第三節 安全氣囊的結構和工作原理

安全氣囊主要由傳感器、電控單元（ECU）、氣囊組件、安全氣囊警告燈等組成，其主要部件在汽車上的位置如圖1-12所示。

圖1-12 安全氣囊的組成和布置

一、傳感器

傳感器是安全氣囊主要的控制信號輸入裝置。其作用是檢測、判斷汽車發生事故時的碰撞強度信號，并將此信號輸入電控單元，電控單元根據傳感器的輸入信號來判斷是否引爆充氣元件使氣囊充氣。

1.碰撞傳感器的分類

碰撞傳感器種類繁多、形式各異，常用的碰撞傳感器可按功能與結構進行分類。

（1）按碰撞傳感器的用途分類 碰撞傳感器相當于一只控制開關，其工作狀態取決于汽車碰撞時的減速度大小。安全氣囊傳感器按功能的不同，可分為碰撞信號傳感器和碰撞防護傳感器兩種類型。

碰撞信號傳感器主要用來檢測碰撞強度，又稱為碰撞烈度（激烈程度）傳感器，它通常安裝在汽車左前與右前翼子板內側，兩側前照燈支架下面，發動機散熱器支架左、右兩側，左右儀表板下面等。

碰撞防護傳感器又稱為安全傳感器或保險傳感器，簡稱防護傳感器，一般都安裝在SRS ECU內部。防護傳感器和碰撞信號傳感器的結構原理完全相同，其唯一區別在于設定的減速度閾值有所不同。換句話說，一只碰撞傳感器既可用作碰撞信號傳感器，也可用作碰撞防護傳感器，但是必須重新設定其減速度閾值，設定減速度閾值的原則是碰撞防護傳感器的減速度閾值比碰撞信號傳感器的減速度閾值稍小。如果汽車以40km/h的速度與一輛停駛的同樣大小的汽車相碰撞，或以不低于22km/h的車速迎面撞到一個不可變形的固定障礙物時，碰撞信號傳感器便會動作，接通搭鐵回路。

（2）按碰撞傳感器的結構分類 按傳感器結構不同，碰撞傳感器可分為機電結合式、水銀開關式和電子式3種類型。

機電結合式碰撞傳感器是一種利用機械機構運動（滾動或轉動）來控制電器觸點動作，再由觸點斷開與閉合來控制氣囊點火器電路接通與切斷的傳感元件。目前常用的有滾球式、滾軸式和偏心錘式3種碰撞傳感器。

水銀開關式碰撞傳感器是利用水銀（汞）導電良好的特性來控制氣囊點火器電路接通或切斷，一般用作防護傳感器。

電子式碰撞傳感器沒有電器觸點，常用的有壓阻效應式和壓電效應式兩種，一般用作防護傳感器。

2.滾球式碰撞傳感器

圖1-13 滾球式碰撞傳感器的結構

1—滾球 2—磁鐵 3—導缸 4—觸點 5—殼體

滾球式碰撞傳感器又稱為偏壓磁鐵式碰撞傳感器，其結構如圖1-13所示，主要由鐵質滾球、永久磁鐵、導缸、固定觸點和殼體組成。

滾球式碰撞傳感器兩個觸點分別與傳感器引線端子連接。滾球用來感測減速度大小，在導缸內可移動或滾動。殼體上印制有箭頭標記，方向與傳感器結構有關，有的規定指向汽車前方（如豐田雷克薩斯LS400型轎車），有的規定指向汽車后方，因此在安裝傳感器時，箭頭方向必須符合使用說明書規定。

滾球式碰撞傳感器工作原理如圖1-14所示。當傳感器處于靜止狀態時，在永久磁鐵磁力作用下，導缸內的滾球被吸向磁鐵，兩個觸點與滾球分離，傳感器電路處于斷開狀態，如圖1-14a所示。

圖1-14 滾球式傳感器工作原理

a）靜止狀態 b）工作狀態

當汽車遭受碰撞且減速度達到設定閾值時，滾球產生的慣性力將大于永久磁鐵的電磁吸力。滾球在慣性力作用下就會克服磁力沿導缸向兩個固定觸點運動并將固定觸點接通，如圖1-14b所示。當傳感器用作碰撞信號傳感器時，固定觸點接通則將碰撞信號輸入安全氣囊系統電控單元；當傳感器用作碰撞傳感器時，則將點火器電源電路接通。

3.滾軸式碰撞傳感器

滾軸式碰撞傳感器的結構如圖1-15所示，主要由止動銷、滾軸、滾動觸點、固定觸點、底座和片狀彈簧組成。

圖1-15 滾軸式碰撞傳感器的結構原理

a）靜止狀態 b）工作狀態

1—止動銷 2—滾軸 3—滾動觸點 4—固定觸點 5—底座 6—片狀彈簧

片狀彈簧一端固定在底座上，并與傳感器的一個引線端子連接，另一端繞在滾軸上，滾動觸點固定在滾軸部分的片狀彈簧上，并可隨滾軸一起轉動。固定觸點與片狀彈簧絕緣固定在底座上，并與傳感器的另一個引線端子連接。

當傳感器處于靜止狀態時，滾軸在片狀彈簧的彈力作用下滾向止動銷一側，滾動觸點與固定觸點處于斷開狀態，如圖1-15a所示，傳感器電路斷開。

當汽車遭受碰撞且減速度達到設定閾值時，滾軸產生的慣性力將大于片狀彈簧的彈力。滾軸在慣性力作用下就會克服彈簧彈力向右滾動，滾動觸點與固定觸點接觸，如圖1-15b所示。

當傳感器用作碰撞信號傳感器時，滾動觸點與固定觸點接觸，將碰撞信號輸入安全氣囊控制單元；當傳感器用作碰撞防護傳感器時，將點火器電源電路接通。

4.偏心錘式碰撞傳感器

偏心錘式碰撞傳感器又稱為偏心轉子式碰撞傳感器。豐田、馬自達汽車的安全氣囊系統采用了這種傳感器，其結構如圖1-16所示，主要由偏心錘、偏心錘臂、轉動觸點臂、轉動觸點、固定觸點、復位彈簧、擋塊、殼體等組成。

轉子總成由偏心錘、轉動觸點臂及轉動觸點組成，安裝在傳感器軸上。偏心錘偏心安裝在偏心錘臂上。轉動觸點臂兩端固定有觸點，觸點隨觸點臂一起轉動。兩個固定觸點絕緣固定在傳感器殼體上，并用導線分別與傳感器接線端子連接。

偏心錘式傳感器的工作原理如圖1-17所示。當傳感器處于靜止狀態時，在復位彈簧彈力作用下，偏心錘與擋塊保持接觸，轉子總成處于靜止狀態，轉動觸點與固定觸點斷開，如圖1-17a所示，傳感器電路處于斷開狀態。

當汽車遭受碰撞且減速度達到設定閾值時，偏心錘產生的慣性力矩將大于復位彈簧的彈力力矩，轉子總成在慣性力矩作用下克服彈簧力矩沿逆時針方向轉動一定角度，同時帶動轉動觸點臂轉動，并使轉動觸點與固定觸點接觸，如圖1-17b所示。當傳感器用作碰撞信號傳感器時，轉動觸點與固定觸點接觸，將碰撞信號輸入安全氣囊控制單元；當傳感器用作碰撞防護傳感器時，將點火器電源電路接通。

圖1-16 偏心錘式碰撞傳感器的結構

1、8—偏心錘 2、15—錘臂 3、11—轉動觸點臂 4、12—殼體 5、7、14、17—固定觸點引線端子 6、13—轉動觸點 9—擋塊 10、16—固定觸點 18—傳感器軸 19—復位彈簧

圖1-17 偏心錘式碰撞傳感器工作原理

a）靜止狀態 b）工作狀態

5.水銀開關式碰撞傳感器

水銀開關式碰撞傳感器利用水銀良好的導電特性而制成，結構如圖1-18a所示，它主要由水銀、殼體、電極和密封螺塞組成。

水銀開關式碰撞傳感器的工作原理如圖1-18b所示，當傳感器處于靜止狀態時，水銀在其重力作用下處于圖1-18a所示位置，傳感器的兩個接線端子處于斷開狀態。當汽車發生碰撞且減速度達到設定閾值時，水銀產生的慣性力在其運動方向的分力將克服其重力的分力而將水銀拋向傳感器電極，使兩個電極接通。當傳感器用作碰撞信號傳感器時，兩個電極接通，將碰撞信號輸入安全氣囊控制單元；當傳感器用作碰撞防護傳感器時，將點火器電源電路接通。

6.電子式碰撞傳感器

電子式碰撞傳感器利用壓阻效應或壓電效應原理工作，一般用于安全傳感器（即裝在SRS ECU內部）。

1）壓阻效應式碰撞傳感器。壓阻效應式碰撞傳感器（應變電阻計式碰撞傳感器）的結構如圖1-19所示，它主要由集成電路、應變電阻和重塊等組成。應變電阻R₁、R₂、R₃、R₄制作在硅膜片上，當膜片產生變形時，應變電阻的阻值就會發生變化。為了提高傳感器的檢測精度，應變電阻一般都連接成橋式電路，并設計有穩壓和溫度補償電路W、信號處理與放大電路A，如圖1-19c所示。當汽車遭受碰撞時，重塊產生振動，使膜片產生變形，應變電阻阻值隨之發生變化，經過信號處理與放大后，傳感器S端輸出的信號電壓就會發生變化。SRS ECU根據電壓信號的強弱便可判斷碰撞的激烈程度。如果信號電壓超過設定值，SRS ECU就會立即向點火器發出點火指令引爆點火劑，使充氣劑受熱分解產生氣體給氣囊充氣。

圖1-18 水銀開關式傳感器結構

a）靜止狀態 b）工作狀態

1—水銀（靜態位置） 2—殼體 3—水銀（動態位置） 4—密封圈 5—電極（接點火器） 6—電極（接電源） 7—密封螺塞F₁—水銀運動方向分力 F₂—慣性力 α—水銀運動方向與水平方向之間的夾角

圖1-19 壓阻效應式碰撞傳感器的結構原理

a）結構 b）外形 c）原理電路

圖1-20 壓電效應式碰撞傳感器的結構原理

2）壓電效應式碰撞傳感器。壓電效應式碰撞傳感器是利用壓電效應制成的傳感器。壓電效應是指某些晶體的薄片受到壓力或機械振動后產生電荷的現象。壓電晶體通常用石英或陶瓷制成。在壓力作用下，壓電晶體的外形和輸出電壓會發生變化。當汽車遭受碰撞時，傳感器內的壓電晶體在碰撞產生的壓力作用下，輸出電壓就會變化（圖1-20），SRS ECU根據電壓信號的強弱便可判斷碰撞的烈度。如果電壓信號超過設定值，SRS ECU就會立即向點火器發出點火指令，引爆點火劑使氣體發生器給氣囊充氣，安全氣囊膨開，保護駕駛人和乘員。

二、電控單元

安全氣囊電控單元（SRS ECU）是安全氣囊系統的核心部件，其外形如圖1-21所示，內部結構如圖1-22所示，主要由安全氣囊邏輯模塊、能量儲存裝置（電容）、電路插接器等組成。SRS ECU一般與安全傳感器一起被制作在安全氣囊控制組件中，通常安裝在駕駛室變速桿前、后的裝飾板下面。

SRS ECU的電路圖如圖1-23所示，主要由安全氣囊邏輯模塊、信號處理電路、備用電源和穩壓電路等組成。

圖1-21 SRS ECU外形圖

（1）安全氣囊邏輯模塊 安全氣囊邏輯模塊主要用于監測汽車縱向減速度或慣性力是否達到設定值，控制氣囊組件中的點火器引爆點火劑。

安全氣囊邏輯模塊由模/數（A/D）轉換器、串行輸入/輸出（I/O）接口、只讀存儲器（ROM）、隨機存儲器（RAM）、可擦除可編程的只讀存儲器（EEPROM）和定時器等組成。

在汽車行駛過程中，SRS ECU不斷接收到前碰撞傳感器和安全傳感器傳來的車速變化信號，經過計算和邏輯判斷后確定是否發生碰撞。當判斷結果為發生碰撞時，立即運行控制點火的軟件程序，并向點火電路發出點火指令引爆點火劑；點火劑引爆時產生大量熱量，使充氣劑受熱分解釋放大量氣體給氣囊充氣。

除此之外，SRS ECU還要對控制組件中關鍵部件的電路不斷進行診斷測試，并通過安全氣囊指示燈和存儲在存儲器中的故障碼來顯示測試結果。儀表上的安全氣囊指示燈可直接向駕駛人提供安全氣囊系統的狀態信息。邏輯存儲器中的狀態信息和故障碼可用專用儀器或通過特定方式從串行通信接口調出，以供裝配檢查與設計參考。

（2）信號處理電路 信號處理電路主要由放大器和濾波器組成，用于對傳感器檢測的信號進行整形、放大和濾波，以便SRS ECU能夠接收、識別和處理信號。

圖1-22 SRS ECU內部結構（林肯城市轎車）

1—能量儲存裝置（電容） 2—安全（防護）傳感器總成 3—傳感器觸點 4—傳感器平衡塊 5—四路插接器 6—邏輯模塊（CPU） 7—電路插接器

圖1-23 SRS ECU的電路圖

（3）備用電源電路 安全氣囊系統有兩個電源：汽車電源（蓄電池和交流發電機）及備用電源。備用電源又稱為后備電源或緊急備用電源，由電源控制電路和若干個電容器組成。當汽車遭受碰撞而導致蓄電池或交流發電機與SRS ECU之間的電路切斷時，備用電源能在6s之內向控制單元供給電能，保證SRS ECU測出碰撞、發出點火指令等正常功能；點火備用電源能在6s之內向點火器供給足夠的點火能量引爆點火劑。時間超過6s之后，備用電源供電能力降低，SRS ECU備用電源不能保證控制單元測出碰撞和發出點火指令；點火備用電源不能供給最小點火能量，氣囊將不能充氣膨開。

在單安全氣囊系統的控制組件中，有一個控制單元備用電源和一個點火備用電源。在雙安全氣囊系統的控制模塊中，有一個控制單元備用電源和兩個點火備用電源，即兩條點火電路各有一個備用電源。點火開關接通10s后，如果汽車電源電壓高于安全氣囊ECU的最低工作電壓，那么控制單元備用電源和點火備用電源即可完成儲能任務。

（4）保護電路和穩壓電路 在汽車電器系統中，許多電器部件帶有電感線圈，電器開關多、電器負載變化頻繁。當線圈電流接通或切斷、開關接通或斷開、負載電流突然變化時，都會產生瞬時脈沖電壓，即過電壓。若過電壓加到安全氣囊系統電路上，系統中的電子元件就可能因電壓過高而損壞。為了防止安全氣囊系統元件受到損傷，SRS ECU中必須設置保護電路。同時，為了保證汽車電源電壓變化時安全氣囊系統能夠正常工作，還必須設置穩壓電路。

三、氣囊組件

氣囊組件主要由氣體發生器、點火器和氣囊等組成。其中，駕駛人側氣囊組件位于轉向盤中心處，前排乘員側氣囊組件位于儀表板右側、雜物箱的上方，側面氣囊組件位于前排座椅的靠背里。

1.氣囊

氣囊一般由尼龍布制成，采用機器縫制，有些氣囊在縫制的同時還采用粘接技術。氣囊在靜止狀態時，像降落傘未打開時一樣折疊成包，安放在氣體發生器上部與氣囊飾蓋之間，如圖1-24、圖1-25所示。氣囊充氣膨脹展開后，能吸收沖擊能量，保護駕駛人和乘員的頭部和胸部，減少受傷率及受傷程度，而氣囊上的小孔，在充氣后就進行排氣，使氣囊逐漸變軟，加強緩沖作用并防止車內人員受到二次傷害。此種氣囊一般采用密封性涂層，涂層材料主要有兩種，一種是廣泛采用的氯丁橡膠涂層，另一種是主要用于載貨汽車的硅酮涂層，其耐用性高。也有氣囊采用具有一定透氣性的不涂覆織物來控制其緩沖性，但對其透氣性有嚴格的要求，要解決其受熱膨脹對人體的灼傷問題。氣囊飾蓋表面模壓有撕印，以便氣囊充氣時撕裂飾蓋，減小沖出飾蓋的阻力。

氣囊的大小依制造公司不同而有所差異。在日本和歐洲，由于座椅安全帶的使用率超過90%，因此駕駛人側安全氣囊大都采用體積較小（約40L）的氣囊（奔馳（Benz）、薩博（SAAB）和沃爾沃（VOLVO）公司除外，這些公司采用的氣囊的體積與美國采用的基本相同，約為60L），通常稱為“面部氣囊”或“歐洲氣囊”。模擬試驗證明，如果駕駛人正確佩戴座椅安全帶，這種成本較低的小氣囊完全能夠保護駕駛人的面部和胸部。在美國，由于有的州政府并未規定強制使用座椅安全帶（使用率僅為50%左右），因此美國制造和進口氣囊的體積較大，約為60L。采用這種體積較大的氣囊時，即使在駕駛人沒有佩戴座椅安全帶的情況下，氣囊也可起到保護駕駛人面部和胸部的作用。各種安全氣囊的性能比較見表1-2。

圖1-24 駕駛人側安全氣囊組件的結構

1—飾蓋撕印 2—氣囊飾蓋 3—氣囊 4—氣體發生器 5—點火器引線

圖1-25 前排乘員側安全氣囊組件結構

1—點火器引線 2—飾蓋撕印 3—氣囊飾蓋 4—安全氣囊 5—雜物箱 6—空調風向開關 7—儀表臺 8—氣體發生器

表1-2 各種安全氣囊性能比較

2.氣體發生器

氣體發生器又稱為充氣器，用于在點火器引爆點火劑時產生氣體向氣囊充氣，使氣囊膨脹打開。氣體發生器用專用螺栓和專用螺母固定在氣囊支架上，裝配時只能用專用工具進行裝配。

充氣劑普遍采用疊氮化鈉片狀合劑。疊氮化鈉的分子式為NaN₃，是無色六方形晶體，劇毒，密度為1.846×10³kg/m³，溶于水和液態氨，微溶于乙醇，不溶于乙醚，在約300℃時分解。可由氨基鈉與一氧化二氮作用制得。目前，大多數氣體發生器都是利用熱效反應產生氮氣而充入安全氣囊。在點火器引爆點火劑瞬間，點火劑會產生大量熱量，疊氮化鈉藥片受熱立即分解釋放氮氣，并從充氣孔充入氣囊。雖然氮氣是無毒氣體，但是疊氮化鈉的副產品中有少量的氫氧化鈉和碳酸氫鈉（白色粉末），這些物質是有害的，因此在清潔氣囊膨開后的車內空間時，應保證通風良好并采取防護措施。

駕駛人側安全氣囊氣體發生器的結構如圖1-26所示，它主要由上蓋、下蓋、充氣劑（片狀疊氮化鈉）和金屬濾網等組成。上蓋上有若干個充氣孔，充氣孔有長方孔和圓孔兩種。下蓋上有安裝孔，以便將氣體發生器安裝到氣囊支架上。上蓋與下蓋用冷壓工藝壓裝成一體，殼體內裝有充氣劑、濾網和點火器。金屬濾網安放在氣體發生器的內表面，用以過濾充氣劑和點火劑燃燒后的渣粒。

圖1-26 駕駛人側氣囊氣體發生器的結構

1—上蓋 2—充氣孔 3—下蓋 4—充氣劑 5—點火器藥筒 6—金屬濾網 7—電熱絲 8—引爆炸藥

前排乘員側氣囊氣體發生器的結構如圖1-27所示，主要由密封端塞、自點火火藥、振蕩管、主氣發生器、輔氣發生器、過濾器、成形過濾器、爆炸片、起爆藥、殼體、密封墊及排氣噴嘴等組成。乘員側安全氣囊的氣體發生器為長筒形，氣體發生器用藥質量一般在500g左右。由于乘員側安全氣囊距離乘員比駕駛人側安全氣囊距離駕駛人的距離大，因此乘員側氣囊的體積比駕駛人側安全氣囊的體積要大。

混合型氣體發生器結構如圖1-28所示，它主要由充氣器殼體、點火器、密封焊塞、點火火藥、爆炸片、出氣口等組成。點火器與內裝氫氣的容器合為一體，當汽車碰撞信號由碰撞傳感器傳到安全氣囊控制單元時，控制單元立即向點火器發出點火指令，點火器接到指令后迅速引爆。

圖1-27 前排乘員側氣囊氣體發生器的結構

圖1-28 混合型氣體發生器結構

混合型氣體發生器的尺寸與其他發生器相比變化不大，但質量更小，點火后無固體殘留物，對環境無污染，回收性好，目前正得到越來越廣泛的使用。

3.點火器

點火器外包鋁箔，安裝在氣體發生器內部中央位置。其作用是在氣囊電路接通時，引爆點火劑，產生熱量使充氣劑分解。點火器的結構如圖1-29所示。

點火器的所有部件均裝在藥筒內，點火劑包括引爆炸藥和引藥。引出導線與氣囊插接器插頭連接，插接器（一般為黃色）中有短路片（銅質彈簧片）。當插接器插頭拔下或插頭與插接器未完全結合時，短路片將兩根引線短接，以防止靜電或誤導電將電熱絲電路接通而造成安全氣囊誤膨脹打開。

點火器的功用：當SRS ECU發出點火指令使電熱絲電路接通時，電熱絲迅速紅熱引爆引藥，炸藥瞬間爆炸產生熱量，藥筒內的溫度和壓力急劇升高并沖破藥筒，使充氣劑（疊氮化鈉）受熱分解釋放氮氣充入氣囊。

4.襯墊

襯墊是氣囊組件中的一個重要的組成部分，由聚氨酯制成。在制造過程中使用了很薄的水基發泡劑，所以質量特別輕。平時它作為轉向盤的上表面，把氣囊與外界隔離外，既可起到維護作用，又可起到修飾作用。氣囊膨脹打開時，它在氣囊爆發力的作用下快速及時斷裂開，對安全氣囊展開過程毫無阻礙。

圖1-29 點火器零部件組成

1—引爆炸藥 2—藥筒 3—引藥 4—電熱絲 5—陶瓷片 6—永久磁鐵 7—引出導線 8—絕緣套管 9—絕緣墊片 10—電極 11—電熱頭 12—藥托

5.飾蓋和底板

飾蓋是氣囊組件的蓋板，上面模制有撕縫，以便氣囊能沖破飾蓋膨脹打開，如圖1-30所示，飾蓋上通常有安全氣囊標識。氣囊和充氣器裝在底板上，底板裝在轉向盤或車身上，氣囊膨脹打開時，底板將承受氣囊的反力。

圖1-30 駕駛人側和前排乘員側安全氣囊飾蓋

a）駕駛人側安全氣囊飾蓋 b）前排乘員側安全氣囊飾蓋

四、安全氣囊指示燈

安全氣囊指示燈又稱為SRS警告燈，一般安裝在駕駛室儀表板面膜下面，并在面膜表面相應位置制作有氣囊動作圖形或“SRS”、“AIR BAG”、“SRS AIR BAG”等字母表示，如圖1-31所示。

安全氣囊指示燈的功用是指示安全氣囊是否處于正常狀態。當點火開關處于“ON”位置后，如果安全氣囊指示燈亮或閃亮6s后自動熄滅，表示安全氣囊系統功能正常。如果安全氣囊指示燈不亮、一直點亮或在汽車行駛中突然亮或閃亮，表示自診斷系統發現安全氣囊系統有故障，應及時排除。自診斷系統在控制安全氣囊指示燈亮或閃亮的同時，還會將所發現的故障編成故障碼存儲在存儲器中。檢查或排除安全氣囊系統故障時，首先應使用專用檢測儀器或通過特定方式從通信接口（診斷插座）調出故障碼，以便快速查詢與排除故障。

實踐證明，在汽車遭受碰撞使安全氣囊膨開后，故障碼一般都難以調出。如此設計的目的是在安全氣囊引爆后，必須全部更換SRS ECU和系統的零部件。

圖1-31 安全氣囊指示燈

五、安全氣囊系統線束與保險機構

安全氣囊系統工作可靠與否，直接關系到人身安全。為了便于區別電器系統線束插接器，安全氣囊系統的插接器與汽車其他電器系統的插接器有所不同。過去曾采用過深藍色插接器，目前安全氣囊系統的插接器絕大多數采用黃色插接器。安全氣囊系統的插接器采用導電性能和耐久性能良好的鍍金端子，并設計有防止氣囊誤爆機構、端子雙重鎖定機構、插接器雙重鎖定機構和電路連接診斷機構等，用以保證氣囊系統可靠工作。豐田花冠（COROL-LA）轎車安全氣囊系統采用的各種特殊插接器示意圖如圖1-32所示，插接器采用的各種保險機構見表1-3。

表1-3 豐田花冠（COROLLA）轎車SRS保險機構的應用情況

圖1-32 豐田花冠（COROLLA）轎車SRS線束插接器位置示意圖

1、2、3—SRS ECU插接器 4—SRS電源插接器 5—螺旋線束與SRS ECU之間的中間線束插接器 6—螺旋線束 7—右碰撞傳感器插接器 8—安全氣囊點火器與螺旋線束之間的插接器 9—左碰撞傳感器插接器 10—安全氣囊點火器

1.防止氣囊誤爆機構

安全氣囊系統在線束插接器中采用了防止氣囊誤爆機構，其作用是防止在維修和拆裝過程中，由于靜電或誤通電將點火器中的電熱絲電路接通而將氣囊引爆。

防止安全氣囊誤爆機構是在插接器中設有一個短路片，當插接器插頭與插座接在一起時，插頭的絕緣體將短路片頂起，短路片與點火器的兩個端子分開，點火器中的電熱絲電路處于正常的連接狀態；當插接器插頭拔下時，短路片就自動將點火器的兩個引線端子短接，使點火器的電熱絲與短路片構成回路，此時即使誤將電源加到點火器上，點火器也不會引爆，從而防止安全氣囊誤爆。

如圖1-32所示，SRS ECU至SRS點火器之間的插接器2、5、8均采用了防止安全氣囊誤爆的短路片機構。拔下插接器時，短路片自動將靠近SRS點火器一側的插接器或插接器的兩個引線子短接，如圖1-33所示，防止靜電或誤通電將電熱絲電路接通而造成安全氣囊誤爆。

插接器短路片有的設置在插頭上，有的設置在插座上，其作用效果完全相同，但短路片必須靠近SRS點火器一側。在圖1-33中，短路片設在插接器上。當插接器正常連接時，插接器的絕緣殼體將短路片向上頂起，如圖1-33a所示，短路片與插接器端子脫開，插頭的引線端子與插座的引線端子接觸良好，點火器電熱絲電路的“+”端與安全傳感器電路接通，“-”端與前碰撞傳感器電路接通，電熱絲電路處于正常連接狀態。

當插接器的插頭與插座脫開時，短路片自動將安全氣囊點火器一側插接器的引線端子短接，使點火器的電熱絲與短路片構成回路，如圖1-33b所示。此時即使將電源加到安全氣囊點火器一側的插接器上，由于電源被短路片短路，因此點火器也不會引爆，從而防止安全氣囊誤爆。

2.電路連接診斷機構

電路連接診斷機構的作用是監測插接器插頭與插座是否可靠連接。前碰撞傳感器插接器及其與SRS ECU連接的插接器，圖1-32中插接器1、3、7、9采用了電路連接診斷機構。

電路連接診斷機構的結構原理如圖1-34所示。在插接器插頭（或插座）上設置有一個診斷銷，在插接器插座上設置有兩個診斷端子，端子上設有彈簧片，其中一個診斷端子與碰撞傳感器的某一個觸點相連，另一個診斷端子經過一個電阻（豐田車系為755～885Ω）后與碰撞傳感器的另一個觸點相連。

圖1-33 防止氣囊誤爆機構的結構原理

a）插接器正常連接時，短路片與端子脫開 b）插接器拔開時，短路片將端子短接

當傳感器插頭與插座半連接（未可靠連接）時，診斷端子與診斷銷尚未接觸，如圖1-34a所示，此時電阻尚未與傳感器觸點構成并聯電路，插接器引線“+”與“-”之間的電阻為無窮大。因為“+”、“-”引線與SRS ECU插接器1或3（圖1-32）的插頭連接，所以當SRS ECU監測到碰撞傳感器的電阻為無窮大時，即判定插接器連接不可靠，診斷監測電路就會控制SRS指示燈閃亮報警，同時將故障碼存儲在故障碼存儲器中。

當傳感器插頭與插座可靠連接時，診斷端子與診斷銷可靠接觸，如圖1-34b所示，此時電阻與碰撞傳感器觸點構成并聯電路。因為碰撞傳感器觸點為常開觸點，所以當SRS ECU檢測到阻值為并聯電阻阻值（豐田車系為755～885Ω）時，即判定插接器可靠連接，傳感器電路連接正常。

3.插接器雙重鎖定機構

安全氣囊系統在線束的重要連接部位，其插接器都采用了雙重鎖定機構，用于鎖定插接器的插頭與插座，防止插接器脫開。插接器雙重鎖定機構的結構如圖1-35所示，其上有主鎖和兩個凸臺以及鎖柄能夠轉動的副鎖。插接器雙重鎖定機構的工作原理如下：

1）當主鎖未鎖定時，插頭上的兩個凸臺阻止副鎖鎖定，如圖1-35a所示。

2）當主鎖完全鎖定時，副鎖鎖柄方能轉動并鎖定，如圖1-35b所示。

3）當主鎖與副鎖雙重鎖定后，插接器的插頭和插座的連接狀態如圖1-35c所示，從而防止插接器的插頭和插座脫開。

圖1-34 線束連接診斷機構的結構原理

a）半連接時 b）可靠連接時

圖1-35 插接器雙重鎖定機構的結構

a）主鎖打開，副鎖被擋住 b）主鎖鎖定，副鎖可以鎖定 c）雙重鎖定

4.端子雙重鎖定機構

安全氣囊系統的每一個插接器都設有端子雙重鎖定機構，用于阻止引線端子滑出。端子雙重鎖定機構主要由插接器殼體上的鎖柄與分隔片組成，如圖1-36所示，其中鎖柄為一次鎖定機構，可防止端子沿引線軸線方向滑動；分隔片為二次鎖定機構，可防止端子沿引線徑向移動。

六、安全氣囊線束

目前，安全氣囊系統的所有線束都套裝在黃色波紋管內，并與車頸線束總成連成一體，以便區別于其他電器電路的線束。為了保證轉向盤具有足夠的轉動角度而又不致損傷駕駛人側安全氣囊組件的連接線束，在轉向盤與轉向柱管之間采用了螺旋電纜（也稱螺旋彈簧、游絲或時鐘彈簧），如圖1-37所示。

圖1-36 端子雙重鎖定機構

a）插頭 b）插座

圖1-37 螺旋電纜

1—螺旋電纜 2—轉向盤轉軸 3—轉子 4—解除凸輪 5—插接器 6—螺旋電纜盤殼

螺旋電纜安裝在轉向盤與轉向柱管之間，其作用是連接駕駛人側轉向盤上的氣囊接線頭和轉向柱上的接線頭，其內部結構與鋼卷尺相似。通常，電喇叭線束也安裝在螺旋形彈簧內，約5m長的螺旋電纜裝在螺旋插接器內，可隨轉向盤任意方向旋轉2.5圈而不拖動異物。此外，在螺旋電纜插接器上還接有喇叭開關觸點或音響控制按鍵；在裝備巡航控制系統的車上，螺旋電纜插接器還連接有CCS主開關。轉子與解除凸輪之間有連接凸緣與凹槽，轉動轉向盤時，兩者相互接觸，形成整體旋轉。因此安裝時應注意其安裝位置和方向，如圖1-38所示，否則將導致螺旋電纜和電喇叭線束折斷、轉向盤轉向角度不足或轉向沉重。

圖1-38 螺旋電纜的安裝標記