方向盘及安全气囊相关知识分享方向盘及安全气囊相关知识分享2017-10-24122方向方向盘 定义：汽车、轮船、飞机等的操纵行驶方向的轮状装置。它通过花键与转向轴相连，将驾驶员作用到转向盘边缘上的力转变为转矩后传递给转向轴。 方向盘是车中与驾驶者接触时间最长，被使用频率最高，也是反映使用者需求最密集的地方。它的设计直接影响使用者的情绪，操作和安全。 方向盘的造型一般为圆形，高端运动车型会把底部的圆弧改平。这种设计形式目前也被应用到了普通车型上。 方向盘的造型特点：人机工程，如按压面凸型，握把背面凹凸设计，适宜的硬度及粗糙度。盘径一般为365385mm，握把直径3050mm。233方向方向盘方向盘色彩设计原则：色调协调，颜色缓和，易辨识，色彩简单。常见方向盘多以灰色，黑色和银白色为主色调。配以镀铬装饰。344方向方向盘方向盘的构成包括：方向盘骨架轮圈轮毂辐条花键套发泡缝皮附件多功能开关线束装饰件换挡拨片4Audi Q5PA SWS-3 Spoke皮子总成皮子总成 Leather Assy 线束总成线束总成 Wire harness Assy 发泡发泡 PU Foam多功能开关多功能开关 MUFU装饰罩装饰罩 Cover右侧塑料骨架右侧塑料骨架 Housing right左侧塑料骨架左侧塑料骨架 Housing left骨架骨架 Armature螺钉螺钉 Screw换挡拨片换挡拨片 TT Switch骨架骨架嵌件嵌件 Metal sheet5多功能开关多功能开关Switch装饰件装饰件 Cover电镀装饰环电镀装饰环 Decoration chromed皮子总成皮子总成 Leather Assy发泡发泡 PU Foam骨架骨架 Armature按响弹簧组件按响弹簧组件 Base plate sub assy plas (Horn unit)导向件导向件 Sleeve plastic研磨件研磨件 Base plate plastic (milling adapter)螺钉螺钉Screw self tappingMQB SWS6方向盘的骨架方向盘的骨架不同方向盘使用的骨架也不同：不同方向盘使用的骨架也不同： 有二辐条骨架、三辐条骨架、四辐条骨架等。有二辐条骨架、三辐条骨架、四辐条骨架等。骨架骨架主体主体多多采用采用镁铝合金材质一次压铸成型镁铝合金材质一次压铸成型。但是与车相连的但是与车相连的花键套的花键套的制作却有区别：制作却有区别： 骨架花键有采用骨架花键有采用一次拉刀一次拉刀成型的，如成型的，如Golf 。 钢钢质材料嵌入骨架质材料嵌入骨架中，如中，如BENZ的的V212。轮毂部分，根据造型要求，气囊布置，喇叭按响方式等有不同的结构设计同轮毂部分，根据造型要求，气囊布置，喇叭按响方式等有不同的结构设计同时骨架的强度要符合符合时骨架的强度要符合符合碰撞与扭转等安全要求碰撞与扭转等安全要求。7方向盘的发泡方向盘的发泡方向盘生产的发泡工艺，是在金属骨架外面，用反映注射成形方法形成一层具有自结皮的聚氨酯发泡材料，这种发泡结构能够形成带有天然皮革花纹及韧性的表皮，在这层表皮下逐渐过渡到具有弹性的泡沫体。这种方向盘即为PU方向盘，是目前主流的方向盘生产技术。发泡工艺工程如下图1所示：清洁发泡模具喷脱模剂、吹干喷模内漆安放骨架合上模具灌注混合反应物发泡膨胀过程摘蘑菇（清除排气孔废料）排气孔喷脱模剂、吹干打开模具取出发泡方向盘图1 方向盘生产发泡工艺过程方向盘生产发泡工艺过程 81.喷脱模剂喷脱模剂（见图（见图9）n使用脱模剂避免发泡物在模具上附着。n选择脱模剂种类时注意：不同的脱模剂会影响方向盘表面的颜色与光泽 图图9 喷脱模剂喷脱模剂/喷模内漆喷模内漆92.喷模内漆喷模内漆n使用模内漆的原因是聚氨酯会变黄，需要用模内漆来保证方向盘的颜色保持不变（特别是浅色方向盘）。n聚氨酯方向盘的色牢度、耐化学品腐蚀的材料试验与总成试验大部分都与模内漆的品质和自结皮形成有关。n聚氨酯模内漆属于一种脂肪族聚氨酯漆.n使用模内漆可以避免方向盘表面有微孔的缺陷 。n模内漆只喷在模具上对应方向盘有皮纹的区域 。n根据车型不同，方向盘可以有不同的颜色与皮纹（见图2）。图2 不同颜色的方向盘103.安放骨架安放骨架发泡方向盘是内嵌骨架的发泡物。发泡之前发泡方向盘是内嵌骨架的发泡物。发泡之前需要将骨架放入模具内部，按规定的位置固需要将骨架放入模具内部，按规定的位置固定夹紧（见图定夹紧（见图3），然后才能合模浇注。），然后才能合模浇注。骨架位置放错放歪可以导致模具损坏与方向骨架位置放错放歪可以导致模具损坏与方向盘尺寸发生变化。盘尺寸发生变化。方向盘骨架是通过铸造工艺生产的，骨架总方向盘骨架是通过铸造工艺生产的，骨架总成的材料试验需要符合碰撞与扭转等安全要成的材料试验需要符合碰撞与扭转等安全要求。求。 骨架材料大多为镁铝合金。骨架材料大多为镁铝合金。图3 安放骨架114.合模、灌注与发泡合模、灌注与发泡方向盘的发泡技术，属于反应注射成型（方向盘的发泡技术，属于反应注射成型（RIM）技术。）技术。方向盘在模具里发泡的过程就是聚氨酯的发泡过程方向盘在模具里发泡的过程就是聚氨酯的发泡过程 （见图（见图4）。）。方向盘在聚氨酯发泡中需要加入色浆，这是与别的有蒙皮的发泡产品不同方向盘在聚氨酯发泡中需要加入色浆，这是与别的有蒙皮的发泡产品不同之处。之处。 料桶POL ISO混合头 POL ISO 色浆模具图图4 方向盘发泡的灌注过程方向盘发泡的灌注过程预混站：控温搅拌料罐：控压控温控密度125.开模、取出发泡方向盘开模、取出发泡方向盘方向盘在模具内的发泡、熟化时间一般在60s-120s。目前BASF原料模具时间FFS5S为：60s-70s；FFS7为：90s-120s。打开模具取出发泡方向盘（见图5）图5 打开模具136.修边（手工修边）修边（手工修边）取出的方向盘都有分模线飞边与排气孔、入料口余料（见图6），需要手工修剪掉这些多余的料（见图7）图6 取出方向盘图7 修剪多余料 141515方向方向盘的的发泡原料泡原料方向盘发泡材料是聚醚和异氰酸酯。同时添加少量的模内漆和色浆。方向盘发泡材料是聚醚和异氰酸酯。同时添加少量的模内漆和色浆。 异氰酸酯：异氰酸酯：异氰酸酯在异氰酸酯在15摄氏度以下开始结晶，摄氏度以下开始结晶，5摄氏度以下会结块不可以使用，在运输、摄氏度以下会结块不可以使用，在运输、储存和使用的过程中需严格控制温度。储存和使用的过程中需严格控制温度。 2030下隔绝空气和水分保存。下隔绝空气和水分保存。聚醚：聚醚： 具有分层的特性使用前充分搅拌具有分层的特性使用前充分搅拌-30分钟分钟 具有具有 吸湿的特性尽量保证桶的密封避免暴露于空气中吸湿的特性尽量保证桶的密封避免暴露于空气中 超出保质期反应性能会下降在保质期内使用完超出保质期反应性能会下降在保质期内使用完151616方向方向盘的的发泡原料泡原料在生产过程中，通过在发泡生产线上设定工艺参数来控制原料的温度、混合比例、用量以及混在生产过程中，通过在发泡生产线上设定工艺参数来控制原料的温度、混合比例、用量以及混合压力。每个产品都有各自的发泡工艺参数。同时，也需要控制发泡车间的温度，以保证整条合压力。每个产品都有各自的发泡工艺参数。同时，也需要控制发泡车间的温度，以保证整条生产线都在一定的温度范围内生产运行。生产线都在一定的温度范围内生产运行。聚醚多元醇和低分子量醇类与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯，微量的水与异氰酸酯生成脲，这聚醚多元醇和低分子量醇类与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯，微量的水与异氰酸酯生成脲，这两个反应均放出热量。液体发泡剂在密闭的模具内吸收热量后汽化，原两个反应均放出热量。液体发泡剂在密闭的模具内吸收热量后汽化，原 料体积膨胀引起模内料体积膨胀引起模内压力升高压力升高 ， 模具中心相对温度较高，发泡剂汽化形成泡沫，而靠近模具壁的原料在压力作用模具中心相对温度较高，发泡剂汽化形成泡沫，而靠近模具壁的原料在压力作用下及相对较低的温度，继续保持液态，从而结成致密的皮层。自结皮下及相对较低的温度，继续保持液态，从而结成致密的皮层。自结皮-泡沫泡沫-0.5mm要形成致密的皮层，必须有足够的过填充量，并且模具应有足够的密封要形成致密的皮层，必须有足够的过填充量，并且模具应有足够的密封, 模具材质最好为热的模具材质最好为热的良导体。良导体。模内漆是一种脂肪族聚氨酯漆，模内漆是一种脂肪族聚氨酯漆，五颜六色的方向盘都是通过喷涂模内漆实现的五颜六色的方向盘都是通过喷涂模内漆实现的。聚氨酯聚氨酯材料本身容易在环境中逐渐氧化而变黄材料本身容易在环境中逐渐氧化而变黄。为。为保证方向盘颜色持久保证方向盘颜色持久，需要需要在在聚氨酯发泡的聚氨酯发泡的过程过程中直接中直接添加进少量色浆，这样就可以保证方向盘外观添加进少量色浆，这样就可以保证方向盘外观颜色颜色不会因为基材变色而变色不会因为基材变色而变色。生产生产中中需要需要控制控制色浆的杂质、温度和用量。色浆的杂质、温度和用量。161717缝皮方向皮方向盘分分类171818缝皮方向盘分类缝皮方向盘分类181919缝线针法分类缝线针法分类192020缝缝皮车间皮车间202121缝皮工皮工艺-模板开模板开发212222缝皮工艺缝皮工艺-真皮冲裁真皮冲裁222323缝皮工艺缝皮工艺-真皮真皮检查检查232424缝皮工艺缝皮工艺-扎暗线扎暗线242525缝皮工艺缝皮工艺-扎明线扎明线252626缝皮工艺缝皮工艺-调胶调胶262727缝皮工艺缝皮工艺-打磨打磨272828缝皮工艺缝皮工艺-缝制（布皮缝制（布皮-涂胶涂胶-缝线）缝线）282929缝皮工艺缝皮工艺-缝皮缝皮293030缝皮工艺缝皮工艺-休整休整303131缝皮工艺缝皮工艺-检查检查313232缝皮工艺缝皮工艺-检查检查32方向盘装配方向盘装配装入气囊拧紧螺母，装换档开关装入气囊拧紧螺母，装换档开关33方向盘装配方向盘装配装配多功能开关，装入导向环。装配多功能开关，装入导向环。34方向盘装配方向盘装配开关功能检测，开关照明度检测开关功能检测，开关照明度检测35方向盘技术要求及试验方向盘技术要求及试验36安全气囊安全气囊安全安全气囊，是气囊，是指撞车时在乘员产生二次碰撞前，使气囊膨胀保护乘员的装指撞车时在乘员产生二次碰撞前，使气囊膨胀保护乘员的装置。安全气囊作为座椅安全带的乘员约束装置的辅助装置，被称为安全气置。安全气囊作为座椅安全带的乘员约束装置的辅助装置，被称为安全气囊系统（囊系统（Supplemental Restraint System,SRS）。安全气囊）。安全气囊系统包括气系统包括气囊囊与充气机构（气体发生器）组成整体式安全气囊与充气机构（气体发生器）组成整体式安全气囊模块，感知模块，感知碰撞并向安碰撞并向安全气囊模块发出展开指令的碰撞传感器全气囊模块发出展开指令的碰撞传感器系统，以及系统，以及传送由传感器发出的信传送由传感器发出的信号的号的线束。线束。373839 TRW Automotive 2013Proprietary and ConfidentialDAB分布在驾驶员侧的方向盘中，分布在驾驶员侧的方向盘中，在在意外发生的瞬间可以意外发生的瞬间可以与安全带配与安全带配合工作瞬间起爆展开，对驾驶员的合工作瞬间起爆展开，对驾驶员的头部及胸部起到保护的作用头部及胸部起到保护的作用安全气囊的作用安全气囊的作用 DAB/驾驶员气囊气囊标准折叠星型折叠39高等教育40 TRW Automotive 2013Proprietary and Confidential失效后果：失效后果： 在车辆紧急状况下，起不到应有的保在车辆紧急状况下，起不到应有的保护作用而造成副驾驶位人身伤害护作用而造成副驾驶位人身伤害 PAB分布在车内前方（副驾驶位仪分布在车内前方（副驾驶位仪表盘），与安全带配合工作，在意外表盘），与安全带配合工作，在意外发生的瞬间可以起到有效的保护副驾发生的瞬间可以起到有效的保护副驾驶位乘员的头部和胸部的作用。驶位乘员的头部和胸部的作用。安全气囊的作用安全气囊的作用 PAB /乘员气囊乘员气囊40高等教育41 TRW Automotive 2013Proprietary and Confidential膝部安全气囊是用来降低乘员在碰撞膝部安全气囊是用来降低乘员在碰撞中车内饰对乘员膝部的伤害。膝部气中车内饰对乘员膝部的伤害。膝部气囊多数位于仪表盘，一旦打开能够有囊多数位于仪表盘，一旦打开能够有效保护后排乘客的腰下肢体部位，从效保护后排乘客的腰下肢体部位，从而也能缓解来自正面碰撞的前冲力。而也能缓解来自正面碰撞的前冲力。安全气囊的作用安全气囊的作用 KAB /膝部气囊膝部气囊41高等教育42 TRW Automotive 2013Proprietary and Confidential安全气囊的作用安全气囊的作用 SAB/侧气囊气囊侧气囊分布在座椅内，目的是侧气囊分布在座椅内，目的是减缓侧面撞击造成的伤害，与减缓侧面撞击造成的伤害，与安全带配合工作，在意外发生安全带配合工作，在意外发生的瞬间可以起到有效的保护乘的瞬间可以起到有效的保护乘员的胸部和臀部的作用员的胸部和臀部的作用。臀部气囊胸部气囊胸 臀双室气囊42高等教育43 TRW Automotive 2013Proprietary and Confidential气囊的作用气囊的作用 CAB(HAB)/帘式（帘式（头部）气囊部）气囊失效后果：失效后果： 在车辆发生侧撞、翻车等严重事故时，在车辆发生侧撞、翻车等严重事故时，乘客的头部可能受到伤害。乘客的头部可能受到伤害。头部气囊也叫侧气帘，在碰撞时弹出遮盖车窗，以达到保护乘客的效果。头部气头部气囊也叫侧气帘，在碰撞时弹出遮盖车窗，以达到保护乘客的效果。头部气囊主要针对侧撞时乘车人的头部进行保护。头部气囊安装在车顶弧形钢内，通常囊主要针对侧撞时乘车人的头部进行保护。头部气囊安装在车顶弧形钢内，通常贯穿前后，受车身内横向加速度传感器控制。当横向加速度大于正常值，且达到贯穿前后，受车身内横向加速度传感器控制。当横向加速度大于正常值，且达到危险值时就会控制起爆。对于侧撞、翻车等严重事故有着很好的人员保护功能。危险值时就会控制起爆。对于侧撞、翻车等严重事故有着很好的人员保护功能。43高等教育驾驶员安全气囊驾驶员安全气囊/DAB_Audi螺母螺母 Nut 弹簧弹簧 Spring compression导向套导向套 Guiding sleeve接触片接触片 Contact sheetTAU 喇叭线喇叭线 Contact element 减震支架减震支架 Damper罩盖罩盖 Cover徽标和装饰件徽标和装饰件 Emblem+Decoration气袋气袋总成总成 Airbag Assy气袋固定支架总成气袋固定支架总成 Bag retainer Assy螺钉螺钉 Screw气气体体发生器发生器 Inflator Assy线束总成线束总成 Wire harness Assy 夹持盘夹持盘 Reaction plate卡簧卡簧 Spring leg44驾驶员安全气囊驾驶员安全气囊/DAB _MQB 螺钉螺钉Screw螺母螺母Nut线束总成线束总成Wire harness Assy弹簧弹簧Spring罩盖罩盖Cover气袋气袋Cushion气袋固定支架气袋固定支架Bag retainer气体发生器气体发生器Inflator Assy夹持盘夹持盘Reaction plate接触片接触片 Contact sheet喇叭线喇叭线Contact element徽标徽标Emblem454646AIRBAG ASSY壳体壳体 Housing螺母螺母 Nut气气袋袋 Bag Assy气体气体发生器发生器 Inflator密封密封块块 Clip线束未显示 No wire harness副副驾驶安全气囊安全气囊 /PAB assy.4647保护保护盖盖 Protection cover支架支架 bracket 气体发生器气体发生器Assy Inflator 气气袋袋 Airbag assy线束线束 cable热热保护片保护片 Diffuser线束线束插头保护盖插头保护盖 Connector protectionO 型环型环 Clamp插头插头保护帽保护帽 Connector cap螺栓螺栓Screw螺栓螺栓帽帽 Screw Cap螺母螺母 Nut M6侧安全气囊安全气囊 /SAB assy.47气袋标签气袋标签 Lable金属夹子金属夹子 Metal clip塑料夹子塑料夹子 clip塑料夹子塑料夹子 clip螺母螺母 Nut间隔环间隔环Spacer气体发生器气体发生器 inflator自粘带自粘带 TapeO形环形环 Oetiker clamp螺栓螺栓 Screw垫片垫片 Washer气发支架气发支架 Bracket气袋总成气袋总成Airbag assy头部安全气囊部安全气囊 /CAB/HAB assy.48气袋标签气袋标签 Lable金属夹子金属夹子 Metal clip塑料夹子塑料夹子 Clip塑料夹子塑料夹子 Clip螺母螺母 Nut间隔环间隔环Spacer气体发生器气体发生器 Inflator自粘带自粘带 TapeO形环形环 Oetiker clamp螺栓螺栓 Screw垫片垫片 Washer气发支架气发支架 Bracket气袋总成气袋总成 Airbag Assy壳体壳体 Housing螺母螺母 Nut气气袋袋 Bag Assy气体气体发生器发生器 Inflator密封密封块块 Clip保护保护盖盖 Protection cover支架支架 Bracket 气体发生器气体发生器Inflator Assy气气袋袋 Airbag Assy线束线束 Cable热热保护片保护片 Diffuser线束线束插头保护盖插头保护盖 Connector protectionO 型环型环 Clamp插头插头保护帽保护帽 Connector cap螺栓螺栓Screw螺栓螺栓帽帽 Screw Cap螺母螺母 Nut M6PAB/SAB/CAB Assy.PABSABCAB/HAB49气囊展示气囊展示 PAB 乘员气囊乘员气囊Daimler V212BMW F30/35BMW E84 & E90Daimler 205B7L & CC 红旗 H7Audi Q3 New SagitarFiat 菲翔50气囊展示气囊展示 KAB 膝部气囊膝部气囊Daimler V212Daimler V205红旗 H7DKABPKAB红旗 H751气囊展示气囊展示 SAB 侧气囊侧气囊Daimler V205Audi Q5红旗 H7Audi C7Audi Q3PQ35New SagitarNew JettaFiat 菲翔52气囊展示气囊展示 CABDaimler V205Fiat 菲翔B7L & CC红旗 H753TFASS OSS 工艺流程介绍工艺流程介绍DAB 主要工艺流程介绍主要工艺流程介绍DAB 工艺介绍工艺介绍气袋气袋折叠折叠支架支架压装压装切削切削轮廓轮廓检测检测功能功能检测检测注注 Notice： 储存储存 Storage 操作操作 Operation 转运转运/运输运输Moving 检验检验 Inspection 固定固定器压器压装装螺母螺母拧紧拧紧54DAB Folding MachineDAB 星形折叠机星形折叠机55DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP10 气袋折叠气袋折叠1.设备有对气袋边界检测功能。2.设备具备罩盖占位功能，防止发生混装。3.气囊折叠具有可追溯性。56DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP10 气袋折叠气袋折叠1.不同产品的折叠形状不同。2.气袋折叠后的形状与气袋固定器一致。气袋折叠后状态气袋折叠后状态57DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP10 气袋折叠气袋折叠装配气囊盖装配气囊盖58DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP20 压装气发支架压装气发支架1.夹具上升，气发支架压装到上序合件上。2.支架压装到位后，下夹具回到原位置。59DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP30 螺母拧紧螺母拧紧1.操作者必须按照规定的顺序和扭矩值要求来对螺母进行拧紧。2.标示区域内机构对工件进行定位和固定。60DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP35 Milling将气囊合件，放入夹具，按启动按钮，设备自动对待加工件轮廓进行检测，根据计算量，对工件进行加工磨削61DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP40 轮廓点检测轮廓点检测1.需要用标准样件对设备进行校零。2.位移传感器对检测点进行检测，从而反映装配后的总成左右间隙是否均匀。62DAB装配工艺流程介绍装配工艺流程介绍 OP50 功能检测功能检测设备对气囊总成的按响力，气发电组及固定弹簧进行检测，设备检测合格，打印机出最终条码。636464气体发生器气体发生器646565气袋气袋656666气袋气袋666767气体发生器气体发生器676868缝皮工艺缝皮工艺-缝制（布皮缝制（布皮-涂胶涂胶-缝线）缝线）68Weight:400 450 gMol output:0,9 - 1,4 molPerformance:150 - 270 kPaTypical bag size:35 75 lDI9 Driver InflatorGeneral Description39 mm70 mm88 mm31 mm69Propellant typeGuni75Propellant mass30 g - 43 gGas efficiency73 %Avg. exit gas temperature650 CExit gas composition % mass38,4H2O25,5CO236,1N2DI9 Driver InflatorGeneral Description70Heat Sink DiffuserDiffuserClosureCombustorInitiatorGasketIgnitor HousingPrimary CapSecondary CapSecondary PropellantPrimary PropellantConnector RetainerSpring CapPropellant RetainerBooster Charge & AIMInitiator RetainerDI9.2G BLGeneral Description71DiffuserClosureCombustorInitiatorGasketIgnitor HousingBooster ChargePropellantHeat SinkDiffuserPropellant RetainerInitiator RetainerPrimary CapAuto Ignition UnitConnector RetainerSpring CapDI9.1G BLGeneral Description72PPI-5 2sIgnitor 1Ignitor 2Oriantation-StudFilling PadClampFilling PadScreenFilterBooster Charge 1Booster Charge 2Propellant 1Propellant 2Combustion ChamberCopper Sealing73PPI-5 1sAn electrical signal (1,75A / 2msec) is sent by the control unit to the initiator causing the bridge wire to heat up and function initiator output charge.Hot particles from initiator output charge flows through the port of the ignition chamber into combustion chamber and ignites the propellant.As the propellant burns, gas is produced and build up pressure in the chamber.This combustion pressure increases to a point until the sealing opens. The produced gas flows through the filter and through the combustion chamber holes into the bag.74SHI2 diffuser / filter burst disk / nozzle igniter isolation disk screen propellant filling padbottle (500bar Ar/He gas)75SHI2 Electrical impulse ignites the initiator. Initiator charge ignites the propellant. The generated overpressure opens the isolation disk which releases a shock wave into the gas bottle. The shock wave propagates the length of the bottle and ruptures the burst disk.Gas flows through the nozzle and into the diffuser where it is diffused into the module.7677787980818283