汽车新技术配置安全气囊SRS.ppt

授人以鱼不如授人以渔,现代汽车新配置实务,.,安全气囊系统,11,主讲：朱明 高级技师、经济师,工程师 高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员,授人以鱼不如授人以渔,第一节 安全气囊系统概述,为了减少碰撞事故中对驾驶员，乘员的伤害， 现代轿车大都装有电子式安全气囊系统(即SRS系统) 一、电子式安全气囊系统的组成和工作原理 电子式安全气囊主要由碰撞传感器、 辅助保护系统指示灯(SRS指示灯)、带防护碰撞传感器的SRS电脑和SRS气囊组件四部分组成 其中气囊组件组件主要由STS气囊， 气体发生器和点火器组成,授人以鱼不如授人以渔,汽车安全气囊系统（Supplemental Restraint SystemSRS）是轿车上的一种辅助保护系统，也称空气袋（AIR BAG）。当汽车遭到正面或侧面严重冲撞时能很快膨胀的缓冲垫，与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护，可有效降低汽车乘员及驾驶员的伤亡率，是拯救乘员生命的重要装置。应该指出的是SRS系统实际上是安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下，SRS系统才能充分发挥保护乘员的作用。目前按照安全气囊的数量可分为单气囊系统（只装在驾驶员侧，方向盘中部）、双气囊系统（驾驶员侧和前乘客侧工具箱上方的仪表板内各有一只）、多气囊系统（包括后排乘员也有）气囊盖板上标有“AIR BAG”字样，它们的工作原理基本一样。,汽车安全气囊系统,授人以鱼不如授人以渔,安全气囊系统的组成,安全气囊系统主要包括： 碰撞传感器、 气囊电脑、 系统指示灯、 气囊组件以及连接线路， 气囊组件主要包括： 气囊、气体发生器以及点火器等。,授人以鱼不如授人以渔,安全气囊组件的组成：如图11-1所示。,图11-1 安全气囊组成图,授人以鱼不如授人以渔,一、安全气囊系统的组成：如图11-2所示。,图11-2 安全气囊系统的组成,授人以鱼不如授人以渔,三、安全气囊系统部件的结构与原理 （一）碰撞传感器 碰撞传感器的作用是检测车辆发生碰撞时的减速度或惯性力， 并将信号送到安全气囊系统的专用电脑。 它安装在车身前部和中部， 一般设有3-4个。 前碰撞传感器一般为2-3个，一般安装在车身两侧的前翼子板内侧或两侧前照灯支架下面或发动机散热器支架左右两侧等 防护碰撞传感器又称为安全碰撞传感器或侦测碰撞传感器，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,授人以鱼不如授人以渔,1、传感器： 按照气囊布置形式的不同，正面碰撞设有前碰撞传感器，侧面碰撞设有侧撞传感器及乘员区别传感器、安全带扣环。 侧撞传感器： 装于汽车B柱及C柱上用于检测汽车的侧面碰撞，条件符合后，SRS ECU将侧安全气囊展开。 乘员区别传感器： 用来检测座椅垫上是否有乘客或物品。若座椅是空的或座椅上放置重量非常轻的物品时，SRS ECU检测到这一信号，当发生正面碰撞时，不展开乘客侧安全气囊，避免不必要的维修成本。,授人以鱼不如授人以渔,（1）碰撞传感器,（1）碰撞传感器对于各汽车制造厂生产的车辆，碰撞传感器的安装位置不尽相同，而且碰撞传感器的名称也不统一，例如有些碰撞传感器按照工作原理也称为加速度传感器。 按照用途的不同，碰撞传感器分为： 触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。 触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器，用于检测碰撞时的减速度或惯性，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号； 防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器，它与触发碰撞传感器串联，用于防止气囊误爆。,授人以鱼不如授人以渔,（1）碰撞传感器,按照结构的不同，碰撞传感器分为： 机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器。防护碰撞传感器一般采用电子式结构，触发碰撞传感器一般采用机电结合式结构或机械式结构。 机电结合式碰撞传感器是利用机械的运动（滚动或转动）来控制电气触点动作，再由触点断开和闭合来控制气囊电路的接通和切断，常见的有滚球式和偏心锤式碰撞传感器。 电子式碰撞传感器没有电气触点，目前常用的有电阻应变式和压电效应式2种。机械式碰撞传感器常见的有水银开关式，它是利用水银导电的特性来控制气囊电路的接通和切断。,授人以鱼不如授人以渔,碰撞传感器,对于早期的汽车，一般设有多个触发碰撞传感器，安装位置一般在车身的前部和中部，例如车身两侧的翼子板内侧、前照灯支架下面以及发动机散热器支架两侧等部位。随着碰撞传感器制造技术的发展，有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊电脑内。防护碰撞传感器一般都与气囊电脑组装在一起（图1），多数安装在驾驶舱内中央控制台下面。,授人以鱼不如授人以渔,碰撞传感器的类型 1.按其功能可分为：碰撞烈度传感器和防护碰撞传感器两大类 碰撞烈度传感器用于检测汽车遭受碰撞的激烈程度，其信号是电脑判断是否引爆点火剂的主要依据。 防护碰撞传感器与碰撞烈度传感器串联， 用于防止前碰撞传感器短路而造成气囊误爆现象， 其信号是电脑确定是否发生碰撞依据。 2.按总体结构可分为：机电结合式、电子式、水银开关式 机电结式碰撞传感器是利用机械机构运动（滚动或转动）来控制触点动作， 再由触点断开与闭合来控制SRS气囊电路接通与切断。 目前常用的有滚球式， 滚轴式和偏心锤式等。 电子式碰撞传感器是利用传感器输出的电压信号， 通过SRS电脑，指示点火装置工作。 目前常用的有电阻应变计RSG式和压电效应式碰撞传感器。 水银开关式碰撞传感器是利用水银导电的特性来控制SRS气囊电路的接通或切断,授人以鱼不如授人以渔,1 滚轮式碰撞传感器 滚轮式碰撞传感器又称偏压磁铁传感器， 其结构如图所示。 主要由滚球1、永久磁铁2、 导缸3、 触点4、 壳体5等组成。 两个触点4固定不动，并分别与传感器的引线端子连接。铁质滚球1用来感测惯性或减速度的大小，可在导缸3内移动或滚动。壳体5上印制有箭头标记，安装时必须按使用说明书规进行安装（指向前方或后方）。,授人以鱼不如授人以渔,滚球式碰撞传感器的工作原理如图所示。 1.当传感器处于静止状态时， 在永久磁铁的磁力 作用下，导缸内的滚球被吸向磁铁， 两个触点未被连通， 如图(a)所示。 2.当汽车遭受碰撞， 滚球的惯性力大于永久磁铁的吸力时，惯性力使滚球克服磁铁的吸力沿着导缸向左运动， 将两个触点接通，接通SRS气囊的搭铁回路。 如图（b）所示， 日产，马自达等汽车即采用此种传感器。,授人以鱼不如授人以渔,2 滚轴式碰撞传感器 滚轴式碰撞传感器结构如图所示。 主要组成由: 止动销1、滚轴2、 滚动触点3、 固定触点4、 底座5、片状弹簧6等 片状弹簧6与传感器的一个引线端子连接， 一端固定在底座5上，另一端绕在滚轴2上， 滚动触点3固定在滚轴部分的片状弹簧上，并可随滚轴一起转动。 固定触点4固定在底座5 上， 并与传感器的另一个引线端子连接。 当传感器处于静止状态时， 滚轴在片状弹簧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， 如图(a)所示。 当汽车遭受碰撞， 使滚轴的惯性大于片状弹簧的弹力时，惯性力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如图b所示， 从而接通SRS气囊的搭铁回路。 丰田，本田和三菱等汽车采用此种传感器。,授人以鱼不如授人以渔,3偏心锤式碰撞传感器 偏心锤式碰撞传感器又称偏心转子式碰撞传感器， 其结构如图所示,授人以鱼不如授人以渔,偏心锤式传感器的工作原理如图所示 当传感器处于静止状态时， 在复位弹簧的作用下， 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， 如图a所示。 当汽车遭受碰撞使偏心锤的惯性力矩大于复位弹簧的弹力力矩时， 惯性力矩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如图b， SRS气囊的搭铁回路接通,授人以鱼不如授人以渔,4 水银开关式碰撞传感器 水银开关式碰撞传感器一般用作防护传感器， 其结构如图所示 当汽车发生碰撞时， 减速度将使水银产生惯性力。惯性力使水银运动方向上的分力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源电路,授人以鱼不如授人以渔,5 电阻应变计式碰撞传感器 电阻应变计式碰撞传感器结构如图所示 主要由电子电路4、 电阻应变计5、 振动块6、 缓冲介质7和壳体3等组成。 电子电路包括稳压与温度补偿电路W、信号处理与放大电路A。应变计的电阻R1、 R2、 R3 、R4 制作在硅膜片8上。当膜片产生变形时， 应变电阻的阻值就会发生变化。 为提高传感器的检测精度， 应变电阻一般都连接成桥式电路， 并设有稳压和温度补偿电路,授人以鱼不如授人以渔,当汽车发生撞击时，振动块振动， 缓冲介质随之振动， 使电阻应变计的应变电阻发生变形，从而使其电阻值也发生变化， 经信号处理与放大后， 传感器S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点火剂， 使充气剂受热分解产气体给气囊充气,电阻应变计式碰撞传感器,授人以鱼不如授人以渔,6 压电效应式碰撞传感器 压电效应式碰撞传感器是利用石英或陶瓷制成的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制成的传感器 当汽车发生碰撞时， 传感器内的压电晶体在碰撞产生的压力作用下变形， 产生压电效应， 输出的电压发生变化。 SRS电脑就根据电压信号强弱便可判断碰撞的程度， 从而控制安全气囊是否引爆,授人以鱼不如授人以渔,图1 带有碰撞传感器的气囊电脑,授人以鱼不如授人以渔,（2）气囊电脑是气囊系统的核心部件,（2）气囊电脑它是气囊系统的核心部件，大多安装在驾驶舱内中央控制台下面（图2）。气囊爆炸后，在气囊电脑中会存储碰撞数据和故障码，这些故障码用普通仪器无法清除。为了保证气囊工作的可靠性，很多汽车生产厂家建议气囊电脑一次性使用。但是气囊电脑的价格很高，因此很多具有气囊电脑数据修复功能的仪器被开发出来，通过读取并修复碰撞数据，可以实现气囊电脑的再次使用。需要注意的是，配件市场上存在将修复电脑作为新配件销售的情况，购买配件时应注意。,授人以鱼不如授人以渔,图2 帕萨特B5气囊电脑,授人以鱼不如授人以渔,（二）SRS电脑 SRS电脑通常安装在驾驶室变速杆前、后的装饰板下面 其主要由SRS电脑模块、 信号处理电路、 备用电源电路、 保护电路和稳压电路等组成。 图为韩国现代轿车SRS控制组建框图,授人以鱼不如授人以渔,SRS电脑,授人以鱼不如授人以渔,1 SRS 电脑模块 SRS电脑模块的主要功用是检测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设定值， 控制气囊组件中的点火器引爆点火剂。 SRS电脑模块主要由模/数(A/D)、 数/模(D/A)转换器、 串行输入/输出(I/O)接口、 只读存储器ROM、随机存储器， 电可擦除编程只读存储器EEPROM和定时器等组成 汽车行驶过程中， SRS电脑不断接收碰撞传感器传来的车速变化信号， 经过数学计算和逻辑分析判断后， 确定是否发生碰撞。 当判断结果为发生碰撞时， 立即运行控制点火的软件程序， 并向点火电路发出点火指令引爆点火剂， 使充气剂受热分解释放气体给SRS气囊充气。 除此之外， SRS电脑还要对控制组件中关键部分的电路（如传感器电路、备用电源电路、 点火电路、SRS指示灯及其驱动电路）不断进行诊断检测， 并通过SRS指示灯和存储在存储器中的故障代码来显示测试结果,授人以鱼不如授人以渔,2 信号处理电路 信号处理电路主要由放大器和滤波器组成 其功用是对传感器检测的信号进行整形， 放大和滤波， 以便SRS电脑能够接收、识别和处理,授人以鱼不如授人以渔,3 备用电源电路 备用电源的功用是当汽车电源于SRS电脑之间的电路切断时，在一定时间（一般为6秒）内， 维持安全气囊系统供电， 保持安全气囊系统的正常工作。 安全气囊系统有两个电源：一个是汽车电源； 另一个 备用电源(BACK-UP POWER)。 备用电源又称为后备电源或紧急备用电源。 备用电源电路由电源控制电路和若干个电容器组成。 在单安全气囊系统的控制组件中， 设有一个电脑备用电源和一个点火备用电源。 在双安全气囊系统的控制组件中， 设有一个电脑备用电源和两个点火备用电源， 即两条点火电路各设一个备用电源。 点火开关接通10秒后， 如果汽车电源电压高于SRS电脑的最低工作电压， 备用电源即可完成储能任务,授人以鱼不如授人以渔,4保护电路和稳压电路 保护电路的作用是防止汽车电器系统中所产生的瞬时过电压，使安全气囊系统中的电子元件遭受损坏 稳压电路是为了保证汽车电源电压发生变化时， 安全气囊系统能正常工作,授人以鱼不如授人以渔,气囊系统2个电源,气囊系统有2个电源，即汽车电源（蓄电池和发电机）和备用电源，备用电源电路由电源控制电路和若干电容器组成。当汽车发生碰撞导致蓄电池和发电机与气囊系统断开时，备用电源在一定时间内（一般为6 s）可以维持气囊系统供电。在维修气囊系统时应注意备用电源的作用，在断开蓄电池电源后仍需要等待一段时间以使备用电源放电，具体等待时间请参阅相关维修手册。,授人以鱼不如授人以渔,气囊指示灯,（3）气囊指示灯安装在仪表板上，用于指示气囊系统功能是否处于正常状态。正常情况下，打开点火开关后，气囊指示灯应点亮几秒钟后熄灭。如果气囊指示灯不亮、一直亮或在行驶途中突然点亮，表示气囊系统有故障，应及时检修。,授人以鱼不如授人以渔,6、安全气囊系统指示灯（SRS指示灯） SRS指示灯又叫故障提示警告灯，。当打开点火开关时，SRS ECU点亮SRS指示灯，系统进入自检，自检时间内（约7s），对撞车信息进行分析及发出点火指令只有自检完成后系统才开始正常工作，SRS指示灯熄灭。当系统自检 出故障时，SRS系 统将停止工作，SRS 指示灯闪烁警告。 见图11-7所示。 7、储备电源 当供电系统失 灵，气囊系统可由 储备电源供电，确 保安全气囊系统在 短时间内维持正常 工作。,图11-7 安全气囊指示灯（现代伊兰特）,授人以鱼不如授人以渔,（三）SRS指示灯 SRS指示灯又称SRS警告灯 其作用是指示安全气囊系统功能是否处于正常状态。它安装在驾驶室仪表板面膜的下面， 并在面膜表面相应位置制作有图形或SRS、AIR BAG等字样。 当点火开关处于“ON”或“ACC”位置时，如果SRS指示灯发亮或是闪烁约6秒（闪6下）后自动熄灭， 表示安全气囊系统正常。如果不同或异常现象表示安全气囊有问题， 应及时排除,授人以鱼不如授人以渔,（四）SRS气囊组件 SRS气囊组件按功能分为正面SRS气囊组件和侧面SRS气囊组件两类。 正面SRS气囊组件的功用是保护驾驶员和乘员的面部和胸部， 防止转向盘， 挡风玻璃， 仪表台和前排座椅伤害人体。 侧面的SRS气囊组件的功能是防止车门或车身伤害人体 汽车安全气囊目前普遍装备驾驶席和前排乘员席。 驾驶席气囊组件安装在转向盘的中央， 前排乘员席安全气囊组件安装在乘员席正前方， 两个气囊组件一般共用一个SRS电源,授人以鱼不如授人以渔,气囊安装位置,（4）气囊按照安装位置的不同，气囊可以分为： 正面气囊和侧面气囊（气帘），或者分为驾驶员气囊、前排乘客气囊以及后排乘客气囊。 为了提高乘客的安全性，有些轿车还在座位侧面和车门内侧等部位安装了安全气囊。,授人以鱼不如授人以渔,气囊,授人以鱼不如授人以渔,驾驶员气囊,驾驶员气囊安装在转向盘的中央（图3），气囊大小因制造公司的不同而有所差别，例如在欧洲和日本的很多地方，驾驶员安全带是强制使用的，因此欧洲车和日本车的驾驶员安全气囊较小，一般充气后为40L。,图3 驾驶员安全气囊,授人以鱼不如授人以渔,驾驶员气囊,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,驾驶席SRS气囊组件的结构如图所示， 主要由气囊装饰盖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的等组成,授人以鱼不如授人以渔,前排乘员席SRS气囊组件结构如图所示,授人以鱼不如授人以渔,前排乘客气囊,前排乘客气囊（图4）安装在前排乘客座椅正前方，仪表板上的杂物箱和仪表板之间。由于乘客气囊距离乘客的距离比较远，因此乘客气囊的体积比驾驶员气囊的体积大。为了避免前排乘客气囊不必要爆炸造成浪费（例如座椅上没有乘客），可以通过开关或仪器将前排乘客气囊关闭（图5）。,图4 前排乘客气囊,授人以鱼不如授人以渔,图5 前排乘客气囊开关,授人以鱼不如授人以渔,气囊采用尼龙制成,气囊采用尼龙制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以密封气体。气囊静止时被折叠成包，安放在气体发生器上部和气囊饰盖之间，气囊饰盖表面模压有浅印，以便气囊充气爆开时撕裂饰盖，并减小冲出饰盖的阻力。气囊背面或顶部设置有排气孔，当驾驶员压在气囊上时，气囊受压后便从排气孔排气。,图3 驾驶员安全气囊,授人以鱼不如授人以渔,1 SRS气囊 气囊通常是由防裂性能好的聚酰胺织物（如尼龙）制成， 这是一种较软的泡沫材料。 经过硫化处理， 以减少气囊吹胀时的惯性力。为密封气体， 气囊的里层涂有聚氯丁二烯。气囊背面或顶部制有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1秒， 从而吸收驾驶员与气囊碰撞的动能， 使人体不至受伤 气囊卷成向上喇叭形，然后装在铝等金属制成的防护罩中， 最近开发的护罩盖为无支撑式的， 用聚氨酯制成。 在正常情况下， 它是一个结构盖，气囊充胀的瞬间， 在气囊爆发力的作用下快速断裂， 对气囊充胀过程毫无阻碍作用,授人以鱼不如授人以渔,2气体发生器 气体发生器的功用是在点火器引爆点火剂时， 产生气体向SRS气囊充气， 使气囊胀开 气体发生器用专用螺栓和专用螺母固定在气囊支架上，由点火器、点火剂、金属过滤器及氮气发生剂等组成， 如图所示 当碰撞传感器向SRS电脑输送撞击信号， SRS电脑向点火器发出指令，点火器点燃点火剂并传到氮气发生剂， 使其产生大量的氮气， 通过金属过滤器的冷却， 降压， 迅速充胀囊， 使气囊爆胀,授人以鱼不如授人以渔,（5）气体发生器,（5）气体发生器功能是在点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气，使气囊爆开。气囊发生器使用专用螺栓固定在气囊支架上，只有使用专用工具才能进行装配。气体发生器自安装之日起，应10年更换1次。 为了便于安装，驾驶员气囊气体发生器一般都做成圆形。目前，大多数气体发生器都是利用热效应产生氮气充入气囊。 前排乘客气囊的气体发生器为长筒形，其工作原理与驾驶员侧气体发生器相同。,授人以鱼不如授人以渔,（6）点火器,（6）点火器安装在气体发生器的中央位置，作用是在触发碰撞传感器和防护碰撞传感器将气囊电路接通时，引爆点火剂，产生热量使充气剂分解。,授人以鱼不如授人以渔,3点火器 点火器外包铝箱，安装在气体发生器内部中央位置。 其功用是在前碰撞传感器和防护传感器将气囊电路接通时， 引爆点火剂， 产生热量使充气剂分解。 点火器的结构如图所示 它的所有部件均装在药筒内。点火剂包括引爆炸药1和引药3。 引出导线与气囊连接器插头连接，连接器（一般为黄色）中设有短路片。 当连接器插头拔下或插头与插座未完全结合时， 短路片将两根引线短接， 防止静电或误通电将电热丝电路接通而造成气囊误膨开。 当SRS电脑发出点火指令时， 电热丝电路接通， 电热丝迅 速红热引爆引 药， 引爆炸 药瞬间爆炸产生热量， 药筒 内温度和压力急剧升高并冲 破药筒， 使充气剂（叠氮化 钠）受热分解释放氮气充入 SRS气囊,授人以鱼不如授人以渔,旋转连接器用于将传感器或处理器传来的信号输送到转向盘中的气体发生器。 常用的形式有；滑环式、 电缆卷筒式和旋转弹簧式，如图所示 滑环式连接器的特点是：一个电路上有两个接点，提高了接触的可靠性。 电缆卷筒式连接器是靠卷绕的铜箔在旋转盘内直接接触的。 螺旋弹簧式连接器的螺旋弹簧由两个导电膜片构成， 各接一个接线头， 连接时能保证有恒定的接触电阻,授人以鱼不如授人以渔,（7）气囊系统线束连接器 及保险机构,（7）气囊系统线束连接器及保险机构为了便于将气囊系统线束与其他电气系统线束区别开，目前大多数汽车的气囊系统线束采用黄色连接器（图6），也有采用深蓝色或橘红色连接器。连接器采用了导电性能和耐久性能良好的镀金端子，并设计有防止气囊误爆机构，以保证气囊系统可靠工作。,图6 气囊线束采用黄色连接线,授人以鱼不如授人以渔,（五）安全气囊系统线束及连接器 安全气囊系统的所有线束都装在黄色波纹管内， 并与车身线束总成连成一体， 以便于区别。 安全气囊系统采用的连接器绝大多数都为黄色连接器。 欧洲汽车有的采用橙红色连接器， 奔驰汽车采用红色连接器。 安全气囊系统的连接器采用导电性和耐久性良好的镀金端子， 并设有防止气囊误爆机构、端子双重锁定机构、连接器双重机构和电路连接诊断机构等保险机构，用以保证气囊系统可靠工作 图为丰田科罗娜轿车安全气囊系统连接器,授人以鱼不如授人以渔,（7）气囊系统线束连接器 及保险机构,从气囊电脑到点火器之间的连接器采用了防止气囊误爆的短路片机构（铜质弹簧片，又称为短路弹簧片）。当连接器拔开时（插头拔下或插头与插座未完全结合），短路片自动将靠近气囊点火器一侧插头或插座的2个引线端子短接，防止静电或误通电造成气囊误爆。,授人以鱼不如授人以渔,（7）气囊系统线束连接器 及保险机构,为了保证转向盘具有足够的转动角度而又不致于损伤气囊组件的连接线束，在转向盘和转向柱之间采用了螺旋线束，即将线束安装在螺旋形弹簧内。在不同汽车制造厂提供的维修手册中，螺旋线束的名称各有不同，例如也称为螺旋弹簧、游丝或游丝弹簧。螺旋弹簧在转向盘和转向柱之间安装时，需要注意安装位置和方向（图7），当拆卸和安装转向盘时，应将转向柱固定在“直向前”的位置，以免损坏螺旋线束。,图7 安装螺旋弹簧时应注意方向,授人以鱼不如授人以渔,2、安全带扣环： 安全带扣环用于检测安全带是否系上，如图11-3所示。 3、安全气囊系统控制 单元（SRS ECU）： 其功能是连续 监测汽车行驶过程 中传感器输送来的 信号，经计算处理 后，确定是否需要 气囊展开。此外，SRS ECU还不断地对系统中的主要部件和外部电路进行诊断检测。一旦系统有故障被ECU的诊断功能检测出来，便以故障码的形式存于存储器中，同时点亮SRS指示灯提示安全气囊系统有故障。,图11-3 安全带扣环,授人以鱼不如授人以渔,4、安全气囊组件： 有前气囊组件、驾驶员侧、前乘客侧气囊组件和侧气囊组件，如图11-4所示。,图11-4 安全气囊组件,授人以鱼不如授人以渔,5、电气连接件： （1）螺旋弹簧（如图11-5所示） 螺旋弹簧又称螺旋型电缆或游丝。由于驾驶员侧气囊安装在转动的方向盘上，为实现活动盖与静止端转向柱的电气连接，故采用螺旋型电缆来实现旋转运动方向盘的旋转端与固定端的电气连接。 （2）气囊线束及连接器（如图11-6所示）,图11-5 安全气囊组件,图11-6 安全气囊组件,授人以鱼不如授人以渔,二、安全气囊控制原理 当汽车遭受正面碰撞和侧面碰撞时，安全气囊系统的工作原理完全相同。以图11-8正面碰撞为例，说明安全气囊系统控制原理。,图11-8 安全气囊系统的动作时序图,授人以鱼不如授人以渔,当汽车遭受正面碰撞或侧面碰撞时， 其安全气囊系统工作原理基本相同，现以图所示的正面碰撞为例， 说明其工作原理,授人以鱼不如授人以渔,当汽车受到前方一角度范围内的高速碰撞时， 安装在汽车前端的碰撞传感器和与STS电脑安装在一起的防护碰撞传感器就会监测到汽车突然减速的信号， 并将信号传送到STS电脑。 STS电脑中预先设置的程序经过数学计算和逻辑判断后， 立即向STS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引药）。 点火剂引爆时， 迅速产生大量的热量， 充气剂受热分解， 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乘员， 使乘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， 使人体与车内构件之间的碰撞变为弹性碰撞， 通过气囊产生典型吸收人体碰撞产生的动能， 达到保护人体的目的,授人以鱼不如授人以渔,二、气囊引爆过程 图为奥迪车以50Km/h 的车速与正面障碍物相撞时， 气囊引爆过程。,授人以鱼不如授人以渔,（1）碰撞约10ms后， 安全气囊系统达到引爆极限， 气囊组件中的电雷管引爆点火剂并产生大量热量， 使充气剂（叠氮化钠药片）受热分解， 驾驶员尚未动作，如图2-8-2(a) 所示 （2）碰撞约40ms后， 气囊安全充胀， 体积最大， 驾驶员向前移动， 安全带斜系在驾驶员身上并收紧， 部分冲击能量已被吸收，图2-8-2（b）,授人以鱼不如授人以渔,（3）碰撞约60ms后， 驾驶员头部及身体上部压向气囊， 气囊背面的排气孔在气体和人体压力作用下排气， 利用排气节流作用吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能， 图2-8-2(c) 所示 （4）碰撞约110ms后， 大部分气体已从气囊逸出， 驾驶员身体上部回到坐椅靠背上， 汽车前方恢复视野，图2-8-2（d） (5) 碰撞约120ms后， 碰撞危害解除， 车速降低至零,授人以鱼不如授人以渔,第二节 装备有安全带收紧器的安全气囊系统,汽车安全气囊系统(SRS)属于一次性使用装备， 而且造价较高。 为了达到既能保护驾驶员和乘员的安全， 又能降低消耗费用之目的， 一些中高档轿车（如丰田，凌志LS400型， 沃尔沃850， S70等型号的轿车）装备了带有座椅安全带收紧器的安全气囊系统,授人以鱼不如授人以渔,一、 基本组成 装备有安全气囊收紧器的安全气囊系统是由碰撞传感器、 SRS气囊组件、SRS控制组件、 SRS指示灯、 座椅安全带收紧器等组成 图为凌志LS400轿车装备座椅安全带收紧器的SRS系统组成,授人以鱼不如授人以渔,SRS气囊组件主要由SRS气囊、气体发生器和点火器的组成， 驾驶席SRS气囊组件安装在转向盘上， 乘员席SRS气囊安装在手套箱上部挡风玻璃下方 SRS控制组件一般安装在变速杆前面或后面的装饰板下面， 由SRS电脑、安全传感器、 中心碰撞传感器、点火控制电路、 备用电源电路和自诊断电路等组成 SRS指示灯安装在仪表盘上， 用“SRS”或“AIR BAG”英文字母表示 座椅安全带收紧器又称为安全带紧急张紧收缩器(ETR)， 安装在座椅左右两侧或前后车门立柱旁边。安全带收紧器由气体发生器、 带轮、离合器（又称为惯性锁）、 导管（又称为气缸）、 自动安全带卷筒、 活塞、 缆绳等组成,一、 基本组成,授人以鱼不如授人以渔,二 、工作原理 图为带安全气囊的SRS系统工作原理图 如图所示， 前左，右碰撞传感器9，10与安装在SRS电脑中的传感器相互并联，驾驶席气囊点火器7和乘员席气囊点火器8并联，左右安全带收紧器5，6并联 在SRS电脑中，设有两只相互并联的防护传感器， 其中一只与收紧器点火器5、6 和SRS电脑中的驱动电路构成回路 收紧器的点火器受控于SRS电脑 另一只防护传感器与气囊点火器7、8和碰撞传感器9、10构成回路，气囊点火器7、8也受控于SRS电脑,授人以鱼不如授人以渔,二 、工作原理 图为带安全气囊的SRS系统工作原理图,授人以鱼不如授人以渔,1 安全带收紧器的工作原理 座椅安全带收紧器的工作原理是： 当收紧器点火器接通电源时， 电雷管引爆， 充气剂受热分解， 活塞在膨胀气体的作用下迅速移动， 并推动收紧器的弹簧装置将安全带迅速收紧（8毫秒内， 能将安全带收紧10厘米） 驾驶员和乘员向前移动距离缩短， 从而防止受伤,授人以鱼不如授人以渔,2 SRS系统工作原理 在汽车行驶过程中， 防护传感器、 中心传感器和前碰撞器随时监测车速变化信号并将信号送到SRS电脑。 在SRS电脑中， 预先编制的程序经过计算和逻辑判断后， 向收紧器点火器或SRS气囊点火器发出点火指令， 使安全带收紧器动作或收紧器与SRS气囊同时作用 当汽车行驶速度较低（低于30Km/h）时， 碰撞产生的减速度和惯性力较小， 防护传感器和中心传感器将此信号送到SRS电脑， 电脑判断为不必引爆SRS气囊， 仅引爆座椅安全带收紧器的点火器；同时， 向左，右收紧器发出点火指令使安全带收紧，防止驾驶员和乘员遭受伤害。当汽车行驶速度较高（超过30Km/h）时， 碰撞产生的减速度和惯性力较大， 防护传感器和中心传感器将此信号送到SRS电脑，电脑判断结果为需要SRS气囊和收紧器共同作用来保护乘员的安全。 安全气囊爆出， 安全带收紧器收紧从而达到保护的目的,授人以鱼不如授人以渔,第三节 新型智能安全气囊系统,目前， 在发达国家由于普通的安全气囊不能根据乘客乘坐状态， 实际车速和碰撞烈度来调整气囊开启的速度和强度， 造成了一些因为气囊开启强度过大而导致的不必要的人员（尤其是儿童）伤亡事件， 使得各大厂商开发出了一些新型智能安全气囊系统 智能型安全气囊大多是采用了红外线或超声波传感器、 磁性感应器、逻辑电路或逻辑处理器来对安全气囊系统进行控制,授人以鱼不如授人以渔,例如， 2001年款的美洲豹XK系列跑车上安装的一种新型超声波乘客传感系统。 该系统有4个超声波感应器， 分别安装在车门支柱和车顶托架内， 用以确定前座是否有乘客， 以及乘客头部和上躯干相对于安全气囊的位置 该系统不仅可以利用超声波检测前排乘客位置，还可以结合其他传感器监测乘客的体重， 驾驶员相对于转向盘的位置，安全带使用与否， 汽车发生碰撞的严重程度等 该系统的控制电脑利用人造神经网络技术不断的监测和分析收集来的数据，前排人员位置信息，评价轿车碰撞事件并进行决策， 以控制安全气囊的展开与否,新型智能安全气囊系统,授人以鱼不如授人以渔,当系统监测出乘客离安全气囊的展开区太近时， 仪表板上的灯光就会发出警告， 这时， 乘员安全气囊不会发生效力。一旦乘客离开仪表台足够远时，则灯光熄灭， 乘员安全气囊重新恢复效力。 当乘客座椅空着的时候 ，或者当乘客戴有安全带而轿车发生较轻碰撞时， 乘员安全气囊不会展开。 此外， 该安全气囊有三种展开模式：不展开、 一级展开、 二级展开。,新型智能安全气囊系统,授人以鱼不如授人以渔,沃尔沃(VOLVO)汽车公司的智能安全气囊系统，当乘员每没有佩戴安全带时， 其控制电脑能改变安全气囊中气体的压力， 使安全气囊在较小的撞击力下膨胀， 避免对乘员安全造成伤害 一些公司还在儿童座椅上装有一个安全装置， 来控制乘员气囊的工作。 如， 西门子公司在儿童座椅下面装有电子信号收发器。当儿童座椅装在乘员席上后， 中央电子控制器中的“儿童座椅探测器”的微型天线会发出探测电波， 儿童座椅的信号，同时“免用安全气囊”的信号灯也会发光。 当儿童座椅的安装是儿童面向轿车行驶的前方， 在发生碰撞时， 乘员安全气囊能够安全引爆。如果是背向行驶方向。则中央电子控制器的控制器会阻止乘员安全气囊发生爆炸， 以免儿童受伤 TRW公司则是在儿童座椅上开发了一种磁性片和传感器的组合系统， 通过该系统来判断儿童座椅的朝向,新型智能安全气囊系统,授人以鱼不如授人以渔,第四节 安全气囊系统故障诊断与检修,一、 安全气囊系统的故障诊断 现代汽车的安全气囊系统均设有故障自诊断系统。自诊断系统由自诊断电路、 存储电路、 SRS指示灯和检测插头等组成 其功用是当SRS系统出现故障时， 检测故障发生的部位， 并以故障码的形式储存起来， 同时通过SRS指示灯向驾驶员报警,授人以鱼不如授人以渔,1系统自诊断 在起动之前， 点火开关转到ACC或ON位置时， SRS指示灯亮， 大约6秒后指示灯应自动熄灭， 这时系统是正常的。 在发动机起动后及正常行驶中， SRS指示灯不应点亮 当点火开关转到ACC 或ON位置时， SRS指示灯一直亮或者闪烁， 说明气囊的诊断系统已经测出故障并存储了故障代码,授人以鱼不如授人以渔,2 读取自诊断故障代码 安全气囊系统发生故障时， 通常都是先调取故障码， 然后根据故障码所提示的故障内容和检查部位， 进行检修， 具体方法参见第二篇第一章有关内容。 丰田汽车安全气囊系统故障代码内容见表2-8-1所示：,授人以鱼不如授人以渔,二、安全气囊系统故障检修 （一）安全气囊系统检修时应注意事项 在SRS安全气囊系统检修过程中， 如果不按正确的操作顺序进行， 就有可能导致SRS气囊意外膨开，不仅会造成较大的经济损失， 而且可能造成严重的事故。,授人以鱼不如授人以渔,安全气囊系统的检修,（1）安全规范除原设计的线束外，严禁将其他线束接到气囊系统线束上；禁止使用万用表以及其他能产生电源的仪器检测点火器；存放安全气囊时，应按照气囊向上和连接器向下的方式放置，万一误爆时，这样放置的危险性较小；不要试图用工具打开安全气囊的气袋或点火器，并禁止对其加热；维修焊接前应拆掉蓄电池正极；连接电气线束前，认真检查线束是否处于断电状态。,授人以鱼不如授人以渔,（2）拆卸注意事项,（2）拆卸注意事项进行任何拆卸工作前，应先进行下列操作。 先接通点火开关，检查仪表板上安全气囊指示灯工作是否正常。 关闭点火开关，拔出钥匙。断开蓄电池正极，等待2 min以上，如果安全气囊指示灯工作异常，断开蓄电池正极后应该等待10 min，再进行操作。 拆卸转向盘时，应使用专用工具将转向柱锁定在“直向前”的位置，以保证控制装置和螺旋线束在安装中不会被损坏。 只能安装与原车零部件编号相同的配件，点火器是有失效期的，要遵守配件上注明的使用期限。 接通蓄电池后，打开点火开关时，维修人员不要将身体放在安全气囊打开的轨迹之内。 安装完毕后，检查安全气囊指示灯运行是否正常。,授人以鱼不如授人以渔,在碰撞之后，正面安全气囊被引爆的情况下，要更换下列部件： 1、SRS ECU。 2、被引爆的安全 气囊组件。 3、座椅安全带 张紧装置，如图 11-9所示。 4、前碰撞传感 器。,图11-9 预紧装置结构与原理图,一、引爆后修复,授人以鱼不如授人以渔,二、安全气囊系统各部件的更换和检查方法 1、安全气囊的更换及检查： （1）操作安全气囊系统时必须断开蓄电池的接地线， （2）在触摸安全气囊之前，操作人员应释放静电，即通过触摸接地的金属物作体，如金属水管，暖风管路或金属支架来释放静电。 （3）不允许随意放置安全气囊，应将带缓冲垫层的一侧向上（如图11-10所示）。 （4）如安全气囊曾落到三角的板 块上，或有损坏，就不允许再次 安装使用，应更换。 （5）当安全气囊系统自检到某一 安全气囊存在故障时，可利用23 的电阻来代替该气囊进行检测，如 故障排除说明气囊已损坏。,图11-10 安全气囊系统的放置方向,授人以鱼不如授人以渔,2、安全气囊控制单元的更换： （1）内装碰撞传感器的SRS ECU事故引爆后必须更换，因为其碰撞传感器已失效无法修复。 （2）必须更换相同型号的SRS ECU。 （3）内装碰撞传感器SRS ECU安装时应小心，不可摔打摇晃或落到硬的板块上，注意其安装方向不能装错（如图11-11所示）。,图11-11 内装碰撞传感器的安全气囊ECU,授人以鱼不如授人以渔,3、螺旋电缆线的更换： （1）安装前须将前轮摆正，螺旋电缆线调整在中央位置后将其装复。 （2）螺旋电缆线的对中方法：先按顺时针方向 旋转组件直到停止位置，再以相后的方向旋转至停止位置记录圈数。 （3）使用万用表检测螺旋电缆有无断路或短路，也可以用23电阻分别在线缆的前端和后端连上。 （4）安装完毕还应检查安装标记是否对好及喇叭开关是否起作用，否则应检查螺旋电缆线及相关电路，11-12所示。,图11-12 安全气囊安装完毕后的检查,授人以鱼不如授人以渔,二、安全气囊系统故障检修 （一）安全气囊系统检修时应注意事项 （1）诊断检测SRS气囊系统之前， 应首先读取故障自诊断代码， 然后再脱开蓄电池负极电缆， 因为故障代码是进行故障诊断时最重要的信息来源 2）将点火开关转到OFF( 或LOCK)位置， 并将蓄电池负极电缆端子拆下90秒（有的为60秒）以上， 然后再开始进行检修工作 因为安全气囊一般都配有电源备用电源，如果从蓄电池上拆下负极电缆不到90秒就开始维修工作， 气囊就有可能会充气张开,授人以鱼不如授人以渔,（3）当负极端子从蓄电池上脱开后， 汽车音响系统、 防盗系统、 时钟、电控座椅、 微机控制驾驶位置设定的电控倾斜和伸缩转向系统、 电控车外后视镜等系统存储的内容都将会丢失。所以， 在开始工作前， 应将各系统的密码和存储的内容做好记录， 在维修工作结束后， 再由维修员或汽车用户重新设置密码和有关内容并调整时钟。 绝不允许使用车外电源以避免各系统存储内容丢失， 以免导致SRS气囊误张开,（一）安全气囊系统检修时应注意事项,授人以鱼不如授人以渔,（4）即使只发生了轻微碰撞而SRS气囊未没有张开， 也应该仔细检查安全气囊、 传感器、 座椅安全带收紧器、 控制电脑以及电缆、 插头等 （5）在检修过程中， 若有可能对车前碰撞传感器产生冲击， 则应在检修之前拆下碰撞传感器， 以防止SRS气囊误开 （6）安全气囊系统的所有零部件均为一次性使用部件， 不要拆卸和修理中央传感器、车前碰撞传感器、 安全气囊、 安全带收紧器，以供重新使用，也不可使用其它车辆的SRS部件。需更换时，应使用与原车配套新品 （7）车前碰撞传感器、 安全气囊、 安全带收紧器不得直接暴露在热空气或火焰中,（一）安全气囊系统检修时应注意事项,授人以鱼不如授人以渔,（8）如果前碰撞传感器、 安全气囊、 安全带收紧器、 控制电脑等元件的紧固件已经脱落， 或其外壳、 托架、 连接器有裂纹、 凹陷及其他缺陷时， 应及时更换。 （9）绝对不能检测安全气囊点火器或安全带收紧器点火器的电阻， 否则有可能导致气囊引爆或收紧器动作 （10）检测其他部件电阻和检测安全气囊系统故障时， 必须使用高阻抗（10欧姆）的万用表，最好使用数字式万用表,（一）安全气囊系统检修时应注意事项,授人以鱼不如授人以渔,（11）在安全气囊系统的各个总成或零部件的表面上都有说明， 使用或检修时必须严格按照这些注意事项操作。 在系统的维修工作完成后， 用检查SRS指示灯， 看系统工作是否正常 （12）已发生过碰撞且SRS气囊系统已经充气张开、 安全气囊、控制电脑、 车前碰撞传感器、中央传感器等均不可重复使用 （13）安装碰撞传感器时，其上的箭头应指向车辆前方。有些车辆的车前碰撞传感器定位螺栓是经过防锈处理，当拆下传感器时， 最好换用新的定位螺栓 （14）插上连接器时，务必将各种锁止机构可靠锁住。以防止连接器松脱或出现一些失灵代码,（一）安全气囊系统检修时应注意事项,授人以鱼不如授人以渔,（15）转向盘必须正确的装入转向柱内， 否则会引起电缆接触不良。 同时， 螺旋形电缆应处于中间位置， 否则极易在转动转向盘时遭到损坏。 （16）在拆卸或搬运， 放置安全气囊时， 其装饰盖一面应朝上。不得将安全气囊重叠堆放， 以防万一误爆造成的严重事故 （17）安全气囊及安全带收紧器上不能沾油和水， 不能涂润滑油， 也不得用任何类型的清洗剂清洗。 安全气囊及安全带收紧器应存放在湿度不高并远离电场干扰的地方， 并且不可在高温环境下或阳光暴晒的地方放置 （18）使用电弧焊时， 应先将安全气囊及安全带收紧器的连接器脱开才可以开始工作,（一）安全气囊系统检修时应注意事项,授人以鱼不如授人以渔,(19)车辆报废时， 应使用专用工具将安全气囊张开或让安全带起作用， 这项工作应在远离电场干扰的地方进行。 （20）安全