浅析现代汽车安全气囊系统（SRS）的原理及检修《城市公共交通》4/20020太原市公共交通总公司通讯中心王勇太原市公共交通总公司第一分公司李保成现代汽车安全气囊系统(SRS)的原理及检修摘要:随着交通事故的不断增加,以及用户安全意识的提高,为了减少汽车发生碰撞时由于巨大惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害,现代汽车装用安全气囊系统越来越普及:本文对汽车安全气囊系统的原理及检修作了分析与探讨.关键词:汽车;系统;原理;碰撞;检修probeintoprincipleandoverhaulofSRS CommunicationCenterofTaiyuanPublicTransportGeneralCompanyWangYongTheFirstBranchofTaiYuanPublicTransportGeneralCompanyLIBao—ChengAbstract:Alongwithcontinuousincreaseoftrafficaccidentand theimprovementofuserssafeconsciousness.Inordertodecreaseinjury.todriversandpassengersduetoatremendousinertiafm'ce whenautomobilesarerunningfoulofeachothersupplementalRestraintSystem(SRS)ispopularizedinmordenautomobile.This articleanalysesanddiscusstheprincipleandoverhaulofSRS.Keywords:automobile;system;principle;collision;overhaull概述害的程度也就越大.安全气囊系统的功用是:当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时,气囊迅速膨胀,在驾驶员,乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫,使驾驶员,乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上,利用气囊的阻尼作用和气囊排气节流的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能,从而减轻人体遭受伤害的程度.安全气囊系统对驾驶员和乘员的头部颈部安全起着明显的保护作用,特别是在汽车正面碰撞和侧前方碰撞时,其保护作用尤为明显,而座椅安全带对人体胸部以上的保护作用则十分有限.统计结果表明,汽车发生事故时,人体胸部以上受伤的几率高达75%以上.安全气囊主要是针对乘员上体,特别是头部和颈部在发生撞车事故时的安全而设计的.由于在汽车出厂时就已安装在车内,无需有意识地再去完成"佩带"动作,可随时随地进行保护,更容易被人们所接受.安全气囊是一个机电一体化的高科技产品,我国对安全气囊的研究是最近几年才开始的,随着国内汽车工业的发展,人们安全意识的增强,相信对该系统的研究会迅速发展起来.可以预计,随着新型电子元器件精度和微机控制功能的提高,安全气囊将在汽车安全行驶中发挥更大的作用.安全气囊系统又称为辅助防护系统(supplemental2安全气囊系统的基本工作原理RestraintSystem),其英文缩写为SRS.当汽车发生碰撞时,汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称为一次碰撞.一次碰撞后汽车速度将急剧变化,驾驶员和乘员就会受到惯性力的作用而向前运动,并与车内的转向盘,前风窗玻璃或仪表台等构件发生碰撞,这种碰撞称为二次碰撞.在车辆事故中,导致驾驶员和乘员遭受伤害的主要原因是二次碰撞.当汽车发生正面碰撞时,在惯性力的作用下,驾驶员面部或胸部可能与前风窗玻璃或转向盘发生二次碰撞,前排乘员可能与仪表台发生二次碰撞,后排乘员可能与前排座椅发生二次碰撞;当汽车遭受侧面碰撞时.驾驶员和乘员可能与车门,车门玻璃或车门立柱发生二次碰撞.车速越高,惯性力就越大,遭受伤作者职务职称:王勇副主任工程师地址邮编:双塔西街167号030012文献标识码:B中图分类号:U493.99文章编号:1009-1467(2002)04-0018-03收稿日期:2002-04-19一I8一安全气囊系统主要由安全气囊传感器,防撞安全气囊及电子控制装置(ECU)等组成.(1)防撞安全气囊.由充气装置,气囊,外壳等组成.其中:充气装置安装在转向盘中的支架上,由气体发生剂,火药,传爆管,过滤器,外壳等组成.火药由高氯酸钾,钙盐等组成.气体发生剂为氢氧化内.当碰撞发生后,传爆管引燃火药,产生高温,使气体发生剂迅速产生大量的气体,经多次过滤,除去烟尘和灰尘,从气体喷口喷入气囊,使气囊在瞬间充满气体.气囊安装在充气装置上部的盒中,表面用塑料护罩遮住.气囊一般由尼龙制成,其面上有一些小的排气孔,当汽车因碰撞而使气囊充气,保护驾驶员和乘员的头部及胸部时,气囊上的小孔在充气后立即排气,这样使气囊更柔软,起到更好的缓冲作用,同时也免致气囊妨碍视线及影响人员离开车辆.(2)安全气囊传感器.在防撞安全气囊系统中用来测定碰撞强度,将碰撞强度转换成电信号,输入电子控制装置.作为是否起动防撞气囊的计算参数.(3)电子控制装置(ECU)是安全气囊系统的控制中心,其功能是接受碰撞传感器及其他各传感器输入的信号, 判断是否点火引爆气囊充气,并对系统故障进行自诊断. 电子控制装置由稳压电路,备用电源电路,气囊系统侦测电路,点火控制引爆电路,触发传感器和故障自诊断电路等部分组成.安全气囊系统的工作原理如下:(1)汽车在行驶过程中发生碰撞时,首先由传感器接收撞击信号,只要达到规定的强度,传感器即产生动作并向电子控制器发出信号.电子控制器接收到信号后,与其原储存信号进行比较,若达到气囊展开条件,则由驱动电路向气囊组件中的气体发生器送去起动信号.气体发生器接到信号后引燃气体发生剂,产生大量气体,经过滤并冷却后进人气囊,使气囊在极短的时间内突破衬垫迅速展开,在驾驶员或乘员的前部形成弹性气垫,并及时泄漏,收缩,吸收冲击能量,从而有效地保护人体头部和胸部,使之免于受到伤害或减轻伤害程度.安全气囊对人体进行保护作用的原理如图l所示.电气国子体一圜控发制生器器气囊组件图l安全气囊对人体进行保护作用的原理图(2)安全气囊的工作程序是:其全部动作完全由CPU的程序控制,按照人们事先设计的工作内容与步骤逐条执行.工作程序框图如图2所示.I否l传感器信号采集蓁鬟卜.{耋r_—懂到lV2>20km/h=匝两歪餐I图2安全气囊的工作程序汽车的点火开关闭合后,气囊就开始工作.首先把CPU等电子电路复位,紧接着是自检工作,专门由自检子程序对各传感器,引爆器,RAM,ROM,电源等部件逐个进行检查.如有故障,先执行总的故障显示灯显示子程序,使故障灯发出闪烁亮灯信号,驾驶员迅速把故障码读取开关合上,读取故障码,查出气囊故障部位.如果自检气囊无故障,则启动传感器采集子程序,对所有传感器进行巡回检测.如没有碰撞,程序又返回到自检子程序.如果一直没有碰撞则程序就这样循环下去. 如果有碰撞,经CPU的判断.如碰撞速度小于30km/h时,CPU发出引爆双安全带预紧器的指令,点燃双安全带预紧器,拉紧双安全带,保护乘员,并且发出光电报警指令;如果碰撞速度大于30km/h时,则CPU向所有的引爆器发出引爆指令,使两个安全带拉紧,两个气囊张开,同时发出光电报警指令;如果在较高速度碰撞后, 主电源断线,则电源监控器自动启动备用电源,支持整个系统工作,并使报警工作至备用电源耗尽.(3)安全气囊系统的工作时序是:例如某汽车以V=50km/h速度与前方障碍物相撞,安全气囊引爆时序为: 在撞车后lOms后,达到引爆系统引爆极限,产生大量的炽热气体.此时.驾驶员由于惯性仍然坐着.20ms后驾驶员开始移动,但还没有与气囊接触.40ms后气囊已完全涨起,驾驶员逐渐向前移动,安全带被拉长,人的部分冲击能量已被吸收.60ms后驾驶员已开始沉向气囊.80ms后驾驶员的头部和身体上部沉向气囊.气囊的排气口打开,其中的气体在高压下匀速地逸出,以吸收能量. lOOms后车速已降为零,这时对车内乘员来说,危险期已结束.l10ms后驾驶员向前移动已达到最大距离,随后身体开始后移,回向座位.这时大部分气体已从气囊中逸出,前方又恢复了清晰的视野.碰撞的作用力是极大的,由于碰撞时间极短,在这极短的时间内使汽车改变运动状态,其负加速度也是极大的,汽车以V=50km/h的速度碰撞,碰撞前的速度为V=13.9m/s,碰撞作用的时间约lms左右,其负加速度a=一39O0rn/s2,此时质量为lkg重的物体所受到的力约l417kg. 汽车碰撞后速度为零,在这瞬间,车内乘员仍以V3=13.9m/s 的速度前进,最后撞在转向盘及车厢等物体上而停下来,乘员因此受到严重伤害.在汽车碰撞至乘员碰撞之间有一时间间隔,约0.05s,就这一点时间给防撞安全气囊提供了工作机会,防撞气囊在瞬间充满气体,在乘员前面形成一道柔软的弹性屏障,弹性体使力的作用时间延长,因而负加速度减小,作用力也随之减小;柔软接触面使力的作用面积加大,防止作用力集中压在乘员头部突出部分.因此,防撞安全气囊的工作对乘员起到了保护作用.3安全气囊的检修检修主要是指调取或清除故障代码,零部件拆装与更换等,安全气囊系统是一个可靠性要求极高的控制系统.为此在安全气囊系统的ECU中专门设计有自诊断系统. 在气囊控制电路中还设有相应的监测机构.气囊系统一旦发生故障,自诊断电路就能诊断出来,并控制仪表盘上的指示灯闪亮,告诉驾驶员安全气囊系统有故障,同时将故障编成代码存人气囊系统的ECU存储器中,检修时通过诊断插座读取故障码能尽快查到故障部位.诊断插座(TDCL)的正确名称是故障诊断通讯接口(TroubleDiag nosticcommunicationLink),利用专门仪器,便可通过通讯接口调出电脑组件存储器中存储的故障代码.汽车安全气囊与其它电子控制系统不同,在检查过程一l9一中,如果不按正确的操作顺序进行,就有可能导致气囊系统意外膨开,不仅会造成较大的经济损失,而且可能造成事故.另外,在检修气囊系统时,如果操作有误,就有可能在需要气囊保护时气囊系统不起作用.因此,在检修前,首先应仔细阅读制造厂家提供的《使用维修手册》. 检修时,还应注意以下几点:(1)检查工作务必在点火开关转到锁止(Lock)位置,并将蓄电池负极电缆端子拆下20s后才能开始.这是因为气囊系统装有备用电源,如果检查工作在拆下蓄电池负极电缆端子后20s内就开始进行,气囊系统有备用电源供电,检查中就有可能导致气囊误膨开.另外,汽车音响系统,防盗系统,时钟,座椅安全带收紧系统等.均具有存储功能,当蓄电池负极电缆端子拆下后,存储内容将会丢失.因此在检修之前,应将音响,防盗系统的密码和其它控制系统的有关内容记录下来.当检修结束后,再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,以免导致气囊误膨开. (2)检查气囊系统时,即使只发生了较轻微碰撞而气囊系统并未膨开,也应对前碰撞传感器,气囊组件,座椅安全带收紧器进行检查.(3)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,决不要修复使用.如需更换零部件,则应使用新品,不允许使用不同型号的零部件. (4)在检修汽车其它零部件时,如可能对气囊系统的传感器产生冲击,则应在检修前,先将碰撞传感器拆下,以防气囊误膨开.(5)气囊系统的防撞传感器采用了水银开关式传感器,由于水银蒸气有剧毒,因此传感器更换后,旧传感器不能随意丢弃,应作为有害废物处理.(6)绝对不能检测点火器的电阻,检测其它部件电阻和检测气囊系统故障时,必须使用高阻抗(至少应大于10kll/V)的万用表,最好使用数字式万用表.如果使用针式万用表,由于其阻抗小,表内电源电压加到气囊系统上就有可能引爆气囊.(7)当气囊系统检修完成后,必须对气囊系统指示灯进行检查.当点火开关转到接通(ON)或辅助(ACC)位置时,气囊系统指示灯亮6s后自动熄灭,说明气囊系统正常.4安全气囊的发展动向目前,世界各国都在致力于开发侧向安全气囊.现有的安全气囊主要承受正面冲击能量,而不能有效防止侧向冲击,而侧向安全气囊是在车身侧面车门内装设由冲突传感器,膨胀阀,气袋构成的模块,当受到强烈冲击时,气袋瞬时膨胀,以保护乘员安全.安全气囊的另一个技术动向是设置后部座椅用安全气囊.后部座椅用安全气囊的作用是从副驾驶员座背面安全气囊瞬时膨胀,以减轻对头部的冲击.(上接17页)二是提高职工的职业道德素质.在广大青年职工中深入开展"青春献公交,文明献社会"的职业道德主题教育,深化职业修养和职工规范教育.根据行业特点和企业实际,建立健全规章制度,制订工效挂钩考核办法,把营运生产收入,成本支出与工资挂钩考核,做到人人心中有制度,每个岗位有规章.第二,提高服务水平.优质服务是公交两个文明建设的推动力和落脚点,是赢得市场的关键.为提高职工的服务意识和服务水平,各项工作达到规范化,标准化,程序化,更好地服务乘客,总公司开展了优质服务达标竞赛活动.一是明确目标,围绕"四服务,四满意"抓规范."四服务,四满意"即:领导为基层服务,让基层满意;处室为一线服务,让一线满意;职工为乘客服务,让乘客满意;全总公司为社会服务,让社会满意.我们在职工中进行危机意识和紧迫意识教育,有针对性地提出"乘客是我们的衣食父母","乘客永远是对的","服务好乘客就是服务好自己"等理念.二是在全总公司范围内开展了以"展示窗口形象,再放英模光彩"的挂牌上岗,亮牌服务活动,对先进个人实行在其岗位上张贴本人照片,亮出各自的服务格言,以个人的形象和特色推行品牌服务,展示先进典型的风采.三是围绕行风建设抓创优.落实行风建设责任制,设立行风监督电话,聘请行风监督员,向乘客一20一发放行风评议表,在调度站点设立行风监督意见箱,广泛接受群众评议.第三,加强技能培训.充分利用职工阅览室,总公司党校等载体,采取集中办班和轮训的形式,分层次组织职工进行思想和技术业务知识的学习,开展多工种的技术培训,技术练兵活动,提高职工技术业务水平.对全体驾乘修人员和管理干部进行了思想道德素质,职业道德规范以及技术业务的应知应会培训考试,所有职工都经考核合格后方可上岗.通过素质教育,职工的主人翁意识,责任意识得到了明显提高.职工面貌发生了很大变化,行业风气有了明显好转,车厢服务合格率和车辆整洁合格率均保持在99%以上,营造了一种积极向上的浓郁氛围,塑造了良好的企业形象.。