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1、项目七 汽车安全气囊的检修,一、项目要求,二、相关知识,（一）安全气囊的作用 安全气囊系统（Supplemental Restraint System，SRS），也称辅助乘员保护系统。 它是一种当汽车遭到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，通常它与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供十分有效的防撞保护。,当汽车发生碰撞时，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使乘员撞在气袋上，避免或减缓碰撞，从而达到保护乘员的目的，如图7-1所示。,图7-1 安全气囊对乘员的保护作用,由于乘员和气囊相碰时容易因振荡造成乘员伤害，所以在气囊的背面开两个直径 25 mm左右的圆孔。 这样，当乘员和气囊
2、相碰时，借助圆孔的放气可减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于保护乘员。,（二）安全气囊的种类 1按照气囊的数量来分 按照气囊的数量分为单气囊系统（只装在驾驶员侧）、双气囊系统（驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个安全气囊）和多气囊系统（前排安全气囊、后排安全气囊、侧面安全气囊）。,2按照气囊的大小来分 按气囊的大小可分为保护全身的安全气囊、保护整个上身的大型气囊和主要保护面部的小型护面气囊。,3按充气装置点火系统来分 按充气装置点火系统分为电子式与机械式。,4按照保护对象的不同来分 （1）驾驶员防撞安全气囊 驾驶员防撞安全气囊装在转向盘上，分美式和欧式两种
3、。 美式气囊是考虑到驾驶员没有佩带座椅安全带而汽车相撞时起保护作用，其体积较大，约60 L。,欧式气囊是假定驾驶员佩带座椅安全带而设计的，其体积较小，约40 L。 日本的安全气囊也属于此类。 近年来，由于安全气囊的生产成本下降，日本防撞安全气囊规格有所增加，如本田轿车的驾驶员防撞安全气囊的体积为60 L。,（2）前排乘员防撞安全气囊 由于副驾驶位置乘员在车内位置不固定且前方空间较大，因此为保护其撞车时免受伤害，设计的防撞安全气囊也较大。 美式的约160 L，欧式的约75 L（后者考虑了乘员受座椅安全带的约束）。,（3）后排乘员防撞安全气囊 装在前排座椅上，防止后排乘员在撞车时受到伤害。,（4）
4、侧面防撞安全气囊 装在车门上，防止驾驶员及乘员受侧面撞击。,（5）智能型安全气囊 为了克服普通安全气囊系统的不足，正在研制新一代SRS，被称为智能型安全气囊（Smart Air Bag）。 智能型SRS比一般SRS增加了以下几种功能。, 检测乘员是否系上座椅安全带。 检测乘员乘坐位置。 检测儿童座椅。 调控安全气囊充气膨胀力。 检测座椅上是否有乘员。 检测气温。,（三）安全气囊的组成与工作原理 机械式SRS主要由传感器、气囊组件、气体发生器等组成。 安全气囊工作由传感器直接引爆点火，如图7-2所示。 该SRS的优点是结构简单，成本低；缺点是可靠性差，容易误动作。,图7-2 机械式SRS工作原理
5、,下面重点介绍电子式SRS的工作过程。 电子式SRS主要由传感器、气囊组件、气体发生器、电控装置（ECU）等组成，如图7-3所示。,图7-3 电子式SRS的组成 1中央气囊传感器总成 2前部碰撞传感器（左） 3气囊与充气装置 4螺旋电缆 5气囊报警灯 6前部碰撞传感器（右）,汽车上装有车前与车内两种碰撞传感器。 位于车前两侧的车前传感器，可保证在正面30范围内有效地工作。,当汽车发生碰撞时，由传感器对碰撞程度进行识别，对于中等程度以上的碰撞，传感器发出信号给ECU，经ECU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，如图7-4
6、所示。,图7-4 SRS工作原理,SRS所用的碰撞传感器，一般根据所承担的任务不同分为车前传感器、中央传感器与安全传感器。,车前传感器用来检测汽车正面低速所受到的冲击信号；中央传感器用来检测汽车发生高速碰撞的信息；安全传感器用来防止系统在非碰撞状况引起安全气囊误动作。 安全气囊点火及点火的判断条件如图7-5所示。,图7-5 安全气囊点火及点火的判断条件,SRS的整个工作过程大约需要100 ms左右，可分为4个阶段，如图7-6所示。,图7-6 SRS动作时序,第1阶段：汽车撞车，达到气囊系统引爆极限，传感器从测出碰撞到接通电流需10 ms，引爆器点燃气囊的气体发生器，而此时驾驶员仍然处于直坐状态
7、。,第2阶段：气体发生器在30 ms内将气囊完全胀起，撞车（50 km/h的速度）40 ms后驾驶员身体开始向前移动，因为安全带斜系在驾驶员身上，随驾驶员的前移，安全带被拉长，一部分撞车时产生的冲击能量由安全带吸收。,第3阶段：汽车撞车60 ms之后，驾驶员的头部及身体上部都压向气囊，气囊后面的排气口允许气压在压力作用下匀速地逸出。 第4阶段：汽车撞车110 ms之后，驾驶员向后移回到座椅上，大部分气体已从气囊中逸出，前方又恢复了清晰的视野。,（四）主要部件 1传感器 传感器按其结构可分为机械式、机电式和电子式3种。,（1）机械式传感器 机械式传感器的结构如图7-7所示。 当传感器中传感重块的
8、减速度达到某一特定值时，传感重块便将其机械能直接传给引发器使气囊膨开。 该传感器用于机械式安全气囊系统。,图7-7 机械式传感器 l感应块 2撞针 3偏置弹簧 4D轴 5顶盖,（2）机电式传感器 机电式传感器主要有滚球式、偏心式、水银开关式等。 滚球式传感器。 如图7-8所示，平时小钢球被磁场力所约束。,图7-8 滚球式传感器 1小钢球 2磁铁 3触点,当碰撞时，在圆柱形钢套内小钢球就向前运动。 一旦接触到前面的触点，则将局部电路接通。 这种传感器目前应用很广，可以检测各种撞击信号。, 偏心式传感器。 偏心式传感器为具有偏心转动质量的机电式加速度传感器，由外壳、偏心转子、偏心重块、旋转触点与固
9、定触点、螺旋弹簧等构成，如图7-9所示。,图7-9 偏心式传感器的结构 1自检电阻 2传感器 3固定触点 4旋转触点 5偏心转子 6外壳 7偏心重块 8螺旋弹簧,偏心式传感器的外侧装有一个电阻，做自检之用，检测传感器总成与其之间的线路是否有开路或短路。 当汽车正常行驶时，偏心转子和偏心重块被螺旋弹簧拉回，处于平衡状态，此时转子上安装的旋转触点与固定触点不接触。,当车辆受到正面碰撞且速度达到设定值时，由于偏心重块惯性的作用，使偏心重块连同偏心转子和旋转触点一起转动，旋转触点与固定触点发生接触，如图7-10所示，从而向ECU发出闭合电路信号。,图7-10 偏心式传感器的工作过程 1旋转触点 2固定
10、触点 3止动器 4偏心重块 5螺旋弹簧力 6偏心转子, 水银开关式传感器。 水银开关式传感器是安全传感器中常见的一种，如图7-11所示。,图7-11 水银开关式传感器 1盖 2、3电极 4O形圈 5水银撞上后位置 6壳体 7水银 F1水银运动分力 F2撞击力,当汽车碰撞时，水银产生惯性力抛向电极2和电极3，使两极接通，并使点火器接通。 安全传感器一般比碰撞传感器所需的惯性力或减速度小，以保证碰撞传感器的可靠工作。,（3）电子式传感器（中央安全气囊传感器） 电子式加速度计对汽车正向减速度进行连续测量，并将测量结果输送给ECU，ECU内有一套复杂的碰撞信号处理程序，能够确定气囊是否需要膨开。,若需
11、要气囊膨开，ECU便会接通点火电路，安全传感器同时也闭合，则引发器接通，气囊膨开。,电子式传感器通常是一个半导体压力传感器，其结构如图7-12所示。 汽车的速度越大，碰撞后产生减速度的力就越大，则输出的电压也越大。,图7-12 电子式传感器 1集成电路 2惯性质量 3变形针,由于半导体压力传感器输出特性受温度影响较大，故应用晶体管的基极-发射极间的电压的温度变化来消除传感器输出特性的变化，所以半导体压力传感器要求有稳定的电源。,注意： 在使用水银开关式以外的安全传感器时，在气囊已作用充气之后，中央气囊传感器总成绝不可重复使用。 因为在气囊动作时，会有大电流流过传感器触点，使触点表面产生烧蚀而令
12、电阻过大，造成气囊可靠性降低。,2气囊组件 气囊组件主要由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板组成。 驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处，乘客侧气囊组件位于仪表板右侧手套盒的上方。,3SRS警报灯 SRS警报灯位于仪表板上，如图7-15所示。 接通点火开关时，诊断单元对系统进行自检，若SRS警报灯点亮6 s后熄灭，表示系统正常；若6 s后依然闪烁或长亮不熄，表示气囊系统出现故障，提示应进行检修。,图7-15 SRS警报灯,若ECU出现异常，不能控制SRS警报灯，SRS警报灯便在其他电路的直接控制下，作出异常显示。 如 ECU无点火电压，警报灯常亮；ECU无内部工作电压，警报灯常亮；ECU不工作，
13、警报灯在看门狗电路的控制下，以3次/秒的频率闪烁；ECU未接通，警报灯经线束插接器的短接条接通。,4ECU ECU主要由SRS逻辑模块、信号处理电路、备用电源电路、保护电路和稳压电路等组成，安全传感器一般与SRS ECU一起被制作在SRS控制组件中。 福特汽车公司林肯城市轿车SRS控制组件的内部结构如图7-16所示。,图7-16 福特汽车公司林肯城市轿车SRS控制组件的内部结构 1能量储存装置（电容） 2安全传感器总成 3传感器触点 4传感器平衡块 54端子插接器 6逻辑模块 7SRS ECU插接器,5安全气囊系统保险机构与线束,（五）SRS检修注意事项 安装与维修工作只能由专业人员来完成。
14、为了防止气囊的意外引爆，在对气囊系统进行任何操作时，均应摘下蓄电池的负极导线，等30 s以后方可进行操作。, 不要使SRS部件受到85 以上的高温。 安全气囊主件及控制单元应避免受到磕碰和震动。, 检测时不可使用检测灯、电压表和欧姆表，以免造成气囊误爆。 特别是在检修安全气囊过程中，切勿测量点火器的电阻，如图7-23所示。 该操作可能造成气囊膨开，非常危险。,图7-23 切勿测量点火器的电阻, 不得擅自改动SRS的线路和元件。 在拆卸转向盘衬垫或处理新的转向盘衬垫时，应将衬垫正面朝上放置，如图7-24所示。,图7-24 衬垫的正确放置,另外，不要将转向盘衬垫存放在另一个衬垫上面。 将转向盘衬垫
15、的金属面朝上存放时，如果转向盘衬垫因为某种原因充气，可能导致严重事故。, 若在事故中气囊被引爆，为安全起见，所有元件都需要更新。 气囊装置不允许打开或修理，只允许更换新的元件。 安全气囊不能沾油脂及清洁剂等。 气囊装置有更换日期，即使不撞车，到期后也需更换。,（六）SRS检修方法 SRS的传感器、充气装置和中央气囊传感器等元件均不能分解修理，所以，SRS的故障诊断主要是电气方面的故障诊断。 由于SRS平时不使用，一旦使用之后便报废，所以SRS不像汽车上的其他系统那样，在使用过程中出现故障会表现出来。,因为没有异常现象的出现，SRS的故障就难于发现。 为此，SRS本身设置了自诊断系统，若系统出现
16、故障，即可通过故障警告灯反映出来。 这样，SRS的故障警告灯和故障代码就成了最重要的故障信息来源和故障诊断依据。,由于SRS是一个独立系统，与汽车上的其他系统都没有关系，所以，若系统中存在故障，只需按照故障代码所指示的内容进行诊断，找出故障是出在元件还是在导线或插接器上。,因为各充气装置的点火器不允许测量其电阻，点火器的开路或短路的判断必须利用自我诊断系统来进行，这是SRS故障诊断的特殊性。 SRS的故障诊断可按图7-25所示进行。,例如，丰田汽车SRS的故障代码，可用一根跨接线跨接诊断插接器上的TC与E1两个端子，通过仪表板上的SRS警告灯闪烁来读取。 具体检修方法如下所述。, 检查 SRS警告灯。 将点火开关转到 ON或ACC位置，如 SRS警告灯亮6 s后熄灭，说明SRS警告灯及其线路正常，可以读取故障代码；若SRS警告灯不亮，说明指示灯或其线路有故障，应检修后才能读取故障代码。 将点
