谈谈汽车安全气囊原理与检修

郑怡旷

湛江市第二技工学校 广东省湛江市 524001

1 引言

现今汽车已成为一种非常便捷的交通工具，给人们带来了很多的交通方便，但是随着汽车保有量的逐渐增加，在行驶过程中所带来的交通碰撞事故问题也越来越多，由此引发的汽车碰撞安全问题也备受关注。被称之为司乘人员关键“救命袋”的汽车安全气囊，在发生交通碰撞事故时对车上司乘人员起到很好的保护作用，它可以大大的降低和减轻司乘人员在事故中所造成的危害。

2 汽车安全气囊的基础概述

汽车安全气囊系统，国际上又称“辅助防护系统”（英文缩写为SRS），在发生交通碰撞事故时起到更好的保护司乘人员生命安全的作用。司乘人员在每次开车前都必须系好安全带，否则安全气囊受到爆炸展开时可能会对车内司乘人员造成各种不必要的伤害。汽车安全气囊的分类按照装配位置不同可以分为正面与侧面安全气囊。正面安全气囊通常是装置在转向盘的中间以及汽车前排乘员前面仪表板里面。在意外交通事故发生的瞬间，安全气囊可以有效地保护司乘人员的身体，因为当汽车前面发生强烈碰撞会使车体发生幅度非常大的变形，而汽车内司乘员会随着强大的惯性力向前面冲过去，从而与汽车内的物件发生撞击。汽车正面安全气囊及时迅速打开能够有效地降低和防止在发生交通事故碰撞正面对司乘人员所造成的伤害。汽车侧面安全气囊通常是汽车遭受到侧面横向撞击和车辆侧翻时，保护车内司乘人员的安全，它一般安装在汽车侧车门上，在汽车遭到侧面横向碰撞的交通事故中，车门被碰撞造成凹陷变形甚至无法打开，汽车侧面安全气囊便及时迅速膨胀开，起到有效的保护作用。

2.1 安全气囊起爆的条件

从SRS理论上讲，安全气囊打开需要汽车发生撞击的角度和汽车行驶速度符合技术要求，一般在车辆的正前方中心线左右各30度之间的位置，汽车以每小时40公里以上的速度跟一辆停置、大小大体相当的车辆相撞击，或者以不小于每小时22公里的速度撞到一个坚固不易变形的物件，安全气囊才会顺利被打得开。车辆侧碰、后碰甚至翻转都有可能导致安全气囊没有顺利打开。如图1所示：

在一些事故中，例如当轿车与货车发生追尾碰撞，当部分货车尾部没有装备防护措施时轿车便钻入货车车底，或汽车碰撞周围隔离带与护栏后发生车辆侧翻，或车身侧面遭遇横向碰撞等，像这些交通事故往往车身前部没有受到直接撞击，主要是车身侧面和车顶受到碰撞，车厢发生了很大的变形，导致车内司乘人员发生伤亡情况，但被视为司乘人员救命袋的安全气囊却在这种情况下往往并没有被打开。

图1 汽车碰撞范围示意图

2.2 汽车安全气囊的组成

汽车安全气囊是一种集机械、电子为一体的技术产品，汽车安全气囊主要由控制单元（ECU）、传感器、安全气囊指示灯、螺旋电缆、气体发生器和气囊组件等主要部件组成。

2.3 汽车安全气囊工作原理

如图2所示，汽车起动行驶过程中，SRS系统控制线路就已经开始处于工作状态。当汽车发生交通事故碰撞时，传感器感应捕捉到撞击信号后，马上向SRS控制单元（ECU）发送车辆已经遭受撞击速度发生改变的电信号信息，当ECU接收到信号并检测到速度变化超过预定值，经过各方面综合分析判断后向SRS充气装置发出点火指令，点火装置经点火后发生爆炸反应，产生的氮气迅速充满张开气囊，防止车上司乘人员撞到前面方向盘、仪表台或发生变形的车厢体等物件，对车内司乘人员生命安全起到关键保护作用。当司乘人员跟气囊接触缓冲后，气囊上排气孔便对外进行排气减压，以防止车上司乘人员遭到挤压受伤或发生窒息危险，从而对车上司乘人员的身体安全起到很好的保护作用。

图2 安全气囊系统结构示意图

2.4 汽车安全气囊的工作过程

①0~10ms期间，：传感器遭受到足够的撞击冲量作用时，在10ms内将信号反馈至中央控制单元。

②10~20ms期间：ECU对各种传感器输入的信号马上进行综合分析，如果产生碰撞冲量超过预定数值，控制单元马上发出指令，让气体发生器中固体膨胀剂爆炸燃烧。

③20~60ms期间：气体发生器里面的燃料在高温下被点燃，产生的气体迅速充进安全气囊。安全气囊在60ms内能够张开达到最大，起到缓冲碰撞惯性力保护司乘人员的作用。

④60~100ms：当碰撞缓冲后气囊后面的排气孔这时便打开，气囊泄气，气囊里面气压降低并收缩，减轻了气囊对司乘人员身体的挤压，大大地降低对身体造成的危害。最后气体从排气孔中排出来，气囊收缩。

我们从汽车安全气囊工作过程可以看出，整个安全气囊对车上司乘人员的保护过程时间非常短约在60-100ms。安全气囊在完成任务后，必须重新进行装置。

3 汽车安全气囊系统的检修

3.1 安全气囊指示灯常亮

安全气囊灯装在汽车组合仪表盘内，一般点火开关打开至“ON”或“ACC”位置时，该警告指示灯发光约6秒后便自己能够熄灭，表示安全气囊系统功能工作正常。若果SRS指示灯不亮，或一直发亮不能够自己熄灭，或在汽车行驶过程中突然闪亮，表示SRS系统有故障，要及时给予排除。安全气囊指示灯常亮通常有以下原因：

①有时不正确的操作会使SRS存储有错误的故障码。

②气囊系统的零部件或配线损坏。

③安全气囊传感器有故障或损坏。

④每次故障修理恢复之后没有及时把故障代码清除。

3.2 故障码的读取与清除

当安全气囊系统发生故障时，我们要及时给予解码，以便能准确确定故障，给予对症排除。SRS解码通常有人工解码与仪器解码，方法因不同车型而不尽相同。

3.2.1 人工解码

①读取故障码：当SRS警告灯亮时，使用检修连接器（SCS）通过警告灯的闪烁进行读取故障码(DTC)。

（1)先把点火开关关闭，并等待10秒后将SCS连接到诊断插座上。

（2)接通点火开关，SRS警告灯点亮六秒后熄灭，闪烁输出检测故障码。

（3)读取故障码（由一个主代码与一个副代码组成）。

（4）把点火开关关闭，10秒后再拔下SCS。

（5）根据维修手册故障码表，找出故障原因进行修理。

②故障码的清除：

（1）关闭点火开关。

（2）接上检修连接器。

（3）打开点火开关。

（4）SRS警告灯亮约6秒后熄灭，警告灯熄灭后4秒内取下SCS。

（5)SRS警告灯亮后4秒内再将SCS连接到诊断插头上。

（6）等SRS警告灯熄灭，再在4秒内取下SCS。

（7）SRS警告灯如果闪烁2下，说明已经清除故障码。

（8）关闭点火开关10秒后再进行其他检修工作。

3.2.2 仪器解码

SRS故障与汽车其他电控系统一样可以用汽车专用诊断仪进行诊断，诊断仪的操作一般分为“触摸式菜单操作”和“按键式菜单操作”，其使用可以参照说明书上的要求步骤进行操作。如本田汽车SRS常用PGM诊断仪读取和清除故障码，大众汽车常用VAG1552诊断仪进行读取和清除SRS故障码，日产汽车常用日产CONSULT诊断仪读取与清除SRS故障码等。

3.3 转向盘衬垫的常规检修项目

①车辆没有发生过碰撞事故。

（1）检查故障诊断装置是否损坏。

（2）检查其表面是否有切痕、微小的裂痕。

②车辆受过碰撞。

（1）检查诊断装置（检查其故障码）。

（2）检查汽车转向盘的衬垫是否有裂痕，若有必须更换。

（3）检查SRS系统线束是否有裂损，若有必须更换。

（4）检查连接器是否有破损碎裂，若有必须更换。

（5）检查装在转向盘上的喇叭按钮触片是否有变形，如果出现变形，必须要换掉。

另外将新的汽车转向盘衬垫安装上转向盘时，运转必须灵活互不干涉。

3.4 气囊传感器总成检测项目

不管车辆是否出现碰撞过，都需要检测该车诊断装置（检查故障码）。

如果遇到下列情况，应该更换气囊传感器总成。

①安全气囊在碰撞事故中打开。

②在检测中发现气囊传感器总成存在故障。

③气囊传感器总成出现松脱现象。

3.5 安全气囊系统配线和连接器检测项目

①如果汽车没有受到碰撞的，检查诊断装置（检查其故障码）。

②如果汽车有受到碰撞的检查以下项目：

（1）检查诊断装置（检查其故障码）。

（2）检查气囊线束是否折断或露皮，如有要换新件。

（3）检查气囊配线的连接器是否出现裂损痕迹现象，如果有该现象就应该更换新的部件。

3.6 前安全气囊传感器检测项目

①对于未有发生过碰撞现象的车辆，也要对该车诊断系统进行检查。

②对于发生过碰撞现象的车辆，除对该车诊断系统进行检查外，如果发现汽车前面保险杆或汽车前外围其他装置出现较严重损坏，即使安全气囊没有发生弹开也要检查是否出现以下损坏现象，若有必须更换。

（1）车辆托架发生较严重损坏。

（2）发现油漆从托架上有较大面积掉漆现象。

（3）传感器壳体上有出现损伤、裂纹、凹陷或破碎情况。

（4）连接器上有出现损伤、裂纹、凹陷、破碎或划痕情况。

（5）传感器标识编码损坏。

3.7 注意事项

①在对故障进行排除研究分析时，如果故障症状不容易确定时就必须通过诊断仪诊断。

②在维修中一定要关闭点火开关，并且要拆下蓄电池负极接线柱90秒之后才能进行操作。

③在发生碰撞事故后，不管安全气囊是否张开的都应检查气囊传感器总成与转向盘衬垫。

④更换安全气囊零部件时，应换上新的零部件，不要使用其他车辆的安全气囊部件。

⑤在平时车辆修理过程中，如果发生传感器被较猛烈震动到，则应先把气囊传感器安全拆下之后再进行其他操作。

⑥气囊总成、传感器等零部件有脱落破损等不良缺陷时要给予更换。

⑦在SRS系统全部检修完毕后，要对气囊警告指示灯进行检查。

4 汽车安全气囊发展方向

4.1 智能化

因为现在电子技术的快速发展，各种智能电子控制技术在汽车上得到广泛应用，智能化安全气囊就是其中之一。这种SRS系统能够在汽车发生交通碰撞的一瞬间，能够根据碰撞条件和汽车内司乘人员状况来调节SRS的工作性能，解决了气囊膨胀对乘客造成的挤压伤害问题。

4.2 绿色环保化

目前有部分汽车安全气囊中使用了迭氮化钠，迭氮化钠是一种有毒物质，且与水接触时可以直接燃烧，所以为了避免使用有潜在危险和有毒性的含钠物质，研究采用新型气体发生技术，使之符合环境保护的要求，是汽车安全气囊发展的一个方向。

4.3 虚拟技术化

采用计算机“虚拟技术”方式替代轿车实物碰撞试验，通过计算机辅助设计安全带和安全气囊防护系统，更准确贴近实际，以达到最佳的防护效果，降低和防范司乘人员受伤的风险。

4.4 小型、轻型化

安全气囊高度集成化，开发体积小重量轻的新型气体发生器，这样就可以为控制系统腾出更多空间。

4.5 保护全方位化

安全气囊不再局限于保护驾驶员与前座乘员。现代汽车还将采用了类似窗帘一般的侧气囊，这样即使是侧面横向发生交通碰撞事故或侧翻，汽车内司乘人员也将得到充分保护。因此在汽车安全未来发展中，将向全方位多气囊方向发展。

5 结语

根据以上所述，我们可以清楚看到安全气囊在整个汽车的安全系统中的重要作用。安全气囊是集机械、电子等多学科于一体的高新产品。它的特点是技术含量高、结构复杂、装配精度高、安全要求高。关注了解汽车安全气囊的原理及其检修，对于我们的安全意识的提高也可以起到非常重要的作用。安全气囊新技术的研究不断创新，安全防护可靠性能越来越高。我们有理由相信，汽车安全气囊会使我们的出行越来越安全。