【检修知识】两次举措的保险气囊体系

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发生汽车碰撞时，安全气囊系统能非常有效地保护司机和乘客的安全。目前安全气囊系统一般是方向盘单气囊系统或双气囊系统。带有双安全气囊和安全带预紧器系统的车辆在发生碰撞时，安全气囊和安全带预紧器同时动作，与车速无关，造成低速碰撞时安全气囊的浪费，维修成本增加很多。

双作用双气囊系统可以在汽车发生碰撞时，根据汽车的速度和加速度自动选择是只使用安全带预紧器还是安全带预紧器和双气囊同时工作。这样，当低速发生碰撞时，系统只需使用安全带就能保护驾乘人员的安全，不会浪费安全气囊。如果车速大于30km/h发生碰撞，安全带和安全气囊会同时作用，保护驾乘人员的安全。

2.双作用安全气囊系统的工作原理

图1显示了汽车上具有两个动作的双气囊系统的布置。它由传感器、中央控制器、双安全气囊、双安全带预紧器和连接器组成。其工作原理如图2所示。

中央控制器由中央传感器、电子控制器、安全传感器和辅助电源组成。除了安全气囊，还有电雷管和气体发生器。安全带预紧器里还有一个电雷管。该系统的电气连接特点是:①左、右前传感器并联，再与左、右安全带预紧器的电雷管和安全传感器串联。②中央传感器和前传感器并联，串联的电路也并联。

该系统的工作原理如下:

汽车行驶过程中，三个传感器不断向电子控制器输入速度变化的信息，电子控制器不断计算、分析、比较、判断，随时准备发出指令。当车速小于30km/h时，前方传感器及其串联的安全传感器同时向电子控制器输入碰撞信号，发出引爆安全带预紧器电雷管的命令，而中央传感器的信号无法使电子控制器发出引爆安全气囊电雷管的命令。因此，在低速(减速度较小)碰撞中，只要预紧器向后拉紧安全带，就足以保护驾乘人员不被向前碰撞。

高速(大减速度)碰撞时，前方传感器和中央传感器同时向电子控制器输入碰撞信号，电子控制器快速判断后发出指令，同时引爆左右预紧器和双气囊电雷管。当安全带拉回时，两个安全气囊同时打开，吸收驾乘人员因大减速度而产生的碰撞能量，有效保护其安全，如图3所示。

当汽车与前方固定物发生碰撞时，汽车行驶速度越快，减速度越大，传感器受到的力也越大。如果将前传感器和中央传感器的预置力分为上下限，即前传感器的预置碰撞速度小于30km/h，对应的安全传感器的预置值也是下限，电子控制器只会在汽车低速碰撞时引爆安全带预紧器。如果中央传感器的预设值为上限，则前方传感器、中央传感器和安全传感器会同时向电子控制器输出碰撞信号，电子控制器会引爆所有电雷管，使安全带收紧，安全气囊打开。

从碰撞、传感器发出信号到控制器判断引爆电雷管，大约需要10ms。爆炸后，气体发生器产生大量氮气，使安全气囊迅速膨胀。从碰撞到安全气囊形成再到安全带收紧需要30-35ms，所以安全气囊系统的保护效果非常好。

当气囊引爆时，由于产生的大量气体涌入气囊，气囊压力增大，不利于吸收碰撞能量。所以安全气囊后面有两个排气孔来泄压，有利于保护驾乘人员的安全。

3.系统的主要组件

(1)前传感器

这个传感器安装在保险杠后部和挡泥板之间，用来感应低速碰撞的信号。前面的左右传感器结构相同，都是偏心锤式机械传感器。传感器安装在密封的防振保护箱内，其结构如图4所示。

前传感器的工作原理是:汽车正常行驶时，扭簧会将锤和动触头固定在停止位置，传感器不会触发信号给中央控制器。当汽车发生碰撞时，惯性力克服弹簧的扭力使其运动，带动触头转动，使动、静触头合二为一。此时传感器向中央控制器发出“on”信号，同时安全传感器也处于on状态，于是电子控制器发出指令，引爆安全带预紧器的电雷管，使安全带收紧，达到安全保护的目的。

前传感器有四个引脚，其中两个连接到电子控制器，另外两个是自诊断引脚。金属电阻的作用是和中央控制器一起诊断传感器是处于开路状态还是正常状态。

(2)中央传感器

中央传感器安装在中央控制器中，用于感应汽车高速碰撞的信息，并传送给电子控制器，由电子控制器引爆安全气囊的电雷管，打开安全气囊。同时，前方传感器还引爆了预紧器的电雷管，即安全带预紧和安全气囊展开同时工作。

中央传感器为固体半导体压力传感器，具有稳定性好、应变敏感系数K大(约100-150)、压敏电阻效应线性好的特点。

中央传感器的结构如图5所示。悬臂框架压在半导体应变片的两端。当汽车发生碰撞时，半导体应变片在悬臂减速力的作用下发生弯曲，受压后电阻发生变化，导致动态应变片的输出电压发生变化。车速越大，碰撞后产生的减速力越大，输出电压也越大。

由于半导体应变传感器的输出特性受温度影响较大，利用晶体管的基极-发射极电压vbe的温度变化来消除传感器输出特性的变化，因此半导体传感器需要稳定的电源。

(3)安全传感器

该系统中设置了两个安全传感器，防止系统未发生碰撞时安全气囊误动作。它们安装在中央控制器中，是一个水银常开开关，如图6所示。当发生碰撞时，减速力大到足以把水银甩上，打开电雷管电路。

(4)电子控制器

电子控制器包括点火控制电路、驱动电路、存储电路和诊断电路(见图2)。它们都集中安装在中央控制器上。

实际上，点火控制电路是一个晶体管开关电路。当来自传感器的信号电压足够大时，晶体管的发射极和集电极导通，传输的信号与存储的信号(电阻、电压)进行比较。确认是碰撞信号后，继电器开启，驱动电路接通电源和电雷管总开关电路，引爆安全气囊和安全充电雷管。

存储电路和诊断电路被组合。诊断电路不断地分析和诊断安全气囊系统的各种故障，并将这些故障代码存储到存储电路中，以备日后维护。同时，驱动电路使仪表板上的srs警告灯开始闪烁。

诊断电路监测以下故障:

(1)安全气囊失火且未爆炸。

②传感器故障。

③系统所有接头和线路短路或断路。

(5)辅助电源

辅助电源包括DC电压调节器和电容储能器。DC调压器可以保证供给系统的电压恒定，使系统能够正常工作，不会发生故障和爆炸事故。它是一种具有动能比较、放大和调节的集成稳压装置。电容储能器使用电容器储存电能。当电源在碰撞中中断时，起到为安全气囊系统供电的作用，避免发生故障和爆燃事故。