本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理与检修

编号淮安信息职业技术学院
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
学生姓名姚明
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
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
I
目录
目录
摘要 (I)
第一章绪论 (1)
1.1安全气囊的发展史 (1)
1.2安全气囊的功用 (1)
1.3安全气囊的种类 (2)
1.4安全气囊的发展趋势 (3)
第二章本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理及使用 (6)
2.1本田雅阁轿车安全气囊结构 (6)
2.1.1碰撞传感器 (7)
2.1.2安全气囊ECU (8)
2.1.3执行元件 (9)
2.2本田雅阁轿车安全气囊系统的工作原理 (10)
2.3安全气囊的正确使用方法 (10)
第三章本田雅阁轿车安全气囊的检修与故障诊断 (12)
3.1碰撞传感器检修 (12)
3.2其它部件的检查 (12)
3.3安全气囊系统故障自诊断 (13)
3.4SRS系统常见故障分析 (16)
3.4.1 SRS指示灯不亮 (16)
3.4.2 SRS指示灯不熄灭 (17)
3.4.3无故障码自诊断灯亮 (18)
3.5检修注意事项 (18)
第四章本田雅阁轿车安全气囊系统故障实例分析 (20)
4.1SRS指示灯常亮不熄 (20)
4.2SRS指示灯不亮 (21)
4.3SRS故障警告灯报警 (21)
第五章总结与展望 (23)
5.1总结 (23)
5.2论文存在的不足及展望 (23)
致谢 (24)
参考文献 (25)
II
第一章绪论
第一章绪论
安全气囊（Safe Air Bag）系统的全称是辅助防护系统（SupplementalRestraint System）或辅助防护安全气囊系统（Supplemental Restraint SafeAir Bag System），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
1
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
2
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。

第一章 绪论
3
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
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
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-Wire Plus 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
4
第一章绪论
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。

5
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
6
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SRS Ⅲ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（SRS IXr ）。

两者的差异是，前者为双气囊系统；后者为四气囊系统，而且多了两个预张紧座椅安全带，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SRS Ⅲ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SRS III 安全气囊系统部件及其在车上的位置
第二章本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理及使用
2.1.1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
7
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
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SRS ECU；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。

仪表盘上的SRS指示灯可直接向驾驶员提供安全气囊系统的状态信息。

电脑存储器中的状态信息和故障代码可用专用仪器或通过特定方式从串行通讯接口调出，以供装配检查。

如图2-4所示为安全气囊ECU及系统电路。

图2-4 安全气囊的ECU及系统电路
1.信号处理电路
信号处理电路主要由放大器和滤波器组成。

其功用是对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波，以便SRS电脑能够接收、识别和处理。

2.备用电源电路
安全气囊系统有两个电源：一个是汽车电源（蓄电池和交流发电机）；另一个是备用电源。

备用电源又称为后备电源或紧急备用电源。

备用电源电路由电源控制电路和若干个电容器组成。

在单安全气囊系统的控制组件中，设有一个电脑备用电源和一个点火备用电源。

在双安全气囊系统的控制模块中，设有一个电脑备用电源和两个点火备用电源，即两条点火电路各设一个备用电源。

点火开关接
第二章本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理及使用
通10s之后，如果汽车电源电压高于SRS电脑的最低工作电压，那么电脑备用电源和点火备用电源即可完成储能任务。

备用电源的功用是:当汽车电源与SRS电脑之间的电路切断后，在一定时间（一般为6s）内，维持安全气囊系统供电，保持安全气囊系统的正常功能。

当汽车遭受碰撞而导致蓄电池和交流发电机与SRS电脑之间的电路切断时，电脑备用电源能在6s之内向电脑供给电能，保持电脑测出碰撞、发出点火指令等正常功能;点火备用电源能在6s之内向点火器供给足够的点火能量引爆点火剂，使充气剂受热分解给气囊充气。

时间超过6s之后，备用电源供电能力降低，电脑备用电源不能保证电脑测出碰撞和发出点火指令;点火备用电源不能供给最小点火能量，SRS气囊不能充气膨开。

3.保护电路和稳压电路
在汽车电器系统中，许多电器部件带有电感线圈，电器开关琳琅满目，电器负载变化频繁。

当线圈电流接通或切断、开关接通或断开、负载电流突然变化时，都会产生瞬时脉冲电压即过电压，这些过电压如果加到安全气囊系统电路上，系统中的电子元件就可能因电压过高而导致损坏。

为了防止安全气囊系统元件遭受损害，SRS控制模块中必须设置保护电路。

同时，为了保证汽车电源电压变化时，安全气囊系统能够正常工作，还必须设置稳压电路。

2.1.3执行元件
气体发生器是安全气囊控制系统中最为重要的执行元件，它能否按照系统控制的要求及时引爆为安全气囊充气，是驾驶员和乘员安全保障的关键。

如图2-5所示，气体发生器主要由外壳、雷管、电热丝、气体发生剂以及过滤器等部分组成。

图2-5气体发生器结构图
1-下盖；2-出气孔；3-上盖；4-引爆雷管；5-电热丝；6-过滤器；7-药筒；8-气体发生剂车辆发生碰撞时，碰撞冲击力使碰撞传感器和触发传感器接通，SRS电脑接通引爆电路，使电流流过电爆管，使其发热将电爆管内的点火介质引燃，火焰随
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
即扩散到点火药粉和气体发生剂，产生大量气体。

气体经滤网冷却后进入气囊内，气囊急剧膨胀，冲破方向盘，缓冲对驾驶员和乘员的冲击。

2.2本田雅阁轿车安全气囊系统的工作原理
当车辆发生碰撞时，安全气囊中的传感器感受汽车碰撞强度并将碰撞强度信号传递给中央控制器，中央控制器接受、处理传感器传来的信号并进行判断，若碰撞强度达到了安全气囊控制系统设计的展开安全气囊的条件时，中央控制器立即通过点火控制电路向气体发生器传送安全气囊的点火信号触发气体发生器，气体发生器点火后使迅速产生大量的气体，经过过滤后充入气袋，在乘员和汽车内部结构之问展开一个充满气体的气袋，使得在发生碰撞事故时，乘员能够与比较柔软的气袋相接触，而不是与坚硬的汽车结构猛烈碰撞，从而达到减少伤窖、保护乘员生命的作用。

安全气囊作用过程如图2-6所示，碰撞发生后0～20ms内传感器将信号输送到中央电子控制器（ECU），ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器，在20～60ms内高温、高压气体（氮气）经过滤冷却进入气袋，气袋张开形成气垫，将乘员与车内装备隔开，60～100ms后气袋排气孔打开，气囊泄气并收缩。

气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量，缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力，乘员陷入较柔软的气囊中，使得乘员得到保护。

最后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。

图2-6 汽车正面碰撞时安全气囊发生作用的过程示意图
2.3安全气囊的正确使用方法
安全气囊是一种一次性的安全防护装置，不允许在装车后进行任何试验。

汽车若无碰撞事故正常行驶长达10年时，应更换新的安全气囊系统。

使用时应注意以下几点：
（1）安全气囊必须和安全带配合使用。

安全气囊属于辅助防撞安全装置，只有和安全带配合使用，才能获得满意的效果，所以驾驶员和乘员在汽车运行时
第二章本田雅阁轿车安全气囊系统的结构原理及使用
必须系好安全带。

（2）注意日常检查。

主要检查各碰撞传感器的固定是否牢固，搭铁线部位是否清洁、连接是否可靠，方向盘转动时是否有卡滞现象，以判断方向盘内的SRS螺旋电缆是否完好。

起动车辆时特别要注意观察SRS报警灯是否自动熄灭，如果接通点火开关6s后，它依然闪烁或长亮不熄，则表示SRS系统有故障。

在运行过程中，如果指示灯闪烁5min后长亮，也表示SRS系统出现故障。

（3）及时排除安全气囊的故障，否则会产生两种严重后果。

一种是当汽车发生严重碰撞，需要安全气囊展开起保护作用时，它却不能工作。

另一种是在汽车正常运行，安全气囊不应工作时，它却突然膨胀展开，给驾驶员和乘员造成不应有的意外伤害，甚至发生安全事故。

（4）避免高温。

安全气囊装置的部件应妥善保管，不要让它承受85℃以上的高温，以免造成安全气囊误打开。

（5）避免意外磕碰和振动。

安全气囊传感器等部件对碰撞和冲击很敏感，因此应尽量避免碰撞和冲击，以免造成安全气囊不必要的突然展开。

（6）不要擅自改变安全气囊系统及其周边布置。

不能擅自改动系统的线路和组件及更改保险杠和车辆前面部分结构。

在方向盘和乘员侧气囊部位不可粘贴任何装饰品和胶条，以防影响气囊的爆开。

（7）乘员尽量坐后排。

儿童和身材矮小的乘员在乘坐有安全气囊的车辆时应尽量坐后排，因气囊对他们的保护效果并不理想。

（8）严格按规范保管安全气囊系统元器件。

安全气囊系统中有火药、传爆管等易燃易爆物品，必须严格按规范运输、保管，否则将会造成严重后果。

淮安信息职业技术学院毕业设计论文
第三章本田雅阁轿车安全气囊的检修与故障诊断
3.1碰撞传感器检修
1.检查前碰撞传感器电路
拔下SRS电脑线束插头，先检测线束插头上+SR与-SR端子、+SL与–SL 端子之间的电阻，正常为755-885Ω，如果阻值不正常，说明端子+SR、-SR、+SL或-SL至前碰撞传感器之间的线束搭铁或前碰撞传感器电路搭铁。

再检测+SR、+SL端子与车身之间的电阻，正常阻值应为无穷大。

如阻值正常，则说明线束良好，故障出在传感器，即前碰撞传感器需要更换；如阻值不为无穷大，说明端子+SR或+SL至前碰撞传感器之间的线束搭铁，需要修理或更换线束。

2.检查前碰撞传感器
脱开前碰撞传感器线束连接插头，用万用表检测传感器插头各端子之间的电阻，阻值应当符合表3-1数值。

若阻值不符，应当更换传感器。

表3-1碰撞传感器阻值
3.2其它部件的检查
1.安全气囊的检查
（1）安全气囊没有爆开的情况从车上拆下安全气囊，目视检查下列项目：驾驶员安全气囊是否有割伤、裂痕，表面和接缝处是否有明显变色；线束是否有割伤、裂痕，接头是否有锈迹；安全气囊支架是否变形。

（2）安全气囊已爆开的情况
从车上拆下安全气囊，目视检查下列项目：安全气囊支架是否变形；接头和线束是否损坏（已爆开的安全气囊不能维修，需进行更换处理）。

2.方向盘、旋转连接器的检查
检查方向盘是否损坏、变形，骨架是否有裂纹、变形。

检查旋转连接器是否变形，转动是否困难，线束插头是否破损。

3.安全带的检查
检查织带和其上的塑料件是否有割伤、裂痕，织带表面是否有明显变色。

注意：当拆卸和安装安全带总成时，一定不要忘记线束接头的拆装工作。

经过严重撞车或已磨损的安全带，即使织带无明显损坏，其性能也无法满足使用要求，必须进行更换处理。