汽車安全氣囊安全系統(tǒng)原理與維修

　　構(gòu)成安全氣囊系統(tǒng)的主要電子元器件有ECU、碰撞傳感器（集中式系統(tǒng)安置於ECU內(nèi)部，分散式系統(tǒng)安置在ECU外部）、警示裝置、安全氣囊組件、乘員位置傳感裝置及接頭和線束等。
安全氣囊系統(tǒng)典型ECU結(jié)構(gòu)
　　對(duì)於單點(diǎn)碰撞傳感－集中式安全氣囊ECU，采用了與放大和濾波電路相關(guān)聯(lián)的電子加速度計(jì)（傳感器），能穩(wěn)定地保持對(duì)汽車加速度跟蹤（即能按照汽車的加速度成比例地輸出電壓）。與單片微機(jī)相關(guān)聯(lián)的裝置
包括：
　　電源供給裝置，給所有的電路提供工作電壓。屬於這部分的兩個(gè)重要電氣裝置包括電荷泵和能量貯備（又稱備用電源，在碰撞過程中，一旦蓄電池連接松脫，仍能提供足夠的貯電容量觸發(fā)引爆管使安全氣囊張開）。
　　電荷泵具有提升能量貯備電壓，使其高於汽車工作電壓的能力。當(dāng)蓄電池、充電系統(tǒng)或發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，電荷泵能維持能量貯備裝置的最低工作電壓。另外，在提升能量貯備電壓的同時(shí)，能檢測引爆路電阻偏高等類似的故障；供單片微機(jī)監(jiān)控用的監(jiān)視計(jì)時(shí)器；供警示燈控制和故障診斷用的接口電路；觸發(fā)司機(jī)或乘客側(cè)充氣組件的引爆電路。引爆路一般由ECU內(nèi)部電路及ECU的外部元器件組成。外部元器件有：接頭、電纜、滑環(huán)/盤簧（僅司機(jī)路才有）引爆管，對(duì)於分散式安全氣囊系統(tǒng)還有電子機(jī)械碰撞傳感器等。ECU監(jiān)控的首要任務(wù)，是在碰撞過程中監(jiān)測可能妨礙成功引爆安全氣囊的所有故障；進(jìn)一步的任務(wù)是監(jiān)測使安全氣囊發(fā)生致傷、甚至致死的不適時(shí)引爆；與ECU集成在一起的機(jī)－電安全傳感器；選擇輸入電路。
　　“選擇輸入”是用來向安全氣囊ECU提供乘客座位、司機(jī)和乘客安全帶的狀態(tài)信息，這些信息經(jīng)ECU處理後，除了具有前面提到能改變安全氣囊充氣速率的功能外，還有安全抑制功能。對(duì)於乘客安全氣囊，只有在乘客座位被占用、乘客安全帶扣上以及安全氣囊在較高閾值的情況下，才會(huì)引爆充氣。將司機(jī)安全氣囊與乘客安全氣囊分開控制，可以減少安全氣囊不必要的張開；方便接入外部診斷設(shè)備，幫助維修的串行數(shù)據(jù)線路。
安全氣囊組件的結(jié)構(gòu)及工作過程
　　乘客側(cè)與司機(jī)側(cè)安全氣囊的結(jié)構(gòu)和工作過程很相似。典型的司機(jī)側(cè)安全氣囊組件由安全氣囊飾罩、帶涂敷層或不帶涂敷層的織物折囊墊、充氣器（即氣體發(fā)生器、含引爆劑、擴(kuò)爆劑和主推進(jìn)劑）和將安全氣囊組件安裝在方向盤的連接組件等組成。組件的功用和工作過程如下：
　　（1）將從碰撞傳感器接收的電信號(hào)傳給充氣器的引爆劑；
　　（2）引爆劑像根“電火柴”通電後著火，然後再點(diǎn)燃充氣器組件內(nèi)的擴(kuò)爆劑，擴(kuò)爆劑又稱為引爆管；
　　（3）擴(kuò)爆劑點(diǎn)燃後，點(diǎn)燃主裝藥－主推進(jìn)劑。傳統(tǒng)的主推進(jìn)劑由氮化鈉+氧化劑組成，也有些使用壓縮氮?dú)饣驓鍤猓�還有兩種混合應(yīng)用；
　　（4）推進(jìn)劑燃燒生成氮?dú)饬鳎?BR>　　（5）迅速膨脹的氣體經(jīng)過過濾進(jìn)入折囊墊，形成安全氣囊雛形；
　　（6）充氣器使充入安全氣囊的氣體壓力增高，并開始推壓安全氣囊飾罩；
　　（7）安全氣囊飾罩上的壓力不斷上升，飾罩材料延伸變形和撕裂薄弱區(qū)的接縫；
　　（8）隨著裂縫的出現(xiàn)，飾罩門開啟，為充氣安全氣囊的噴出提供最佳通路；
　　（9）氣體壓力繼續(xù)增長，安全氣囊張開至織物繃緊；
　　（10）乘員接觸和壓迫安全氣囊，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)；
　　（11）通過氣體的粘性阻尼作用，乘員前移能量被吸收和耗散，安全氣囊中過壓氣體經(jīng)過安全氣囊通氣孔排出而不致傷害乘員。
安全氣囊系統(tǒng)的檢修
　　如果安全氣囊已經(jīng)引爆，必須更換而不能修復(fù)使用。
注意事項(xiàng)
　　檢修安全氣囊系統(tǒng)與檢修汽車的其它系統(tǒng)不同，若操作錯(cuò)誤，可能使安全氣囊意外引爆導(dǎo)致傷亡。各個(gè)廠家采用的傳感器、充氣器類別和級(jí)數(shù)、引爆電路布局、引爆－擴(kuò)爆－推進(jìn)劑等都有差別，因此，對(duì)安全氣囊系統(tǒng)檢修的注意事項(xiàng)，只能大致歸納如下，詳細(xì)作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按各車型維修手冊(cè)的規(guī)定。
　　安全氣囊系統(tǒng)的故障，必須采用顯碼法（如帶有車載微機(jī)屏顯的凱迪拉克弗利特伍德、林肯大陸等車型）、外接儀器診斷法、閃碼法或參數(shù)測量法確診故障部位，才進(jìn)入維修或換件階段；檢修安全氣囊系統(tǒng)時(shí)，將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至“LOCK”位置以及拆下蓄電池負(fù)極電纜，還需再等2分鐘，才能進(jìn)行維修工作（讓電能貯存電容器放電完畢），否則安全氣囊有不適時(shí)引爆張開的危險(xiǎn)；不能用萬用表測量安全氣囊組件引爆電阻的阻值。原因是引爆電阻時(shí)所需的電流極小，萬用表電阻檔的輸出電流一般都大於引爆電流，即使選用輸出電流只有幾毫安培的高阻檔，也不能保安全氣囊不會(huì)誤爆。目前，大多進(jìn)口汽車的車型都用安全氣囊ECU內(nèi)的診斷電路，發(fā)送比引爆電流微弱許多的監(jiān)測電流對(duì)引爆電阻實(shí)行檢測。假設(shè)方向盤內(nèi)螺旋電纜聚酯薄膜與銅導(dǎo)體面間的阻值在規(guī)定容限，各接觸面（點(diǎn)）接觸良好，將引爆電阻從引爆電路分離，確診了安全氣囊ECU功效正常後，才可以診斷引爆電阻。
　　以豐田凌志等車型為例：
　　(1) 點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至“LOCK”位置；
　　(2) 拆下蓄電池負(fù)極電纜，等待90s以上；
　　(3) 擺正前輪；
　　(4) 用專用扭力扳手?jǐn)Q松4顆安全氣囊組件裝置螺釘；
　　(5) 從上往下掀開帶飾罩的安全氣囊組件；
　　(6)釋放安全氣囊組件引爆電阻與螺旋電纜之間連接器的雙鎖定機(jī)構(gòu)（垂直和水平兩個(gè)方向），再撥下連接器，并確認(rèn)引爆電阻端的連接器座內(nèi)的短路片短接有效；
　　(7)讓安全氣囊ECU自診斷電路形成閉合路，將脫開的連接器靠螺旋電纜的接線柱，用維修配線連通，然後將負(fù)極電纜接到蓄電池。等待20s，點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至“ACC”或“ON”位置，再等待20s，將診斷座（TDCL）的TC-E1接柱相連。這時(shí)安全氣囊警示燈將閃碼以確認(rèn)安全氣囊ECU是否正常；
　　(8)確定安全氣囊ECU正常後，將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至“LOCK”位置，脫開蓄電池負(fù)極電纜，再脫開TC-E1接柱之間的連接，等待20s。這時(shí)可插入引爆電阻與螺旋電纜之間的連接器，將負(fù)極電纜接到蓄電池上，等待20s，點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至“ACC”或“ON”位置後再等待20s，重新連接TC-E1接柱。這時(shí)安全氣囊警示燈閃出的故障碼，可用來判斷引爆電阻是否失效。
安全氣囊警示燈的故障檢查
　　安置在儀板上的安全氣囊警示燈，功用是向司機(jī)或維修人員指示整個(gè)安全氣囊系統(tǒng)有否故障，或是在系統(tǒng)有故障時(shí)，通過閃碼找出故障的部位。汽車在正常行駛中警示燈會(huì)熄滅，若發(fā)現(xiàn)警示燈在點(diǎn)火開關(guān)從“LOCK”轉(zhuǎn)至“ON”位置4s和6s後不熄滅，或在行駛中一直亮著，可能有兩個(gè)原因：一是安全氣囊系統(tǒng)曾發(fā)生故障，經(jīng)閃碼與拆修換件完畢後未清除故障碼，可按該車型維修手冊(cè)的規(guī)定進(jìn)行清除；二是警示燈控制電路有故障，大多是警示燈對(duì)地短路。檢查方法是撥開安全氣囊ECU總接頭，查找警示燈至ECU間線路的問題，還是ECU內(nèi)部的問題。撥開ECU接頭之前，須先將點(diǎn)火開關(guān)置於“LOCK”位置，記下音響鎖定密碼再拆下蓄電池負(fù)極電纜。撥開ECU總接頭後，再裝回蓄電池負(fù)極電纜，如果這時(shí)警示燈熄滅，便說明ECU內(nèi)部搭鐵，應(yīng)該更換ECU總成；如果警示燈仍亮，說明警示燈至ECU間的線路或TDCL及檢查接頭等處短路。
妨礙正常引爆的故障條件
　　分散式安全氣囊系統(tǒng)所用的傳感器，均屬於外裝機(jī)電式碰撞傳感器。妨礙正常引爆的故障條件有以下4種：ECU與傳感器之間開路、對(duì)地短路或其它潛在的短路情況、傳感器在車架上的安裝位置不當(dāng)及串聯(lián)電阻值過高不能傳導(dǎo)引爆電流。