【关键词】安全气囊结构原理 维修注意事项 故障检测与分析原理 废旧处理
一、汽车安全气囊概述
安全气囊作为车身被动安全性的辅助配置，日渐受到人们的重视。当汽车碰撞后，乘员与车内构件尚未发生“二次碰撞前”迅速在两者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量，减轻乘员的伤害程度。
为了提高安全性，SRS在大部分车内作为标准配置提供。SRS由驾驶员侧气囊总成、乘员侧气囊总成、安全气囊电子控制单元、安全气囊警告灯、气囊线束和时钟弹簧组成。驾驶员侧气囊总成位于方向盘中央，内部含有一个折叠气袋和一个气体发生器。乘员侧气囊总成位于乘员正前方的仪表板上。安全气囊控制单元和其安装固定板位于仪表板下方的前地板上，此控制单元监控安全气囊系统，它的内部有传感器。组合仪表上的SRS警告指示灯指示SRS的工作状况。时钟弹簧在方向盘下端，固定组合开关上。
二、维修安全气囊注意事项
安全气囊必须与安全带同时使用，有助于减少车辆碰撞时驾驶员和前排乘客受伤的危险性或严重程度。使用时必须注意：
安装、拆卸、维修人员必须经过专门培训。修理汽车时，一定用专用工具拆卸气囊总成。禁止拆卸气囊组件及其内部的气体发生器。维修汽车拆卸方向盘时，必须使转向轮打正，才能使时钟弹簧总成锁止在正确位置，否则会造成时钟弹簧总成损坏行车时。修理汽车（尤其电焊）时，一定关闭钥匙开关（置1档），最好彻底断开电瓶正电极。打开电源后，安全气囊指示灯一直亮或者一直不亮，都说明分体式汽车安全气囊系统发生故障，这种故障说明ECU本身损坏或者ECU没有接通电源（或线束断路）。电源电压故障可以自己修复，其他故障需到特约维修点进行维修。不能用指针式万用表检测安全气囊电点火具的电阻，否则会导致气囊误爆。拆卸或搬运气囊组件时，饰盖一面应朝上，气囊组件不能重叠堆放，以防万一气囊误爆造成事故。气囊组件应存放在环境温度低于93℃、相对湿度≤75%、并远离电场干扰的地方。气囊爆开后，气囊组件、时钟弹簧应完全更换。
三、安全气囊的故障诊断
打开电源开关后，位于仪表台上的指示灯常亮4秒后熄灭，气囊处于正常工作状态，打开电源开关后，如果气囊指示灯不亮或者气囊指示灯长亮，说明气囊系统有故障，气囊不能正常工作。
1.诊断程序
连接诊断仪与诊断座；打开点火开关（0N位置），操作仪器，进入诊断界面；选择车系并确认版本号；选择车型；系统选择；功能选择；选择读取故障码，选择后既显示故障码；如果系统中不存在故障码，可看到仪器提示：“系统无故障代码”；根据故障码内容的提示，排除系统故障。
风行景逸车故障码表如下：
如果故障诊断仪显示不能与SRS系统通讯，则可能有以下原因：诊断线路配线和连接器故障；SRS-ECU故障。
2.SRS控制系统故障码的清除
在故障代码读取的基础上，功能选择时选择清除故障码。注意：如果系统内故障没有排除，将无法清除故障码。根据诊断仪的提示操作，清除故障代码。
四、修理步骤
1.在撞击中安全气囊展开后
下列零部件应更换： SRS-ECU、驾驶员侧气囊模块、乘员侧气囊模块、时钟弹簧、安全气囊线束。
检查下列零部件，如有故障应予更换：方向盘本体、转向柱和中间接头。检查方向盘内的电器配线和连接器是否损坏，端子是否变形。安装安全气囊模块，检查与方向盘的配合并注意对准位置。检查方向盘有无噪音或操纵是否灵活，以及游隙是否过大。检查配线是否卡住、连接器是否损坏和连接不良，以及端子是否变形。
2. 汽车在低速撞击中、发生侧面碰撞时、发生侧翻时、发生追尾时等气囊没有展开的事故时
1）检查SRS-ECU： 壳体和安装支架有无凹痕、裂纹或变形。检查连接器是否损坏和端子是否变形。
检查安装螺栓、接地线是否完好无损。
2）安全气囊模块：检查衬垫罩有无凹痕、裂纹或变形。检查连接器是否损坏、端子是否变形和配线是否卡住。.检查安全气囊气体发生器壳体有无凹痕、裂纹或变形。.安装安全气囊组件到方向盘，检查与方向盘的相互配合或对准状况。
3）时钟弹簧：检查时钟弹簧连接器和护套是否损坏以及端子是否变形。肉眼检查壳体是否损坏。
4）方向盘、转向柱和中间接头：检查电器配线（装在方向盘内）和连接器是否损坏以及端子是否变形。
安装安全气囊组件，检查与方向盘的相互配合或对准状况。检查方向盘有无噪音、操纵是否灵活以及游隙是否过大。注意：先将方向盘底部的时钟弹簧对中后，再将方向盘安装于转向柱上。时钟弹簧对中方法：先将时钟弹簧的护套转到止点位置，再回转约2.5圈，使护套与方向盘下盖的安装槽对准。
5）配线连接器：检查配线是否卡住、连接器是否损坏和连接不良，以及端子是否变形。注意：所有的安全气囊部件，出现故障后，除ECU可以用故障检测仪来清除故障码外，其他部件在出现故障后，必须进行更换，不要进行修理后使用。如果因保养、故障排除等结果，SRS零部件需要拆卸或更换，请遵照各操作顺序。
五、气囊系统报废处理
在将安全气囊或装有安全气囊的汽车废弃之前，为了展开它们必须采用下列处理方法。
1.在汽车外展开安全气囊
将蓄电池电缆从蓄电池端子上脱开，然后将蓄电池从汽车中拆下。从汽车上拆下安全气囊模块。要张开驾驶员侧的安全气囊模块时：将长度10米以上的2根电线连接到SRS安全气囊适配器配线的2根导线上，并用绝缘胶带包好连接处。在尽可能远离安全气囊模块和屏蔽的场所，将2根连接的电线相互脱开，并将它们连接到蓄电池的2个端子上，以使安全气囊展开。
2.已展开安全气囊之间的废弃方法
安全气囊之间展开后应遵守法律规定，像废弃其他零部件一样废弃，在废弃时还要特别注意以下各点：展开后气体发生器很热，至少等待30分钟使它冷却后再搬动它。不得将水或油泼在展开后的安全气囊上。可能有刺激眼睛和皮肤的物质粘附在展开的安全气囊组件上，在搬动展开的安全气囊组件时应戴上手套和眼镜。紧紧地封住装有废弃安全气囊组件的强有力聚氯乙烯袋，完成工作后必须洗手。
六、结论
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。随着安全气囊使用的广泛和新的技术发展，维修人员掌握安全气囊的故障诊断与分析技术也越来越重要。
【参考文献】
[1]王凤忠. 汽车维护与故障诊断. 北京：科学出版社，2009.
汽车的车身上有安全气囊传感器，当汽车发生严重的碰撞时安全气囊就会弹出来保护车内行人的安全。
很多消费者在购车时也比较在乎车内安全气囊的数量，安全气囊是汽车上最重要的被动安全装置。
但是，安全气囊一定要与安全带配合使用才有效果。
如果在安全气囊弹出时没有系安全带，那弹出的安全气囊会给车内乘客带来严重的二次伤害，这些伤害有些是致死的。
所以，无论驾驶汽车还是乘坐汽车，上车后第一件事情就是系好安全带。
只有这些安全装备是不够的，在驾驶的过程中也一定要遵守交通规则安全驾驶。
在平时开车时，不要接打电话，不要发信息，不要超速行驶，不要超载行驶，要注意礼让非机动车和行人。
在汽车内有安全气囊的位置都会写srs或airbag，大家在买车时可以数一下车内有几个安全气囊，并且看一下这些安全气囊分布的位置，这样对车子的安全性也就大体有数了。
[关键词]安全气囊 技术 发展 应用
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0300-01
一、汽车安全气囊的应用
1、安全气囊打开所需要的条件
安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。从理论上讲，只有车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上，速度高于30km/h，这时安全气囊才可能打开。这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。
2、安全气囊的安全性
安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部，防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞，大大减少受伤的可能性。安全气囊对于在遭受正面撞击时，的确能有效保护乘客，即使未系上安全带，防撞安全气囊仍足以有效减低伤害。据统计，配备安全气囊的车发生正面碰撞时，可降低乘客受伤的程度高达64%，甚至在其中有80%的乘客未系上安全带！至于来自侧方及后座的碰撞，则仍有赖于安全带的功能。
此外，气囊爆发时的音量大约只有130分贝，在人体可忍受的范围；气囊中78%的气体是氮气，十分安定且不含毒性，对人体无害；爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的粉末，对人体亦无害。
3、安全气囊的使用和缺点
安全气囊分布在车内前方（正副驾驶位），侧方（车内前排和后排）和车外三个方向。在正驾驶位的气囊装在方向盘的中间位置，副驾驶位的安全气囊安装在正前方的平台内部，在意外发生的瞬间可以有效的保护驾驶员和副驾驶位乘员的头部和胸部，因为正面发生的猛烈碰撞会导致车辆前方大幅度的变形，而车内乘员会随着这股猛烈的惯性向前俯冲，造成跟车内构件的相互撞击，另外车内正驾驶位置的安全气囊可以有效的防止在发生碰撞时方向盘顶到驾驶者的胸部，避免致命的伤害。侧面气囊系统是保护汽车遭侧面碰撞以及车辆翻滚时乘员的安全一般安装于车门上，在车辆遭到侧面碰撞会导致车门严重变形，以至于无法开启车门，车内乘员被困于车内，侧面安全气囊可以有效的保护车内驾乘人员来自侧面撞击导致的腰部，腹部，胸部外侧，以及胳膊的伤害，保证身体上肢的活动能力和逃生能力。
安全气囊的缺点：
（1）在低速碰撞不致命情况下，由于气囊起爆使一些近视眼带眼镜的人眼睛受到伤害甚至失明。
（2）由于气囊是按大人身高匹配，而对于孩子来说是致命的，曾经发生过多起气囊在碰撞起爆后将孩子颈椎折断致死案例，为此国外已立法禁止前排乘座幼童。
（3）气囊必须配合安全带使用，否则在气囊作用下人有被甩到车外可能。
4、对现有安全气囊的改进
从安全气囊在使用过程中存在的缺陷可知，现有安全气囊的基本设计目标是用来对付严重交通事故的，但在一些不太严重，的事故中，系统反应过度，反而会对驾乘人员施加作用过大，适得其反，造成不必要的伤害。
针对实际使用中存在的问题，我们更希望在安全气囊展开之前，安全气囊系统能够精确感应汽车发生的碰撞，并按照程序来判断碰撞事故的严重程度，如果碰撞级别比较低的话，只需将安全带的预紧机构拉紧即可；如果碰撞级别比较高，需要启动安全气囊，则将点燃气囊的指令传递给气囊系统。这也就是要求安全气囊系统能够准确地感应所发生的碰撞事故；并且能模仿人脑，根据实际的碰撞程度来判别安全气囊是否需要展开，有一定灵活性；并且能够针对不同体形的乘员适当的调整安全气囊。
二、安全气囊的发展
（一）欧洲安全气囊的发展状况
在欧洲，按照法规规定，汽车必须装配安全带，并强制所有乘员必须佩带安全带，三点式安全带完全可以在汽车碰撞速度30km/h以下时，为乘员提供良好的束紧和保护。但试验结果表明，在汽车碰撞速度超过30km/h时，安全带不能对驾驶员和乘员的头部、面部提供有效的保护。在正确使用三点式安全带的基础上，开发了安全气囊系统来提高安全防护能力。
在汽车发生碰撞事故时，主要由安全带来约束乘员并承受主要的惯性力的作用，安全气囊只是用于保护乘员的头部和面部。安全气囊系统气囊起动车速达到30～40km/h，使得安全气囊产生“误爆”的可能性较小，危险性也较小。在这种安全气囊系统中，可采用单点式传感器等装置来控制，因而使得其控制系统也更加简单一些。因此，在欧洲的安全气囊系统中，驾驶员用安全气囊的容积为20～30L，前排座乘员用安全气囊的容积为60～80L，比美国的安全气囊系统中的气囊容积要小得多，可以实现小型化，更加适合在装有安全带的中、小型汽车上装备的安全气囊。
（二）国内安全气囊的发展
在我国，汽车安全气囊的起步较晚，开始于八十年代末九十年代初。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。
未来安全气囊技术的发展趋势，将主要朝着以下几个方向发展：
（1）智能化
随着电子信息技术的飞速发展，形形的智能技术在汽车上得到推广应用，智能化安全气囊就是其中之一。它是在普通安全气囊的基础上增设传感器和与之相配套的计算机软件而制成。其重量传感器能根据重量感知乘客是大人还是儿童，其红外线传感器能根据热量探测座椅上是人还是物，其超声波传感器能探明乘员的存在和位置等。计算机软件则能根据乘客的身体、体重、所处位置和是否系安全带以及汽车碰撞速度及撞击程度等，及时调整气囊的膨胀时机、速度和程度，使安全气囊对乘客提供最合理有效的保护。
（2）绿色环保化
目前汽车安全气囊中普遍使用了叠氮化钠。从环保和人体健康角度讲，叠氮化钠是一种有毒物质，其毒性是砷的近30倍。此外，从安全角度讲，迭氮化钠在被激活后释放的气体冲起气囊的同时，还会生成固态的钠，钠的化学性质非常活泼，特别是在与水接触时可以直接燃烧。因而，避免使用有潜在危险和有毒性的含钠物质，采用新型气体发生技术，使之符合环境保护的要求，是汽车安全气囊发展的一个方向。
（3）小型、轻型化
安全气囊总成将采用体积小的新型气体发生器，它采用压缩气体的混合式气体发生器及采用有机气体的纯气体式气体发生器。另外，安全气囊作为一个高度集成化的系统和模块，德尔福传感器公司将推出了世界上最小的安全气囊模块，使方向盘既美观简洁，又有足够的空间来集成更多的控制系统。
（4）保护全方位化
安全气囊不再仅局限于保护驾驶员与前座乘员。现代汽车还将采用了窗帘一般的侧气囊，这样即使是侧面被撞，车内乘员的安全也能得到充分的保证。
结论：通过上面对汽车安全气囊的简要分析，初步了解了安全气囊的发展、工作原理、缺点与其对它的改进，不管有多认为有效的保护乘车人员的安全气囊，它都不能确切保护我们的安全，要想安全的行驶，最好控制好车速，文明驾驶！
参考文献
[1] 钟志华等.汽车安全气囊技术及其应用。中国机械工程，2000.
[2] 苏慧青主编.安全气囊的使用 北京：机械工业出版社.2006.
【关键词】侧碰；被动安全；二次碰撞；气囊；气帘；吸能式车体
汽车的安全性能问题牵扯着千家万户的幸福，大多数驾驶员没有意识到疲劳驾驶、酒后驾驶、赌气超车、抢红灯等危险驾驶行为带来的严重后果。公安部交通管理局的最新交通事故和死忙人数提醒着我们，危险驾驶带来的可能是几个家庭的悲剧。
汽车碰撞事故可分为单车事故和多车事故。单车事故可分为翻车事故和障碍物碰撞事故；多车事故可分为正碰、追尾、侧碰。事故中汽车可能受到前后、左右、上下各方向的冲击[1]。
图1 事故形式比例[3]
发生碰撞时车内乘员的伤亡的主要原因[1]：
1）一次碰撞过程剧烈，以致传递到司乘人员身上的加速度值超过了人体的耐受极限，使人体器官受到损伤
2）碰撞过程中乘坐室外部刚硬物体，侵入乘坐室内部，直接将司乘人员挤压死亡
3）司乘人员在车内遭受的“二次碰撞”而受伤
4）在碰撞过程中，乘坐室变形太大，以致司乘人员缺乏生存空间而伤亡。
侧面碰撞较正碰和后碰相比较，缓冲区域小，更容易受到伤害。当发生碰撞时，被动安全的零部件发挥着重要作用。
被动安全涉及的汽车零部件主要有：安全带、气囊、可溃缩转向管柱、可溃缩踏板、吸能式车体结构等。
本文针对碰撞事故中发生较多的侧面碰撞，推荐几种为避免车内司乘人员发生“二次碰撞”的配置。
一、侧气帘
在A柱发生侧碰时，横向惯性使司乘人员紧靠车门玻璃或内饰表面，容易造成伤害。当侧气帘传感器接收到碰撞信号，侧气帘迅速从顶棚下边缘处张开，从A柱到C柱区域，缓冲侧面碰撞带来的头部伤害。
图2 侧气帘示意图
二、侧气囊
侧气囊安装在座椅靠背外侧，主副座椅和二排座椅均可配备。侧碰发生时，侧气囊传感器接收信号，侧气囊从座椅表层接缝处迅速张开，可以缓冲侧碰撞带来的胸部、臂部的伤害。
图3 侧气囊示意图
三、前排中央安全气囊
前排中央安全气囊位于驾驶员座椅内侧靠背上，与侧气囊位置相反，这一安全气囊主要作用于车辆发生侧碰时，为非撞击一侧的驾驶员或者副驾驶座位上的乘客提供保护。弹出时在前排座椅中间靠近整车中心的位置展开。
如图4所示，当无副驾驶员时，发生侧驾驶员方向侧碰，三点式安全带未起到保护驾驶员作用，驾驶员撞向副仪表板造成二次伤害，颈部和腰部亦造成严重伤害。
如图5所示，当汽车配备前排中央安全气囊，当侧碰发生时，传感器接收到信号后，气囊打开能够很好的支撑腰部以上区域，避免二次碰撞带来的伤害。
如图6所示，当有副驾驶员时，发生驾驶员方向侧碰，副驾驶成员的三点式安全带并未起到保护驾驶员作用，撞向了副仪表板和驾驶员。造成两人受伤。
如图7所示，当汽车配备前排中央安全气囊，当侧碰发生时，传感器接收到信号，气囊打开支撑腰部以上区域，避免二次碰撞带来的伤害。同时阻隔了与主驾驶员之间的两人碰撞。
四、吸能式车体结构
图8 吸能式车体结构示意图
吸能式车体结构主要集中在发生碰撞的瞬间，通过车身的前部溃缩来吸收碰撞产生的能量。车门防撞梁结构、B柱抗弯曲能力、增加填充物等实现吸能效果，减少对人员的伤害。
参考文献
[1]钟志华.汽车碰撞安全技术[M].机械工业出版社， 2005，7.
[2]公安部交通管理局.中华人民共和国道路交通事故统计年报[M].北京（2007-2011年度）.
[3]覃祯员.轿车侧面碰撞车身结构安全性和乘员损伤保护研究[D].长沙：湖南大学硕士学位论文，2009.
[4]李博旭.保护更全面通用推出前排中央安全气囊[J].汽车之家，2013.
作者简介：
许丹（1987—），女，辽宁丹东人，工学学士，助理工程师，现供职于辽宁曙光汽车集团股份有限公司，主要从事汽车研发及工业生产过程控制。
安全气囊是汽车上最重要的被动安全配置，被动安全配置就是在事故发生后保护车内成员的。
当汽车发生严重的碰撞事故时，安全气囊会弹出来。
但是安全气囊一定要与安全带配合使用才有效，如果在安全气囊弹出时没有系安全带，那弹出来的安全气囊会给车内成员带来严重的二次伤害，甚至会直接导致车内成员死亡。
安全带是非常重要的，无论是驾驶汽车还是乘坐汽车，上车后第一件事情就是系好安全带。
风光e1是一款纯电动汽车，这是一款单电机车型。
风光e1的电动机最大功率为33kw，最大扭矩为125牛米。
风光e1的电动机是前置的，所以这款车也是前驱的。
风光e1使用了三元锂电池，大部分纯电动汽车都在使用三元锂电池，这种电池的正极是使用三元材料制造的。
有些三元锂电池的正极是使用镍，钴，锰制造的，有些三元锂电池的正极是使用镍，钴，铝制造的。
【关键词】安全气囊;气体发生器;约束系统
1.引言
随着高速公路的发展和经济水平的提高，汽车数量逐年大幅度增加，事故也频频发生。汽车安全气囊系统（简称SRS）是辅助安全系统，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现。作为重要的被动安全措施，安全气囊在保护汽车乘员、减轻交通事故伤害程度方面，发挥着不可替代的作用。它的保护效果已经被人们普遍认识。安全气囊系统在现代轿车上成了引人注目的新技术装置，本文结合了某汽车副驾驶安全气囊开发的流程，研发了安全气囊的工程实现方法。
2.安全气囊系统的组成与工作原理
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部件组成，其结构框图如图1所示。当汽车发生碰撞时，由传感器对碰撞进行识别，对于中等程度以上的碰撞，传感器发出信号给微处理器，经微处理器判别后发出点火信号使点火器工作，气体发生装置在极短的时间内产生大量气体通过滤清器充入卷收在一起的气囊，使其膨胀。优点是结构简单，成本低;缺点是可靠性差，容易误动作。
图1 安全气囊系统的组成
3.安全气囊系统的设计
3.1 气袋形状的确立和有限元模型的建立
安全气囊形状的确定是在分析与约束系统动静态试验的基础上进行的。气囊形状的确定遵循两个原则，首先，气囊的形状应使气袋的展开方向与挡风玻璃平行;其次，考虑到气体发生器在30ms内将气袋充满，巨大的可能造成离气囊很近并面向膨胀方向的乘员颈部负荷超过限值，因此气囊应有利于保护乘员，而不应对乘员的致命部位构成威胁。
图2 驾驶安全气囊的有限元模型
考虑到在正常坐姿研究中气囊的展开过程对乘员与气囊的交互运动影响较小，因此采用未折叠的气囊进行计算。气囊的外表织袋与内部保持带分别采用4节点弹性壳单元与2节点弹性梁单元模拟。在建立气囊有限元模型时，首先按照气袋展开后的最终几何模型建立相应的有限元参考模型，如图2所示。然后按一定比例压缩参考模型，直到与实际的气囊模块尺寸基本吻合为止。
3.2 气袋控制器设计
控制系统是气袋的核心部件，气袋控制系统要能准确判断出正碰、偏碰、撞树等各种复杂的碰撞类型和强度，并准时起爆安全气囊。控制系统有机械式、模拟电子式、智能式等几种。机械式控制系统主要用于低成本的气袋，但应用正在减少。现在大部分都是采用带微处理器的智能摔制系统，对电子式传感器测量得到的信号进行分析处理，并输出点火信号，其原理结构如图3所示，图中安全传感器是一机电式传感器，它在超过39的加速度时闭合，主要是为了提高抗干扰性。
图3 控制器原理图
图4 气体发生器参数的确定流程图
气袋控制器应具备以下特性：在不影响系统可靠性的前提下，尽量采用集成元件，元器件的个数应尽量少;元件及电路应为在线测试的;减少耗电，使系统在主电源掉电情况下可继续工作。
3.3 气体发生器参数的确定
根据气体发生器的试验，测量容器的压力和温度，并按照相应的企业标准推算出气体发生器的参数，将推算结果与试验数据对比，直到对比误差小于7%。其流程图如图4所示。
安全气囊织物的透气性是衡量其工作性能的主要指标，透气性过小，气囊展开时受到的冲击载荷大，稳定性差;透气性过大，气囊展开时不能迅速充胀，由此增加了展开的时间，展开安全性差，所以为了保证安全气囊的使用安全性就必须能够精确控制和预测安全气囊织物的透气性。而织袋材料特性直接决定了其渗透性，因此在气囊的展开分析模拟中以织袋的泄露函数定义其渗透性。织袋泄露函数的确定流程图如图5所示。
图5 织袋泄露函数的确定流程图
4.结论
安全气囊能够提高约束系统对乘员的保护效果是毋庸置疑的，配有安全气囊的约束系统已经成为必然的发展趋势。通过对安全气囊系统组成和工作原理的分析，设计了适用于轿车驾驶的安全气囊系统，对汽车安全性能的研究和分析具有一定的应用价值。
参考文献
[1]汪立亮等.现代汽车安全气囊系统（SRS）原理与检修[M].北京：电子工业出版社，2000.
丁问司（1968―），男，博士，华南理工大学机械与汽车工程学院汽车系副主任，教授，现从事车辆工程专业的教学及科研工作。TRIZ原理与汽车专业人才培养创新教育实践
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（湖南工程学院机械工程学院，湖南湘潭411101；华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640）
摘要：针对国内汽车行业技术现状和企业创新发展对专业人才强烈的要求，在车辆专业本科教学中引入了先进的TRIZ理论进行创新方法的教学和训练。将TRIZ理论解决技术矛盾的40个原理和冲突矩阵、解决物理矛盾的分离原理与汽车新技术发展过程相结合，找出技术案例进行分析和教学，该方法是对工程领域中创新思维、创新方法训练的有益尝试。
关键词：人才培养；创新方法；TRIZ
在多年汽车专业不同层次人才的培育过程中，我们意识到：工程创新能力的培养是车辆专业创新人才教育的核心。工程创新能力概括起来应该包含如下几方面：迅速发现问题并指明探索方向的敏感性能力；多方吸收有用知识、提供多种解决方案的开拓性能力；不墨守成规，发展与常人完全不同的认识和处理问题的灵活性能力；提出新颖独特解决方案的原创性能力。这些能力的培养必须通过完整的工程创新教育过程。而所谓工程创新教育即是根据创新理论，培养学生具有一定的工程创新意识、创新思维和创新能力，使学生在牢固、系统地掌握学科技术知识的同时发展他们的创新能力。
一、基于创新能力培养的教学过程学生创新能力的培养必须满足一些条件：具有创新的动机和愿望、基于科学技术知识和基于创新理论与方法。
对于学生创新动机和愿望的激发，我们在整个教学体系中的针对不同学员层次和不同学习阶段来设置相应的教学环节：对于刚入学的本科新生，注重对其进行专业教育和汽车行业形势分析，在激发其强烈的认同感基础上，培育学生的创新愿望。对低年级本科生，设置“汽车文化”“汽车概论”等课程，可使得学生们从社会发展、品牌战略、企业管理、资源环保等多角度、多方面来看待汽车技术的发展，酿造创新氛围，为学生的创新思维提供多维度思考的基础平台。对于本科高年级学生，通过设置“现代汽车新技术”等一系列专业讲座，引领学生游历汽车现代新技术“海洋”，并结合所学专业知识分析汽车创新技术（零部件）的发现（发明）过程，进一步分析其适应性和发展前景。为保证此类系列讲座的新颖性和技术的先进性，讲座者均被刻意安排为在汽车行业某专业领域有较高建树的教授或汽车企业高层技术管理者。毕业设计阶段，根据学生兴趣爱好，结合指导教师研究方向或工程实际问题，在完成工程训练的基础上，积极鼓励创新实践。而实践过程根据需求的不同、认识的不同、基础的不同从理论创新、方法创新、技术创新、集成创新等各个层面展开。
知识的学习是创新能力培养的重要基础，是学生们学习阶段的首要任务。学生必需修完包括基础课、技术基础课、专业课在内的各门类课程。课程设置和课时安排均严格按照国家对汽车专业的教学指导要求进行。
学生通过完整的对车辆专业技术知识的学习，再辅之以积极的创新愿望，是可以具备一定的创新思想并进行某些方面创新设计的，这是长期以来汽车专业固定教学模式。但是我们的教学实践表明，通过现有教育手段发掘学生的创新潜能还不够。如果对学生再辅助进行先进的工程创新方法的教育，同时施以一定的教学方法，学生创新潜能将被大大激发出来。工程创新能力是可通过教学训练来加以提高的，教育实践中采用基于TRIZ理论的创新思维及方法实施训练是行之有效的好方法。
二、创新方法和TRIZ理论
世界上存在300多种发明、创造和创新的技法，如著名的试错法、头脑风暴法和田十二法等。这些发明过程中实用技法在教学实践中常常使用，在一定程度上的确可帮助学生产生一些创新思想火花。但上述创新技法大多是抽象的、盲目的、随机的、方向不明确的。应用这些技法进行创新活动不一定能得到新的解决理念和方案，并可能产生发散的结果。这些技法一般要靠“灵感”和“悟性”，是学生个人的思维活动，不能加以控制；当然也难以去量化地培养和增长其创新能力。这些技法不具备可操作性、可重复性和可培训性。
为使学生创新思维培养有可操作性、重复性和训练性。我们在汽车专业学科教学体系中引进全新的TRIZ理论及其教学方法，以提升学生创新能力。
TRIZ是一门科学的创造方法学。它基于技术系统演变的内在客观规律来对问题进行逻辑分析和方案综合。它可定向地一步一步地引导人们去创新，而不是盲目的、随意的。TRIZ提供一系列工具，包括解决技术矛盾的40个原理和冲突矩阵，解决物理矛盾的4个分离原理和11个方法、76个发明问题的标准解法和发明问题解决算法，以及消除心理惯性的工具和资源―时间―成本算子等。它使人们能按照解决问题的不同方法，针对不同问题，在不同阶段和不同时间去操作和执行。这样，发明就可被量化进行，也可被控制；而不是仅凭灵感和悟性来发明。
TRIZ理论体系图教学过程中借助TRIZ理论，可使学生打破思维定式、拓宽思路、正确地发现产品或系统中存在的问题，激发创新思维，找到创新性解决方案。同时，针对综合性极强的车辆学科，TRIZ可有效地消除不同学科、不同工程领域和创造性训练之间的界限，使工程技术问题得到发明创新性的解决。
三、创新原理与汽车现代新技术教学汽车发展过程中新技术的出现与TRIZ四十个创新原理之间有很好的印证。下表为教学过程中TRIZ创新原理。
为更好地说明TRIZ理论中的创新工具――矛盾矩阵，在教学中我们常利用现有技术进行综合讲解，下面是教学综合实例之一。
（1）问题的描述。如何在汽车发生碰撞的情况下，最大限度地保护驾驶员和乘客的安全？安全气囊充气压力不足，对乘客不能起到有效的保护作用；安全气囊的充气压力过大，则又会造成压力过大，对乘客造成伤害。
（2）问题的理想解。安全气囊在发生碰撞时，能恰好将气囊充到合适的压力，以保护乘客的安全。
（3）系统中存在的技术矛盾和物理矛盾。技术矛盾：加速气囊的膨胀速度，以保护乘客；但气囊膨胀速度的加快，气囊大的硬度会伤害乘客。对应的技术矛盾为：①希望改善的参数：运动物体的作用时间（加速汽车安全气囊的膨胀速度）；②导致恶化的参数：物体产生的有害因素（气囊膨胀速度过快伤害乘客）。
物理矛盾：安全气囊的充气既要迅速，又不能过快。充气速度过快，会使气囊硬度大，伤害乘客；充气速度慢，会导致气囊不能有效地保护乘客。
（4）寻找可用的资源。可用资源：空气、压力、气囊本身、安全带等。
（5）使用TRIZ工具――创新原理、分离原理等尝试解决。根据系统中存在的技术矛盾，在矛盾矩阵检索出四个创新原理（2l，39，16，22）
创新原理21：减少有害作用的时间；
创新原理39：惰性或真空环境；
创新原理16：不足或过度的作用；
创新原理22：变害为利。
根据系统中存在的物理矛盾，采用四个分离原理尝试解决：空间分离；时间分离；基于条件的分离；整体与部分的分离。
（6）产生新的想法，以及技术实施方案。创新原理16：“不足或过度作用”是指所期望的效果难以百分之百实现时，在可实现的程度上加大动作幅度，使问题简化。
基于该创新原理，启发学生：可先迅速使气囊膨胀到一定压力值。以保证在最短时间内达到保护乘客的气压，并在气囊上面开若干微孔，当气囊压力超过阈值后，气囊微孔张开，使气囊压力不再升高。从而很好地解决气囊膨胀速度既要快，又不能过快的矛盾。
（7）方案评价。该方案可以使汽车发生意外碰撞时，在很短的时间内迅速充满安全气囊，并且也不会发生由于安全气囊的压力值过高而对乘客造成额外伤害的情况。改进后的安全气囊将能自动调整自身硬度。
四、创新教学实践效果
创新人才的教育培养是一个系统工程。创新的基础来自于丰富而扎实的技术知识，实践中我们可通过严格执行教学计划来保证；创新的动力来自于社会的发展和进步，这需要多方面培养学生敏锐的洞察力；创新的思维方法是多种多样、不拘一格的，但却可以通过工程训练的方式来获得并强化，TRIZ原理的学习是这方面有益的尝试。
本文叙述了现代汽车电气设计的规律性，通过设计主题、功能配置、电器原理图、电气三维布置和二维线束图的设计，就如何掌握设计中的规律性进行了叙述。这对提高设计水平、提高设计质量、尽快掌握汽车设计技术是十分有益的。
关键词:
汽车;电气;设计;配置
1前言
掌握现代汽车电气系统设计的规律性，是提高汽车电气系统设计速度，提高设计质量的有效途径。高档汽车电气系统的成本己达到整车的35%，而汽车高档大多是指电气控制功能及配置而言;所以汽车电气系统设计工作量所占整车的比例，也在逐年增加。计算机控制是汽车电气系统设计中，应该重点考虑的部分，它是现代汽车的神经，承担着驾驶者、车辆及周围环境三者之间的相互联系、及控制的功能。汽车电气系统设计，经历了从无到有，从简到繁，从辅助到主导的发展历程，已经成为现代汽车智能化、信息化的主体或载体，对汽车的动力性、经济性、安全性等都起到了十分重要的作用。汽车电气系统设计是理论应用过程，即实现管理控制功能，又使整车电气系统协调一致，自适应的工作。选择的设备、器件均需经过优化造型处理，作为已知元素选用，由配套厂家提供，一般由信任度承袭应用。在整体上，由设计任务书确定汽车等级分类档次，是B级车还是C级车，设计上要有创新意识，体现人性化智能化的特点，在配套选型上要注意相互之间的协调性、匹配性和前瞻性，汽车电气设计通常包括:设计主题、功能配置、电器原理图设计、电气三维布置设计和二维线束图设计。
2设计主题的确定
汽车电气系统设计，是根据客户提供的多种参考样车，及汽车等级分类档次，按最高配置及最新技术要求进行考虑。设计过程中，将电气选装件也纳入设计范围，以适应不同用户的配置要求。根据造型布局的需要，按照开发协议中电气选装件的要求，参考国际先进技术，结合厂家的生产能力，最终用户的需要，进行汽车电气系统的开发设计，实现整车电气现代汽车电气系统设计的规律性文/怀琳本文叙述了现代汽车电气设计的规律性，通过设计主题、功能配置、电器原理图、电气三维布置和二维线束图的设计，就如何掌握设计中的规律性进行了叙述。这对提高设计水平、提高设计质量、尽快掌握汽车设计技术是十分有益的。摘要的控制功能。
3功能配置的确定
功能与配置是一款新车型市场定位和分类档次的基础，与制造成本关系很大，因此要以主机厂为主导决策，在设计中进行成本控制。
3.1参数的确定
例如：蓄电池容量确定；发电机容量确定；保险丝容量确定；继电器容量确定；用电器权值确定；用电器性能参数确定；电气线束材质、线径、颜色、长度、分支确定。例如：蓄电池容量确定：蓄电池的主要任务，是向起动机提供启动电流，保证发动机在各种情况下，能可靠启动；设起动机功率为1.3kw，根据经验公式：经计算，蓄电池容量范围在60～70AH之间确定。其它电气参数的确定从略。
3.2功能配置的选择
根据国家相应安全法规标准的要求，整车电气配置包括电喷控制系统.、电动玻璃升降器、安全气囊、防盗系统、中控门锁、点烟器、雨刮系统、音响系统、ABS系统、定速巡航系统等。一些特殊的配置，可以根据用户的需要，进行合理的选择。
3.2.1安全气囊
安全气囊是被动式安全系统，在发生意外撞车时，安全气囊保证驾驶者的安全。气囊按控制方式，可分为机械式、机械电子式、电子式三种。（1）机械式安全气囊。气囊模块由触发装置、气体发生器和气囊三部分组成。触发装置包括传感器、电子控制装置.、储备电源和监控装置，由电子控制系统接收加速度传感器发来的信号，并进行分析判断是否发生了碰撞事故；若发生碰撞，则对气体发生器发出指令，迅速吹胀气囊、整个过程约需0.3s。触发监控装置可连续自我监控，确保气囊随时处于准备状态它的特点无需电源系统配电，气囊模块布置在方向盘内，由转向管柱触发气囊工作。（2）电子式安全气囊。电子式安全气囊即SRS(辅助防护系统)。该系统控制程度驭卨，多用于高级轿车。其主要包括碰撞传感器、系统构件、气囊组件、指示灯。还有一种机械电子式安全气囊，因其可靠性不高，一般不予考虑。通过上面的分析，设计师结合设计车型的特点，确定气囊选择形式。经济型轿车一般选择机械式或电子式这两种气囊可靠性好，国内有成熟的配套厂家。中高级轿车一般都选用电子式。
3.2.2ABS系统
ABS即电子防抱死系统，是汽车安全系统之一；该系统可调节各个车轮轮缸的制动压力，可缩短制动力距离，保证操纵稳定性，ABS系统主要由轮速传感器、液压调节器、CPU、指示灯和液压控制回路等构成。根据论速传感器和液压调节器内电磁阀的数量，把ABS划分为几种形式和不同的安装方式。通常轮速传感器检测到与之正相关的电压信号输入CPU、CPU根据该电压信号计算出各车轮速度，并向液压调节器的电磁阀发出动作信号。ABS系统通过电磁阀控制各车轮轮缸的液压，防止制动时车轮抱死，CPU具有自诊断功能，可以通过ABS系统指不灯显示控制系统异常的状况。ABS系统异常时系统将转入普通制动系统，确保车辆的正常制动。ABS按结构分为整体式和分体式。按控制通道又分为4通道、3通道2通道控制系统。ABS在设计选择时，根据车型的需要和分类，合理确定ABS的控制型式。
3.2.3电动玻璃升降器
（1）翘板开关控制型。翘板开关控制型原理图如图1所示。前、后双门布置，驾驶员侧总控制，右门、两后门独立控制，控制开关置于车门把手上。（2）玻璃升降器ECU控制型（如图2所示）。除具有（1）项的各种功能外，还具有防夹、门锁后自动闭窗、童锁开关等功能。在设计功能选择上，根据车型分类的需要选择型式。
4汽车电气原理图的设计
确定设计主题及功能配置后，既进入电器原理图的设计。首先根据功能配置的车型分类，进行模块化设计。例如电喷系统，确定电喷ECM的型号，与发动机厂家协商确定控制方式，根据ECM的引脚定义，确定合理的控制方案。ABS类型确定以后，根据配套厂家提供的ABS技术参数，及ECU的引脚定义，确定控制方案。空调控制系统。根据车型分类，及客户的意见，确定手动空调还是自动空调。之后，根据效果图及油泥模型，设计分配面板上各操作开关的功能，然后进行结构参数设计。灯光系统设计。该系统自组合开关、控制开关、灯具等组成。首先分析国家法规对灯光的约束，然后确定各种灯具的型号、功率等，并分析组合开关中灯光控制电路，然后进行灯光电路设计，之后进行结构参数设计。还有雨刮系统、音响系统、组合仪表系统等设计过程与上面相类似。
5二维及三维线束设计
根据电气原理图中电气件，绘出与之对应的二维线束图，整车线束根据不同功能分为若干线束总成，进行统一编号，电气线束的组成应满足线束制造、车辆安装和维修的可能性及方便性，线束材料和附件的选择必须符合国家标准，同一线束族中避免相同颜色的导线等。三维线束设计，首先应考虑线束在全车上的走向，布线的过程中要避开可能引起干涉的车身件，要及时与车身、底盘、总部置等部门协商，及时掌握车身板金、内饰等的修改状况，保持三维线束和车身的配合。三维线束还用来核实修正。二维线束的位置和尺寸。还有线径大小的确定、线束类型的确定等这里不详述了。
6结束语
汽车电气设计是一门多学科协同配合的一项设计工作。当代汽车电气设计的时代特点主要表现在两个方面:首先是电气系统的人性化、智能化设计，处处以人为本：其次是整车的高度安全性、舒适性、经济性和环保性。当代汽车电气的代表车型如奔驰、宝马等世界顶级车型，在电气配置上，均采用了以计算机为核心的智能控制，这样的系统通常依赖于CAN总线技术，它是现代汽车电气设计的发展方向，我国在CAN总线技术上取得了一定成果，如上海通用汽车公司的CAN总线技术，都取得了突飞猛进的发展。CAN总线技术最终将实现机器自动驾驶等智能化方面的发展与需求。
参考文献
[1]吴亚良译.新的[J].德国ATZ6/2004.
[2]任风文.汽车电线束的设计[J].汽车电器,2003(04).
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