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1、第四章 SRS安全气囊系统,本章内容： SRS气囊系统的概念及发展 SRS系统的结构与原理 SRS气囊系统部件的结构与原理 SRS系统故障诊断 SRS系统实例及检修 SRS系统的处置 装备座椅安全带收紧器的SRS气囊系统 电控安全带,SRS气囊系统的概念及发展,概念： SRS-Supp1emental Restraint System（辅助防护系统），一般称为“安全气囊（Safe Air Bag）系统”，是汽车安全带的辅助装置。 功用： 当汽车遭受冲撞导致车速急剧变化时，SRS气囊迅速膨胀，承受并缓冲驾驶员或乘员头部与身体上部产生的惯性力，从而减轻人体遭受伤害的程度。（一次碰撞、二次碰撞） 发
2、展过程： 发明于50年代，开发于60年代，应用于70年代，发展于80年代，推广于90年代。,图2-28 汽车遭受正面碰撞时SRS气囊的作用形式 1-驾驶员 2-前排乘员,图2-29 VOLVO公司侧面气囊 安装位置 1-侧面SRS气囊 2-座椅靠背前后调整电动机 3-座椅后端高低调整电动机 4-座椅前后移动电动机 5-座椅前端高低电动机,对安全气囊系统的要求:,可靠性：能正确区分碰撞与制动产生的减速度； 高灵敏度：汽车发生碰撞时，系统要在二次碰撞前迅速将气囊打开，并保证正常放气，以及时保护乘员； 防误爆功能：减速度阈值设置合理，防止过低（轻微碰撞引爆）及过高（碰撞时打不开或打开过晚）； 自诊断
3、功能：系统要及时发现故障，并以指示灯（报警灯）形式提示驾驶员； 使用：可使用年限7-15年气囊膨开后需全套更换。,SRS系统的结构,种类： 按总体结构分：机械式、电子式。 按数量分:单气囊系统、双气囊系统、多气囊系统。 按功用分：正面气囊系统和侧面气囊系统。 系统组成 ： 碰撞传感器 辅助防护系统指示灯（SRS指示灯） 控制组件（SRS控制组件，简称SRS电脑） 气囊组件（SRS气囊、气体发生器、点火器）,图2-30 SRS气囊系统基本结构 1-右前碰撞传感器 2-左前碰撞传感器 3-SRS指示灯 4-SRS气囊组件 5-带防护碰撞传感器的SRS电脑,SRS系统的工作原理,汽车受到前方一定角度
4、范围内的高速碰撞 安装在汽车前端的碰撞传感器和与SRS电脑安装在一起的防护碰撞传感器检测到汽车突然减速的信号 传感器触点闭合 将减速信号传送到SRS电脑 SRS电脑经数学计算和逻辑判断 向SRS气囊组件内的电热点火器（电雷管）发出点火指令 引爆电雷管 点火剂（引药）受热爆炸（即电热丝通电发热引爆炸药） 迅速产生大量热量 充气剂（叠氮化钠固体药片）受热分解释放大量氮气充入气囊 气囊冲开气囊组件的装饰盖板鼓向驾驶员，使驾驶员头部和胸部压在充满气体的气囊上，在人体与车内构件之间铺垫一个气垫，将人体与车内构件之间的碰撞变为弹性碰撞，通过气囊产生变形来吸收人体碰撞产生的动能，达到保护人体的目的。,图2-
5、31 SRS气囊系统工作原理,动作过程,表2-2 SRS气囊系统动作过程与经历时间之间的关系,图2-32 驾驶席气囊动作过程,SRS气囊系统的有效范围,正面SRS气囊系统在汽车从正前方或斜方+30角范围内发生碰撞且其纵向减速度达到某一值（减速度阈值）时，才能引爆点火剂使充气剂受热分解给正面SRS气囊充气。 在下列条件之一的情况下，SRS气囊系统不会引爆点火剂，也不会给SRS气囊充气： （1）汽车遭受侧面碰撞超过斜前方+30角时； （2）汽车遭受横向碰撞时； （3）汽车遭受后方碰撞时； （4）汽车发生绕纵向轴线侧翻时； （5）纵向减速度未达到设定阈值时； （6）汽车正常行驶、正常制动或在路面不平
6、的条件下行驶时。,图2-35 正面碰撞时SRS气囊系统有效范围,SRS气囊系统部件的结构与原理,结构组成： 碰撞传感器 辅助防护系统指示灯（SRS指示灯） 控制组件（SRS控制组件，简称SRS电脑） 气囊组件（SRS气囊、气体发生器、点火器） 线束及诊断连接机构,碰撞传感器（Impact Sensor）,作用：检测车辆发生碰撞时的减速度或惯性力，并将信号送到SRS气囊系统的专用SRS电脑 。 种类： 按功用分：前碰撞传感器、中央传感器、安全传感器 按总体结构分：机电结合式（滚球式、滚轴式和偏心锤式 ）、电子式（电阻应变计RSG式、压电效应式 ）、水银开关式碰撞传感器。 安装位置 ： 前碰撞传感
7、器：前翼子板内侧、前照灯支架下、散热器（水箱）支架或驾驶室仪表盘和手套箱下方、前座椅下 。 中央传感器：SRS ECU 内部。 安全传感器：一般与SRS电脑组装在一起，安装在驾驶室中部变速杆前、后的装饰板下面。,图2-36 丰田汽车SRS部件安装位置,图2-37 本田汽车SRS部件安装位置,防护传感器与前碰撞传感器的区别：,安装位置和作用效果不同。 前碰撞传感器：负责检测碰撞的激烈程度，其信号是供电脑判断是否引爆点火剂而使充气剂给气囊充气 ； 防护碰撞传感器：防止前碰撞传感器短路而造成气囊误膨开，其信号是供电脑确定是否发生碰撞。 在SRS气囊系统中，只有当防护传感器与任意一只前碰撞传感器同时接
8、通时，气囊回路才能接通，气囊才可能充气。,图2-38 本田CIVIC轿车用NEC型SRS气囊系统电路,滚球式碰撞传感器的结构与原理,结构：滚球1、磁铁2、导缸3、触点4、壳体5。,图2-40 丰田、本田汽车SRS传感器 图2-41 滚球式传感器结构 （a）丰田SRS传感器 （b）本田SRS传感器 1-滚球 2-磁铁 3-导缸 4-触点 5-壳体,滚球式碰撞传感器的结构与原理,原理： 传感器处于静止状态：传感器在永久磁铁的磁力作用下，导缸内的滚球被吸向磁铁，两个触点未连通。 汽车遭受碰撞：碰撞使滚球的惯性力大于永久磁铁的吸力时，惯性力与磁力的合力就会使滚球沿着导缸向左运动，将两个触点接通，从而接
9、通SRS气囊的搭铁回路。,图2-42 滚球式传感器工作原理 （a)静止状态 （b）碰撞状态,滚轴式碰撞传感器,结构： 止动销1、滚轴2、滚动触点3、固定触点4、底座5和片状弹簧6组成。 原理： 传感器处于静止状态时：滚轴在片状弹簧的弹力作用下滚向止动销一侧，滚动触点与固定触点处于断开状态。 汽车遭受碰撞：使滚轴的惯性力大于片状弹簧的弹力时，惯性力就会克服弹簧弹力使滚轴向前滚动，将滚动触点与固定触点接通，从而接通SRS气囊的搭铁回路。,图2-43 滚轴式传感器结构原理 （a）静止状态 （b）碰撞状态 1-动销 2-滚轴 3-滚动触止点 4-固定触点 5-底座 6-片状弹簧,偏心锤式碰撞传感器,结
10、构：偏心锤1、偏心锤臂2、转动触点臂3及转动触点6与13、固定触点10与16、复位弹簧19、挡块9和壳体4与12等组成。,图2-44 偏心锤式碰撞传感器的结构 1、8-偏心锤 2、15-锤臂 3、11-转动触点臂 4、12-壳体 5、7、14、17-固定触点引线端子 6、13-转动触点 9-挡块 10、16-固定触点 18-传感器轴 19-复位弹簧,图2-45 偏心锤式碰撞传感器工作原理 （a)静止状态 （b）碰撞状态,原理： 传感器处于静止状态时：在复位弹簧的弹力作用下，偏心锤与挡块保持接触，转子总成处于静止状态，转动触点与固定触点处于断开状态 汽车遭受碰撞：使偏心锤的惯性力矩大于复位弹簧的
11、弹力力矩时，惯性力矩就会克服弹簧力矩使转子总成转动，从而带动转动触点臂转动，使转动触点与固定触点接触，接通SRS气囊的搭铁回路。,水银开关式碰撞传感器,利用水银导电良好的特性制成。一般用做防护传感器（安全传感器）。 原理：当汽车发生碰撞时，减速度将使水银产生惯性力。惯性力在水银运动方向上的分力会将水银抛向传感器电极，使两个电极接通，从而接通气囊点火器电路的电源。,图2-46 水银开关传感器结构 1-水银（静态位置） 2-壳体 3-水银（动态位置） 4-密封圈 5-电极（接点火器） 6-电极（接电源） 7-密 封螺塞 a-减速度方向 F1-水银运动方向分力 F2-水平分力 -水银运动方向与水平方
12、向的夹角,电阻应变计式碰撞传感器,结构： 电子电路4、电阻应变计5、振动块6、缓冲介质7和壳体3等。,图2-47 电阻应变计式碰撞传感器 （a）结构 （b）电阻应变计 （c）原理电路 1-密封树脂 2-传感器底板 3-壳体 4-电子电路 5-电阻应变计 6-振动块 7-缓冲介质 8-硅膜片,电阻应变计式碰撞传感器,原理： 当汽车遭受碰撞时，振动块振动，缓冲介质随之振动，应变计的应变电阻产生变形，阻值随之发生变化，经过信号处理与放大后，传感器3端输出的信号电压就会发生变化。SRS电脑根据电压信号强弱便可判断碰撞的烈度（激烈程度）。如果信号电压超过设定值，SRS电脑就会立即向点火器发出点火指令引爆
13、点火剂，使充气剂受热分解产生气体给气囊充气。,压电效应式碰撞传感器,利用压电效应制成。 压电效应-压电晶体在压力作用下，晶体外形发生变化而使其输出电压发生变化的效应。压电晶体通常用石英或陶瓷制成。 原理：当汽车遭受碰撞时，传感器内的压电晶体在碰撞产生的压力作用下，输出电压就会变化。SRS电脑根据电压信号强弱便可判断碰撞的烈度。如果电压信号超过设定值，SRS电脑就会立即向点火器发出点火指令，引爆点火剂使气体发生器给气囊充气，SRS气囊膨开，达到保护驾驶员和乘员之目的。,SRS电脑（控制组件）,通常安装在驾驶室变速杆前、后的装饰板下面 。 主要由SRS电脑模块、信号处理电路、备用电源电路（碰撞断电
14、时20s短期供电）、保护电路和稳压电路等组成。,图4-21 SRS控制组件的内部结构 1- 能量贮存装置（电容器） 2-防护碰撞传感器总成 3-传感器触点 传感器平衡块 5-四端子插座 6-SRS电脑模块 7-SRS电脑插座,图4-22 现代（HYUNDAI）轿车SRS控制组件框图,SRS指示灯,又称为SRS警告灯或SRS警示灯。 安装：在驾驶室仪表盘面膜的下面，并在面膜表面的相应位置制做有图形或SRS、AIR BAG等字样表示。 功用：指示SRS气囊系统功能是否处于正常状态。 当点火开关接通“0N”或“ACC”位置后，如果SRS指示灯发亮或闪亮约6s（闪6下）后自动熄灭，表示SRS气囊系统功
15、能正常。 如果SRS指示灯不亮、一直发亮或在汽车行驶途中突然发亮或闪亮，表示自诊断系统发现SRS气囊系统有故障，应及时清除。自诊断系统在控制SRS指示灯发亮或闪亮的同时，还会将所发现的故障编成代码存储在存储器中。,图4-23 TOYOTA、VOLVO汽车SRS指示灯的位置 （a）、（b）丰田轿车SRS指示灯 （c）沃尔沃轿车SRS指示灯,SRS气囊组件,分类： 按功能分：正面SRS气囊组件、侧面SRS气囊。 按安装位置分：驾驶席、副驾驶席、后排乘员席气囊组件和侧面气囊组件四种。 安装： 驾驶席气囊组件在方向盘的中央； 前排乘员席气囊组件安装在副驾驶员座椅正前方的仪表台上。 组成：SRS气囊、点
16、火器和气体发生器等。,图4-24 B0SCH公司SRS气囊组件的安装位置,驾驶席SRS气囊组件的结构,气囊装饰盖2、SRS气囊3、气体发生器4和装在气体发生器内部的点火器,图4-25 BOSCH公司驾驶席气囊组件结构 1-饰盖撕印 2-气囊饰盖 3-SRS气囊 4-气体发生器 5-点火器引线,SRS气囊,用聚酞胺织物（如尼龙）制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以密闭气体。 降落伞式折叠，安放在气体发生器上部与气囊饰盖之间，饰盖表面模压有撕印，大小依制造公司而不同。 SRS气囊功用： 在汽车遭受碰撞时，气囊一般在一次碰撞后10ms内开始充气。从开始充气到气囊完全膨开的整个充气时间约为30ms。 气囊背面（与驾驶员或乘员方向相反一面）或顶部制有24个排气孔。当驾驶员在惯性力作用下压到气囊上时，气囊受压便从排气孔排气，持续时间不到1s，从而吸收驾驶员与气囊碰撞的动能，使人体不致受到伤害。,表4-2 各种SRS气囊性能比较,驾驶席气体发生器,功用： 在点火器引爆点火剂时，产生气体向SRS气囊充气，使气囊膨开。 安装
