本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理与检修.docx

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本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理与检修

编号

XX信息职业技术学院

毕业论文

题目

本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理及检修

学生XX

姚明

学号

82101039

系部

汽车工程系

专业

汽车检测与维修技术

班级

821010

指导教师

庄彦霞

二〇一二年十一月

摘要

随着汽车技术的进步和道路条件的改善，汽车行驶的速度越来越快，车流量也越来越大，安全隐患也越来越严重，交通事故逐年递增。

因此，确保汽车行驶的安全性，解决乘车人员的安全越来越受到人们的重视。

安全气囊分布在车内前方，侧方和车顶三个方向，当发生车祸时安全气囊可在不到十分之一秒的时间内迅速充气弹出来减轻汽车碰撞对驾驶员所带来的伤害，对驾驶员头部、胸部以及膝部的保护效果特别明显。

因此，安全气囊对保证乘车人员的安全具有重要意义。

本文简单分析了安全气囊的发展及功用详细分析了本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理、检修及故障诊断，最后结合具体的故障实例分析了本田雅阁轿车安全气囊系统故障的排除。

关键词：

安全气囊系统；结构原理；故障诊断；检修

第一章绪论

安全气囊（SafeAirBag）系统的全称是辅助防护系统（SupplementalRestraintSystem）或辅助防护安全气囊系统（SupplementalRestraintSafeAirBagSystem），英文缩写为SRS。

安全气囊系统是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下，该系统才能充分发挥保护驾驶员和乘员的作用。

当汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。

—次碰撞后，汽车速度将急剧变化，驾驶员和乘员就会受到惯性力的作用而向前运动，并与车内的方向盘、挡风玻璃或仪表台等构件发生碰撞，这种碰撞称为二次碰撞。

在车辆事故中，导致驾驶员和乘员遭受伤害的主要原因是二次碰撞。

当汽车发生正面碰撞时，在惯性力的作用下，驾驶员面部或胸部可能与方向盘和挡风玻璃发生二次碰撞，前排乘员可能与仪表台发生二次碰撞，后排乘员可能与前排座椅发生二次碰撞；当汽车遭受侧面碰撞时，驾驶员和乘员可能与车门、车门玻璃或车门立柱发生二次碰撞。

车速越高，惯性力就越大，遭受伤害的程度也就越大。

为了减轻或避免驾驶员与乘员在二次碰撞中遭受伤害，汽车上装备了座椅安全带和SRS等被动保护装置。

1.1安全气囊的发展史

使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。

1952年美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性。

几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。

1953年，第一个气囊的专利就诞生了。

但是，由于当时技术水平的限制，还不能把这种想法或专利付诸实现。

到了1980年，德国默谢台斯公司开始实现这种设想，它在自己生产的部分汽车上安装了安全气囊。

而从1985年起，在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种安全系统。

随后，又出现了第一个保护驾驶员旁前排座乘员头部的气囊。

现在，世界上许多汽车制造厂及专业生产厂都在设计和生产安全气囊，其中最大的是德国的波许公司。

今天的气囊已经发展到可以在任意方向的碰撞中（包括侧向碰撞）起保护乘员头部、躯干和膝部的作用。

目前，世界上很多国家都有要求在新车上必须安装气囊。

例如在美国，相应的法规已从1989年起实施该法规要求一定要安装大尺寸的气囊。

而欧洲的专家们则认为最好的方案应该是：

安全带和小尺寸气囊的配合使用。

所以，欧洲的公司只生产小尺寸气囊。

现在在汽车上，一个安全气囊安装在驾驶盘上，一个安装在驾驶员旁前排乘员的前面。

侧面气囊或者装在车门上，或者装在座椅靠背上，气囊用尼龙制成，材料厚度为0.45mm。

1.2安全气囊的功用

安全气囊的功用是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害的程度。

正面气囊的主要功用是保护驾驶员和乘员的面部与胸部，侧面气囊的主要功用是保护驾驶员和乘员的头部与腰部，如图1-1所示。

图1-1安全气囊

实验和实践证明，汽车装用安全气囊系统后，汽车发生正面碰撞事故对驾驶员和乘员的伤害程度大大减小。

有些汽车不仅装有前端安全气囊，还装有侧向安全气囊，在汽车发生侧向碰撞时，也能使侧向安全气囊充气，以减小侧向碰撞时的伤害。

安装了安全气囊装置的轿车方向盘，平常与普通方向盘没有什么区别，但一旦车前端发生了强烈的碰撞，安全气囊就会瞬时间从方向盘内“蹦”出来，垫在方向盘与驾驶者之间，防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上，这种奇妙的装置自从面世以来，已经挽救了许多人的性命。

美国一研究所分析了1985年至1993年美国7000多起汽车交通事故中发现，有气囊装置的轿车前部撞车，驾驶者的死亡率，大轿车降低了30%，中型轿车降低11%，小型轿车降低14%。

但是汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种（主动安全是指汽车防止发生事故的能力，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力）。

当汽车发生事故时，对乘员的伤害是在瞬间发生的。

因此为了在这样短暂的时间中防止对乘员的伤害，必须设置安全装备如：

安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统等。

1.3安全气囊的种类

安全气囊根据形状和内部结构可分为E型，双气囊，3传感器；M型，单气囊；E型，单传感器、双气囊；E型侧气囊，如图1-2所示。

E型双气囊、3传感器

M型单气囊

E型单传感器、双气囊

E型侧气囊

图1-2安全气囊的类型

1.4安全气囊的发展趋势

随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高，汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快，智能化、多样化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。

1.安全气囊的智能化

传统的正面碰撞安全气囊系统是根据前座乘员的常规乘座位置和气囊的理想点火时刻为原则设计的。

但是在实际的汽车碰撞事故中，影响气囊保护性能的因素很多，例如乘员的身高和体重、乘员相对于方向盘或仪表板的位置、碰撞的剧烈程度等等。

不同的碰撞条件及乘员和乘员的位置的变化会导致乘员不是在最佳时刻与气囊接触，从而降低对乘员的保护效果。

为了充分发挥安全气囊的保护效果，自适应式或称为智能型安全气囊的概念也就应运而生。

近年来，智能型安全气囊的研究致力于开发一种能够最大限度地保护乘员的安全气囊系统。

这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。

智能型气囊的关键技术之一是先进的传感系统和电子运算系统，它们在事故发生的短暂时刻内能够提供可靠的碰撞环境的信息。

这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度，碰撞的方位，乘员的身材、体重、位置，乘员是否系有安全带。

智能气囊系统根据原有探测的信息作出判决怎样调节和控制气囊的工作性能，使气囊能充分发挥其保护效果。

2.安全气囊的小型化

缩小安全气囊总成的体积是当前发展的趋势之一。

新型发生器工作时，压缩气体从气罐中喷出充满气袋。

这种发生器气体产生率高，因而尺寸小，便于安装布置。

3.环境保护型安全气囊

采用压缩气体的气体发生器对人体无毒害，且易于回收处理，没有环境污染的问题。

4.安全气囊的多样化

驾驶员和前座乘员安全气囊已成为轿车生产中的标准设备，作为正碰撞事故中的安全措施。

侧面碰撞气囊正在迅速发展。

不同设计形式的侧碰撞气囊可分别安装在坐椅靠背外侧、车门中部、车身中立柱、车身顶部与车门交界部位。

这些安装在不同部位的侧碰撞气囊可分别起到保护乘员头部、胸部和臀部的作用。

新的技术可以更好地识别乘客类型，采取不同的保护措施。

系统采用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素，进而在碰撞时判断是否点爆气囊、采用1级点火还是多级点火、点爆力有多大，并与安全带形成总体控制。

通过传感器，气囊系统还可以判断出车辆当前经历。

碰撞形式，是正面碰撞还是角度碰撞，侧面碰撞还是整车的翻滚运动，以便驱动车身不同位置的气囊，形成对乘客的最佳保护。

网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。

在汽车网络中，有一种应用面比较窄，但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。

Safe-By-Wire是专门用于汽车安全气囊系统的总线，Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。

Safe-By-WirePlus总线标准是由汽车电子供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。

与整车系统常用的CAN、FlexRay等总线相比，Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。

为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏，Safe-By-Wire中嵌入有多重保护功能。

比如说，即使线路发生短路，安全气囊系统也不会因出错而起动。

Safe-By-Wire技术将会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。

第二章本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理及使用

2.1本田雅阁轿车安全气囊结构

自从1987年本田公司的旗舰Legend轿车在日本轿车中率先装备安全气囊系统以来，本田车系的安全气囊系统发展至今已经历四代。

在1995年后生产的雅阁轿车上使用的安全气囊系统属于本田公司的第三代安全气囊系统SRSⅢ系统，它是一种与安全带配合使用的由驾驶席侧和前乘员侧安全气囊组成的双安全气囊系统。

而在本田雅阁轿车上，装用的是第四代产品（SRSIXr）。

两者的差异是，前者为双气囊系统；后者为四气囊系统，而且多了两个预X紧座椅安全带，由安全带输出信号至引爆器，其他结构基本类同。

本田雅阁轿车的SRSⅢ系统主要由SRS系统控制装置（内置安全传感器和中央碰撞传感器）、碰撞传感器（在左右仪表板上）、螺旋导线线盘、驾驶席侧安全气囊、前乘员席侧气囊、安全气囊指示灯、SCS短路插头（诊断用）、MES插头（清除故障码用）和数据传输插头等组成，各部件在车上的位置如图2-1所示。

图2-1本田雅阁SRSIII安全气囊系统部件及其在车上的位置

2.1.1碰撞传感器

在安全气囊系统中，一般有3到4个碰撞传感器，分别安装在车身前部和中部，如车身两侧的前翼子板内侧、两侧前照灯支架下面、发动机散热器（水箱）支架左右两侧。

前方左右2个传感器结构相同，都是偏心锤式机械传感器，其主要结构由：

偏心锤，偏心锤臂，转动触点臂，转动触点，固定触点，复位弹簧，挡块，壳体等组成，如图2-2所示。

图2-2偏心锤式碰撞传感器的结构

1、8-偏心锤；2、5-锤臂；3、11-转动触点臂；

4、12-壳体；5、7、14、17-固定触点引线端子；

6、13-转动触点；9-挡块；10、16-固定触点；18-传感器轴；19-复位弹簧

偏心锤式传感器的工作原理如图2-3所示。

当传感器处于静止状态时，在复位弹簧作用下，偏心锤与挡块保持接触，转子总成处于静止状态，转动触点与固定触点断开，如图2-3（a）所示，传感器电路处于断开。

（a）（b）

图2-3偏心式碰撞传感器工作原理

（a）静止状态；（b）工作状态

当汽车遭受碰撞且减速度达到设定值时，偏心锤产生的惯性力矩将大于复位弹簧的弹力力矩，转子总成在惯性力矩作用下克服弹簧力矩沿逆时针方向转动一定角度，同时带动转动触点臂转动，并使转动触点与固定触点接触，如图2-3（b）所示。

当传感器用作碰撞信号传感器时，转动触点与固定触点接触则将碰撞信号输入SRSECU；当传感器用作碰撞防护传感器时，则将点火器电源与电路接通。

2.1.2安全气囊ECU

安全气囊ECU是安全气囊系统的控制中心，其功用是接收碰撞传感器及其他各传感器输入的信号，判断是否点火引爆气囊充气，并对系统故障进行自诊断。

安全气囊ECU还要对控制组件中关键部件的电路（如传感器电路、备用电源电路、点火电路、SRS指示灯及其驱动电路）不断进行诊断测试，并通过SRS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