五菱微型汽车安全技术的研究

康秀丹 张安宁 李金库 郭明鑫

【摘  要】汽车安全气囊系统是当汽车遭到冲撞而急剧减速时能很快地膨胀缓冲垫，可以保护车内乘员不致撞到车厢内部。目前，按照安全气囊的数量可分为单气囊系统（只装在方向盘内的驾驶员安全气囊）和双气囊系统（安装在驾驶侧和副驾驶侧），两者的工作原理是基本相同的。本文简单介绍了汽车安全气囊系统（SRS）基本的组成，从安全气囊系统的作用和分类的角度出发，系统介绍了汽车安全气囊系统的组成结构、工作原理、常见维修知识以及注意事项，并对各部分内容作了进一步的解释和阐述。

【关键词】安全气囊（SRS）;二次碰撞;故障分析;故障代码

随着汽车保有量的迅速增加，使得汽车事故频繁发生。由于汽车事故难以避免，因此被动安全显得非常重要，安全气囊作为被动安全的研究成果，近年来得到迅速发展和普及[1]。

1.安全气囊介绍

1.1乘员造成伤害的原因分析

汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞，其结果导致汽车速度急剧下降。在这个碰撞的瞬间，前护杠停止运动，但汽车的其他部分通过惯性仍以30-50km/h的速度前进。随着车辆前部逐渐损坏，汽车即开始吸收动能并减速;在碰撞过程中，当开始减速慢下来时，内部乘员则仍以原来的速度向前移动。于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、风挡玻璃等之间的碰撞，造成了乘员的伤害。这种乘员和汽车内部结构之间的碰撞称为二次碰撞[2]。

安全气囊的作用就是要减小司乘人员在二次碰撞中的伤害程度。

1.2安全气囊的吸能作用

由于乘员和气囊相碰时容易因振荡造成乘员伤害，所以在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样，当乘员和气囊相碰时，借助圆孔的放气可减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于保护乘员。

2.安全气囊的形式

安全气囊系统按保护面的不同，可分为供正面碰撞保护用的安全气囊系统和供侧面保护用的侧安全气囊系统。此外，安全气囊还可按充气装置点火系统的形式、气囊数量和气囊传感器数量等3种方式来分类。

2.1按充气装置点火系统分

（1）电子式（E型）

（2）机械式（M型）

2.2按气囊数量分

有1个、2个、4个气囊

2.3按气囊传感器数量分

（1）1个：气囊传感器

（2）3个：一个中央气囊传感器和两个前气囊传感器

3.安全气囊工作原理

3.1安全气囊（SRS）的作用

当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时，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，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊的阻尼作用和气囊排气节流的阻尼作用来吸收人体产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。

安全气囊使用的气体介质为氮气，平时由叠氮化钠固体药片受热分解释放。若减速力达到设定值以上时，系统会触发充气装置，然后充气装置内的化学反应会使气囊在瞬间充满氮气，以缓冲乘员的冲击，保护乘员头部和脸部免于撞击方向盘或仪表板。在气囊开始泄气时，气囊依然在继续吸收动能。整个过程不到1s内完成[3]。

3.2安全气囊的动作过程

（1）碰撞刚开始10ms后，气囊开始充气，驾驶员尚未动作。

（2）碰撞40ms后，气囊完全充满，人体向前移动。安全带开始预收缩。

（3）碰撞约60ms驾驶员头部及身体压向气囊。气囊内气体通过节流孔排气，吸收人体与气囊之间的碰撞能量。

（4）碰撞约120ms大部分气囊内气体从节流孔排出，汽车前方视线恢复。

3.3气囊打开的条件

（1）碰撞方向与汽车中心线的夹角30º以内;

（2）碰撞车速在25km/h以上。

4.气囊元件作用简介

4.1执行感应器

由双接触机电开关组成的安全装置。

（1）工作不依赖于电子元件;

（2）在正常行车时保证气囊点火线路不触发;

（3）必要时接通点爆电路。

4.2碰撞感应器

即碰撞传感器。用以碰撞的强烈程度。

4.3SRS 警示灯

如感应诊断模块或外部电路出现故障，位仪表盘内的故障灯点亮，此时安全气囊SRS失效。

（1）打开点火开关后，警示灯亮4S后熄灭，说明系统正常。

（2）在行驶过程中，如出现故障灯亮，也说明系统出现故障。

4.4线束及接头

线束为黄色套管包扎，非专业人员不得对该线束进行测量及维修，否则会造成气囊誤爆的危险。

（1）时钟弹簧接头短路棒的作用：当拔下插头时，使气囊两接头短路防止误通电造成误爆;

（2）ECU接头处的短路棒：拔下拔头，警示灯会亮。

4.5碰撞传感器

一般安装在汽车前部（本车装在ECU内部）。

4.6时钟弹簧

（1）安装在转向管柱上;

（2）给驾驶员侧气囊模块供电;

（3）是喇叭电路的组成部分;

4.7安全气囊电路

气囊打开后，需注意以下问题：

（1）安全气囊在设计上一次性使用，只能充气1次，用后必须更换。

（2）发生碰撞时，即使前乘员座没有乘员，前座乘员气囊也会同时张开。

（3）气囊的充气在少于1s内完成，因此气囊充气的力量相当大。此系统的设计是为了减少严重的伤害，但它本身可能会对乘员造成轻微的烫伤、擦伤或红肿等伤害。

5.故障码的读取、消码

当发现故障灯亮时，应进行故障码的读取。

5.1故障码的读取方法

只能用专用诊断仪来读取故障内容。

（1）当前故障：在扫描仪上显示的故障代码为Axx。

（2）历史故障：即以往探测到的故障，己不在激活，在扫描仪上显示Box。

5.2故障类型

（1）外部故障：如果发生外部故障，维修服务人员可以复位SDM系统（即安全气囊的ECU），将灯熄灭。

（2）内部故障：如果发生SDM内部故障或掃描仪显示CRASH  RECORDED（碰撞已发生）代码，SDM将不可能复位。必须更换SDM模块[4]。

进行故障诊断的注意事项：

（1）进行检测前应拆下蓄电池负极线，并等待1分钟，让SDM的电容放电，才能进行检测。

（2）必须使用数字式万用表来进行有关检测。

（3）拆下的安全气囊必须盖子朝上来放置。

6.废旧安全气囊的处理

6.1拆卸和更换安装

（1）如果气囊在事故中展开，控制元件、气囊装置和接触装置必须更换新元件。

（2）如果气囊系统线束受损，必须立即更换。

（3）切勿用任何方式更改气囊系统线束。

（4）开始操作气囊系统和电器系统前，断开电瓶负极并包扎好端子。

（5）存放气囊装置时，务必使衬面朝上[5]。

（6）如果车辆维修时间较长，拆卸下来未展开的气囊装置必须锁定保存。

（7）切勿用油脂、清洗剂或类似物质处理气囊系统。

（8）切勿强行打开气囊装置。

6.2报废

（1）气囊装置必须按照上海通用汽车公司条例用电擎展开，使其失效后方可报废。

（2）气囊装置只能紧固在车辆上展开。展开前必须先清除气囊膨胀区内的所有零散物品。

（3）必须在车门关闭，侧窗打开的状态下展开气囊。

（4）已展开的气囊装置可作“普通”废料处理。

7.结论

本文从五菱微型车安全气囊的形式、原理、原件的作用、故障码的读取以及报废处理等方面进行了论述，阐明了安全气囊的重要性，对今后合理安全气囊提出了建议。

参考文献：

[1]U.S. air bag history". Motorvista.com. http：//www.motorvista.com/airhist.htm. Retrieved 2010-10-17.

[2]金加龙.汽车安全气囊的发展[J]，浙江交通职业技术学院学报.2012，3（1）：19～23

[3]胡光辉.安全气囊的安全性初探[J]，湖南交通科技，2016，28（2）：77-78

[4]江宗法等.驾驶员安全气囊的工作原理与维修技术要点[J]，内蒙古公路与运输.2001，3：45～46

[5]朱华.安全气囊与安全带使用中的几大误区[J].实用汽车技术，2018（05）：34-37.

（作者单位：1.哈尔滨远东理工学院;2.黑龙江工程学院）