第5章--安全气囊系统(SRS)

《汽车底盘及车身电控系统维修》机械工业出版社主编:于京诺配套教材信息教材名称：汽车底盘及车身电控系统维修教材主编：于京诺出版社：机械工业出版社出版时间/版次：2011年2月第1版国际标准书号（ISBN）：978-7-111-32432-4教材所属系列：高职高专汽车类专业技能型教育规划教材第5章安全气囊系统（SRS）5.1概述安全气囊系统(SupplementalRestraintSystem,缩写为SRS)，也称辅助乘员保护系统。它是一种当汽车遇到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，可以避免车内乘员直接碰撞到车内构件造成的伤害，是一种被动安全装置，具有不受约束、使用方便等优点。5.1.1安全气囊的分类1.按碰撞类型分类根据碰撞类型的不同，安全气囊可分为正面碰撞防护安全气囊、侧面碰撞防护安全气囊、膝部碰撞防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。•2.按照安全气囊安装数目分类•按照安全气囊安装数目可分为单气囊系统(只装在驾驶员侧)、双气囊系统(驾驶员侧和前排乘客侧各有一个安全气囊)和多气囊系统。•3.按照安全气囊的触发机构分类•按照安全气囊的触发机构可分为机械式和电子式两种。机械触发式安全气囊系统已被淘汰，目前应用的都是电子式安全气囊系统。•5.1.2安全气囊系统的基本组成•安全气囊系统主要由传感器、安全气囊组件和安全气囊ECU等组成。•5.1.3安全气囊系统的工作原理图5-1安全气囊系统的工作原理•5.1.4安全气囊的动作过程•图5-2所示为奥迪轿车车速为50km/h时与前方障碍物相撞时气囊的引爆过程。•图5-2a）所示，撞车10ms后，达到引爆系统引爆条件，点火器点燃气体发生器产生氮气，驾驶员仍然直坐着。•图5-2b）所示，40ms后，气囊已完全充胀，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并被拉长，部分冲击能量已被吸收。•图5-2c）所示，80ms后，驾驶员的头及身体上部沉向气囊，气囊后面的排气孔将氮气在一定压力下匀速逸出。•图5-2d）所示，110ms后，驾驶员的身体被回弹到座椅上，大部分气体从气囊中逸出，前方恢复清晰视野。图5-2安全气囊的动作过程•5.1.5安全气囊系统的有效范围图5-3正面碰撞时SRS的有效范围•在下列条件之一的情况下，正面碰撞安全气囊系统不会引爆点火剂而给气囊充气：•1)汽车遭受的碰撞超过斜前方±30°角范围时；•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)纵向减速度末达到设定阈值时；•6)汽车正常行驶、正常制动或在不平路面的道路上行驶时。•5.2SRS主要部件的结构与工作原理•5.2.1传感器•1.传感器的分类•（1）按照传感器的作用分类按照传感器的作用分类可分为碰撞传感器和保险传感器两类。•（2）按照传感器的结构分类按照传感器的结构分类可分为机电式、电子式和水银开关式三类。•2.传感器的结构与工作原理•（1）偏心式碰撞传感器图5-4偏心式碰撞传感器a)不工作状态b)工作状态（2）滚轮式碰撞传感器（3）滚球式碰撞传感器图5-5滚轮式碰撞传感器图5-6滚球式传感器（4）应变电阻式传感器（5）水银开关式保险传感器图5-8汞开关型保险传感器图5-7压电效应式中央碰撞传感器5.2.2安全气囊组件（1）气体发生器气体发生器又称充气器，用于在点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气，使气囊膨开。图5-9气体发生器（2）点火器图5-10点火器分解图1—引爆炸药2—药筒3—引药4—电热丝5—陶瓷片6—永久磁铁7—引出导线8—绝缘套管9—绝缘垫片10—电极11—电热头12—药托•（3）气囊•气囊按布置位置可分为驾驶员侧气囊、乘客侧气囊、后排气囊、侧面气囊、顶部气囊等；按大小可分为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。•（4）饰盖•饰盖是气囊组件的盖板，上面模制有撕缝，以便气囊能冲破饰盖膨开。•（5）底扳•气囊和充气器装在底板上，底板装在转向盘或车身上，气囊膨开时，底板承受气囊的反力。5.2.3安全气囊ECU图5-11SRSECU内部结构1—能量储存装置(电容)2—保险传感器总成3—传感器触点4—传感器平衡块5—四端子插接器6—逻辑模块7—SRSECU插接器5.2.4安全气囊系统线束与保险机构图5-12丰田科罗娜轿车安全气囊系统插接器1.2.3—ECU插接器4—SRS电源插接器5—中间线束插接器6—螺旋电缆7—右碰撞传感器插接器8—气囊组件插接器9—左碰撞传感器插接器10—点火器表5-1科罗娜轿车SRS插接器保险机构序号名称插接器代号1防止气囊误爆机构2、5、82电路连接诊断机构1、3、7、93插接器双重锁定机构5、84端子双重锁定机构1、2、3、4、5、7、8、91．防止SRS气囊误爆机构图5-13防止气囊误爆机构的结构与原理a)插接器正常连接短路片与端子脱开b)插接器拨下短路片端子短接2．电路连接诊断机构图5-14电路连接诊断机构结构与原理a)半连接b)可靠连接3．插接器双重锁定机构图5-15插接器双重锁定机构a)主锁打开，副锁被挡住b)主锁锁定，副锁可以锁定c)双重锁定4．端子双重锁定机构图5-16端子双重锁定机构a)插头b)插接器5．安全气囊系统线束图5-17螺旋电缆1、3—线束插接器2—螺旋弹簧4—弹簧壳体5—搭铁插接器5.3装备安全带预紧器的安全气囊系统•5.3.1系统的组成图5-18装备安全带预紧器的安全气囊系统的零部件位置1—SRS提示灯2—右前碰撞传感器3—乘员席SRS气囊组件4—SRSECU5—右座椅安全带预紧器6—左座椅安全带预紧器7—驾驶席SRS气囊组件8—螺旋电缆9—左前碰撞传感器5.3.2安全带预紧器的结构原理图5-19安全带预紧装置a)卷筒与预张紧轴的咬合b)安全带开始拉紧1—气体发生器2—活塞3—缆绳4—离合器5—卷筒6—安全带收缩主轴7—安全带•5.3.3系统的工作原理•1．预紧器工作原理图5-20装备安全带预紧器的安全气囊系统的电路•2．系统工作原理•在汽车行驶过程中，SRSECU持续监测保险传感器、中央碰撞传感器和前碰撞传感器的信号，当接收到碰撞信号时SRSECU按照预先编制的程序经过数学计算和逻辑判断后，再向安全带预紧器或安全气囊点火器发出点火指令，使安全带预紧器起作用或安全带预紧器与安全气囊同时起作用。•当汽车行驶速度低于30km/h，碰撞产生的减速度和惯性力较小，保险传感器和中央碰撞传感器将此信号送到SRSECU，ECU判断结果为不引爆安全气囊，仅引爆座椅安全带预紧器的点火器；与此同时，向左、右安全带预紧器点火器发出点火指令使安全带收紧，约束驾驶员和乘员的身体运动。••当汽车行驶速度高于30km/h时，碰撞产生的减速度和惯性力较大，保险传感器、中央碰撞传感器和前碰撞传感器将此信号送到SRSECU，ECU判断结果为需要安全气囊和预紧器共同起作用来保护驾驶员和乘员。与此同时，向预紧器点火器和气囊点火器发出点火指令，引爆所有点火器，在座椅安全带收紧的同时，驾驶席气囊与乘员席气囊同时膨开，吸收碰撞产生的动能，达到保护驾驶员和乘员的目的。•5.4安全气囊系统故障诊断与维修•5.4.1检修注意事项•（1）安全气囊系统的故障很难确认，根据自诊断系统提取故障码是诊断和排除故障的重要途径和信息来源。因此在检查与排除安全气囊系统故障时，必须在拆下蓄电池负极电缆之前，读出故障码。•（2）检查工作务必在关闭点火开关、并将蓄电池负极电缆拆下20s或更长一段时间后进行，因为安全气囊系统装备有备用电源，若检查工作在拆下蓄电池负极电缆后20s以内就开始，气囊系统有备用电源供电，检查中很可能使气囊误爆。另外，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均具有存储功能，当蓄电池负极电缆拆下后，存储的内容将会丢失。因此在检查工作开始之前，应通知汽车用户将音响、防盗系统的密码和其他控制系统的有关内容记录下来。当检查工作结束之后，再由维修人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来避免各系统存储内容丢失．以免导致安全气囊误爆。（3）检查安全气囊系统时，即使只发生了轻微碰撞并且安全气囊并末膨开，也应对前碰撞传感器、驾驶席SRS组件、乘员席SRS组件、座椅安全带预紧器等进行检查。•安全气囊系统对零部件的工作可靠性要求极高，所有零部件均为一次性使用部件。如需要更换零部件，则应使用新件，并且不允许使用不同型号车辆上的零部件。•在检修汽车其他零部件时，如有可能对安全气囊系统的传感器产生冲击，则应在检修工作开始之前，先将碰撞传感器拆下，以防SRS误爆。•当前碰撞传感器、SRSECU或SRS组件摔碰之后或其壳体、支架、插接器有裂纹时，应换用新件。•前碰撞传感器、SRSECU或SRS组件不得暴晒或接近火源。•绝对不能用万用表直接检测点火器的电阻，否则有可能导致气囊引爆。检测其他部件电阻和检测安全气囊系统故障时，必须使用高阻抗万用表，即最好使用数字式万用表。如果使用指针式万用表，由于其阻抗小，表内电源的电压加到气囊系统上就有可能引爆气囊。•在安全气囊系统各个总成或零部件的表面上，均标有说明标牌或注意事项，使用与检查时必须按规定进行。•（4）当安全气囊系统的检查工作完成之后，必须对SRS警告灯进行检查。当点火开关转到ON或ACC位置时，SRS提示灯亮6s左右后自动熄灭，说明安全气囊系统正常。•（5）拆卸或搬运SRS组件时，气囊装饰盖一面应当朝上，不得将SRS组件重叠堆放，以防气囊误爆造成严重事故。•（6）在报废汽车整车或报废SRS组件时，应在报废之前先用专用维修工具SST将气囊引爆。引爆工作应在远离电场干扰的地方进行，以免由电场过强而导致气囊误爆。•（7）汽车已发生过碰撞，气囊一旦引爆膨开后，SRSECU就不能继续使用。•（8）当连接或拆下SRSECU上的插接器插头时，因为保险传感器与ECU组装在一起，所以应在ECU安装在其固定位置之后，再进行连接或拆卸，否则保险传感器就起不到保护作用。•（9）安装转向盘时，其安装位置必须正确，即必须保证螺旋电缆位于中间位置，否则可能造成螺旋电缆损坏。安全气囊系统线束套装在黄色波纹管内，所有线束插接器均为黄色，以便于区别。当发生交通事故而使安全气囊系统线束脱开或插接器破碎时，都应更换新件。5.4.2安全气囊系统故障自诊断•1.读取故障码•将点火开关转至ON位置，SRS警告灯应亮，约6s后SRS警告灯应熄灭。若SRS警告灯常亮，或者在汽车行驶过程中突然点亮，都说明SRS系统有故障，应读取故障码，确定故障部位，并排除故障。•(1)用故障诊断仪读取故障码将丰田故障诊断仪与3号故障诊断插座(DLC3)相连，按故障诊断仪上的提示进行操作，即可读取故障码。丰田花冠汽车安全气囊系统故障码见表5-2。•(2)人工读取故障码将点火开关转至ON位置，等待约60s，用跨接线连接DLC3端子13(TC)与4(CC)，这时可通过SRS警告灯的闪烁情况读取故障码，该故障码为当前故障码。•先用跨接线连接DLC3端子13(TC)与4(CC)，再将点火开关转至ON位置，等约60s，这时可通过SRS警告灯的闪烁情况读取故障码，该故障码为历史故障码。•2.清除故障码•（1)用丰田故障诊断仪清除故障码将故障诊断仪与DLC3相连，按故障诊断仪上的提示进行操作，即可清除故障码。•（2)人工清除故障码关闭点火开关，故障码即被清除，若故障码不能被清除，则连接跨接线进行清除。•①用跨接线连接DLC3端子13与4，将点火开关转至ON位置，在故障码开始输出后10s内脱开DLC3端子13上的跨接线，并检查3s内SRS警告灯是否点亮。•②在SRS警告灯点亮后2～4s内将跨接线接回DLC3端子13，在接回DLC3端子13后2～4s后SRS警告灯将熄灭，在SRS警告灯熄灭后2～4s脱开DLC3端子13上的跨接线。•③脱开DLC3端子13上的跨接线后3s后SRS警告灯应点亮。SRS警告灯点亮后2～4s内将跨接线接回DLC3端子13。•④在接回跨接线到DLC3端子13后2～4s内SRS警告灯将熄灭，SRS警告灯熄