1、學習目標1熟悉汽車安全氣囊的功用、類型、組成和結構特點；2掌握汽車安全氣囊的拆裝方法與調試維護工藝；3掌握汽車安全氣囊的故障診斷方法與檢修技能；4 掌握常用故障診斷設備和維修工具的使用方法和技巧；5按照職業崗位的要求文明生產、安全操作。學習情境6 安全系統故障學習單元1 安全氣囊系統的檢測汽車車身電控系統檢測與修復第2版書名：汽車車身電控系統檢測與修復第2版書號：978-7-111-54211-7作者：羅富坤出版社：機械工業出版社任務載體一、引例 一旦安全氣囊由于故障而失去作用，那將會給駕乘人員帶來嚴重甚至致命傷害。所以本節的主要任務就是要檢測和診斷安全氣囊的常見故障，使其恢復使用功能和保持良

2、好的技術狀態，確保駕乘人員的安全。二、任務分析 造成安全氣囊不能正常工作的原因： 電路故障，即配電設施或用電器故障所致。配電設施或用電器包括開關、保險絲、繼電器、搭鐵接點等； 安全氣囊機械機構失效，導致安全氣囊不能打開。要排除這些故障，應該先熟悉以下相關知識。相關知識一、概述（一）安全氣囊的作用 當汽車發生碰撞時，此時裝在轉向盤或儀表板內的氣囊充氣彈出，就可以保護乘員減少與車內物相撞的可能性，更均勻地分散頭部、胸部的碰撞力，吸收乘員的運動能量，從而起到補充安全帶效果的作用。（二）安全氣囊的類型1按照安全氣囊的數量分類 按照數量分類，可分為單氣囊系統、雙氣囊系統和多氣囊系統。2按照安全氣囊引爆控

3、制方式分類 按照引爆控制方式分類，可分為機械式和電子式兩類。3、按照安全氣囊的大小分類 按照大小分類，可分為保護整個上身的大型氣囊和主要保護面部的小型護面氣囊。4、按照安全氣囊保護對象的不同分類 按照保護對象的不同分類，主要有：1）駕駛員用安全氣囊 駕駛員用安全氣囊如圖，是轎車上采用得最廣泛的一種安全氣囊，在轎車發生正面碰撞時對駕駛員起保護作用。它裝在轉向盤上，分美式和歐式兩種。2）前排乘員用安全氣囊 發生碰撞事故時，前排乘員必然會與儀表板、前風窗玻璃、窗框及門框等發生碰撞，因此，為保護前排乘員撞車時免受傷害，設計的前排乘員用安全氣囊也較大。3）側面防撞用安全氣囊 根據使用要求不同，側面防撞用

4、安全氣囊可以裝在車門上橫梁中、車門內板中或座椅側面。 車門上橫梁中的側面防撞用安全氣囊用來保護乘員的頭部。裝在車門內板中的側面防撞用安全氣囊和裝在座椅側面的側面防撞用安全氣囊用來保護乘員的胸部、心臟、肺臟等重要器官。4）后排乘員用安全氣囊 后排乘員用安全氣囊的容積一般可達到100L，其結構與其他安全輔助氣囊系統基本相同，大多數安裝在前排座椅靠背中，氣囊引爆后在后排座乘員與前排座椅之間形成防護氣墊。 5）下肢用安全氣囊 保護駕駛員下肢用的下肢安全氣囊由一個安全氣囊和氣體發生器組成，容積可達13L。 能夠有效地防止駕駛員的下肢、小腿和膝部與各種踏板、操縱桿等發生碰撞，對駕駛員的下肢、小腿和膝部進行

5、保護。 下肢用安全氣囊裝置安裝在儀表板下部的前圍板上。6）車頂部安全氣囊 在一些高檔豪華車甚至是在車頂的兩側會配有兩條管狀氣囊，在意外情況發生時能夠有效的緩解來自車頂上方的下壓力，配合側面氣簾能夠有效的保護乘客的頭部和頸部。 7）窗簾(屏蔽)式安全氣囊 由于側向氣囊不能全部覆蓋側窗，所以玻璃的碎片可能濺入車箱內傷到人的臉部等部位，這時以窗簾狀展開的氣囊稱為窗簾式安全氣囊。 窗簾式安全氣囊在車輛側面碰撞時，與側向安全氣囊同時展開。其安裝位置位于車頂縱梁的內襯中。8) 車外安全氣囊 又叫保險杠內藏式氣囊。當汽車在正面碰撞行人時，氣囊迅速向前張開和向兩側舉升，托起被撞行人，同時防止行人跌向兩側。二、

6、安全氣囊的組成及工作原理（一）安全氣囊的組成 安全氣囊系統主要由傳感器、電控單元(ECU)、氣囊組件、安全氣囊警告燈等組成其主要部件在車上的位置1傳感器 傳感器的作用是檢測、判斷汽車發生事故時的碰撞強度信號，并將此信號輸入電控單元，電控單元根據傳感器的輸入信號來判斷是否引爆充氣元件使氣囊充氣。 安全氣囊傳感器按功能的不同，可分為碰撞傳感器和安全傳感器兩種。 安全氣囊系統的組成和布置l左前碰撞傳感器 2安全氣囊警告燈 3安全氣囊組件 4右前碰撞傳感器 5安全氣囊ECU 6螺旋電纜 7接線盒 傳感器按結構形式不同，又可分為機械式、機電式和電子式三種，其具體結構和原理如下：(1)機械式傳感器 機械式

7、傳感器有偏心式傳感器，其結構主要由殼體、偏心轉子、偏心重塊、固定觸點、旋轉觸點和螺旋彈簧等組成。 偏心式傳感器的工作原理l旋轉觸點 2固定觸點 3止動器4偏心重塊 5螺旋彈簧力 6偏心轉子 機械式傳感器的結構l電阻 2傳感器 3固定觸點 4旋轉觸點5偏心轉子 6外殼 7偏心重塊 8螺旋彈簧機械式傳感器的工作原理： 在汽車正常行駛情況下，偏心轉子和偏心重塊在螺旋彈簧彈力的作用下，頂靠在與外殼相連的止動器上。此時，旋轉觸點與固定觸點不接觸，開關“OFF”。 當汽車發生碰撞時，偏心重塊由于慣性力作用將帶動偏心轉子克服彈簧彈力產生偏轉。 當碰撞強度達到設定值時，偏心轉子偏轉角度將使旋轉觸點與固定觸點接

8、觸而閉合，此時碰撞傳感器向SRS ECU輸入一個“ON”信號。SRS ECU只有收到碰撞傳感器輸入的“ON”信號時，電路接通，才能引爆充氣元件。 此外，還有重塊式傳感器，如圖所示，當傳感器中傳感重塊的移動速度高于某一特定車速時，傳感重塊便將其機械能直接傳給引發器使氣囊膨脹打開。 重塊式傳感器1感應塊 2撞針 3偏置彈簧 4D軸；5頂蓋(2)機電式傳感器 機電式傳感器常見的有鋼球式傳感器，其結構如圖6-8所示，主要由鋼球、磁鐵、觸點和殼體等組成。當傳感器處于靜止狀態時，在磁鐵磁吸力的作用下，鋼球被吸向磁鐵，觸點與鋼球分離，傳感器電路處于斷開狀態。當汽車發生碰撞且減速度達到設定值時，鋼球所產生的慣

9、性力將大于磁鐵的磁吸力，在圓柱形鋼套內小鋼球就向前運動。一旦接觸到前面的觸點，則將局部電路接通，此時傳感器將碰撞信號傳送給安全氣囊ECU。圖6-8 鋼球式傳感器a）靜止狀態 b）碰撞狀態 此外，常見的還有滾筒式傳感器，其結構如圖6-9所示，當汽車以一定車速發生碰撞時，滾筒轉動，使得旋轉觸點和固定觸點閉合，接通點火電路，氣囊膨脹打開。圖6-9 滾筒式傳感器1滾筒 2旋轉觸點 3卷簧 4固定觸點(3)電子式傳感器 電子式傳感器主要有壓電式、壓阻式、電容式。 車輛正常運行中，傳感器內懸臂梁發生斷裂時，電橋電路變異，主放大器輸出停留在高電平“Hi”或低電平“Lo”上。所以，可預先發現異常情況，引起駕駛

10、員注意。圖6-10 壓電式傳感器a) 傳感器芯片 b) 傳感器總成 c）傳感器信號處理電路(4)安全傳感器 安全傳感器結構如圖6-11所示，主要由電極、水銀、蓋和外殼等組成。 安全傳感器為水銀常開式開關，它是為防止碰撞傳感器因短路故障而引爆點火器而設置的。當汽車發生碰撞時，足夠大的減速度力將水銀拋上，使兩極接通，接通電爆管電路。安全傳感器一般比碰撞傳感器所示的減速度力小，以保證碰撞傳感器的工作可靠。圖6-11 安全傳感器l蓋 2電極(接電源) 3電極(接點火器) 4O形圈5水銀(碰撞時位置) 6一外殼 7水銀(正常位置)2電控單元(ECU) 安全氣囊ECU是安全氣囊系統的核心部件，其內部結構如

11、圖6-12所示，主要由安全氣囊邏輯模塊、能量儲存裝置(電容)、連接器等組成，安全傳感器一般與安全氣囊ECU一起被制作在安全氣囊控制組件中，通常安裝在駕駛室變速桿前、后的裝飾板下面。圖6-12 安全氣囊內部結構1能量儲存裝置(電容) 2安全傳感器總成 3傳感器觸點4傳感器平衡塊 5四路插接器 6邏輯模塊 7十三路插接器 安全氣囊ECU的電路圖如圖6-13所示，主要由安全氣囊邏輯模塊、信號處理電路、備用電源電路、保護電路和穩壓電路等組成。 圖6-13 安全氣囊ECU電路(1)安全氣囊邏輯模塊(微處理器) 作用：監測汽車縱向減速度或慣性力是否達到設定值，控制氣囊組件中的點火器引爆點火劑。安全氣囊邏輯

12、模塊由模數(AD)轉換器、串行輸入輸出(IO)接口、只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器（RAM）、可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)和定時器等組成。 (2)信號處理電路 信號處理電路主要由放大器和濾波器組成，用于對傳感器檢測的信號進行整形、放大和濾波，以便安全氣囊ECU能夠接收、識別和處理。 (3)備用電源電路 安全氣囊系統有兩個電源：一個是汽車電源，另一個是備用電源。備用電源又稱為后備電源或緊急備用電源。備用電源電路由電源控制電路和若干個電容器組成。 (4)保護電路和穩壓電路 在汽車電器系統中，許多電器部件帶有電感線圈，電器開關多，電器負載變化頻繁。當線圈電流接通或切斷、開關接通或斷開、負

13、載電流突然變化時，都會產生瞬時脈沖電壓，即過電壓。若過電雎加到安全氣囊系統電路上，系統中的電子元件就可能因電壓過高而導致損壞。 為了防止安全氣囊系統元件遭受損害，安全氣囊ECU中必須設置保護電路。同時，為了保證汽車電源電壓變化時，安全氣囊系統能夠正常工作，還必須設置穩壓電路。 3氣囊組件 氣囊組件主要由氣體發生生器、點火器和氣囊等組成。 (1)氣體發生器 氣體發生器又稱充氣器，用于在點火器引爆點火劑時，產生氣體向氣囊充氣，使氣囊膨開。氣體發生器用專用螺栓和專用螺母固定在氣囊支架上，裝配時只能用專用工具進行裝配。圖6-14 駕駛員側氣囊氣體發生器1上蓋 2充氣孔 3下蓋 4殼氣劑 5點火器藥筒6

14、金屬濾網 7電熱絲 8一引爆炸藥 副駕駛員側氣囊氣體發生器結構如圖6-15所示，主要由密封端塞、自點火火藥、震蕩管、主氣發生器、輔氣發生器、過濾器、成形通風過濾器、爆炸金屬箔、起爆藥總成、充氣器外殼、密封墊及排氣噴嘴等組成。圖6-15 副駕駛員側氣囊氣體發生器結構 混合型氣體發生器結構如圖6-16所示，主要由充氣器殼體、端塞、點火器、檢查球、密封焊塞、點火火藥、點火彈頭、爆炸片、出氣口等組成。圖6-16 混合型氣體發生器結構 (2)點火器 點火器外包鋁箔，安裝在氣體發生器內部中央位置。其作用是在氣囊電路接通時，引爆點火劑，產生熱量使充氣劑分解。點火后炸藥爆炸，產生大量氣體從出氣口排出。氣體膨脹

15、要吸收大量熱量，需用燃料對氣體加熱，以免氣體溫度過低造成結霜現象，同時還可避免氣體壓力過低造成氣壓不足現象。點火器結構如圖6-17所示。圖6-17 點火器結構1引爆炸藥 2藥筒 3引藥 4電熱絲 5陶瓷片 6永久磁鐵7引出導線 8絕緣套管 9絕緣墊片 10電極 1l電熱頭 12藥托 (3)氣囊 氣囊充氣膨脹展開后，能吸收沖擊能量，保護駕駛員和乘員的頭部和胸部，減少受傷率及受傷程度，而氣囊上的小孔，在充氣后就進行排氣，使氣囊逐漸變軟，加強緩沖作用和不致影響車內人員適當活動。 （4）襯墊 平時它作為轉向盤的上表面，把氣囊與外界隔離外，既起到了維護作用，又起到了修飾作用。氣囊膨脹開時，它在氣囊爆發力

16、的作用下快速及時斷裂開，并且對安全氣囊展開過程毫無阻礙。（5）飾蓋和底板 飾蓋是氣囊組件的蓋扳，上面模制有撕縫，以便氣囊能沖破飾蓋膨脹打開。 氣囊和充氣器裝在底板上，底板裝在轉向盤或車身上，氣囊膨脹打開時，底板承受氣囊的反力。 4安全氣囊指示燈 安全氣囊指示燈的功用是：指示安全氣囊系統功能是否處于正常狀態。當點火開關接通ON或ACC位置后，如果安全氣囊指示燈點亮或閃亮6s后自動熄滅，表不安全氣囊系統功能正常。如果安全氣囊指示燈不亮、一直點亮或在汽車行駛中突然點亮或閃亮，表示自診斷系統發觀安全氣囊系統有故障，應及時排除。自診斷系統在控制安全氣囊指示燈點亮或閃亮的同時，還會將所發現的故障編成代碼存

17、儲在存儲器中。 圖6-18 豐田汽車安全氣囊指示燈5螺旋電纜 螺旋電纜是連接車身與轉向盤的電器接線，其結構如圖6-19所示，主要由轉子、殼體、電纜和解除凸輪組成。 如果點火開關轉到ACC或ON位置時，螺旋電纜線盤斷開，安全氣囊ECU將判斷為故障，并記入故障碼。圖6-19 螺旋電纜1、3線束插頭 2螺旋彈簧 4彈簧殼件 5搭鐵插頭 6安全氣囊系統的插接器 安全氣囊系統中插接器與汽車其他電器系統的插接器有所不同，過去曾采用過深藍色插接器，目前均采用黃色插接器。安全氣囊系統插接器具有多種不同的特殊功能，而且插接器的端子均鍍金，以保定高度可靠性和良好的導電性。 如圖620所示，不同插接器有不同的特殊機

18、構。這些機構主要有：防止安全氣囊誤爆機構、電器連接檢在機構、端子雙重鎖定機構、插接器雙重鎖定機構。一個插接器可有多種不同的機構，其具體應用情況如表6-1所示。圖6-20 安全氣囊系統線路插接器表6-1 插接器的應用情況編 號名 稱應 用(1)防止安全氣囊誤爆機構插接器(2)電器連接檢查機構插接器(3)端子雙重鎖定機構插接器(4)插接器雙重鎖定機構插接器 (1)防止安全氣囊誤爆機構 防止安全氣囊誤爆機構的結構如圖6-21所示。在這種插接器中有一個短路片機構，主要用于當插接器拔下時，短路片自動將靠近安全氣囊點火器一側插頭或插接器兩個引線端子短接，防止靜電或誤通電將電熱絲電路接通而造成氣囊誤膨脹打開

19、。圖6-21 防止安全氣囊誤爆機構a）插接器正常連接時 b）插接器拔下時 (2)電路連接檢查機構 電路連接檢查機構用于監測插接器的插頭與插接器是否連接可靠。與安全氣囊ECU連接的插接器采用了電路連接檢查機構，其結構如圖6-22所示。圖6-22 電路連接檢查機構a)半連接 b)可靠連接(3)端子雙重鎖定機構 安全氣囊系統的每一個插接器都設有端子雙重鎖定機構，其結構如圖6-23所示，主要由插接器殼體上的鎖柄與分隔片兩部分組成。這種設計可使端子由兩個鎖緊裝置(分隔片和鎖柄)鎖定，可防止端子滑出。圖6-23 端子雙重鎖定機構(4)插接器雙重鎖定機構 安全氣囊系統存線束的重要連接部位，其插接器采用了雙重

20、鎖定機構，用于鎖定插接器插頭與捕接器，防止插接器脫開，其結構如圖6-24所示。插接器插頭上有主鎖和兩個凸臺，插接器L有鎖柄能夠轉動的副鎖。圖6-24 插接器雙重鎖定機構a)主鎖打開，副鎖被擋住 b)主鎖鎖定，副鎖可以“鎖定 c) 雙重鎖定（二）安全氣囊系統的工作原理 當汽車受到前方一定角度范圍內的高速碰撞時，安裝在汽車前端的碰撞傳感器和與安全氣囊ECU安裝在一起的安全傳感器就會檢測到汽車突然減速的信號，使傳感器觸點閉合，將減速信號傳送到安令氣囊ECU；安全氣囊ECU根據設定的程序對傳感器所檢測的信號進行數學計算和邏輯判斷，當檢測到的信號強度超過其規定值時，安全氣囊ECU征即向氣囊組件內的電爆管

21、發出點火指令，引爆電爆管，點火劑受熱爆炸，迅速產生大量熱垡，充氣劑受熱分解釋放大量氮氣充入氣囊，氣囊便沖開組件的裝飾蓋板鼓向駕駛員和乘員，使駕駛員和乘員的頭部和胸部壓在充滿氣體的氣囊上，將人體與車內構件(轉向盤、儀表板和風窗玻璃等)之間的碰撞變為彈性碰撞，并通過氣囊產生變形吸收人體碰撞時所產生的動能，達到保護人體的目的。安全氣囊系統的工作原理（三）拆裝安全氣囊 1拆裝駕駛員安全氣囊圖6-26 拆裝駕駛員安全氣囊1轉向盤 2螺旋彈簧捕頭 3安全氣囊插頭 4靜電放電插頭5內多角螺栓，55Nm 6安全氣囊總成 7卡爪8TORX扳手(T30) 9帶滑環的回位彈簧 10轉向盤加熱插頭松開轉向柱調節機構。

22、盡量向上拉出轉向盤。將轉向盤置于垂直位置。按箭頭轉向將TORX扳手(130)轉90(從前面看成順時針)，以松開卡爪7。將轉向盤往回轉半圈，松“第二個卡爪。從安全氣囊上拔下插頭3和4。緩沖墊朝上放置安全氣囊總成。安裝時應聽見接頭和安全氣囊的嚙合聲。打開點火開關，接上蓄電池地線。2拆裝賽車轉向盤上的駕駛員安全氣囊拆裝賽車轉向盤上的駕駛員安全氣囊見圖6-27。用TORX扳手T30擰下安全氣囊總成。拔下插頭2。緩沖墊朝上放置安全氣囊。安裝時插頭2應嚙合(可聽見)。以7 Nm擰上安全氣囊。打開點火開關，接上蓄電池地線。圖6-27 拆裝賽車轉向盤上的駕駛員安全氣囊1轉向盤 2螺旋彈簧捕頭 3安全氣囊總成

23、4內多角螺栓，55Nm5TORX螺栓(T30)，7 Nm 6 TORX扳手(T30) 7帶滑環的回應環（四）安全氣囊使用注意事項l安全氣囊的正確使用(1)安全氣囊必須和安全帶配合使用(2)應及時排除安全氣囊的故障(3)不要人為碰撞安全氣囊傳感器 (4)按規范保管好安全氣囊系統元器件 2安全操作規范安全氣囊系統元器件要保證原廠包裝，單獨、恰當的運輸，妥善保管。 非安全氣囊專業維修人員不得進行安全氣囊的檢查、維修工作。 不能使安全氣囊的元器件受85以上的高溫。 不能任意改動安全氣囊系統的線路和元器件結構。 不能在裝有安全氣囊的部位粘貼飾物、膠條及擺放任何物品。 未成年兒童和身材短小乘員，乘坐有安全

24、氣囊的車輛時要坐后排，因氣囊對他們的保戶效果不如成年人。 對安全氣囊進行所有的維修作業時都必須在斷開蓄電池電源線3min后再進行，以免發生意外，使氣囊展開?！炯寄苡柧殹扛Ｌ剞I車安全氣囊系統的故障診斷 福特轎車安全氣囊系統具有自診斷功能，當系統出現故障時，可直接通過故障檢測儀來讀取故障碼、數據流和波形圖。當然，也可運用SRS指示燈的閃爍規律或發出的聲響直接提取故障代碼，不需用掃描儀或短接法讀取。 福特轎車安全氣囊系統采用了5個傳感器，其中3個是碰撞傳感器，兩個是保險傳感器。保險傳感器閉合所需的加速度要小一些，用于防止因碰撞傳感器或線路短路造成氣囊誤爆，相當于加了一道保險。傳感器的位置如圖6-27

25、所示，設在前面中間的傳感器在一個殼內包括了碰撞傳感器和保險傳感器。福特轎車安全氣囊系統的電路如圖6-28所示，SRS ECU連接器端子的說明見表6-2。圖6-27 傳感器在車上的位置圖6-28 福特轎車安全氣囊系統電路圖表6-2 福特轎車SRS ECU連接器端子的說明端子號端子功能電壓V1訊響主電源輸入(15A)+122搭鐵03搭鐵04保養指示燈控制5搭鐵06訊響主電源輸入(15A)+127搭鐵08乘客側安全氣囊9未用10駕駛側安全氣囊11保險傳感器監控12后保險傳感器監控13蓄電池電源（30A）+1214備用電源輸入+1215中央保險傳感器監控16后保險傳感器搭鐵017右前碰撞傳感器監控18中央碰撞傳感器監控19左前碰撞傳感器監控20引爆搭鐵（右側）021引爆搭鐵（中央）022引爆