现在很多车型的辅助约束系统(SRS)配备了安全气囊和座椅安全带预紧器,可以在前部碰撞中减少驾驶人和乘客(如果车辆配备乘员侧安全气囊)受伤的危险性和严重程度。设计SRS是为了加强驾驶人侧座椅安全带在发生意外时提供保护的能力,它并不是三点式座椅安全带的替代品,必须要系好安全带,这样安全气囊才能在减少人身伤害的危险性和严重程度方面发挥作用。
驾驶人侧安全气囊引爆后的容量大约为70L,位于转向盘的中心。前排乘客侧安全气囊大约为130L,位于杂物箱上方。座椅安全带预紧器内置到前排座椅安全带中,它们在中等到严重程度的前部碰撞指车辆正面碰撞或左右两侧30°之内的正面碰撞中起作用。一般情况下,SRS在侧面碰撞、后部碰撞和翻滚事故中不会起作用,在这些事故中,座椅安全带充当保护系统的角色。
当安全气囊传感器单元检测到中等到严重程度的前部碰撞时,SRS就会发出很大的充气噪声,然后释放出一些烟雾和粉尘,这种烟雾和粉尘是无毒的,也并不表示发生火灾。
安全气囊与座椅安全带配合使用,能够减缓对驾驶人和前排乘客面部以及胸部的撞击,应该正确系好座椅安全带,使得驾驶人及前排乘客与转向盘和仪表板保持一个安全距离。安全气囊展开时,如果驾驶人和前排乘客距离安全气囊模块太近甚至挨着它,则迅速展开的气囊产生的力可能会增加驾驶人或前排乘客受伤的严重程度。安全气囊在展开后将迅速将其中的气体释放。
图3-2为某日产车的SRS电路原理图。由图3-2可知,此车上配置了驾驶人侧和前排乘客侧安全气囊系统和两个座椅安全带预紧器,整个系统通常包括两个安全气囊总成、两个座椅安全带预紧器、安全气囊控制单元、碰撞传感器、警告灯线束以及螺旋电缆等。
1)安全气囊诊断传感器单元:本单元包括两个传感器、一个诊断电路和一个工作电路。诊断电路检测安全气囊是否展开,以及安全气囊系统中有无记录电气故障并激活警告灯。
如果当点火开关置于ON接通位置,并且车速超过大约19km/h时,两个传感器同时激活工作电路,向安全气囊模块提供电流,使气囊展开。
控制单元由辅助电源电路供电,因此即使主电源在碰撞中不起作用,SRS也能正常工作。
2)传感器:两个传感器封装在安全气囊传感器单元中,该单元位于乘客舱的地板上,G传感器和安全传感器串联,当两个传感器同时检测到发生碰撞时,安全气囊系统就被触发并且展开,这样可以防止安全气囊意外展开。
图3-2 某日产车的SRS电路原理图
3)G传感器:G传感器检测车辆的减速度并向CPU发送一个电压信号。CPU接收到信号,并且通过与预设置电压电平进行比较确定减速度是否由前部碰撞引起,与此同时,如果安全传感器接通,则驱动电路中的电气开关接通使安全气囊展开。
4)安全传感器:安全传感器由磁簧开关弹簧和磁铁组成,如图3-3所示。当车辆在超过预设置的车速行驶时,发生前部碰撞,磁铁开始移动并压缩弹簧,磁铁移动到某一点时磁力将磁簧开关的触点闭合使开关接通。
5)安全气囊模块:安全气囊模块位于转向盘的中央及杂物箱的上方。
安全气囊中使用固态燃料叠氮化钠,叠氮化钠就是一种在固态下剧毒的物质,但这种燃料点燃后则产生无害的氮气。叠氮化钠与氧化剂一起压缩成小药片,这样就可以在燃烧时不再需要额外的氧气。小药片由称为引爆装置的电子点火装置点燃,引爆装置点燃助燃燃料硝酸钾、硝酸钡,然后点燃药片,药片燃烧后产生的气体将安全气囊展开。
安全气囊由厚度大约为0.45mm的尼龙制成,为了防止炙热的微粒在尼龙袋上烧出孔洞,气囊的内层上有一层氯丁橡胶涂层。在释放气体的同时,安全气囊中还会释放出烟雾,这是无害的烟尘,将其放入尼龙袋中是为了润滑。释放气体的出气孔位于安全气囊的后部并且设计时考虑到在释放气体的过程中不会伤害到驾驶人或乘客。
日产S14车型上使用的座椅安全带预紧器系统包括气体发生器、气缸以及带有拉索的活塞,该拉索连接到卷缩器的卷轴上,如图3-4所示。
图3-3 某日产车型的安全传感器
图3-4 日产S14车型上使用的座椅安全带预紧器
预紧器用于消除由衣服厚度引起的座椅安全带的松弛。当位于安全气囊诊断传感器单元中的G传感器和安全传感器确定发生碰撞时,座椅安全带预紧器里的气体发生器就会被引爆,就会生成氮气推动气缸中的活塞,与活塞连接的拉索就转动卷缩器的卷轴最大约为120mm,如图3-5所示。
由于侧面碰撞的存在,相应也就出现了侧面安全气囊。还有保护驾乘人员头部的帘式气囊、保护膝部的气囊等。车型不同,SRS的配置也差异较大,部件的位置也不完全相同,所以人们在诊断、维修SRS故障时,先弄清楚SRS的组成和了解其元件位置就显得必要了。(www.xing528.com)
图3-6为雷克萨斯LS460轿车SRS部件位置图,包括驾驶人气囊、前排乘客气囊、驾驶人侧气囊、前排乘客侧气囊、驾驶人膝部气囊、前排乘客膝部气囊、后侧气囊、SRS坐垫气囊及窗帘式气囊数个气囊,带有安全带预紧器。中央气囊传感器总成(SRS ECU)装于地板中部,还有两个前气囊传感器、两个前侧气囊传感器、两个后侧气囊传感器等部件。其系统组成示意图如图3-7所示。
图3-5 座椅安全带预紧器的工作原理
图3-6 雷克萨斯LS460轿车SRS部件位置分布
图3-8为丰田卡罗拉轿车SRS部件位置图,包括驾驶人气囊、前排乘客气囊、驾驶人侧气囊、前排乘客侧气囊帘式气囊、安全带预紧器、中央气囊传感器总成(SRS ECU)、两个前气囊传感器、两个侧气囊传感器、两个后气囊传感器、螺旋电缆等部件。其系统组成示意图如图3-9所示。
丰田卡罗拉轿车SRS的中央气囊传感器总成(SRS ECU)与发动机ECM、组合仪表ECU之间采用了CAN总线进行通信,其上发送、接收的信号见表3-1。
图3-10为Audi Q5的乘客保护系统示意图。
图3-6 雷克萨斯LS460轿车SRS部件位置分布(续)
图3-7 雷克萨斯LS460轿车SRS组成示意图
图3-8 丰田卡罗拉轿车SRS气囊系统部件位置图
图3-9 丰田卡罗拉轿车SRS组成示意图
表3-1 气囊系统的CAN通信信号
图3-10 Audi Q5的乘客保护系统
E24—驾驶人安全带开关 E25—前排乘客安全带开关 E224—前排乘客安全气囊关闭钥匙开关(选装) G128—前排乘客座椅占用传感器 G179—驾驶人一侧的侧面安全气囊碰撞传感器(驾驶人侧车门) G180—前排乘客一侧的侧面安全气囊碰撞传感器(前排乘客侧车门) G256—左后座侧面安全气囊碰撞传感器(C-柱) G257—右后座侧面安全气囊碰撞传感器(C-柱) G283—驾驶人正面安全气囊碰撞传感器(左侧车头) G284—前排乘客正面安全气囊碰撞传感器(右侧车头) G551—驾驶人安全带限力器 G552—前排乘客安全带限力器 G553—驾驶人座椅位置传感器 G554—前排乘客座椅位置传感器 J234—安全气囊控制单元 J285—组合仪表内控制单元 J393—舒适系统中央控制单元 J533—数据总先诊断接口(网关) J623—发动机控制单元 K19—安全带警告指示灯 K75—安全气囊指示灯 K145—前排乘客安全气囊关闭指示灯(PASSENGER AIRBAG OFF)(选装) N95—驾驶人安全气囊点火器 N131—前排乘客安全气囊点火器1 N132—前排乘客安全气囊点火器2 N153—驾驶人安全带预紧器点火器1 N154—前排乘客安全带预紧器点火器1 N199—驾驶人侧面安全气囊点火器 N200—前排乘客侧面安全气囊点火器 N250—驾驶人安全气囊点火器2 N251—驾驶人头部安全气囊点火器 N252—前排乘客头部安全气囊点火器 N253—蓄电池切断装置点火器 T16—16孔插头,诊断接口
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