汽车安全气囊运行与检修

山东水利技师学院　　张峻

汽车安全气囊运行与检修

山东水利技师学院张峻

安全气囊系统是设计用来当汽车发生正面碰撞时为驾驶员和乘客提供缓冲的设备。本文着重介绍了汽车安全气囊的构造与运行、气囊检修方法和安全操作注意事项等内容。

安全气囊；传感器；碰撞；故障诊断

1　安全气囊的构造与运行

典型的安全气囊系统部件包括：传感器、安全气囊（膨胀）单元、转向管柱内的盘簧式电缆、控制单元、线束以及连接器。为了能够让安全气囊打开，一个传感器必须闭合以便向膨胀单元提供电源。然而，在安全气囊打开之前，安全气囊引燃管电路也需要接地。此接地回路是由气囊前向识别传感器或乘员舱识别传感器动作（接通）提供的。换句话讲，两个传感器必须同时动作，安全气囊才会打开。安全气囊打开所需的冲击力相当于汽车以16km/h的速度撞击墙面时产生的撞击力。触发安全气囊系统传感器所需的撞击力能够防止汽车撞击路边或紧急制动时气囊意外打开。安全气囊系统需要一个附加力打开是防止安全气囊意外展开的必要措施。只有在正面中心30°范围内发生碰撞的情况下，安全气囊才会打开。

1.1安全气囊（膨胀）单元

安全气囊引燃管是一种加热元件，用来点燃气体发生材料。引燃管需要大约2A的电流为加热元件加热并点燃气体发生器。一旦气体发生器被点燃，尼龙气囊会立刻被气体发生器产生的氮气充满（在大约0.03s时间内）。在事故发生时，驾驶员由于自身惯性力的作用会撞向方向盘。与此同时，高强度尼龙安全气囊会在瞬间展开，由于气囊阻力分布在驾驶员的整个上半身，所以其伤害得以缓减。普通转向管柱在碰撞后仍可以使用，但是安装了安全气囊的转向管柱在碰撞后就会损坏。安全气囊的两侧有两个大的通风口，在为乘员提供缓冲后会立即放气。

1.2传感器

对于安全气囊电路来讲，有三个传感器起开关作用。这些传感器结构和运行原理都类似，其安装位置的不同决定了它们的名字不同。所有的安全气囊传感器都必须牢固地安装在车上，并且其方向都必须指向汽车前进方向以确保传感器能够探测到汽车的急减速（骤停），安全气囊传感器有三种基本类型。

（1）磁固定式镀金球传感器

这种传感器使用一个永久磁体吸住一个镀金钢球使其与两个镀金电气触点保持一定距离。如果汽车（传感器）急骤减速，镀金钢球就会脱离磁体并且与两个镀金电气触点接触。钢球只会与两个镀金电气触点接触很短的一段时间，因为钢球会很快被磁体吸引回去。

（2）不锈钢带卷式传感器

该传感器被密封在充满氮气的盒中以防传感器遭到腐蚀。如果汽车（传感器）急骤减速，不锈钢带卷就会展开并接触到两个镀金电气触点，稍后不锈钢带卷就会自动恢复原状。

（3）集成传感器

一些汽车采用了内置于膨胀单元中的电子减速传感器。这些传感器测量汽车的减速率，通过计算机逻辑电路，从而决定安全气囊是否打开。通过时间坐标说明了一个典型的安全气囊系统能够迅速地做出反应。

当发生碰撞时，安全气囊就会打开。一些汽车制造厂商要求：气囊一旦打开使用过后，所有的传感器以及安全气囊总成都要一并更换。撞击力导致传感器内产生无法观察到的内部损伤，使其可能无法再次正常使用。

1.3线束

根据国际惯例，所有安全气囊使用的导线一律是黄色的，电气端子都是镀金的，以防腐蚀。为了确保方向盘中膨胀单元电线连接可靠，转向管柱中装有一组线圈，该线圈是铜质带状导体，在转向管柱旋转时，它就像百叶窗一样运动。该线圈通常叫作盘簧式电缆，其功能是保持传感器和气体发生器之间的电流连续性，如果使用喇叭环型的滑动导体则有可能出现连续性缺失状态。大多数安全气囊系统都含有诊断装置，这些诊断装置通常含有辅助电源。发生碰撞时，如果汽车蓄电池被断开，辅助电源可以给气体发生器供电。该辅助电源通常带有电容器，在膨胀单元被引燃时放电。

2　安全气囊检修

2.1在维护安全气囊或在安全气囊周围工作时采取的安全措施

（1）始终遵守使用安全气囊的预防条例，并记住车辆上警示贴条中的内容。

（2）在发生碰撞且安全气囊已经打开之后，气体发生器单元和所有的传感器必须全部交换，以确保系统以后能够正常运行。

（3）避免在黄色安全气囊导线附近使用自带电源测试灯，自带电源测试灯可能会提供足够的电流点燃气体发生器单元导致安全气囊打开，尽管这种可能性很小。

（4）当气体发生器单元从方向盘上移出时，一定要小心，始终让气体发生器远离你的身体。

（5）在处理已经打开的气体发生器单元时，一定要戴上手套和防护眼镜，以避免氢氧化铀粉尘刺激皮肤。在安全气囊展开后，氢氧化铀粉尘是一种润滑剂。

（6）绝对不要撞击、敲打传感器，其内部的触点可能遭到破坏，导致在发生碰撞时无法正常运行。

（7）在汽车上安装传感器时，要保证传感器的箭头方向始终朝向汽车前进方向，而且要保证传感器安装牢固。

2.2安全气囊故障诊断

大多数安全气囊系统的电气部分由安全气囊激活能源装置内的电路或者车载电脑系统不断地进行检测。通过给各个传感器和其他元器件加上一个小信号电压就可以监控电气系统。如果电流连续性存在，一个很小的电压降便会被测试电路检测到。如果发生短路或者断路，警示灯就会点亮，遵循制造厂家推荐的程序，可以读取和清除安全气囊故障诊断代码。

2.3安全气囊测试和维修

安全气囊系统组成部分和安装位置根据系统设计的不同而不同，但是基本的测试准则和其他电气电路是一样的，应根据维修信息确定电路的设计方式和正确的测试顺序。

一些安全气囊系统需要使用特殊的测试仪器，这些测试仪器内置的安全电路能够防止安全气囊意外打开。如果没有这些测试仪器，那就要严格地遵循生产厂家规定的测试程序，接通自诊断系统，检索系统故障代码。对某些系统，需要制造厂解码器才能获得系统数据。

具有自诊断单元的安全气囊系统能够检测到系统的电气故障，断开系统（使系统不能起作用）和通过系统正常指示器或警示灯告知驾驶员。根据电路设计的不同，系统故障可能使警示灯不能够点亮、持续点亮或者闪烁。当系统产生故障或警示灯出现问题时，有一些系统还会发出警告声。

在点火钥匙处在ON位而发动机熄火的情况下，作为灯泡测试，警示灯应点亮，否则自诊断单元就可能使系统断开。一些警示灯电路有计时器，在几秒钟之后会自动熄灭警示灯。除非部件出现问题，安全气囊系统并不需要维护。然而，为了维修开关和安装在转向管柱上的设备，安装在方向盘上的安全气囊单元要定期移动和更换。

3　驾驶员侧安全气囊单元的更换

在断开和移动某种车型的安全气囊单元时，必须严格遵循汽车生产厂家提供的针对该车型的操作规程。违反该规程将会造成严重的后果，使汽车受到极大损害，而且替换安全气囊成本十分昂贵。下面介绍移动安全气囊单元的基本步骤，不要用这些基本步骤替代生产厂家规定的步骤。

（1）转动方向盘直到前轮位置正对前方，只有当前轮朝前时，才可将一些部件从转向管柱上拆下。

（2）断开点火开关和蓄电池的负极电缆，切断安全气囊单元电源。

（3）蓄电池一旦被断开，在继续操作之前，要根据生产厂家的要求等待一段时间。在不确定的情况下，至少要等待10min，以保证电容器充分放电。

（4）取下固定安全气囊的螺母或者螺钉。在一些汽车上，这些紧固件安装在方向盘的后部；在另一些汽车上，它们则安装在方向盘的两侧。这些紧固件可能由塑料盖板遮挡，因此需要用小螺钉旋具撬开塑料盖板才能将其取出。

（5）小心地将安全气囊从方向盘中取出并断开电气连接器。连接器的位置各异，有一些安装在方向盘下部塑料覆盖件的后面，而另外一些则安装在转向管柱上部安全气囊单元的下面。

（6）将安全气囊单元放置在妥当的地方，以防止在汽车维修过程中受到损坏。不要试图拆卸安全气囊单元。如果安全气囊单元出现问题，必须将整个单元更换。

在安装安全气囊单元时，要确保盘簧式电缆位置安装正确，以保证气囊单元和转向管柱之间电流的连续性。务必将各种导线安装在其原始位置，并且要让整个气囊单元完全装入方向盘之中。在指定情况下，要使用新的紧固件安装气囊总成。

4　人为打开安全气囊的安全事项

在引爆任意一侧的安全气囊时应注意以下问题，以防止意外伤害的发生。

（1）尽可能在汽车外引爆安全气囊，而且要遵循生产厂家的建议。

（2）如果在车内引爆安全气囊，注意汽车内不要留有其他人员、工具、设备等。

（3）遵守汽车制造商制定的规程和设备使用建议。

（4）穿好工作服，戴好耳罩和防护眼镜。

（5）气囊打开时装饰罩朝上。

（6）与安全气囊保持6m的距离。

（7）安全气囊应予以充分冷却。

［1］詹姆斯.D.霍尔曼德.汽车电子与电器系统［M］.北京：中国劳动与社会保障出版社，2005.