帕萨特安全气囊系统原理与诊断维修.docx
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帕萨特安全气囊系统原理与诊断维修
1.绪论
随着高速公路的发展和汽车性能的提高,汽车行驶的速度越来越快,同时汽车的保有量迅速增加,使得汽车交通事故频繁发生,驾驶员和乘员的安全问题变得十分突出。
而交通事故往往是意外发生的,发生时间极短,人不可能有反应时间来主动保护自己,只有靠被动安全装置来减少事故对人体的伤害。
现代汽车上所使用的被动安全装置主要有安全带、防撞式车身和安全气囊等。
汽车发生碰撞事故时,汽车安全带将乘员“束缚”在座椅上,可减少汽车正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害;防撞式车身可在吸收汽车动能的同时减缓驾乘人员移动的程度,并保证驾乘人员有足够的生存空间,减轻二次碰撞造成的伤害;而安全气囊将避免乘员与转向盘、仪表板、风窗玻璃等之间所发生的二次碰撞,防止驾乘人员受到严重的脑和胸部损伤,以降低在正面或侧面碰撞中驾乘人员的伤亡率。
2.帕萨特安全气囊系统的功用及组成
2.1帕萨特安全气囊系统的功用
汽车安全气囊系统(SupplermentalRestraintSystem;简称SRS)是一种辅助保护系统,它包括传感器总成、充气器、折叠的气囊、点火器、固态氮、警告灯等。
一般来说,驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内,因此,当您看见方向盘上标有“SRS”或“Airbag”字样,就可知此车装有安全气囊。
当汽车受到前方一定角度内的高速碰撞时,装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器,就可检测到车速突然减速,并将这一信号在0.01秒之内迅速传递给安全气囊系统的控制电脑。
电脑在经过分析确认之后,立即引爆安全气囊包内的电热点火器(即电雷管),使其发生爆炸,这一过程一般只需0.05秒左右。
点火器引爆之后,固态氮粒迅速气化,大量氮气立即吹涨气囊,并在强大的冲击力之下,气囊冲开方向盘上的盖而完全展开。
这样就在驾乘人前形成一个“气垫”,在驾乘人员撞击到气囊上时,内部的氮气就会因受压而从气囊上的小孔排出,从而减缓撞击力,不至于伤害驾乘人员。
随着人们对车辆安全性能越来越重视,许多国产车都已装备安全气囊。
但是,安全气囊不比空调、音响等车载装置,它的作用是有条件限制的(如必须系安全带),并且只在某一范围内适用。
2.2帕萨特安全气囊系统的组成
(1)碰撞传感器
碰撞传感器是一个自动控制开关,按功能可分为碰撞强度传感器和碰撞防护传感器。
碰撞强度传感器分别安装在汽车左前部、右前部、侧面和SRSECU内部,其功能是在汽车碰撞时检测汽车减速度,从而感知碰撞强度。
碰撞防护传感器一般安装在SRSECU内部,其功能是控制安全气囊引爆管是否触发点火。
汽车碰撞发生时,只有在碰撞防护传感器与任一碰撞强度传感器同时接通时,引爆管点火电路才接通引爆并点燃气体发生器中的叠氮化钠药片,使气囊瞬间充气膨胀。
两种传感器的结构和工作原理相同,但碰撞防护传感器设定的电路接通阈值要稍微小一点。
PASSAT安全气囊碰撞传感器为偏心锤机电开关式碰撞传感器。
图2-1偏心锤机电开关式碰撞传感器
1-复位弹簧力矩;2-偏心锤;3-挡板;4-固定触电;5-转动触点;6-偏心锤臂;7-转动触点臂;8-壳体;9-固定触点引线端子;10-传感器轴;11-复位弹簧
在图2-1中,偏心锤机电开关式碰撞传感器由复位弹簧11、偏心锤2、挡板3、固定触点4、转动触点5和壳体等零件构成。
直径方向上的两个固定触点绝缘固定在壳体上,引出一个传感器电极,直径方向上可以转动的两个转动触点引出另一个传感器电极,转动触点与偏心锤同步转动。
复位弹簧使偏心锤复位并靠在挡板上定位。
汽车未碰撞时(图2-1(a)),传感器处于静止状态,在复位弹簧作用下,偏心锤与挡板接触,转子总成也处在静止状态。
转动触点与固定触点不接触,传感器电路未接通,无碰撞信号输入SRSECU。
当汽车碰撞且减速度达到碰撞强度设定的阈值时(图2-1(b)),偏心锤由于碰撞惯性产生的惯性力大于复位弹簧的弹性力,使转子总成在惯性力矩作用下,克服复位弹簧弹性力矩沿逆时针转动一个角度。
同步转动的转动触点也逆时针转动一个角度,于是固定触点与转动触点接触,将传感器电路接通,碰撞强度信号即输入SRSECU。
(2)气体发生器
气体发生器又称充气泵,是安全气囊系统中非常重要而又复杂的一个部件,要求它在引爆管对其点燃后,在0.03~0.05s的极短的时间内产生大量压缩气体,充填到SRS气囊中使其鼓起。
气体发生器工作性能的好坏对安全气囊系统的安全保护功能起着至关重要的作用,其气体最高膨胀压力一般为160kPa以上。
图2-2电子式气体发生器
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
帕萨特汽车安全气囊系统的气体发生器为电子式气体发生器。
图2-2为电子式气体发生器的结构,它由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、气体发生剂等。
(3)SRS气囊组件
SRS气囊组件按功能分为正面气囊组件和侧面气囊组件,安装位置分为驾驶员席、副驾驶员席、后排乘员席气囊组件。
SRS气囊组件将安全气囊和机械式气体发生器或电子式气体发生器组合起来。
驾驶员席与副驾驶员席气囊组件结构和工作原理大体相同,一般用同一个SRSECU控制。
安装在驾驶室内驾驶员席和副驾驶员席的、采用电子式气体发生器的SRS安全气囊组件外形见图2-3。
图2-3驾驶室驾驶员席和副驾驶员席的SRS安全气囊
1-驾驶员席SRS安全气囊组件;2-副驾驶员席SRS安全气囊组件;3-鳄鱼夹;4-导线
图中所示为在事先已断开点火开关和蓄电池搭铁线的前提下,驾驶员席和副驾驶员席的SRS安全气囊组件已分别从转向盘中央和仪表盘上取下,缓冲装饰垫面朝上的情况。
副驾驶员席的SRS安全气囊组件的引爆管导线剥去25mm长的绝缘皮,用带导线的鳄鱼夹连接。
为了保证SRS的被动安全保护功能,已从车上拆下的过期未引爆的安全气囊组件,绝不能再装到汽车上,必须更换新的安全气囊组件。
已经拆下的过期安全气囊组件,将装饰垫面朝上,置于重叠的5~6个旧轮胎中,将其引爆后,重新装填气体发生剂等再组装。
安全气囊气袋常用聚酰胺织物(如尼龙等)来制造,在气囊袋的内表面涂上聚氯丁二烯来形成密封层。
安全气囊气袋与气体发生器外壳边缘紧密压粘,再折叠成包放在气体发生器与缓冲装饰垫面之间。
安全气囊的放气开口一侧固定在安装支架上。
缓冲装饰垫面表面有模压出的撕痕,类似于邮票上的齿孔,以便于安全气囊引爆膨胀时立即撕裂装饰垫,减少安全气囊膨胀时的阻力。
(4)安全气囊微处理器(SRSECU)
SRSECU是安全气囊系统的核心部件,主要由专用CPU、备用电源电路、稳压电路、信号处理电路、保护电路、监测电路和点火电路等组成。
专用CPU
专用CPU的主要功能是监测汽车碰撞时,汽车前进方向上的减速度即碰撞强度是否达到设定的阈值,从而控制安全气囊引爆管是否引爆。
专用CPU由模/数(A/D)转换器、数/膜(D/A)转换器、串行输入/输出接口、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、电可擦除可编程的只读存储器(EEPROM)和定时器等组成。
汽车行驶过程中,专用CPU不断监测汽车上碰撞传感器,一旦获得传感器信号则判断汽车是否是减速行驶还是发生了碰撞。
当判断结果为发生碰撞,且汽车减速度信号反映汽车碰撞强度达到或超过设定阈值时,专用CPU立即执行控制引爆管点火的软件程序,向引爆管点火电路发出引爆指令。
专用CPU还对SRSECU中的关键部件和电路(如传感器、备用电源、点火电路、SRS指示灯及其驱动器电路等)进行不间断地监视,如这些部件或电路发生故障,则闪亮SRS指示灯并存储故障代码,以提醒驾驶员及时维修。
信号处理电路
信号处理电路的功能是对碰撞传感器检测到的信号进行整形和滤波处理,以便SRSECU能够接收与识别。
信号处理电路主要由放大器和滤波器组成。
备用电源
备用电源由电容器构成,其功能是在汽车碰撞时,如蓄电池或发电设备损坏而不能给安全气囊系统供电的情况下,紧急提供保证安全气囊系统工作所需要的电力。
备用电源的供电时间虽然只能延续6s,但在此供电时间内,却能保证SRSECU测出碰撞强度、发出引爆指令点燃气体发生剂,使安全气囊保护作用可靠启动。
当时间超过6s以后,备用电源的供电能力下降,不能保证安全气囊系统正常工作。
汽车点火开关接通10s之后,如果汽车蓄电池电压或发电电压高于SRSECU的最低工作电压,则对备用电源的电容器进行充电,直至电容器电能储存足够为止。
稳压保护电路
稳压保护电路的功能是保证供给各电子元件的电压不至于发生大的波动而损坏电子元器件。
由于汽车电器部件中有许多电感线圈,当电路中的开关器件接通或断开使负载电流发生突然变化时,都会产生瞬时的脉冲高压对SRS电路中的元器件造成损害。
为了防止SRS元件损坏造成SRS保护作用失效,保证汽车电源电压波动时SRS也能正常工作,必须设置稳压保护电路。
电路连接装置
安全气囊系统的插接器应特别可靠,采用双保险锁和分断自动短路引焊电阻丝来予以保证。
如插接器分断,则短路棒将会把引爆管的电源端接线和搭铁端接线短路,以防止误通电或静电造成引爆管触发。
维修时,不能使用普通仪表或万用表去检测引爆电热丝是否断路。
SRS线束
SRS电路线束用特种包装和颜色标识。
螺旋电缆能保证安装在转向盘中央的安全气囊系统电路可靠连接。
另外,插接器触片与插头表面镀金用来防止接触不良。
SRS指示灯
安装在仪表盘上的SRS指示灯的功能是,一旦SRS出现故障则闪亮来提示驾驶员。
当汽车点火开关接通后,SRS指示灯闪亮6s后熄灭,说明安全气囊系统自检通过,SRS无异常。
如汽车点火开关接通后SRS指示灯不亮,或在汽车行驶中点发亮或闪烁,则说明SRS有故障。
维修时用测试仪调出故障代码,对照故障提示进行检查维修。
检查或维护安全气囊系统时,应特别小心,稍有不慎,就有可能导致安全气囊意外地膨胀鼓起,造成不必要的财产损失甚至对人身的伤害。
因此,每次检查或维修前,应首先关闭点火开关,拆除蓄电池负极后等待10min以上。
其次,检查或维修中,绝不能使用普通仪表或万用表测量任何与安全气囊系统有关的电路。
第三是充分利用SRS故障诊断仪,在拆除蓄电池负极前,调出故障代码来帮助检查或维修。
检查或维修时,不慎碰撞而安全气囊并未展开,也应对碰撞传感器和气囊组件进行仔细检查。
汽车碰撞后,安全气囊已经膨胀使用过,必须更换气囊组件,同时要更换碰撞传感器和控制元件。
安全气囊安装在汽车上过了一定的时间,即使没有发生碰撞膨胀,全套安全气囊零部件也必须更换。
如SRS指示灯一直发亮,首先应检查ECU的插接器各端子是否正确连接,若连接正确,则说明升压电路有故障,即在蓄电池电压过低的情况下,升压电路不能将电压提升到SRS正常工作要的电压。
故障排除后,在SRS工作电压恢复正常之后10s,SRS指示灯会自动熄火。
如SRS指示灯闪烁,则说明插接器端子问可能短路。
3.帕萨特安全气囊的工作原理
当汽车受到前方一定角度范围内的高度碰撞时,安装在汽车前端的碰撞传感器与SRSECU安装在一起的防护碰撞传感器就会检测到汽车突然减速的信号,碰撞传感器的防护传感器触点闭合,将汽车减速信号传送到SRSECU。
见图3-1所示:
SRSECU按预先设置的程序经过数学计算和逻辑判断后,立即向SRS气囊组件内的电热点火器(电雷管)发出点火指令,引爆电雷管,点火剂受热爆炸(即电热丝通电发热引爆火药)见图3-2。
安全气囊的打开必须具备以下条件:
(1)车速一般在50km/h以上,但关键因素是碰撞发生时的加速度。
(2)正面行驶。
(3)碰撞物体:
刚性碰壁或障碍物。
(4)打开时间:
在碰撞发生后的几十毫秒内。
(5)碰撞物体的刚性:
车辆以50km/h撞向墙壁和撞向沙堆的效果截然不同,因此50km/h只是相对速度,只有当实际碰撞满足条件时,安全气囊才会自动打开。
4.帕萨特安全气囊系统的故障诊断
帕萨特安全气囊控制单元(J234)位于中央控制台的后部,内有故障存储器,自诊断接头位于手制动边上的中央通道上。
控制单元可以自动检测到安全气囊系统的故障并永久地存入故障存储器内,由于暂时线路或接头松动接触不良而导致的故障也会被存储起来,但这些故障将作为暂时性故障并以“SP”显示。
在点火开关接通以后,安全气囊警告灯(K75)将闪烁约4s后熄灭,如果警告灯(K75)在4s后不熄灭,警告灯然后又闪烁15s,则表示前座乘客安全气囊失效。
如果警告灯(K75)在4s后不熄灭,则通向安全气囊控制单元(J234)的电源有故障,应查询故障代码。
如果警告灯(K75)再次点亮,则安全气囊存在故障,要查询故障代码并排除故障。
如果警告灯(K75)连续点亮,则必须更换控制单元(J234)。
图4-1连接故障阅读仪
1-盖板
要开始故障查询,可使用V.A.G1551开始自诊断并更新故障存储信息。
利用所显示的故障信息并参照故障表找到可能的故障原因以及采取相应维修措施。
检查安全气囊只能对导线进行目测。
不能对点火线路进行连续性测量并只能在点火开关断开时进行检查,以免引爆安全气囊。
安全气囊自诊断
4.1连接故障阅读仪
检查前要保证所有的保险丝都正常;蓄电池电压至少9V。
(1)如图4-1所示,拉出盖板1。
连接V.A.G1551及其导线V.A.G1551/3。
屏幕显示:
V.A.G1551-GB7.0-1.01.1997
(2)屏幕上将显示出实际安装的软件版本。
如果屏幕没有显示,则根据电路图检查V.A.G1551的电源。
按下V.A.G1551上的HELP按钮可以打印出附加的操作信息。
然后在屏幕显示以下信息:
快速数据传输帮助
输入地址码XX
(3)输入地址码00则进行自动测试程序,即通过快速数据传输对于所有能够进行自诊断的车辆系统的故障存储器进行查询。
4.2查询控制单元版本
(1)连接故障阅读仪。
接通点火开关。
按下键1“快速数据传输”模式。
屏幕显示:
快速数据传输帮助
输入地址码XX
(2)按下键1和5(车辆系统“安全气囊”的地址码为15)。
屏幕显示:
快速数据传输Q
15-安全气囊
(3)按下Q键确认输入。
屏幕显示:
8L0959655B安全气囊VW3-SV00→
编码00066WSC12345
其中:
8L0959655B表示控制单元的配件号,由系统指定;(安全气囊VW3);V00为版本号;00066和WSC12345表示编码及经销商号(将自动存入到控制单元内)。
(4)按下→键。
屏幕显示:
快速数据传输帮助
选择功能XX
(5)如果在屏幕上出现了一个故障信息,可能引起故障的原因可以通过帮助按钮打印出来。
快速数据传输帮助
控制单元无应答!
(6)点火开关必须接通时,屏幕显示:
快速数据传输帮助
到电源的K线未接通
在程序开始发生故障(外部干扰?
)时,屏幕显示:
快速数据传输→
控制单元无信号!
需要检查诊断导线,电源以及接地连接时,屏幕显示:
快速数据传输→
通讯联络故障
在排除了可能的故障原因后,再次输入地址码15,用于检查安全气囊,并用Q键确认。
在输入地址码15后的屏幕显示:
快速数据传输
测试传输地址码15
然后在屏幕上出现以下显示:
8L0959655B安全气囊VW3-SV00
编码00066WSC12345
可选择的功能,见表4-2所示:
表4-2可选择的功能表
地址码
功能
地址码
功能
01
查询控制单元版本
06
结束输出
02
查询故障代码
07
控制单元编码
03
最终控制诊断
08
读取测量数据块
05
清除故障代码
10
匹配
4.3查询故障代码
(1)屏幕显示:
快速数据传输帮助
选择功能XX
(2)按下0和2,使用地址码02查询故障代码。
屏幕显示:
快速数据传输Q
02-查询故障代码
(3)按下打印按钮并按Q键确认。
存储故障的数量显示在屏幕上。
X个故障被识别!
存储的故障按顺序显示并打印出来。
根据故障表确定故障原因并排除。
(4)如果显示“未识别到故障”。
屏幕显示:
未识别到故障!
→
(5)在按下“→”后回到起始位置。
屏幕显示:
快速数据传输帮助
选择功能XX
(6)结束输出。
切断点火开关并断开诊断接头。
4.4清除故障代码
清除故障代码前要保证故障已经被排除并再次查询故障代码。
(1)屏幕显示:
快速数据传输帮助
选择功能XX
(2)按下0和5,用05输入“清除故障代码”功能。
屏幕上显示:
快速数据传输Q
05-清除故障存储代码
(3)按下Q确认输入。
屏幕显示:
快速数据传输→
故障代码已被清除!
(4)按下→按钮。
屏幕显示:
快速数据传输帮助
选择功能XX
(5)如果出现下面的信息,则测试顺序错误。
应严格按照测试顺序进行,即先查询所有的故障存储代码,排除故障,然后再清除存储代码。
注意!
故障存储代码不能被清除
4.5结束输出
(1)按下0和6结束输出。
屏幕显示:
快速数据传输帮助
输入地址码XX
(2)断开点火开关。
断开故障阅读仪V.A.G1551的连接。
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- 帕萨特 安全气囊 系统 原理 诊断 维修