汽车SRS的工作原理与检修
作者：张正军
来源：《中国科技纵横》2015年第04期
作者：张正军
来源：《中国科技纵横》2015年第04期
SRS是汽车安全气囊系统（Supplermental Restraint System）的简称，是现代汽车安全防护技术的高科技产品。是用于保护驾驶员和乘员的一种安全装置，即一种辅助保护系统。当汽车遭受碰撞导致减速度急剧变化时，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，利用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亡的程度。
1 SRS的组成
它是由碰撞传感器、控制单元、气囊组件及诊断控制器等组成。
（1）碰撞传感器。它是用来检测车辆发生碰撞时的减速度或惯性力，并将信号送给控制单元。当碰撞生产很大的速度变化，足以使SRS膨胀时，碰撞传感器将线路接通。SRS中通常设有3～5只碰撞传感器，分别安装在车身前部和中部。以便撞车时传递准确撞击信息给电控单元，发出指令点燃膨胀气体发生器中的充气剂：叠氮化钠，使气囊膨胀。
（2）控制单元。通常称为SRS电脑，安装于档位操作杆前面或后面的装饰板内、后排座椅下面中部位置或后备箱内。是连续监测汽车行驶过程中碰撞传感器输送来的信号，经计算和逻辑判断处理，确定是否发生碰撞。当判断结果为发生碰撞时，立即发出指令使SRS膨胀。
（3）气囊组件。目前汽车最普遍装备有驾驶座气囊组件和前排乘员座气囊组件。驾驶座气囊组件主要由气囊装饰盖、气囊、气体发生器和装在气体发生器内部的点火器（电子）组成。驾驶座气囊组件安装在转向盘的中央，前排乘员座气囊组件安装在副驾驶员座椅正前方的仪表台上。气囊在静止状态时，像降落伞未打开时一样折叠成包，安放在气体发生器上部与气囊盖之间。驾驶座SRS的容积约为60L，前排乘员座SRS的容积约为180L。
（4）诊断控制器。用来监视气囊系统，通过指示灯和存储在存储器中的故障代码来显
示测试结果。仪表盘上的SRS指示灯可直接向驾驶员提供信息。车辆每次启动，诊断控制器都自检。若系统正常，警示灯亮几秒后自动熄灭；若出现故障，仪表盘的气囊警示灯会常亮或闪烁，警示驾驶员。
2 SRS工作原理
2.1 SRS控制原理
当汽车遭受正面碰撞和侧面碰撞时，SRS的工作原理完全相同。图1为正面碰撞的工作原理。
当汽车发生碰撞时，碰撞传感器将检测碰撞的减速度信号送给控制单元，确定是否发生碰撞。当判断结果为发生碰撞时，控制单元立即发出指令将气囊组件中的点火器引爆电子，点燃充气组件中的充气剂：叠氮化钠，释放出大量氮气冲入气囊，使气囊膨胀，将驾驶员和乘员头部与胸部惯性击压在气囊上，使人体与车内构件之间的惯性碰撞变为弹性碰撞，从而达到保护目的。正面气囊是用于汽车遭受正面碰撞时保护驾驶员和乘员的头部与胸部；侧面气囊是用于保护头部与腰部。只有在正确使用安全带的条件下，SRS才能充分提供有效的防护、降低驾驶员和乘员的伤亡率。
2.2 SRS动作过程
根据德国博世公司在奥迪（Audi）轿车上试验研究表明：当汽车以车速50km/h与前面障碍物碰撞时，SRS的动作过程：
（1）碰撞约10ms后，SRS达到引爆极限，点火器引爆点火剂并产生大量热量，使充气剂（叠氮化钠药片）受热分解，驾驶员尚未动作；
（2）碰撞约40ms后，气囊完全充满，体积重大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并拉紧，部分冲击能量已被吸收；
（3）碰撞约60ms后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊的排气孔在气体和人体压力作用下排气节流吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能；
（4）碰撞约110ms后，大部分气体已从气囊逸出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上，汽车前方恢复视野；
（5）碰撞约120ms后，碰撞危害解除，车速降低直至为零。
由此可见，气囊在碰撞过程中动作时间极短。从开始充气到完全充满约为30ms；从汽车遭受碰撞开始到气囊收缩为止，所用时间仅为120ms左右，而人的眼皮眨一下所用时间约为200ms左右。因此，气囊动作状态和经历时间无法用肉眼确认。
3 SRS的故障检修
3.1 故障诊断
当行车中仪表上的SRS指示灯点亮，说明电脑监测到SRS中发生故障，此时SRS将不起作用，若发生意外事故时将无法保护驾乘人员的人身安全，因此应及时进行检修。故障诊断有以下几种方法：
（1）开点火开关法。观察仪表上的SRS指示灯是否亮，系统正常时该灯应亮6s后熄灭。打开点灯开关时，指示灯常亮或闪烁，说明系统检测到了故障。
（2）警告灯检查法。检查SRS警告灯，若灯一直亮，则在SRS中央传感器中有一个故障码，若SRS警告灯不亮，则警告灯有故障，当该警告灯有故障时，系统会显示代码，可进行代码的检查。
（3）读取故障码法。若输出正常代码，则电源电路曾经有不正常现象，应进行电压诊断检查。若有故障代码输出说明与该代码有关的电路曾经发生过故障，但不表明现在故障仍然存在或已消失。必须清除故障代码，再重新读取故障代码。
（4）故障模拟法。在重复进行点火开、关（间隔20s）5次后，检查故障代码。有代码输出说明故障，应查故障代码表进行检查。若出现故障码，应查表查出相应故障。
（5）检测仪检查法：利用检测仪与SRS的检测口相连接后，直接读取故障所在的部位或零部件。
3.2 故障维修
诊断出故障后，对故障一一进行排除。排除故障后，必须清除故障码才能使系统恢复正常。在清除故障码后再次读取故障码，确认故障已经全部排除，这是检修SRS必须进行的工作。检修SRS系统时，若不按正确的顺序进行操作，会使SRS在维修过程中意外地打开造成严重伤害。另外，若操作有误，就可能在需要SRS保护时不起作用。因此，在排除故障要注意做到以下几点：
（1）SRS的故障难以确诊，在排除SRS故障时，脱开蓄电池之前，务必要检查诊断故障码。
（2）维修时将点火开关关闭并拆下蓄电池负极20s后才能开始工作，这是因为SRS配有备用电源，否则SRS就有可能打开。当拆下蓄电池负极后，时钟和音响系统的存储将会删除。因此，等维修工作完成后，重新设置音响系统并调准时钟。千万不可为避免将各存储系统的存储内容删除，使用车外备用电源。
（3）即使只发生轻微碰撞而SRS未打开，也应对前SRS传感器和方向盘衬垫进行检查。绝不可使用其他车辆上的安全气囊零件。维修过程中，如有可能对安全气囊传感器产生冲击，在修理之前应将SRS传感器拆下。
（4）SRS中央传感器总成含有水银。更换后应作为有害废物处置。严禁拆卸和修理前传感器、中央传感器总成或方向盘衬垫以供重新使用，若有裂纹、凹陷或其他缺陷，应更换新件。
（5）使用高阻抗（10kΩ以上）万用表诊断电路系统的故障。
汽车安全气囊原理
（6）手持安全气囊时，不要使气囊和盖指向人体，放置于工作台或其他表面时，要使微调盖朝上；展开安全气囊时，需戴手套和安全眼镜。因为安全气囊表面可能沉积有NaOH，若接触皮肤，可用水冲洗。
（7）与SRS有关的全部检查，必须在SRS正确拆除后进行，安装气囊时不要试探任何连接处。若在车上修理SRS，在安全拆除前，不要坐在气囊附近。
（8）传感器定向是气囊系统发挥正常功能的关键，应将其恢复到原来位置。配线作业要十分小心，在作业前必须使气囊系统安全拆除。
（9）检修完成后，不要急于将SRS接入电路，应先检查电气确认无误时，再将安全气囊接上。
（10）在安全气囊零部件的外表面有说明标牌，必须遵照这些注意事项。SRS维修工作完成后，应进行SRS警告灯的检查。
参考文献
[1]李伟.《新型汽车传感器、执行器原理与故障检测》.机械工业出版社，2013.
[2]嵇伟.《汽车故障诊断与典型案例分析》.机械工业出版社，2011.
[3]朱军.《汽车故障诊断方法》.人民交通出版社，2008.
[4]李东江.《汽车养护与急救》.江苏科学技术出版社，2007.
[5]于建国.《汽车检测与故障诊断》.机械工业出版社，2007.
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