【正文】 力 。當(dāng)傳感器用作碰撞傳感器信號時，固定觸點接通則將碰撞信號輸入SRS ECU；當(dāng)傳感器用作碰撞防護傳感器時，則將點火器電源接通。 ? ? 圖 3 滾軸式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)原理 ? 靜止?fàn)顟B(tài) ? 工作狀態(tài) 1. 止動銷 片狀彈簧 6 一端固定在底座 5 上，并與傳感器的一個引線端子連接，另一端繞在滾軸 2 上，滾動觸點 3 固定在滾軸部分的片狀彈簧上，并可隨滾軸一起轉(zhuǎn)動。 當(dāng)傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)時，滾軸在片狀彈簧的彈力作用下滾向止動銷一端，滾動觸點與固定觸點處于斷開狀態(tài)，如圖 3? 所示，傳感器電路斷開。滾軸在慣性力作用下就會克服彈簧彈力向右滾動，滾動觸點與固定觸點接觸，如圖3? 所示。 偏心錘式碰撞傳感器 偏心錘式碰撞傳感器又稱為偏心轉(zhuǎn)子式碰撞傳感器。 八 圖 4 偏心錘式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu) 1 轉(zhuǎn)子總成由 偏心錘 轉(zhuǎn)動觸點臂 3 及轉(zhuǎn)動觸點 6 與 13 組成，安裝在傳感器軸 18上。轉(zhuǎn)動觸點臂 3 與 11 兩端固定有觸點 6 與 13，觸點隨觸點臂一起轉(zhuǎn)動。 偏心錘式傳感器的工作原理如圖 5 所示。 ? ? 圖 5 偏心式碰撞傳感器工作原理 ? 靜止?fàn)顟B(tài) ? 工作狀態(tài) 當(dāng)汽車遭受碰撞且減速度達到設(shè)定閾值時，偏心錘產(chǎn)生的慣性力矩將大于復(fù)位彈簧 九 的彈力力矩，轉(zhuǎn)子總成在慣性力矩作用下克服彈簧力矩沿逆時針方向轉(zhuǎn)動一定角度，同時帶動轉(zhuǎn)動觸點臂轉(zhuǎn)動，并使轉(zhuǎn)動觸點與固定觸點接觸，如圖 5? 所示。 水銀開關(guān)式碰撞傳感器 水銀開關(guān)式碰撞傳感器是利用水銀具有良好的導(dǎo) 電特性而制成的，結(jié)果如圖 6所示，主要由水銀、殼體、電極和密封螺塞組成。慣性力在水銀運動方向上的分力會將水銀拋向傳感器電極，使兩個電極接通，從而接通氣囊點火器電路的電源。電子電路包括穩(wěn)壓與溫度補償電路 W、信號處理與放大電路 A。當(dāng)膜片產(chǎn)生變形時，應(yīng)變電阻的阻值就會發(fā)生變化。 十 圖 7 電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器 當(dāng)汽車遭受碰撞時，震動塊震動，緩沖介質(zhì)隨之震動，應(yīng)變計的應(yīng)變電阻產(chǎn)生變形，阻值隨 之發(fā)生變化，經(jīng)過信號處理與放大后，傳感器 S 端輸出的信號電壓就會發(fā)生變化。如果電壓超過設(shè)定值， SRS電腦就會立即向點火器發(fā)出點火指令引爆點火劑，使充氣劑受熱分解產(chǎn)生氣體給氣囊充氣。壓電效應(yīng)是指壓電晶體在壓力作用下，晶體外形發(fā)生變化而使其輸出電壓發(fā)生變化的效應(yīng)。在壓力作用下，壓電晶體的外形和輸出電壓就會發(fā)生變化。 SRS 電腦根據(jù)電壓信號強弱便可判斷碰撞的烈度。 四 、 安全氣囊電控單元與氣囊組件的結(jié)構(gòu)原理 安全氣囊系統(tǒng)電控單元（ SRS ECU）是安全氣囊系統(tǒng)的核心部件，氣囊組件是安全氣囊系統(tǒng)的執(zhí)行部件。 安全氣囊系統(tǒng)電控單元的結(jié)構(gòu)特點 十一 SRS ECU 的安裝位置依車型而異。 SRS ECU 的結(jié)構(gòu)有簡有繁， SRS ECU 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 8 所示，主要由專用中央處理單元 CPU、備用電源電路、穩(wěn)壓電路、信號處理電路、保護電路、點火電路和監(jiān)視電路等組成。 信號處理電路 信號處理電路主要由放大器和濾波器組成。 備用電源電路 SRS 有兩個電源：一個是汽車電源（蓄電池和交流發(fā)電機）；另一個是備用電源。當(dāng)汽車遭受碰撞而導(dǎo)致蓄電池或交流發(fā)電機與 SRS ECU 之間的電 十二 路切斷時，備用電源能在 6s 內(nèi)之內(nèi)向電腦供給電能，保證 SRS ECU 測出碰撞、發(fā)出點火指令等正常功能；點火備用電源能在 6s 之內(nèi)向點火器供給足夠的點火能量引爆點火劑。 穩(wěn)壓保護電路 在汽車電器系統(tǒng)中，許多電器部件帶有電感線圈，電器開關(guān)琳瑯滿目，電器負載變化頻繁。為了防止 SRS 元件遭受損害， SRS ECU 中必須設(shè)置保護電路。 氣囊組件的結(jié)構(gòu)特點與工作原理 氣囊組件按功用分為正面氣囊組件和側(cè)面氣囊組件兩大類。 氣囊組件都是由氣囊、點火器和氣體發(fā)生器等組成。駕駛席氣囊組件安裝在轉(zhuǎn)向盤中央，前排乘員席氣囊組件安裝在副駕駛員座椅正前方的儀表盤上。 十三 氣囊 氣囊用聚酰胺織物（如尼龍）制成，內(nèi)層涂有聚氯丁二烯，用以密閉氣體。氣囊開口一側(cè)固定在氣囊安裝支架上，先用金屬墊圈與氣囊支架座圈夾緊，然后用鉚釘鉚接。 氣體發(fā)生器 氣體發(fā)生器又稱為充氣器，用專用螺栓與螺母固定在轉(zhuǎn)向盤上的氣囊支架上，結(jié)構(gòu)如圖 10 所示，由上蓋 下蓋 充氣劑 和金屬濾網(wǎng) 6 組成，其功用是在點火器引爆點火劑時，產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊膨開。上蓋上制有若干個長方形或圓形充氣孔。上蓋與下蓋用冷壓工藝壓裝成一體，殼體內(nèi)裝充氣劑、濾網(wǎng)和點火器。充氣劑普遍采用疊氮化鈉片狀合劑。溶于水和液氨，微溶于乙醇，不溶于乙醚?？捎砂被c與 一氧化二氮作用制得。目前，大多數(shù)氣體發(fā)生器都是利用熱效反應(yīng)產(chǎn)生氮氣而充入氣囊。 十四 雖然氮氣是無毒氣體，但是疊氮化鈉的副產(chǎn)品有少量的氫氧化鈉和碳酸氫鈉（白色粉末）。 點火器 氣囊點火器包括鋁箔，安裝在氣體發(fā)生器內(nèi)部中央位置，結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。點火劑包括引爆炸藥和引藥。當(dāng)連接器插頭拔下或插頭與插座未完全接合時，短路片將兩根引線短接，防止靜電或誤通電將電熱絲電路接通使點火劑引爆而造成氣囊誤膨開。 乘員席氣囊組件的結(jié)構(gòu)特點：一是體積比駕駛員氣囊的體積大，二是氣體發(fā)生器為長筒形。 SRS 指示燈的功用是指示安全氣囊系統(tǒng)功能是否正常。如果指示燈不 十五 亮、一直發(fā)亮或在汽車行駛途中突然發(fā)亮或閃亮，說明自診斷測試系統(tǒng)發(fā)現(xiàn) SRS 故障，應(yīng)及時排除。檢查或排除 SRS 故障時，首先應(yīng)使用專用檢測儀器或通過特定方式從通訊接口（診斷插座）調(diào)出故障代碼，以便快速查尋與排除故障。如此設(shè)計的目的是在氣囊引爆后，必須更換 SRS ECU 和系統(tǒng)的零部件。安全氣囊系統(tǒng)的連接器采用導(dǎo)電性能和耐久性能良好的鍍金端子，并設(shè)計有防止氣囊誤爆機構(gòu)、端子雙重鎖定機構(gòu)、連接器雙重鎖定機構(gòu)和電路連接診斷機構(gòu)等保險機構(gòu)，用以保證氣囊系統(tǒng)可靠工作。 圖 12 安全氣囊系統(tǒng)連接器 電源連接器 氣囊組件連接器 氣囊點火器 防止氣囊 誤爆機構(gòu)在圖 12 所示的線束連接圖中，從 SRS 電腦至 SRS 氣囊點火器之間的連接器 8 均采用了防止氣囊誤爆的短路片機構(gòu)。 連接器短路片的設(shè)置部位各有不同，有的設(shè)在插頭上，有的設(shè)在插座上。在圖 13 中，短路片是設(shè)在插座上。 十六 當(dāng)插頭與插座脫開時，短路片自動將氣囊點火器一側(cè)插座的引線端子短接，使點火器的電熱絲與短路片構(gòu)成回路，如圖 13? 所示。 ? ? 圖 13 防止氣囊誤爆機構(gòu)結(jié)構(gòu)與原理 ? 連接器正常連接時，短路片與端子脫開 ? 連接器撥開時，短路片端子短接 安全氣囊系統(tǒng)的線束 目前，安全氣囊系統(tǒng)的所有線束都套裝在黃色波紋管內(nèi)，并與車頸線束總成連接成一體，以便于區(qū)別。先將線束安裝在螺旋形彈彈簧內(nèi)，再將螺旋彈簧安放到彈簧殼體內(nèi)，如圖 14 所示。在不同汽車公司的電路圖中，螺旋線束的名稱各不相同，有的稱為螺旋彈簧、有的稱為游絲、有的稱為游絲彈簧。安裝螺旋彈簧時，應(yīng)注意其安裝位置和方向，否則將會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動角度不足或轉(zhuǎn)向沉重 五 、 安全氣囊系統(tǒng)工作原理 目前，電子裝置的采用情況以成為衡量汽車水平的一個重要指標(biāo)。在對提高汽車綜合性能的渴望中，各種車用電控系統(tǒng)應(yīng)用而生，并逐漸發(fā)展成為微機集中控制系統(tǒng)。其基本的控制過程如下： 汽車發(fā)生碰撞→由于汽車碰撞產(chǎn)生很大的減速度，使得碰撞傳感器和防護傳感器觸電閉合→安全氣囊點火器點火→點火劑﹙引藥﹚爆炸→充氣劑﹙疊氮化鈉固體藥片﹚受熱分解釋放氮氣→氣囊膨開形成氣墊→保護人體。 十八 圖 16 安全氣囊系統(tǒng) SRS 動作時序圖 ? 10ms 后 ? 40ms 后 ? 80ms 后 ? 110ms 后 博世（ Bosch）公司在奧迪（ Audi）轎車上實驗研究表明：當(dāng)以車速為 50km/h 的速度與前面障礙物相撞時，氣囊動作時序如下： ⑴ 碰撞 10ms 后，點火劑引爆產(chǎn)生熱量，充氣劑分解，駕駛員未動作，如圖 2 ? 所示。 ⑶ 碰撞 80ms 后，乘員頭部、胸部壓向氣囊，氣孔排氣節(jié)流吸收碰撞動能，如圖 2 ?所示。 ⑸ 碰撞 120ms 后，危害解除，車速降零。 表 1 氣囊動作過程與經(jīng)歷時間關(guān)系 碰撞經(jīng)歷時間 0 10ms 40ms 80ms 110ms 120ms SRS 動作狀態(tài) 遭受碰撞 點火引爆開始充氣 氣囊充滿人體前移 排氣節(jié)流吸收動能 人體復(fù)位恢復(fù)視野 危害解除車速為零 安全氣囊的有效范圍 安全囊的有效范圍如圖 17 所示。 30186。 ⑵ 縱向減速度達到某一值 。 30186。 ⑵ 遭受橫向碰撞時。 ⑷ 繞縱向軸線側(cè)翻時。 ⑹ 正想行駛、制動或路面不平行駛時 。美國氣囊按駕駛員不帶安全帶設(shè)計，氣囊體積大、充氣時間長，減速度閾值較低，汽車在較低車速﹙ 12km/h～ 22km/h﹚碰撞時，氣囊就會引爆。 六 、 SRS 氣囊系統(tǒng)的故障診斷 SRS 是一個可靠性要求極高的控制系統(tǒng)，為此在 SRS ECU 中專門設(shè)計有自診斷系統(tǒng)， 二十 在氣囊控制電路中還設(shè)有相應(yīng)的檢測機構(gòu)。利用專用測試儀器或特殊方式，便可通過診斷插座進行自診斷測試，以便盡快查到故障部位。 奧迪 A6 常見的故障判斷與排除 故障 1 一輛奧迪 A6 轎車，做過車內(nèi)美容后安全氣囊燈長亮 用故障診斷儀 VAS5051 對安全氣囊系統(tǒng)進行檢測，故障代碼為 01217，故障含義是駕駛員側(cè)側(cè)面安全氣囊觸發(fā)器 N199 電阻值過大，故障特性為偶發(fā)故障。重新用 VAS5051 對 安全氣囊系統(tǒng)進行檢測，故障代碼仍為 01217，故障特性仍為偶發(fā)故障。正是這個原因造成座椅在移動過程中使插頭松動。 故障 2 一輛奧迪 A6 事故車，事故中轉(zhuǎn)向盤上的安全氣囊被觸發(fā)，在 另 一家修理廠修復(fù)后，更換了安全氣囊控制單元和轉(zhuǎn)向盤上的安全氣囊后氣囊燈仍長 亮。 首先 判定故障原因可能是控制單元的編碼與此車不匹配。 故障 3 一輛才行駛了 2 000 km 的 奧迪 A6 轎車安全氣囊燈長亮?？赡艿墓收显颍孩?導(dǎo)線斷路。 ③ 安全氣囊控 制 單元損壞。依據(jù)電路圖檢查，各插接件連接正常，無松動和虛接之處；檢測前排乘客側(cè)安全氣囊接頭處的電壓值正常。更換新件后，故障被排除。 用 VAS5051 對安全氣囊系統(tǒng)進行檢測，故障代碼為 “00588” ，故障含義是駕駛員側(cè)安全氣囊觸發(fā)器 N95 電阻過大或過小，故障特性為偶發(fā)故障。重新拆下安全氣囊， 二十一 檢測觸點單元（即螺旋彈簧線圈）的電阻值，測量其阻值為 3Ω 左右，超過了其標(biāo)準(zhǔn)值1Ω 。 檢測方法 奧迪 A6 轎車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)具有自檢功能，在每次著車時該系統(tǒng)都會進行自檢，一旦檢測到系統(tǒng) 有故障，儀表板上的紅色 AIR BAG 燈將會常量。該系統(tǒng)的故障診斷只能用專用的診斷儀 VAG155 VAG155 VAS5051 或其它專用診斷儀進行診斷。 豐田車系安全氣囊系統(tǒng)的故障診斷 讀取故障碼 豐田汽車安全氣囊系統(tǒng)的故障碼，可用一根跨接線跨接診斷連接器上的 Tc、 E?兩個端子，通過儀表板上的 SRS 提示燈閃爍規(guī)律讀取。將點火開關(guān)轉(zhuǎn)到 ON 或 ACC 位置，如 SRS 提示燈 6s 后熄滅，說明 SRS 提示燈及其線路正常，可以讀取故障碼。 ⑶ 用跨接線將 TDCL 診斷連接器的 Tc、 E?兩個端子短接。 ? 正常碼 ? 故障碼 圖 18 故障碼閃爍規(guī)律 若安全氣囊系統(tǒng)功能正常側(cè)儀表板上的 SRS 提示燈 1s 閃爍兩次，每次燈亮與燈滅時間均為 ，高電平時燈亮，低電平時燈滅；若安全氣囊系統(tǒng)有故障， SRS 提示燈 二十二 閃爍顯示故障碼，故障碼為兩位數(shù)字， SRS 提示燈先顯示十位數(shù)字，后顯示個位數(shù)字。若有多個故障碼，則故障碼與故障碼之間間隔 ，并按由小到大的順序顯示故障碼。 當(dāng)點火開關(guān)接通 ON 或 ACC 位置后， SRS 提示燈一直亮，讀取故障碼時顯示代碼又正常，說明蓄電池電壓過低或 SRS ECU 的備用電源電壓過低， SRS ECU 設(shè)計時為將此故障編成代碼存入存儲器。如果SRS 提示燈顯示出表 2 以外的故障碼，說明 SRS ECU 有故障；當(dāng)排除故障代碼 11～ 31代表的故障并清除故障碼后， SRS ECU 將把代碼 41 存入存儲器， SRS 提示燈將一直發(fā)亮，直到代碼 41 被清楚為止。讀取故障碼時，如 SRS 提示燈顯示有故障碼，說明安全氣囊系統(tǒng)發(fā)生過故障，但是無法顯示故障是發(fā)生在現(xiàn)在還是過去。