汽车安全气囊SRS

朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔第八章电控安全与防盗报警系统的检修第一节安全气囊系统概述第二节装备有安全带收紧器的安全气囊系统第三节新型智能安全气囊系统第四节安全气囊系统故障诊断与检修第五节电控门锁系统概述第六节遥控车门系统第七节防盗点火锁系统第八节中央门锁及防盗报警系统的检修实例朱明工作室[e-mail]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朱明工作室[e-mail]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，说明其工作原理朱明工作室[e-mail]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朱明工作室[e-mail]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。朱明工作室[e-mail]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）朱明工作室[e-mail]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，车速降低至零朱明工作室[e-mail]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，后的装饰板下面朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔碰撞传感器的类型很多。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。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朱明工作室[e-mail]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）。朱明工作室[e-mail]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。朱明工作室[e-mail]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。朱明工作室[e-mail]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，其结构如图所示朱明工作室[e-mail]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朱明工作室[e-mail]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朱明工作室[e-mail]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朱明工作室[e-mail]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生气体给气囊充气朱明工作室[e-mail]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朱明工作室[e-mail]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控制组建框图朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔1SRS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朱明工作室[e-mail]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、识别和处理朱明工作室[e-mail]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-UPPOWER)。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朱明工作室[e-mail]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朱明工作室[e-mail]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、AIRBAG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，应及时排除朱明工作室[e-mail]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