鄭怡曠

湛江市第二技工學(xué)校 廣東省湛江市 524001

1 引言

現(xiàn)今汽車已成為一種非常便捷的交通工具，給人們帶來了很多的交通方便，但是隨著汽車保有量的逐漸增加，在行駛過程中所帶來的交通碰撞事故問題也越來越多，由此引發(fā)的汽車碰撞安全問題也備受關(guān)注。被稱之為司乘人員關(guān)鍵“救命袋”的汽車安全氣囊，在發(fā)生交通碰撞事故時(shí)對(duì)車上司乘人員起到很好的保護(hù)作用，它可以大大的降低和減輕司乘人員在事故中所造成的危害。

2 汽車安全氣囊的基礎(chǔ)概述

汽車安全氣囊系統(tǒng)，國際上又稱“輔助防護(hù)系統(tǒng)”（英文縮寫為SRS），在發(fā)生交通碰撞事故時(shí)起到更好的保護(hù)司乘人員生命安全的作用。司乘人員在每次開車前都必須系好安全帶，否則安全氣囊受到爆炸展開時(shí)可能會(huì)對(duì)車內(nèi)司乘人員造成各種不必要的傷害。汽車安全氣囊的分類按照裝配位置不同可以分為正面與側(cè)面安全氣囊。正面安全氣囊通常是裝置在轉(zhuǎn)向盤的中間以及汽車前排乘員前面儀表板里面。在意外交通事故發(fā)生的瞬間，安全氣囊可以有效地保護(hù)司乘人員的身體，因?yàn)楫?dāng)汽車前面發(fā)生強(qiáng)烈碰撞會(huì)使車體發(fā)生幅度非常大的變形，而汽車內(nèi)司乘員會(huì)隨著強(qiáng)大的慣性力向前面沖過去，從而與汽車內(nèi)的物件發(fā)生撞擊。汽車正面安全氣囊及時(shí)迅速打開能夠有效地降低和防止在發(fā)生交通事故碰撞正面對(duì)司乘人員所造成的傷害。汽車側(cè)面安全氣囊通常是汽車遭受到側(cè)面橫向撞擊和車輛側(cè)翻時(shí)，保護(hù)車內(nèi)司乘人員的安全，它一般安裝在汽車側(cè)車門上，在汽車遭到側(cè)面橫向碰撞的交通事故中，車門被碰撞造成凹陷變形甚至無法打開，汽車側(cè)面安全氣囊便及時(shí)迅速膨脹開，起到有效的保護(hù)作用。

2.1 安全氣囊起爆的條件

從SRS理論上講，安全氣囊打開需要汽車發(fā)生撞擊的角度和汽車行駛速度符合技術(shù)要求，一般在車輛的正前方中心線左右各30度之間的位置，汽車以每小時(shí)40公里以上的速度跟一輛停置、大小大體相當(dāng)?shù)能囕v相撞擊，或者以不小于每小時(shí)22公里的速度撞到一個(gè)堅(jiān)固不易變形的物件，安全氣囊才會(huì)順利被打得開。車輛側(cè)碰、后碰甚至翻轉(zhuǎn)都有可能導(dǎo)致安全氣囊沒有順利打開。如圖1所示：

在一些事故中，例如當(dāng)轎車與貨車發(fā)生追尾碰撞，當(dāng)部分貨車尾部沒有裝備防護(hù)措施時(shí)轎車便鉆入貨車車底，或汽車碰撞周圍隔離帶與護(hù)欄后發(fā)生車輛側(cè)翻，或車身側(cè)面遭遇橫向碰撞等，像這些交通事故往往車身前部沒有受到直接撞擊，主要是車身側(cè)面和車頂受到碰撞，車廂發(fā)生了很大的變形，導(dǎo)致車內(nèi)司乘人員發(fā)生傷亡情況，但被視為司乘人員救命袋的安全氣囊卻在這種情況下往往并沒有被打開。

圖1 汽車碰撞范圍示意圖

2.2 汽車安全氣囊的組成

汽車安全氣囊是一種集機(jī)械、電子為一體的技術(shù)產(chǎn)品，汽車安全氣囊主要由控制單元（ECU）、傳感器、安全氣囊指示燈、螺旋電纜、氣體發(fā)生器和氣囊組件等主要部件組成。

2.3 汽車安全氣囊工作原理

如圖2所示，汽車起動(dòng)行駛過程中，SRS系統(tǒng)控制線路就已經(jīng)開始處于工作狀態(tài)。當(dāng)汽車發(fā)生交通事故碰撞時(shí)，傳感器感應(yīng)捕捉到撞擊信號(hào)后，馬上向SRS控制單元（ECU）發(fā)送車輛已經(jīng)遭受撞擊速度發(fā)生改變的電信號(hào)信息，當(dāng)ECU接收到信號(hào)并檢測到速度變化超過預(yù)定值，經(jīng)過各方面綜合分析判斷后向SRS充氣裝置發(fā)出點(diǎn)火指令，點(diǎn)火裝置經(jīng)點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生的氮?dú)庋杆俪錆M張開氣囊，防止車上司乘人員撞到前面方向盤、儀表臺(tái)或發(fā)生變形的車廂體等物件，對(duì)車內(nèi)司乘人員生命安全起到關(guān)鍵保護(hù)作用。當(dāng)司乘人員跟氣囊接觸緩沖后，氣囊上排氣孔便對(duì)外進(jìn)行排氣減壓，以防止車上司乘人員遭到擠壓受傷或發(fā)生窒息危險(xiǎn)，從而對(duì)車上司乘人員的身體安全起到很好的保護(hù)作用。

圖2 安全氣囊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 汽車安全氣囊的工作過程

①0~10ms期間，：傳感器遭受到足夠的撞擊沖量作用時(shí)，在10ms內(nèi)將信號(hào)反饋至中央控制單元。

②10~20ms期間：ECU對(duì)各種傳感器輸入的信號(hào)馬上進(jìn)行綜合分析，如果產(chǎn)生碰撞沖量超過預(yù)定數(shù)值，控制單元馬上發(fā)出指令，讓氣體發(fā)生器中固體膨脹劑爆炸燃燒。

③20~60ms期間：氣體發(fā)生器里面的燃料在高溫下被點(diǎn)燃，產(chǎn)生的氣體迅速充進(jìn)安全氣囊。安全氣囊在60ms內(nèi)能夠張開達(dá)到最大，起到緩沖碰撞慣性力保護(hù)司乘人員的作用。

④60~100ms：當(dāng)碰撞緩沖后氣囊后面的排氣孔這時(shí)便打開，氣囊泄氣，氣囊里面氣壓降低并收縮，減輕了氣囊對(duì)司乘人員身體的擠壓，大大地降低對(duì)身體造成的危害。最后氣體從排氣孔中排出來，氣囊收縮。

我們從汽車安全氣囊工作過程可以看出，整個(gè)安全氣囊對(duì)車上司乘人員的保護(hù)過程時(shí)間非常短約在60-100ms。安全氣囊在完成任務(wù)后，必須重新進(jìn)行裝置。

3 汽車安全氣囊系統(tǒng)的檢修

3.1 安全氣囊指示燈常亮

安全氣囊燈裝在汽車組合儀表盤內(nèi)，一般點(diǎn)火開關(guān)打開至“ON”或“ACC”位置時(shí)，該警告指示燈發(fā)光約6秒后便自己能夠熄滅，表示安全氣囊系統(tǒng)功能工作正常。若果SRS指示燈不亮，或一直發(fā)亮不能夠自己熄滅，或在汽車行駛過程中突然閃亮，表示SRS系統(tǒng)有故障，要及時(shí)給予排除。安全氣囊指示燈常亮通常有以下原因：

①有時(shí)不正確的操作會(huì)使SRS存儲(chǔ)有錯(cuò)誤的故障碼。

②氣囊系統(tǒng)的零部件或配線損壞。

③安全氣囊傳感器有故障或損壞。

④每次故障修理恢復(fù)之后沒有及時(shí)把故障代碼清除。

3.2 故障碼的讀取與清除

當(dāng)安全氣囊系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，我們要及時(shí)給予解碼，以便能準(zhǔn)確確定故障，給予對(duì)癥排除。SRS解碼通常有人工解碼與儀器解碼，方法因不同車型而不盡相同。

3.2.1 人工解碼

①讀取故障碼：當(dāng)SRS警告燈亮?xí)r，使用檢修連接器（SCS）通過警告燈的閃爍進(jìn)行讀取故障碼(DTC)。

（1)先把點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉，并等待10秒后將SCS連接到診斷插座上。

（2)接通點(diǎn)火開關(guān)，SRS警告燈點(diǎn)亮六秒后熄滅，閃爍輸出檢測故障碼。

（3)讀取故障碼（由一個(gè)主代碼與一個(gè)副代碼組成）。

（4）把點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉，10秒后再拔下SCS。

（5）根據(jù)維修手冊故障碼表，找出故障原因進(jìn)行修理。

②故障碼的清除：

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)。

（2）接上檢修連接器。

（3）打開點(diǎn)火開關(guān)。

（4）SRS警告燈亮約6秒后熄滅，警告燈熄滅后4秒內(nèi)取下SCS。

（5)SRS警告燈亮后4秒內(nèi)再將SCS連接到診斷插頭上。

（6）等SRS警告燈熄滅，再在4秒內(nèi)取下SCS。

（7）SRS警告燈如果閃爍2下，說明已經(jīng)清除故障碼。

（8）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)10秒后再進(jìn)行其他檢修工作。

3.2.2 儀器解碼

SRS故障與汽車其他電控系統(tǒng)一樣可以用汽車專用診斷儀進(jìn)行診斷，診斷儀的操作一般分為“觸摸式菜單操作”和“按鍵式菜單操作”，其使用可以參照說明書上的要求步驟進(jìn)行操作。如本田汽車SRS常用PGM診斷儀讀取和清除故障碼，大眾汽車常用VAG1552診斷儀進(jìn)行讀取和清除SRS故障碼，日產(chǎn)汽車常用日產(chǎn)CONSULT診斷儀讀取與清除SRS故障碼等。

3.3 轉(zhuǎn)向盤襯墊的常規(guī)檢修項(xiàng)目

①車輛沒有發(fā)生過碰撞事故。

（1）檢查故障診斷裝置是否損壞。

（2）檢查其表面是否有切痕、微小的裂痕。

②車輛受過碰撞。

（1）檢查診斷裝置（檢查其故障碼）。

（2）檢查汽車轉(zhuǎn)向盤的襯墊是否有裂痕，若有必須更換。

（3）檢查SRS系統(tǒng)線束是否有裂損，若有必須更換。

（4）檢查連接器是否有破損碎裂，若有必須更換。

（5）檢查裝在轉(zhuǎn)向盤上的喇叭按鈕觸片是否有變形，如果出現(xiàn)變形，必須要換掉。

另外將新的汽車轉(zhuǎn)向盤襯墊安裝上轉(zhuǎn)向盤時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)必須靈活互不干涉。

3.4 氣囊傳感器總成檢測項(xiàng)目

不管車輛是否出現(xiàn)碰撞過，都需要檢測該車診斷裝置（檢查故障碼）。

如果遇到下列情況，應(yīng)該更換氣囊傳感器總成。

①安全氣囊在碰撞事故中打開。

②在檢測中發(fā)現(xiàn)氣囊傳感器總成存在故障。

③氣囊傳感器總成出現(xiàn)松脫現(xiàn)象。

3.5 安全氣囊系統(tǒng)配線和連接器檢測項(xiàng)目

①如果汽車沒有受到碰撞的，檢查診斷裝置（檢查其故障碼）。

②如果汽車有受到碰撞的檢查以下項(xiàng)目：

（1）檢查診斷裝置（檢查其故障碼）。

（2）檢查氣囊線束是否折斷或露皮，如有要換新件。

（3）檢查氣囊配線的連接器是否出現(xiàn)裂損痕跡現(xiàn)象，如果有該現(xiàn)象就應(yīng)該更換新的部件。

3.6 前安全氣囊傳感器檢測項(xiàng)目

①對(duì)于未有發(fā)生過碰撞現(xiàn)象的車輛，也要對(duì)該車診斷系統(tǒng)進(jìn)行檢查。

②對(duì)于發(fā)生過碰撞現(xiàn)象的車輛，除對(duì)該車診斷系統(tǒng)進(jìn)行檢查外，如果發(fā)現(xiàn)汽車前面保險(xiǎn)桿或汽車前外圍其他裝置出現(xiàn)較嚴(yán)重?fù)p壞，即使安全氣囊沒有發(fā)生彈開也要檢查是否出現(xiàn)以下?lián)p壞現(xiàn)象，若有必須更換。

（1）車輛托架發(fā)生較嚴(yán)重?fù)p壞。

（2）發(fā)現(xiàn)油漆從托架上有較大面積掉漆現(xiàn)象。

（3）傳感器殼體上有出現(xiàn)損傷、裂紋、凹陷或破碎情況。

（4）連接器上有出現(xiàn)損傷、裂紋、凹陷、破碎或劃痕情況。

（5）傳感器標(biāo)識(shí)編碼損壞。

3.7 注意事項(xiàng)

①在對(duì)故障進(jìn)行排除研究分析時(shí)，如果故障癥狀不容易確定時(shí)就必須通過診斷儀診斷。

②在維修中一定要關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，并且要拆下蓄電池負(fù)極接線柱90秒之后才能進(jìn)行操作。

③在發(fā)生碰撞事故后，不管安全氣囊是否張開的都應(yīng)檢查氣囊傳感器總成與轉(zhuǎn)向盤襯墊。

④更換安全氣囊零部件時(shí)，應(yīng)換上新的零部件，不要使用其他車輛的安全氣囊部件。

⑤在平時(shí)車輛修理過程中，如果發(fā)生傳感器被較猛烈震動(dòng)到，則應(yīng)先把氣囊傳感器安全拆下之后再進(jìn)行其他操作。

⑥氣囊總成、傳感器等零部件有脫落破損等不良缺陷時(shí)要給予更換。

⑦在SRS系統(tǒng)全部檢修完畢后，要對(duì)氣囊警告指示燈進(jìn)行檢查。

4 汽車安全氣囊發(fā)展方向

4.1 智能化

因?yàn)楝F(xiàn)在電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種智能電子控制技術(shù)在汽車上得到廣泛應(yīng)用，智能化安全氣囊就是其中之一。這種SRS系統(tǒng)能夠在汽車發(fā)生交通碰撞的一瞬間，能夠根據(jù)碰撞條件和汽車內(nèi)司乘人員狀況來調(diào)節(jié)SRS的工作性能，解決了氣囊膨脹對(duì)乘客造成的擠壓傷害問題。

4.2 綠色環(huán)?；?/h3>

目前有部分汽車安全氣囊中使用了迭氮化鈉，迭氮化鈉是一種有毒物質(zhì)，且與水接觸時(shí)可以直接燃燒，所以為了避免使用有潛在危險(xiǎn)和有毒性的含鈉物質(zhì)，研究采用新型氣體發(fā)生技術(shù)，使之符合環(huán)境保護(hù)的要求，是汽車安全氣囊發(fā)展的一個(gè)方向。

4.3 虛擬技術(shù)化

采用計(jì)算機(jī)“虛擬技術(shù)”方式替代轎車實(shí)物碰撞試驗(yàn)，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)安全帶和安全氣囊防護(hù)系統(tǒng)，更準(zhǔn)確貼近實(shí)際，以達(dá)到最佳的防護(hù)效果，降低和防范司乘人員受傷的風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 小型、輕型化

安全氣囊高度集成化，開發(fā)體積小重量輕的新型氣體發(fā)生器，這樣就可以為控制系統(tǒng)騰出更多空間。

4.5 保護(hù)全方位化

安全氣囊不再局限于保護(hù)駕駛員與前座乘員。現(xiàn)代汽車還將采用了類似窗簾一般的側(cè)氣囊，這樣即使是側(cè)面橫向發(fā)生交通碰撞事故或側(cè)翻，汽車內(nèi)司乘人員也將得到充分保護(hù)。因此在汽車安全未來發(fā)展中，將向全方位多氣囊方向發(fā)展。

5 結(jié)語

根據(jù)以上所述，我們可以清楚看到安全氣囊在整個(gè)汽車的安全系統(tǒng)中的重要作用。安全氣囊是集機(jī)械、電子等多學(xué)科于一體的高新產(chǎn)品。它的特點(diǎn)是技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝配精度高、安全要求高。關(guān)注了解汽車安全氣囊的原理及其檢修，對(duì)于我們的安全意識(shí)的提高也可以起到非常重要的作用。安全氣囊新技術(shù)的研究不斷創(chuàng)新，安全防護(hù)可靠性能越來越高。我們有理由相信，汽車安全氣囊會(huì)使我們的出行越來越安全。