气囊可以在车辆碰撞时起到缓冲作用,减少对车辆内乘客的冲击。很多人把安全气囊等同于SRS,这不准确,但事实上安全气囊只是SRS的一种。SRS是英语plemental Restraint System的缩写,中文是辅助保护系统,一般的辅助保护系统都有安全气囊和安全带。许多汽车的方向盘和仪表板右侧的手套盒上面标有SRS或AIR BAG,表明安全气囊安装在这里。

安全气囊系统配置

安全气囊系统主要包括碰撞传感器、安全气囊计算机、系统指示灯、安全气囊部件、连接线、安全气囊部件、气体发生器、点火器等。(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同,碰撞传感器的名称也不统一。例如,一些碰撞传感器根据工作原理,也称为加速度传感器。

1根据用途的不同,碰撞传感器分为触发碰撞传感器和保护碰撞传感器。触发器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或惯性,并将碰撞信号传递到气囊计算机。保护碰撞传感器,也称为安全碰撞传感器,与触发碰撞传感器相关联,以防止气囊错误爆炸。

根据结构的不同,碰撞传感器分为电动碰撞传感器、电子碰撞传感器和机械碰撞传感器。保护碰撞传感器一般采用电子结构,触发碰撞传感器一般采用机电耦合结构或机械结构。

机电耦合碰撞传感器使用机械运动(滚动或旋转)控制电触点运动,然后触点分离和闭合,控制气囊电路的连接和切断。常见的滚筒和偏心锤碰撞传感器。电子碰撞传感器没有电触点,目前常用的电阻应变式和压电效应式两种。机械碰撞传感器一般是水银开关式的,利用水银导电性的特性来控制气囊电路的连接和堵塞。

对于早期汽车,一般安装有多个触发碰撞传感器,安装位置一般位于车身两侧机翼内侧、前照灯支架下、发动机散热器支架两侧等车身前部和中间。随着碰撞传感器制造技术的发展,一些汽车会触发安全气囊电脑安装碰撞传感器。防护碰撞传感器通常与气囊电脑一起组装(图1),大部分安装在驾驶舱内部中央控制台下

图1装有碰撞传感器的气囊计算机

(2)气囊计算机是气囊系统的关键部件,大部分安装在驾驶舱内的中央控制台下(图2)。安全气囊爆炸后,安全气囊计算机中存储了碰撞数据和错误代码,不能用普通仪器清除。为了保证气囊工作的可靠性,许多汽车制造商建议一次性使用气囊电脑。但是安全气囊价格昂贵,因此开发了很多具有安全气囊数据恢复功能的仪器,可以读取和恢复碰撞数据,重新使用安全气囊计算机。配件市场有时会将维修电脑作为新配件销售,所以购买配件时要小心。

图2帕萨特B5气囊电脑

气囊系统有两个电源: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多个电容器组成。由于汽车的碰撞,当蓄电池和发电机从气囊系统中分离出来时,备用电源(通常为6 s)可以在一段时间内保持气囊系统的电源。维修安全气囊系统时要注意备用电源的作用,断开蓄电池电源后也要等待备用电源放电。详细的等待时间请参阅相关服务手册。

(3)安全气囊指示灯安装在仪表板上,指示安全气囊系统功能是否正常。正常情况下,打开点火开关后,气囊指示灯应亮起几秒钟,然后熄灭。如果安全气囊指示灯不亮、持续亮起或在行驶途中突然打开,则安全气囊系统有缺陷,应及时检查。

(4)安全气囊根据安装位置的不同,可分为前安全气囊和侧安全气囊(气幕)或驾驶员安全气囊、前排乘客安全气囊和后排乘客安全气囊。为了提高乘客的安全,部分轿车还在座位侧和车门内侧等部位安装了气囊。

气囊由尼龙制成,内层涂有多氯丁二烯,密封气体。气囊静止时折叠成包,放置在气体发生器顶部和气囊盖之间,气囊盖表面被压得很浅。

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

②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40 L。

图4 前排乘客气囊

③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5 前排乘客气囊开关

(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。

①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。

②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。

(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。

(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

①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。

②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

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。

(2)拆卸注意事项 进行任何拆卸工作前,应先进行下列操作。

①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。

②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。

③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。

④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。

⑤安装完毕后,检查安全气囊指示灯运行是否正常。

安全气囊生产厂家

研发安全气囊的知名企业有美国的天合(TRW)、百利得(Breed)以及德尔福(Delphi)等,欧洲的奥托立夫(Autoliv)、博世(Bosch)以及西门子(Siemens)等,还有日本的电装(Denso)及丰田合成(toyota Gosei)等,目前国内汽车上安装的安全气囊大多是进口产品。我国对安全气囊的研究是从20世纪90年代初开始,目前已经有十几家生产安全气囊装置的企业,

但大多是引进国外的气囊和点火器等组件进行装配生产。国内一些气囊系统生产厂家已尝试开发和掌握安全气囊的控制和匹配技术,并取得了一定的进展,安全气囊系统的国产化是必然趋势。

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