标有"SRS"或"Airbag"字样,就可知此车装有安全气囊。安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处,其容量约50至90升不等,做气囊的布料具有很高的抗拉强度,多以尼龙材质制成,折叠起来的表面附有干粉,以防安全气囊粘着在一起在爆发时被冲破;为了防止气体泄漏,气囊内层涂有密封橡胶;同时气囊设有安全阀,当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体,避免将乘客挤压受伤;气囊中所用的气体多是氮气。
Srs中电控系统中的传感器,按其功能可分为碰撞强度传感器和防护碰撞传感器;而碰撞强度传感器按其安置位置又可分为包括左前碰撞传感器,右前碰撞传感器和中央碰撞传感器的前碰撞传感器和中心碰撞传感器两种。
碰撞传感器和防护碰撞传感器串连在一起,其功能都是检测车辆发生碰撞时的惯性力或减速度值,并把信号传输给srs的ecu。所不同的是,碰撞强度传感器是用来检测车辆发生碰撞时所受碰撞的激烈程度,其信号是供系统的控制单元判断是否引爆点火剂而使气体发生剂给气囊充气;而防护碰撞传感器则是防治碰撞强度传感器短路而导致安全气囊误膨开,其信号是供控制单元判断是否发生碰撞。
ECU为一独立安装的控制系统,它不与其他系统的控制单元合用,其功能是接受个传感器发来的信号并判断是否引爆使气囊膨开。
2.2安全气囊系统的分类
1.按引爆方式分类
按引爆方式分类,安全气囊系统可分为机械控制式和电子控制式两类。机械控制是安全气囊系统机械控制是安全气囊系统不需要电源,电子电路和电路配线,其全部零件都组装在转向盘装饰盖板的下面,检测碰撞动作和引爆点火剂都是利用机械装置的动作来完成的。目前,这种类型的安全气囊很少使用。
(1)电子控制是安全气囊系统电子控制式安全气囊系统是目前普遍***用的一种安全气囊系统。这种类型的传感器是利用碰撞传感器来检测碰撞信号并把信号发送到安全气囊系统的控制单元,控制单元根据碰撞传感器发送来的信号由在其内部预先设置的程序不断不得进行数学计算和逻辑判断,当判断结果是发生碰撞时,srs的ecu便立即发出点火指令引爆点火剂,点火剂引爆时所产生的大量热量使叠氮化钠药片的气体发生剂分解,产生大量的氮气使气囊膨开。
(2)目前日本的本田公司的雅阁,市民,丰田公司的凌志,***,佳美,日产公司的尼桑星球,瑞士沃尔沃公司的850,960,美国福特公司的林肯城市,通用公司的凯迪拉克,国产轿车的红旗世纪星,奥迪a6,帕萨特b5,捷达王以及高尔夫等轿车***用的都是电子控制式安全气囊系统。
2.按安全气囊数量分类
按安全气囊数量分类可分为单安全系统,双安全气囊系统和多安全气囊系统。
(1)单安全气囊系统单安全气囊系统,只是在驾驶员侧的转向盘中安装拉一个安全气囊。
(2)双安全气囊系统近几年生产的轿车大多都***用拉双安全气囊系统,即在驾驶员侧和前座乘员侧各安装了一个安全气囊,如本田雅阁,市民,丰田佳美,马自达626,929,福特林肯城市及国产的奥迪a6等轿车均***用的是双安全气囊系统。由于前座乘员在汽车发生碰撞时的危险性比驾驶员的要大,所以前座乘员侧的安全气囊的尺寸通常比较大,并与驾驶员侧的安全气囊同时起作用。
(3)多安全气囊系统多安全系统是指在车上安装了3个或3个以上的安全气囊。例如,瑞典沃尔沃850,960,通用的别克,上海大众帕萨特轿车等。
3.按保护类型分类按保护类型分类
安全气囊系统可分为驾驶员用安全气囊,前排成员安全气囊,防侧撞安全气囊和后座成员用安全气囊。
(1)驾驶员用安全气囊驾驶员用安全气囊是汽车最广泛***用的安全气囊,他在车辆发生碰撞时对驾驶员起保护作用。这种气囊分为美式和欧式两种,并安装在转向盘中。美式安全气囊的设计原则是嘉定驾驶员未系座椅安全带时车辆发生碰撞,为了更好的保护驾驶员,所以气囊体积较大,约60升。欧式安全气囊则是***定驾驶员系上安全带时车辆发生碰撞,这时由于安全带已起保护作用,所以其体积较小,通常约为40升。
(2)前排成员用安全气囊前排成员用安全气囊也分为欧式,美式两种。由于前排成员在车内的位置不固定,所以设计的安全气囊的体积也较大,以保证在发生撞车时成员免受伤害。通常美式前排成员用安全气囊体积约为160升,欧式前排成员安全气囊设计约为75升。
(3)防侧撞安全气囊根据使用要求的不同,防侧撞安全气囊可以安装在车门上横梁中,车门内板中或座椅侧面。安装在车门上横梁中的防侧撞安全气囊,用以保护乘员的头部,安装在车门板内的防侧撞安全气囊和安装在座椅侧面的防侧撞安全气囊,用以保护乘员的胸部和心,肺脏等重要器官。由于空间的限制,通常防侧撞安全气囊的体积都较小,安装在车门板内的安全气囊体积通常为35~40升,而安装在座椅侧面的安全气囊体积仅为12升左右。
(4)后排座成员用安全气囊
近年来,由于对后排座成员的安全防护的重视,所以在后排座椅上不仅安装了安全带,而且还在前排座椅的后面安装了保护后排座成员的安全气囊。
后排座成员安全气囊在结构上同其他安全气囊基本相同,其体积通常可达100升。在车辆发生碰撞并引爆后,安全气囊便在后排座乘员与前排座椅间形成一个防护气垫,从而达到对后排座成员的保护作用。
2.3汽车安全气囊的工作原理
当车辆发生碰撞时,安全气囊控树模块快速对信号做出处理,确认发生碰撞的严重程度已超出安全带的保护能力,便迅速释放气囊,使乘员的头、胸部直接与较为柔软有弹性的气囊接触,从而通过气囊的缓:中作用减轻乘员的伤害。一般说来,轻微的碰撞不会打开安全气囊,只有在车辆正面一定角度范围内才是打开安全气囊的有效碰撞范围,后碰、侧碰、翻转都不会引发安全气囊打开。需要强调的是,安全气囊只是辅助,在不系安全带的状况下,安全气囊不但不能对乘员起到防护作用,还会对乘员有严重的杀伤力。安全气囊的爆发力是惊人的,足以击断驾驶者的颈椎。因此,系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。
早期的安全气囊为机械式安全气囊系统,现在国内外气囊厂家主要***用的是电子式安全气囊系统。基本型安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正面保护安全气囊及安全带预紧装置。
电子式安全气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况,由MCU监控并作出判断,判断当前的***是否是严重碰撞***,如果是严重碰撞***则驱动气囊展开,保护驾乘人员的安全。安全气囊作用过程为:碰撞发生后0~20ms内传感器将信号输送到中央电子控制器(ECU),ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器,在20~60ms内高温、高压气体(氮气)经过滤冷却进入气袋,气袋张开形成气垫,将乘员与车内装备隔开,60~100ms后气袋排气孔打开,气囊泄气并收缩。气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量,缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力,乘员陷入较柔软的气囊中,使得乘员得到保护。最后气体全部从排气孔排出,气囊瘪下。为安全气囊系统基本装车形式,图中DAB是驾驶员气囊,PAB是乘员气囊,PSB是安全带预紧装置。
由于安全气囊系统属于汽车安全部件,它所***用的电子器件均有较高的特殊性能要求,需要精度高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。
常规安全气囊的电子控制系统包括加速度传感器和MCU等。当前国内外气囊厂家常用的安全气囊传感器为微机电系统(MEMS)传感器,MEMS传感器的感应范围比较宽,可以感应1G到100G值的加速度,感应方向可从单轴向到三轴向,在正面、侧面、垂直三个方向感应汽车碰撞过程中的加速度变化,并输出模拟信号。
安全气囊控制要求MCU运算能力强、I/O口充足等,从可靠性角度考虑,需要使用汽车级的具有一些特殊功能模块的MCU。根据系统性能的不同要求使用的MCU有8位、16位,对于更复杂的系统,许多气囊系统供应商已经***用了32位的高性能。
现代安全气囊系统由碰撞传感器,缓冲气囊,气体发生器及控制块等组成。气体发生器。安全气囊系统要求气体发生器能够在较短的时间内(30ms左右)产生大量的气体充满气囊,产生的气体必须对人体无害,且不能温度太高,同时要求气体发生器有很高的可靠性和稳定性。气体发生器主要有:压缩气体式、烟火式和混合式三种型式。混合式气体发生器是压缩气体式和烟火式相结合的发生器,也是目前广泛应用一种气体发生器。控制装置。一般集成在微计算机中。当汽车发生碰撞事故时,电控装置接收多个传感器传来的车身不同位置的减速信号,经过反复不断的分析、比较、计算,决定是否发出点火信号。要求控制装置能够在复杂的碰撞情况下作出非常准确的判断,点火时刻也必须精确控制。
虽然安全气囊在结构上会有所不同,但其工作原理基本一致。汽车行驶过程中,传感器系统不断向控制装置发送速度变化(或加速度)信息,由控制装置(中央控制器)对这些信息加以分析判断,如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超过预定值(即真正发生了碰撞),则控制装置向气体发体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火,点火后发生爆炸反应,产生N2或将储气罐中压缩氢气释放出来充满碰撞气袋。乘员与气袋接触时,通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量,达到保护乘员的目的。
安全气囊根据安装的位置及保护对象不同,主要分为:对驾驶员进行保护的气囊,装在方向盘内,防止驾驶员与转向盘、仪表板及前挡风玻璃发生碰撞;对前排乘员进行保护的气囊,装在仪表板内,防止乘员与仪表板、前挡风玻璃发生碰撞;对后排乘员进行保护的气囊,一般安装在前排座椅的靠背上后部或头枕内部,防止乘员与前排座椅发生碰撞。由于后排乘员受到的伤害程度较轻,后座椅安全气囊一般只在高级轿车上使用。
汽车的安全气囊内有叠氮化钠、或硝酸铵等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生分解反应,产生大量气体,充满气囊。
新型安全气囊加入了可分级充气或释放压力的装置,以防止一次突然点爆产生的巨大压力对人头部产生的伤害,特别在乘客未佩戴安全带的时候,可导致生命危险。具体形式有:
①分级点爆装置,即气体发生器分两级点爆,第一级产生约40%的气体容积,远低于最大压力,对人头部移动产生缓冲作用,第二级点爆产生剩余气体,并且达到最大压力。总的来说,两级点爆的最大压力小于单级点爆。这种形式,压力逐步增加。
②分级释放压力方式,囊袋上开有泄压孔或可调节压力的孔,分为完全凭借气体压力顶开的方式或电脑控制的拉片Tether。这种方式,一开始压力达到设定极限,然后瞬时释放压力,以避免过大伤害。
汽车安全气囊的工作流程是什么?
汽车安全气囊装置是指发生撞车事故时,在发生二次碰撞前,气囊发生膨胀从而保护乘员的装置。安全气囊是一种辅助装置,它是座椅安全带的乘员约束装置。关于它的发明,还有一个故事,据说是1952年美国工程师John W.Hetrick因为受一场严重的交通事故的启发,开始研究汽车安全气囊发明的。
首先当汽车发生碰撞时,由碰撞传感器检测到相关碰撞信号,比如设置一个加速度传感器,检测加速度的变化,相关控制系统会判断是否开启充气装置,由于撞击过程很短,要求气囊从触发到完成充气非常短,约25-35毫秒。
充气的过程涉及如下的化学反应2NaN3=2Na+3N2↑,产生50升到90升的氮气,迅速充满气囊,氮气不具有毒性,在空气中含量是78%,是理想的填充气体。此外气囊中有少量的氧化铁,氧化铁的作用就是除去金属钠,生成的金属钠单质化学性质活泼,存在于气囊中是个很大的隐患,因此再用 氧化铁除去。
爆炸条件及原理:需要碰撞传感器接收到外力的信号,达到危险程度后安全气囊电脑模块处理信号,发送电流到各个安全气囊装置(比如现在新款车好多都是只爆开撞击一边的安全气囊,或者左边,或者右边,都属于电脑模块控制的)。
安全气囊爆开的时间是0.03秒不到,原理就是安全气囊电脑模块传输电流引爆安全气囊。安全气囊的结构:点火器,产生气体的***,过滤气体的钢丝网,安全气囊发生器钢外壳。现在目前来说中国自己造安全气囊的技术很成熟了,多数都是直接出口。
找一篇有关汽车专业的毕业论文?(有制造与装配方面的更好)
论信息***在汽车维修业中的应用
一、概述
信息***是指信息的生产、分配、交流(流通)、消费过程。它除信息内容本身外,还包括与其紧密相联的信息设备、信息人员、信息系统、信息网络等。以往我国只把物质、能源当作***,把信息当作一般的“消息”,自***同志“开发信息***,服务四化建设”题词公开发表后,人们对“信息”的认识,发生了质的飞跃,认识到信息也是一种宝贵的战略***,它与物质、能源一起成为当今社会发展的三大战略***。
1、信息对生产要素起优化作用。信息可通过优化生产素质,导向生产要素的合理有效配置,促进生产力系统运行的有序等方面发挥功能作用,这表现在:
(1)信息通过与劳动力相互作用,增加其他生产要素的信息含量,从而提高生产力系统的素质水平和利用效率。增加了信息含量的生产要素一旦进入生产过程,一是可以缩短劳动者对客体的认识及熟练过程,使生产要素以较快较准的状态进入生产运行系统,从生产过程的时效上表现与发挥生产力的功能。二是可增强生产的有序性与安全系数,带来机会收益。三是可引发对生产过程、生产工具、操作方法和工艺技术的技术革新与发明创造。
(2)信息通过与领导层相互作用,导向生产要素的最优组合,从而提高生产力。信息对领导者的导向功能主要有:一是引导领导者注意力的转移,把注意力放到新的工作上去。二是引导领导判断形势,从而作出正确的决策。三是引导领导决策的制定,决策方案形成过程,是领导对信息综和处理的过程。
(3)信息通过与生产管理者的的相互作用,增强管理者与管理对象的可知性和透明度,从而提高生产力系统运行的有序度。生产力系统是由多个生产要素构成的整体,而生产是通过一系列生产要素的信息来运行的,准确的信息有利于管理者把握生产运行的尺度,使生产正常、有序、高效地进行。
2、信息对***起补充作用。物质、能源、人力和资金构成社会的基本***,而信息的发展,对这些社会的基本***起到补充作用,它的表现为:
(1)信息可大大节约社会经济活动中各项***的使用和消耗。
(2)智能机器人的使用,使人力***得到补充和替代。以高度信息化、智能化的机器人装配线为龙头,汽车公司的无人车间源源不断地生产出大量的汽车,由于人力的节省还使汽车的成本大大降低;以高度信息化的数据库,人们一按电钮就可查到全国乃至全世界的有关资料,省去了在浩瀚文献中查找资料的时间,从而大大节约人力***。
(3)信息还可以替代资本,从而使资金更方便、更快、更有效地为社会经济建设服务。电子货币的出现,以信息卡为载体的信用信息使现代社会经济活动中由货物交换方式演变成信息交换方式;电子转帐出现,把货物流和票据流的资金运动变为信息流的运动,不但大大减少了在途运输资金的麻烦,而且加快***速度,提高资金利用率,从而解决社会经济建设中资金不足的矛盾。
3、信息对财富起增值作用。信息不但对生产要素起优化作用和对社会***起补充作用,而且可直接创造财富,对社会财富起增值作用。
(1)信息可使非***转化为***,投入相应的信息都会使其产生价值或价值增值。呆滞的资本得到资本需求的信息就会变为赢利的投资。
(2)直接出售信息产品和信息服务,从而创造财富。在美国、日本等信息业发达的国家,信息服务业和信息产品制造业的直接收入惊人,据统计,美国信息业销售额1982年为2370亿美元,1985年为4000亿美元,1988年为4700亿美元,预计2000年将接近一万亿美元。
(3)信息可缩短流通时间,从而创造财富。电报和电话所起的作用就是加快信息传递速度,缩短信息流动的时间,提高工作效率,从而达到创造财富的目的。通过信息和信息技术缩短流通时间给我们带来的财富的例子很多,如通讯、电话、传真、电子邮件、联机检索、电视会议等一系列先进技术设备,使信息流动时间由过去以周、日计算缩短为现在以分、秒计算,从而大大加快了财富的增值过程。
(4)信息可扩大增值空间,从而创造财富。由于信息技术具有很强的辐射能力,使现代的信息活动在更广泛的空间进行,从而创造财富。因此,在信息化不断提高的今天,财富的增值空间不但在某一自然地域或某一国家和地区,而且扩大到全球其他国家和地区。
总之,信息经济是“低耗能”的经济,在工业经济中,国内生产总值(GDP)的增长与能源、原材料是同步增长,而在信息经济中,单位GDP所耗能源却下降,美国、日本等国近年来国民经济生产总值在增长,而能源却减少了。我国是人均自然***劣势的国家,特别是能源较缺,如要把经济建设搞好,就必加快发展信息产业。
二、人类社会对信息的需求
当今社会,人类对信息需求日益高涨,世界所有国家,无论是发达国家,中等发达国家,还是发展中国家,都立足于新世纪的竞争。而要在竞争中取得胜利,就必须通过各种手段,捕捉有效的信息,从而掌握经济发展的主动权。可以预料,随着社会经济的发展,人们对信息的需要将日益高涨,因为:
(1)现代信息处于爆炸的时代,文献量在成指数的增长,社会的信息量在迅速的增加。据不完全统计,当今社会,全球每年大约产生100万份发明专利,450万篇科技文献,1亿2千万册各类出版物,以及数以亿计的各种机构文件和资料。其中每年我国发表的经济类学术论文和资料就有3万多篇,也就是说,每天平均有100多篇,它们分别发表在1000多种报刊上。这些文件和资料每十年大约要翻一番。此外各类信息系统内部以及地区之间、国际之间昼夜不停的信息传递也达到难以统计的程度。面对如此巨大且日益膨胀的信息量,没有足够的计算机系统和互联网络的支持和处理是不可思议的。
(2)社会逐渐信息化,信息逐渐社会化和产业化是当今社会发展的潮流与趋势,也是当今的社会特征之一。信息对社会各个领域的渗透日益明显,几乎到了处处存在信息、事事离不开信息的地步。
(3)企业的生存和发展,在竞争中立于不败之地,不得不掌握与其命运攸关的有关信息。随着经济的发展,信息在企业的经营活动中更为重要,这是因为:一方面,各种新技术、新设备、新材料不断产生,同时这些新技术、新设备、新材料又被广泛的应用于新产品的开发和应用上,因此,不了解这些信息,企业就不能用最新的科学技术、最先进的设备生产出最新的产品,企业就不能注入新的活力;另一方面,市场经济要求企业的生命越来越和市场连在一起,这就要求企业加强对市场的调查研究,随时了解市场行情,把握市场变化的信息,生产出适销对路的产品。只有这样,企业才能适应复杂多变的市场环境,企业才能生存,才能发展。
总之,信息产业和信息技术影响超过了历史上任何一次的技术革命,它不仅影响着物质产品的生产过程,而且影响了信息和知识型产品的生产过程,它不仅影响到各国经济的发展,而且对各国的政治、军事、社会发展等产生了越来越大的影响。
三、我国汽车维修业对信息***的需求及存在问题
传统意义上的我国汽车维修业,长期以来一直处于原始、落后的现状,是公认的脏、苦、累、差行业,这种落后表现在管理水平、技术水平、人员素质、设备装备等诸方面,而信息***方面的落后表现得尤为突出。
一百多年前诞生的汽车,只不过是一个简单的四轮交通工具,是被一些人,包括马车夫所嘲笑的笨重怪物。谁也不曾想到,就是这样一个笨重怪物,历经100多年的发展,由原始汽车变化成为一个高科技的结晶体。特别是电子技术、电脑技术的飞速发展,使汽车的高科技化程度不断得到提高。电子燃油喷射系统的应用,ABS
防抱死制动系统、SRS安全气囊系统、电子控制自动变速箱系统、空气悬挂系统、动力转向系统、自动巡航系统、中控门锁及防盗系统、动力牵引系统、自我诊断系统……,这一系列高新技术,不断完善着汽车的性能,展现在我们面前的汽车再也不是比马车强不了多少的简单的交通工具,而是一个集现代文明和智慧的高科技产物,而这个高科技产物,还在不断地向高科技领域纵深发展。这种汽车自身的高科技特征,加上世界各个汽车制造厂商每年不断地推出新的车型车种,先进技术的不断***用,多种系统的不断发展,使得广大汽车维修技术人员对汽车维修信息方面的需求越来越强烈。
传统的汽车维修资料信息查询,主要借助于传统的媒体(如图书、杂志、报刊等),这种传统媒体,存在着信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓,特别对于改革开放以后大量涌入国内的进口汽车,更因缺乏维修资料,给维修工作带来很大的困难,就现在汽车维修技术人员而言,没有一个人能将数千种车型的维修资料、数据、程序等记忆在大脑中,汽车维修技术人员的知识技术、经验以及对信息的全面掌握,越来越显示出自身的局限性。
我国汽车维修业对维修资料信息的需求日益强烈。而解决这一不足的就是汽车维修专业互联网络,即INTERNET互联网。INTERNET互联网的出现,彻底打破了资讯传递在空间、时间上的局限,能在第一时间最全面、最快速地将资讯迅速的传递到地球上的每一个角落。而INTERNET互联网络中国现代汽车维修行业中已崭露头角,从国际汽车维修行业看,维修行业技术资料查询、故障检测诊断、技术培训网络化,已成为全面普及的局面。以美国汽车维修业为例,在维修信息综合管理、专家集体会诊、网上查询资料、网上解答疑难杂症、网上开展技术咨询、网上购买汽车维修资料,已经成为维修行业的基本特征。早在80年代末90年代初,就已经全面实行。
我国汽车维修专业互联网络,是从90年代中期开始起步,以欧亚·笛威汽车维修专业网站为例,从1995年起,即开始建立了在会员单位内部使用的远程通迅BBS。从96年起,开始投入巨资,大规模建立汽车维修INTERN
ET互联网站。目前已发展成为专业性最强的汽车维修专业网站,涵盖欧美亚各车系的发动机、变速箱、空调、悬挂、转向、定速、安全气囊、防盗等各系统的基本保养、检修程序、各类数据、各类元件位置图、机械拆装图、电气线路图,并实现了在网上答疑、网上咨询、网上查询、网上培训等功能。这种以电脑信息处理技术为特点的互联网站,已构成现代汽车维修企业的一大高科技特征。
汽车维修专业互联网的另外一项重要功能是可以迅速、快捷地提供汽车配件、汽车维修检测设备、汽车维修资料、汽车维修技术与管理人才等方面的供需信息,使企业经营者和管理者能够及时获得信息,作出正确的选择和决策。而互联网上的技术讨论和技术交流,又加速了汽车维修技术人员的整体技术水准。网上的远程汽车维修技术培训,也给需要不断吸取新技术和新知识的汽车维修技术人员的再训练提供了又一条途径。
此外,电脑管理系统软件与技术在现代汽车维修企业中的应用,也是信息***与信息技术在汽车维修业的应用实例。目前,汽车维修企业正面临一场革命。一大批新的汽车维修企业成立,相应的汽车维修服务行业急剧扩张,维修行业的规模也随之变得庞大。到目前为止,全国大大小小的维修企业已经发展到近30万家。如何面对接踵而来行业内的挑战,提高企业在维修界的竞争力,提高企业自己的生产利润,已成为现代汽车维修企业经营者和管理者所面临的主要问题。解决这一问题的关键主要在于两个方面:一方面在于提高企业的技术水平,而更重要的另一方面就是提高企业的管理水平。完善的管理制度,现代化的管理方法,精确的管理数据分析以及电脑在企业管理中的应用,对于一个现代化的汽车维修企业更为重要
现代汽车维修企业有两个显著特征:一是先进的检测维修设备和维修资料的应用,二是计算机网络的应用与电脑管理。是信息化和电脑技术把汽车维修企业引向现代管理模式和管理方式。企业发展的根本在于人,在于管理。“服务”将成为未来竞争最重要的手段。良好的服务包括维修服务、售前服务及售后服务。这种主动服务,就是建立稳定的客户关系,依赖于客户信息和维修档案的建立与管理。而大量的企业经营数据信息,仅凭人工来完成是难以想象的。利用电脑技术,建立企业网络数据库才是必由之路。
事实上,由于汽车维修行业业务过程复杂、数据信息量大,仅仅依靠人力往往难以对维修、配件、客户档案、车辆档案、员工及各部门工作进程的监督、企业经营数据进行准确的统计和分析。而运用电脑管理,速度快、时间短、资料全、效率高。一个30人的维修企业的月度工时统计,如***用人工计算,需要一个统计员1-2 天的时间,***用电脑进行统计仅仅需要几秒种,效率提高何止几千倍。
***用电脑进行维修企业管理的优点是:
1、上层管理者可以通过电脑管理网络系统及时了解全厂的运作情况,从而可以对全厂各部门的工作进行统筹安排。
2、准确及时的统计报表大大减少了管理者主观判断上可能造成的失误,这样就加强了全体员工的工作积极性,可以形成良好的企业文化,加强企业的凝聚力。
3、可以使汽车维修企业彻底改变手工作坊式的工作模式,实现一个质的飞跃,以此来解决作为企业领导每天面对庞大的客户资料、维修记录、凌乱的库存管理以及因此而产生的诸多客户***和纷杂事务。
4、厂长经理们可以从繁琐的统筹安排,生产调度,统计报表中解脱出来,去争取更多的客户,带来更多更好的效益。
5、标准规范的电脑化管理能够提高服务厂在顾客心目中的形象。电脑管理下的客户及车辆档案,为长期、灵活的客户服务奠定了基础。
6、车辆、客户的动态跟踪可以让业务部具体掌握所有车辆以及客户的每一个细节,随时提醒客户进行维修、保养和零件的更换,更体现了服务的完整性。
7、图表分析功能可以为工作繁忙的厂长经理们提供一个简单直观的查询功能。
8、可以消除在会计方面人为的失误。
9、对于顾客的提出的询问能作出迅速确实的反应,尽可能少占用顾客的宝贵时间。
10、提高工作效率,合理调配零件,节省人力物力等。
与发达国家相比,信息***在我国汽车维修业的应用方面还存在以下问题:
首先,***扶持政策的力度还不强,资金投入更是不足,***,投资分散,正常融资环境不健全等,都在阻碍着信息***和学习技术在我国汽车维修界的应用,从事汽车维修专业互联网站的公司大多于依靠自有资金、人才、技术进行发展,缺乏***的政策扶持。
其次,电脑在众多汽车维修企业的应用不够,有很大一部分汽车维修企业装备的电脑
还只是花瓶式的摆设,并没有真正成为生产力。可以说,由于许多汽车维修企业厂长、经理的认识局限,许多汽车维修企业对电脑的兴趣,甚至还不如许多家庭高。电脑已经大规模的进入家庭,甚至许多小学生都能够熟练的操作电脑,而在很多汽车维修企业,电脑还是稀罕物,许多员工还是电脑盲,这不能不说是我国汽车维修业的悲哀。
再次,由于我国汽车维修业长期处于原始落后的状态,人员素质普遍较低,对电脑、互联网及信息产业有一种本能的神秘和畏难情绪,存在着电脑难学,不会上网等困难,而企业领导者更愿意将资金投入到厂房、设备等硬件设施方面,对电脑、互联网方面的投入的力度及对员工在这方面的培训力度很小。
最后一点,由于我国电信部门长期处于垄断经营的地位,网络收费过多,服务不良等现象,也直接影响到我国汽车维修界的电脑应用和互联网络的应用。
四、我国信息***在汽车维修界的应用前景
尽管由于多种条件的限制,信息***在我国汽车维修业的应用还存在一系列的问题。但是信息产业的浪潮正以汹涌澎湃之势,不可遏止地向全社会各领域冲击。也自然将给进入新世纪的我国汽车维修行业产生更大的推动作用。信息***在汽车维修界的应用前景将是十分广阔的。
(一)汽车维修专业互联网在汽车维修企业的应用中,会因汽车维修技术人员方便、快捷地查询进口汽车维修资料,迅速排除故障,减少车辆维修时间而显著提高生产效率,仅此一项即可为企业节约可观的经济收入,以欧亚·笛威汽车维修互联网为例,该网站目前已有网员600余家,每家会员修理厂利用互联网方便、快捷查询资料,提高生产力,所产生至少5万元/年的经济效益,全年的总经济效益可达3000万元/年,由此产生的影响是十分巨大的。
(二)随着电脑的迅速普及,大批掌握使用电脑和互联网的人才将源源不断地进入汽车维修企业,为企业的职工队伍注入新的血液和活力。由于他们的文化素质较高,求知欲强,对新生事物具有很强的敏感性,因此从企业内部产生了掌握现代信息技术的需求,这种需求将会更进一步推动信息***在汽车维修业的应用。
(三)现代维修企业***用电脑的管理方式不仅势在必行,而且时机也已经成熟:其一,电脑硬件的价格已经降低到很低的水平。其二、软件的开发、设计方面也越来越成熟,功能方面也越来越适合维修企业的实际运作。其三、随着一些大中专汽车专业毕业生进入维修企业,为实行电脑管理奠定了良好的人才基础。其四、远程通讯技术的诞生为软件的售后维护工作奠定了坚实的基础。
(四)我国已将现代信息产业作为国家的支柱产业来发展,原邮电部改为为信息产业部就是一个极好的例证。
1、我国的信息化建设自改革开放以来已取得长足进展,主要表现在以下几个方面:(1)信息基础设施不断完善。
“八五”期间,我国共投入约290亿美元资金,基本建成以光缆为主、数字微波和卫星通信为辅的通信干线网络,技术上基本实现了数字化和程控化。
(1)信息产业有了较***展。信息产业在我国仍是一个正在逐步形成的新兴产业,但经过十几年的发展,其整体实力不断增强,信息技术和信息服务产业都取得了较大进展。1995年我国电子工业总产值达2457亿元,为1980年的24。5倍,已形成一批具有较强实力和市场竞争力的大型电子骨干企业和企业集团。信息服务业发展迅速,其服务范围不断拓宽,服务水平逐步提高。据统计,我国信息服务业销售额由1990年的2亿元增长至 1995年的77亿元,全国从事信息服务业的企事业单位共2万多家,已建立各种数据库1000多个。我国信息服务业正朝着计算机化、数据化、网络化和有线咨询信息网等方向发展。
(2)信息技术开发与应用初见成效。我国“863”星火***中包含有许多信息领域的高技术研究课题,如先进的感测系统、智能计算机、自动化技术、现代通迅技术等主题项目,这些课题目前大多已被攻克。“八五 ”期间,我国计算机装机量由1990年的50万台增长到1995年的330万。信息技术在工业控制、计算机辅助设计、企业管理等方面的应用取得重大进展,应用程度已从单项应用向集成化、综合化方向发展。在信息***开发方面,我国目前已建成了经济、科技、统计、银行、邮电、电力、铁路、民航、海关、气象、人口等12个国家信息系统,初步建成了国家公用分组交换数据网。1993年后我国又开始实施以金桥、金关和金卡构成的“三金”工程为重点的国民经济信息化“金”字工程。这些大型应用系统在开发的同时建设了一批较大型数据库,从而大力促进了我国信息***的开发与利用。
综上所述,在迈入新世纪之后,信息***和信息技术在我国汽车维修业的应用前景是十分广阔的。我们要把握好这个难得的机遇,推动整个汽车维修行业技术与管理的全面提升,为尽快赶超世界先进水平而不懈努力。
汽车安全性方面的论文。。
摘 要 本文论述了目前国内外汽车安全气囊控制的一些主要算法,并解释了该算法中的核心内容和研究特点。在结合传统方法的同时,提出了两种新的算法——数据融合控制算法和模式识别控制方法。
关键词 安全气囊;汽车碰撞;数据融合;模式识别
1 引言
汽车安全气囊的应用拯救了许多乘员的生命。但随着汽车的应用越来越多,气囊错误弹出的情况也时有发生,这样反而会威胁到乘员的安全,所以必须提高安全气囊的控制性能。因此,我们也需要进一步研究气囊控制算法。
汽车安全气囊技术发展到今天,其优劣已经不在于是否能够判断发生碰撞和实现点火,现代的安全气囊控制的关键在于能够在最佳时间实现点火和对于非破坏性碰撞的抗干扰。只有实现最佳时间点火,才能够更好的保护驾驶员和乘客。
最佳时间的确定在于当汽车发生碰撞的过程中,乘员向前移动接触到气囊,此时气囊刚好达到最大体积,这样的保护效果最好。如果点火慢了,则乘员在接触气囊的时候,气囊还在膨胀,这样会对乘员造成额外的伤害。如果点火快了,乘员在接触到气囊的时候气囊已经可以萎缩,则气囊不能对乘员的碰撞起到最好的缓冲作用,也就不能很好的起到对乘员的保护作用。
图1 气囊示意图
第二个是气囊的可靠性问题,也就是对于急刹车、过路坎和其他非破坏性碰撞时引起的冲击信号的抗干扰。汽车在颠簸路面上行驶或以很低速度的碰撞产生的加速度信号可能会令气囊误触发,一个好的控制系统应该能够很好的识别这些信号,从而在汽车产生非破坏性碰撞时不会使气囊系统误打开。
第三个就是气囊控制技术的基本指标,包括避免以下情况:①气囊可能在很低的车速时打开。车辆在很低车速行驶而发生碰撞事故时,只要驾驶员和乘员系上了安全带,是不需要气囊打开起保护作用的。这时气囊的打开造成了不必要的浪费。②当乘客偏离座位或座位上无人,气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用,还可能对乘客造成一定伤害[1]。
2 安全气囊点火控制的几种算法
1) 加速度法
该算法是通过测量汽车碰撞时的加速度(减速度),当加速度超过预先设定的阈值就弹出安全气囊。
2) 速度变量法
该算法是通过对汽车加速度进行积分从而得到加速度变化量,当加速度变化量超过预先设定的阈值时就弹出安全气囊。
3) 加速度坡度法
该方法是对加速度进行求导得到加速度的变化量作为判断是否点火的指标。
4) 移动窗积分算法[2]
对加速度曲线在一定时间内进行积分,当积分值超过预先设置的阈值时,就发出点火信号。
2.1 移动窗积分算法
下面具体介绍一下移动窗积分算法,选定以下几个观察量作为气囊点火的条件指标。①汽车碰撞时的水平方向加速度(或减速度)ax。ax是直接反映碰撞激烈程度的信号,而且ax在最佳点火时刻的选取中起关键作用。②汽车碰撞时垂直方向的加速度ay,气囊控制系统加入ay对非碰撞信号能起到很大的抗干扰作用,当汽车发生正向碰撞时,ay与ax有很大的不一致性[3];而当汽车受到路面干扰,例如汽车与较高的台阶直接相撞时,ay与ax有很大的一致性[3],可以由此来判别干扰信号。
结合这几个量,得出一个判断气囊点火的最佳指标。
需要***样一个时间段(从碰撞开始)ax的值,根据这一系列的值才能判断碰撞的激烈程度. 气囊点火控制算法应在发生碰撞后20~30ms内做出点火判断,因为气囊膨胀到最大需要时间大概为30ms[4],在碰撞初速度为28.4km/h时,人体向前移动5inch到达接触气囊的时间大概为70ms,则目标点火时刻为70-30=40ms,所以气囊打开应该在碰撞后的40ms时刻,所以算法必须在20~30ms内做出点火决定。这样可以***样碰撞后的20个加速度值(频率是1kHZ)作为算法的输入值。而对于垂直方向也可以如此***样。则可得两组值:ax(1),ax(2)……ax(20);ay(1),ay(2)……ay(20).
移动窗算法中对ax的处理为(1)式:
(1)
图2 移动窗口算法示意图
其中t为当前时刻,w为时间窗宽度(***样时间宽度),对ax(t)进行积分,得到指标S(t,w),当S(t,w)超过预先设定值时,则发出点火信号。
写成离散形式,如式(2):
(2)
n为当前时间点,k为***样点数,f为***样频率。
加上垂直加速度之后,可以提高对路面干扰的抗干扰能力[3],形式如式(3):
(3)
S(n,k,ρ)为双向合成积分量,n,f,k如上定义;ρ为合成因数,表征两个方向加速度在合成算法中的权重。这种算法主要是考虑了汽车碰撞时的加速度因素,当加速度的积分达到一定值的时候,表示汽车的碰撞剧烈程度也到达一定值,会给乘员带来一定伤害。而且这种算法对于判断最佳点火时刻也是很有优势的,经过实验,利用这种算法得出的点火时刻离汽车碰撞的最佳点火时刻(利用摄像得出)仅差几毫秒[2],符合要求的精度。
但是这种算法也有其不足,例如没有考虑碰撞时的速度以及座位上有没有人的因素,这样当汽车低速运行的时候,还是有可能引起误触发。如果将速度和座位上是否有人的信号引入,则可以进一步减少误触发的机会。
2.2 利用数据融合提出的改进算法
由上面的叙述中我们可以知道,移动窗积分算法对于气囊弹出与否进行判断主要是根据积分量S,现在我们对积分量进行一些改造,可以克服上述缺点。具体做法如下,加入以下几个观察量:
(1)汽车碰撞时的水平方向速度v,v可以反映汽车碰撞时乘客的受伤害程度。v越大,乘客的动能就越大,碰撞时受到的伤害就越大。v是判断气囊是否应该打开的最直接的指标。(2)坐位上是否有乘员的信号[5]。坐位上无人时,当发生碰撞则可以不弹出气囊,这样做可以减少误触发的几率,同时避
免对其他乘员的伤害。
引入函数,这个函数的波形为:
图3 函数波形图
当v超过30km/h的时候,y的值就大于1;反之就小于1。现在普遍***用的标准是,安全带配合使用的气袋引爆车速一般为:低于20km/h正面撞击固定壁时,不应点爆。而在大于35km/h碰撞时,必须点爆。在20km/h和35km/h之间属于可爆可不爆的范围。所以我们取v0=30km/h为标准点,这样结合上面的移动窗积分算法,提出新的S1,则S1为:
(4)
这样当vv0时,汽车点火引爆的灵敏度就比原来大了;而vv0时,点火灵敏度就比原来小了。再引入座位是否有人信号c,有人时c=1,反之c=0。
(5)
S' 即为加入了v和c的双加速度合成积分量,其优点是可以减少气囊误触发的几率,更好的保护乘员的安全。
再考虑到vv0时引爆气囊的灵敏度不需要太大,可以适当调整的系数为1/∏,此时y函数图形如图4。
由图4可看到,***用增加了速度函数的算法后,使到vv0时的灵敏度适当增加,同时也有效的减少了vv0(低速)时的误点火几率。这个参数可以通过大量的碰撞实验来确定,使得点火效果最优。
2.3 利用模式识别的方法提出的控制算法
上述利用数据融合改进的移动窗控制算法是一种利用直观概念进行设计的方法,***用的是实时计算得出碰撞判决指标,缺点是计算量比较大,控制系统的性能要求较高。如果能够直接根据输入进行点火判断,则计算量会大大减少。
为了减少计算量,使点火控制速度更加迅速,可以***用模式识别的方法。原理如下,在台车碰撞试验中***用第二节中提出的加入了速度函数的改进移动窗算法,对不同的输入(加速度和速度)及其结果进行判断,并将其记录下来,得到一个数据库。再利用模式识别的方法,结合大量的记录,则可以求出某一车型的气囊点火判断的判别函数。然后在实际应用中可以利用判别函数对输入的加速度和速度直接进行判别,对汽车状态(气囊弹出和气囊不弹出)进行分类,从而大大减少计算量。
图4 函数波形图
3 设计判别函数原理
气囊的弹出(w1)与不弹出( w2)可归结为通过对对象(汽车的碰撞)n组特征观察量(a1,a2....an,v)的判断(这里取汽车碰撞的加速度和速度为特征观察量),从而对x=[a1,a2....an,v]进行归类。在归类中,我们总是希望错误率最小,所以可以***用基于最小错误率的贝叶斯决策[6]。
通过对上述数据库的统计,我们可以得到气囊弹出的概率P( w1),从而P(w2)=1-P(w1)。
要对x进行分类,还需要类条件概率密度。p(x|w1)是气囊弹出状态下观察x的类条件概率密度;p(x|w2)是气囊不弹出状态下观察x的类条件概率密度。这样我们可以算出w1和w2的后验概率,如式(6):
(6)
基于最小错误率的贝叶斯决策规则为:如果P(w1|x) P(w2|x),则把x归类于弹出状态w1,反之P(w1|x)P(w2|x),则把x归类于不弹出状态。把它设计成分类函数的形式,则可以直接利用分类函数进行判别。如式(7):
(7)
x是样本向量,w为权向量,w0是个常数。在实际操作中,可以通过上述数据库中大量的样本来计算出w和w0。得出g(x)后,则可以对实际中检测到的一组特征值进行评估,以决定是否引爆气囊。
二维的情况下g(x)的示意图如图5所示。
图5 分类函数示意图
如图5所示,分类函数g(x)可以将两种状态(引爆气囊和不引爆气囊)很好地区分开来,实现了对汽车碰撞状态的即时判断。而这种算法只要求系统进行一个查表的运算,大大减少计算量。
4 总结
综上所述,移动窗算法对于低速的抗干扰方面存在不足;而加入了速度函数的改进算法,能够适当增加系统在高速时的灵敏度,又能减少低速时的气囊误触发几率,符合现代安全气囊的控制要求;模式识别的控制算法是建立在前面正确的控制算法的基础上,利用大量的历史数据得出判别函数,从而直接对气囊是否弹出进行判断,大大减少计算量。
参考文献
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汽车安全气囊的工作原理和工作过程是怎样的?
1 前言
随着汽车综合性能的提高,
汽车的安全装置越来越重要,汽车的安装置分为主动安全和被动安全两种,主动安全装置(如ABS、ASR等)是指汽车防止发生事故的能力,被动安全装置是指汽车一旦发生事故,汽车保护乘员的能力。汽车发生事故时,对乘员的伤害是在瞬间发生的,例如,以车速50公里/时进行正面撞车时,其发生时间只有十分之一秒左右。为了在这样短暂的时间中防止或减小对乘员的伤害,
目前汽车主要装有安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统(SRS是英文Supplemental RestraintSystem的缩写)等。
2 汽车安全气囊发展
安全气囊是1953年由美国人约翰·赫缀克发明的。1***3年日本本田汽车公司引进安全气囊技术进行实车应用。经过了30多年的漫长历程,直至1984年,汽车碰撞安全标准(FMVSS208)在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施,
其中规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座前均应装备安全气囊,同时还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的安全气囊,自此才确认了安全气囊的作用。如今,这个在当年颇具创意性的发明已转为千百万个产品,种类也发展为正面气囊、侧面气囊、安全气帘等等。各国生产的中高级轿车,大多数都装有安全气囊,有些轿车已将安全气囊列入必装件。在国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高,
但目前除了极少数高级车装备了侧面气囊之外,大部分车型还只是安装了正面气囊。
3 汽车安全气囊系统的基本组成及工作过程
3.1 汽车安全气囊系统的基本组成
驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内,当您看见方向盘上标有“SRS”或“Airbag”字样,就可知此车装有安全气囊。按其总体结构可分为机械式和电子式安全气囊系统两类。机械式安全气囊不需要电源,检测碰撞和引爆点火剂都是利用机械装置来完成。电子式安全气囊是机械式安全气囊与电子技术结合的产物。目前汽车***用的安全气囊系统普遍都是电子式安全气囊系统。电子式安全气囊系统主要由碰撞传感器、微处理器(SRSECU)、辅助防护系统指示灯(SRS指示灯)、气体发生器和气囊等主要部件组成,如下图为汽车安全气囊系统的组成示意图1。
碰撞传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处,其容量约50至90升不等,做气囊的布料具有很高的抗拉强度,多以尼龙材质制成,折叠起来的表面附有干粉,以防安全气囊粘着在一起爆发时被冲破;为了防止气体泄漏,气囊内层涂有密封橡胶;同时气囊设有安全阀,当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体,避免将乘客挤压受伤。气囊中所用的气体多为氮气。
3.2 汽车安全气囊的工作过程
汽车在行驶中发生一定强度碰撞后,传感器开关启动,控制线路即开始处于工作状态,并接着侦测回路来判断是否真有碰撞发生。如果讯号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用。
由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位,因此,安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥。在判定施放安全气囊的条件正确之后,控制回路便会将电流送至点火器,接着瞬时快速加热,将内含的氮化钠推进剂点燃。安全气囊组件工作过程如(图2)。
(1)将从碰撞传感器接收的电信号传给充气器的引爆剂。
(2)引爆剂像根“电火柴”通电后着火,然后再点燃充气器组件内的扩爆剂,扩爆剂又称为引爆管。
(3)扩爆剂点燃后,点燃主装药-主推进剂。传统的主推进剂由氮化钠加氧化剂组成,也有些使用压缩氮气或氩气,还有两种混合应用。
(4)推进剂燃烧生成氮气流。
(5)迅速膨胀的气体经过过滤进入折囊垫,形成安全气囊雏形。
(6)充气器使充入安全气囊的气体压力增高,并开始推压安全气囊饰罩。
(7)安全气囊饰罩上的压力不断上升,饰罩材料延伸变形和撕裂薄弱区的接缝。
(8)随着裂缝的出现,饰罩门开启,为充气安全气囊的喷出提供最佳通路。
(9)气体压力继续增长,安全气囊张开至织物绷紧。
(10)乘员接触和压迫安全气囊,实现安全保护;通过气体的粘性阻尼作用,乘员前移能量被吸收和耗散, 安全气囊中过压气体经过安全气囊通气孔排出而不致伤害乘员。
据计算, 正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的0.01秒内微处理器开始工作,0.03秒内点火装置启动,0.05秒内高压气体进入气囊,0.08秒内气囊向外膨胀,0.11秒内气囊完全胀大,此刻之后,驾车者才会撞上气囊。
4 安全气囊系统的检修
如果安全气囊已经引爆,
必须更换而不能修复使用。检修安全气囊系统与检修汽车的其它系统不同,若操作错误,可能使安全气囊意外引爆导致伤亡。各个厂家***用的传感器、充气器类别和级数、引爆电路布局、引爆~扩爆~推进剂等都有差别,因此,对安全气囊系统检修的注意事项,大致归纳如下,详细作业应严格按各车型维修手册的规定。
安全气囊系统的故障,必须***用显码法、外接仪器诊断法、闪码法或参数测量法以确定故障部位,再进入维修或换件阶段;检修安全气囊系统时,将点火开关转至“LOCK”位置以及拆下蓄电池负极电缆,还需再等2~5分钟(让电能贮存电容器放电完毕)以上,才能进行维修工作,否则安全气囊有不适时引爆张开的危险;
不能用万用表测量安全气囊组件引爆电阻的阻值(引爆电阻时所需的电流极小,万用表电阻档的输出电流一般都大于引爆电流,
即使选用输出电流只有几毫安培的高阻档, 也不能保证安全气囊不会误爆)。目前,大多进口汽车的车型都用安全气囊ECU内的诊断电路,
发送比引爆电流微弱许多的监测电流对引爆电阻实行检测。***设方向盘内螺旋电缆聚酯薄膜与铜导体面间的阻值在规定容限,各接触面(点)接触良好,将引爆电阻从引爆电路分离,
确诊了安全气囊ECU功效正常后,才可以诊断引爆电阻。下面以奥迪A6轿车SRS系统为例做简要介绍。
4.1 SRS 系统的组成部件
奥迪A6
轿车SRS系统的主要部件有电子控制及监测单元J234(即气囊电脑),SRS故指示灯,气囊组件,爆燃式安全带张紧器,螺旋导线单元(即气囊滑环F138)和连接线束等,它取消了传统的车身前部碰撞传感器,
而把它们集成在了控制单元J234内。
4.2 维修注意事项
(1)绝对不能用万用表测量任何与SRS系统有关的电路( 在拔掉组件的情况下可以测量其导线的导通与否)。
(2)维修SRS系统之前,应将点火开关转到OFF位置,拆除电瓶线负极并等待5分钟
以上( 拆电瓶线前应向车主索要录音机密码,修复完成后要对录音机进行解码)。
(3)安装电子控制及监测单元J234时,必须按照规定的方向安装,使箭头指向车
的前方。
(4)安装螺旋导线单元时,必须使汽车前轮处于直行位置,并且使螺旋导线也在中间位置(即往正反两个方向转的圈数相同的那个位置),否则装上后,转动方向盘时有可能拉断螺旋导线。
(5)更换SRS电脑J234后,必须对新电脑J234进行编码,否则故障灯常亮,SRS系统不工作。
(6)若线束有损坏,必须更换新件。
奥迪A6轿车SRS系统具有强大的自诊断能力,内容包括:读取故障代码、清除故障代码、查询控制电脑编号、给控制单元编码、读取测量数据流等功能。奥迪A6的OBDⅡ诊断接口在方向盘下驾驶员右腿上方,接上诊断仪(如V.A.G1552)就可以通过它的自诊断系统诊断出故障的大致原因,
再通过查阅具体的资料,就可以确定正确的维修方法。
5 安全气囊未来发展方向
5.1新型材料的应用
杜邦公司与德国阿莎芬堡的TakataPetri联合开发中,推出一个新的HytrelRS材料规格,成为业界第一个可以应用于安全气囊系统中的来源于可再生***的热塑性弹性体。杜邦HytrelRS保留了Hytel标准等级的技术特性,含有质量分数35%
以上的可再生物质,可以满足汽车制造业对可持续发展方案的需求。
5.2顶棚安全气囊系统
美国TRW汽车集团推出一种全新的装配于汽车顶棚的安全气囊系统,可取代通常安装在汽车仪表盘里面的安全气囊。TRW全新的顶棚安全气囊系统是一项独特的技术。有研究表明,该技术提高了未来汽车内饰风格的灵活性,并可为乘员提供优异的约束和保护功能。此外,这种全新的设计,不需将安全气囊安装在仪表盘内,也不需专门制作一扇为安全气囊打开的门,显著降低了汽车仪表盘的开发制造成本,提高了开发效率且适用于各种汽车架构。该顶棚安全气囊系统包括一个气袋和一个气体发生器。当车辆发生碰撞时,气体发生器向气袋充气并打开,对乘员实施保护。其不仅有助于减轻事故中乘员所受的伤害,而且提高了车厢内饰设计的美感,同时也节省了仪表盘内的空间。
5.3智能化、多安全气囊
随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高,汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快,智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。
新的技术可以更好地识别乘客类型,***取不同的保护措施。系统***用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素,进而在碰撞时判断是否点爆气囊、***用1级点火还是多级点火、点爆力有多大,并与安全带形成总体控制。通过传感器,气囊系统还可以判断出车辆当前经历的碰撞形式,是正面碰撞还是角度碰撞,侧面碰撞还是整车的翻滚运动,以便驱动车身不同位置的气囊,形成对乘客的最佳保护。
网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。在汽车网络中,有一种应用面比较窄,但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。
Safe-By-Wire是专门用于汽车安全气囊系统的总线,Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。Safe-By-Wire
Plus总线标准是由汽车电子供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。与整车系统常用的CAN、FlexRay等总线相比,Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏,Safe-By-Wire中嵌入有多重保护功能。比如说,即使线路发生短路,安全气囊系统也不会因出错而起动。Safe-By-Wire技术将会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。
参考文献
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[3] 朱忠伦.安全气囊系统及关键技术[J]. 安徽交通职业技术学院汽车与机械工程系,2010.
[4] 赵翔.汽车安全气囊系统的安全检修[J].安徽电气工程学校,2010.
[5] 百度百科.安全气囊[OL]. ,2012.
国外汽车安全气囊的发展用几百字概咵
汽车安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。这一技术50年代在美国诞生,从形成到成熟应用经过了30多年。90年代以后,国外许多国家先后制定了相应的安全标准和技术法规,以立法的形式规定了汽车制造厂家生产的轿车前排必须装配安全气囊,这一被动安全措施在国外已挽救了成千上万人的性命。由于这项技术的难度大、开发费用昂贵以及技术封锁等原因,目前国外掌握这一技术的只有美国、德国、日本等少数国家。
1991年,民营企业家张根发在我国深圳成立了深圳久乐技术研究开发有限公司(石家庄久乐公司的前身),初期投入3000多万元,开始了国产安全气囊研制和开发的科技攻关。久乐公司逐渐聚集了来自我国军工、航天企业的专家、研究人员和毕业不久的年轻科技人员40多名。经过近十年的探索和努力,成功地开发研制出“整体式汽车驾驶员安全气囊装置”。自19***年7月17日在清华大学汽车安全节能国家重点试验室成功地进行了首次实车碰撞后,先后在清华大学、长春国家汽车质量监督检测中心以及公司内部,用国产桑塔纳、捷达、富康、北京吉普、奥迪等轿车进行了数十次实车碰撞试验,都取得了成功。目前,国外安全气囊的碰撞点火装置有机械式和电子式两种,90年代以来机械式正被逐渐淘汰。久乐安全气囊***取的机电式点火系统,不仅具备机械式点火功能,更具微电脑控制智能电子点火功能。它的控制感应系统***用大规模集成电路和计算机控制技术设计,可随汽车碰撞的角度和车速自动调整,点火具点火时间达到了微秒级,使点火、充气、气囊展开时间和乘员前移接触时间得到了最佳匹配和协调,不仅打破了少数国家的技术垄断,还具有自己独特的功能自检。黑匣子记忆和计算机通讯接口功能,增强了使用的可靠性,还便于对产品性能和事故作记录分析。
久乐公司先后取得了四项国家专利,拥有了自己的知识产权。1999年,久乐安全气囊项目被国家计委列入我国高技术产业示范工程,已初步形成年产8万套的生产能力。目前国外技术成熟 ,国内没有足够多的科研公司.技术水平相对落后造成了不能大量国产化
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