第四节 奥迪100轿车汽车安全气囊的构造与维修
汽车上的安全措施可以划分为两大类：一类是汽车的主动安全性；另一类是汽车的被动安全性。
主动安全性就是采取各种措施来避免事故的产生；被动安全性则是在汽车发生事故后，尽量减轻对人的伤害和对财产的损失。
奥迪轿车上的安全气囊系统即为一种具有被动安全措施的系统，它是作为座椅安全带系统以外的一个选装件。
一 安全气囊的构造与工作原理
汽车安全气囊的结构见图3-1，主要由气囊装置、螺旋弹簧、气体发生器、、储能装置、电压转换器等元件组成。
图3-1 奥迪轿车安全气囊系统 |
气囊紧紧地折叠后，放置于专用气囊式转向盘的缓冲垫下面。
汽车在行驶时，任何颠簸都不能引爆气囊系统。只有当汽车以20km/h以上的车速行驶，而又与前面的障碍物相撞时，气体发生器在30ms内使气囊完全充满气体，横置于转向盘和驾驶员之间，从而避免或减轻对驾驶人员头部及身体上部的伤害。
汽车撞车时，气囊系统被引爆的有效范围见图3-2。汽车行驶过程中如果正面相撞或以汽车纵向轴线为基准，从气囊转向盘的位置相对于汽车纵向轴线引出两条左右各成30°的直线，在汽车前方±30°的角度范围内撞车，而撞车后，汽车纵向减速度又达到某一值，气囊就会被引爆。
图3-2 撞车时气囊系统的有效范围 |
汽车从侧面撞车或绕纵向轴线的侧翻，以及在正常或恶劣地行驶条件下，甚至是从后面撞车时，气囊系统都不会引爆。
假设汽车以50km/h的车速行驶，从正面与障碍物相撞，气囊引爆的时序可见图3-3。
这个例子表明从撞车起大约过100ms之后，对于车内乘员来说，事故危险期就结束了。100ms=1/10s，也就是一瞬间的事。
在这里，气囊的引爆过程可分为四个阶段：
第一阶段：汽车撞车10ms之后，见图3-4a。这时达到气囊系统的引爆极限，引爆器点燃气囊式转向盘里的气体发生器，而驾驶员仍然是直坐着。
图3-3 气囊引爆时序图
图3-4a 撞车10ms之后 图3-4b 撞车40ms之后
第二阶段：汽车撞车40ms之后，见图3-4b。气囊已经完全胀起，驾驶员身体开始向前移动。因为安全带斜系在驾驶员身上，随着驾驶员的前移，安全带会被拉长，一部分撞车时产生的冲击能量由安全带吸收。
第三阶段：汽车撞车60ms之后，见图3-4c。驾驶员的头部及身体上部都压向气囊，气囊后面的排气口允许气体在压力作用下匀速地逸出。
图3-4c 撞车60ms之后 图3-4d 撞车110ms之后
第四阶段：汽车撞车110ms之后，见图3-4d。驾驶员向后移回到座椅上。大部分气体已从气囊中逸出，前方又恢复了清晰的视野。
气囊在使用过程中只能被引爆一次，引爆后，气囊就不能再用了，所以用后的气囊必须更换。
汽车安全气囊系统撞车时，气囊系统与一个仪表板上的指示灯接通。每次打开点火开关，安全气囊系统自动执行一个测试周期，同时指示灯亮大约10s。
如果指示灯不熄灭或在行驶时一直亮着，就表明安全气囊系统出现了故障。为安全起见，气囊系统必须使用气囊测试装置V.A.G1619来检测。
二 主要元件结构及工作原理
1、气囊装置
气囊装置，见图3-5，主要由气囊、缓冲垫、气囊接头等元件组成。
图3-5 气囊装置 |
气囊位于缓冲垫里，气囊接头一端从转向柱套管经由转向盘中间的配合面引出，另一端插接在缓冲垫后面和气囊相通的孔内。然后，气囊接头管线由装置在缓冲垫后面的夹子固定住。缓冲垫做成特殊形状，以便通过Torx螺钉安装在转向盘相应的凹槽内，构成了气囊式转向盘。缓冲垫前面的中间部位开有预置接缝，当气囊被引爆时，接缝裂开使缓冲垫张开成为两半，充满气体的气囊由缓冲垫内胀出。
气囊是由尼龙丝制成，见图3-6，在尼龙丝里面涂上一层聚丁橡胶。充气时，由于内部的约束件的作用，保证使气囊形成一个理想形状的气垫。
图3-6 气囊 图3-7 螺旋弹簧
当完全充气后，气囊内有80L左右的气体，气体的气压约0.005MPa，当驾驶员压向气囊时，气囊内的气压最大可增加到0.006MPa。气囊在背离驾驶员的一面有四个溢气孔，这些孔在驾驶员身体上部压向气囊时，可以使气囊均匀而又缓慢地泄气，这就有效地保证在撞车后大约110ms后，由撞车产生的能量被控制地吸收。
2、螺旋弹簧
螺旋弹簧装在弹簧壳内，用螺栓紧固在气囊式转向盘的后面，见图3-7。螺旋弹簧的作用是将气囊装置接到电路中去。
螺旋弹簧由两个导电膜片构成，它与其它带滑环的系统相比较，主要的优点是具有恒定的接触电阻。
在使用过程中为安全起见，在导线接头处装有短路搭接片，它可以防止当接头断开或重新接上时产生的意外引爆。
当拆下气囊式转向盘时，螺旋弹簧被里面的锁止装置定位，这可以防止螺旋弹簧一起移动或掉下来。
拆装螺旋弹簧时，必须要注意两前轮要处于直线行驶状态，也就是说气囊式转向盘要位于中间的位置。否则，螺旋弹簧可能折断或使转向时，转向盘沉重。此外，在安装螺旋弹簧时，不要装反。
3、气体发生器
气体发生器装在叠张的气囊底下，其作用是引爆后点燃固体推进剂而产生氮气来充满气囊。其结构见图3-8，主要由外壳、固体推进剂、金属过滤器、引爆及引爆触发器组成。
图3-8 气体发生器 |
气体发生器内装有预先确定的一定量的片状固体推进剂，固体推进剂实质上是一种固体燃料。桥式触发器和引爆剂一起装在燃烧室内。
当传来电信号时，引爆剂被桥式触发器点燃，被点燃的引爆剂又点燃引爆，接着引爆点燃了固体推进剂，因此固体推进剂开始燃烧。固体推进剂的燃烧过程非常迅速，大约只需要50ms。在固体推进剂燃烧的过程中产生的氮气在压力作用下流过金属过滤器而充入到清洁而凉爽的气囊中，气囊在30ms内就被完全充满。
4、
电子包括两个集成电路，一个加速度传感器和一个水银开关，见图3-9。
图3-9 |
加速度传感器用来测量车辆纵向减速度，如果某一设定值被超过，例如车速20km/h时（减加速度约1.8g），超过了规定的值，就点燃了气体发生器，使气囊充气。
为了防止错误的引爆，可用设定的加速度传感器的临界位和水银开关进行防止，因此，水银开关是一个附加的安全开关。
还有另一个电路用于自身的监控，气囊系统一旦有不正确的动作，就可以通过仪表板上的指标灯显示出来。
5、能量储存装置
能量储存装置，见图3-10。不同的车型、能量储存装置可以安装在不同的位置。大多数情况下，它被固定在左侧后座椅的下面。
当汽车的点火开关打开后，能量储存装置中的两个电容器，就被电压转换器充电。如果汽车在行驶中，正常供电失灵（撞车损坏电路），气囊装置的正常工作就由能量储存装置供电。
6、电压转换器
电压转换器，见图3-11，一般安装在后座椅下面的左侧。
当电瓶电压低于4V，气囊引爆时，电压转换器在点火开关已经打开的情况下将供给气囊系统的电压增加到12V左右。
三 气囊系统的电路
气囊系统的电路图，见图3-12，图中的一些代号的意义如下：
图3-10 能量储存装置 图3-11 电压转换器
图3-12 气囊系统电路图 D-点火开关 F110-转向盘内的螺旋弹簧 J117-气囊的储能装置 J178-气囊 K75-气囊指示灯 N29-气囊触发器 N96-气囊的电压转换器 S30-保险丝 T1C-接头 T2-接头 |
气囊系统的电路图工作原理是：当点火开关打开后，从端子15向及电压转换器供电。储能装置又被电压转换器充电，同时也向指示灯供电。指示灯亮起，大约10s之后完成测试周期时，指示灯又将熄灭。
当接头T1C断开时，指示灯通过一个二极管（在端子11和12之间）及电压转换器接地。
每次点火开关接通时，电路系统自动运行一个测试周期。在此过程中，中产生一个模拟加速度，对整个气囊系统的连续性进行检查。在此自我测试期间气囊系统不能被引爆，当指示灯熄灭后，气囊系统就可以正常工作了。
当系统自动连续检查中，假如：电瓶电压过低，供电线路中断或阻抗过大均可以通过指示灯亮来显示出来。
如果点火开关接通时，指示灯不亮，表示电路系统发生了故障，就必须用气囊检测仪V.A.G1619来检查。
四 气囊系统的测试、安装与维修
1、气囊检查仪V.A.G1619
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