Ремонт датчика удара подушки безопасности

Многобукфф

Vladislav’s personal blog site

В чем проблема датчиков подушек безопасности системы SRS?

Фронтальный датчик удара системы SRS

Подушки безопасности серийно появились на автомобилях еще в прошлом веке, не побоюсь сказать, что даже в прошлом тысячелетии. Пионерами стандартизации выпуска автомобилей с подушками безопасности стали, как водится, американцы, а вовсе никакие не шведы, как мы привыкли думать. Первым автомобилем с серийно установленной подушкой безопасности стал Oldsmobile Tornado, шикарный приспортивленный автомобиль с кузовом типа купе, с мощным, многолитровым двигателем и посредственной, как у всех «американцев» управляемостью. Я не буду, как делают другие авторы, пересказывать содержание статьи в Википедии, о подушках безопасностях на транспорте, а пройдусь по ключевым аспектам системы и заострю внимание на датчиках для подушек безопасности.

Подушка безопасности, установленная, я надеюсь, в вашем автомобиле, есть не что иное, как один из компонентов системы пассивной безопасности. В англоязычных странах подобные системы носят название Supplemental Restraint System (SRS). К пассивным системам безопасности относятся, в том числе, ремни безопасности, а заодно и различные технические ухищрения, типа травмобезопасной рулевой колонки, ребер жесткости в дверях и им подобных. И хотя подушка безопасности не сугубо пассивный элемент, ее назначение заключается в предотвращении травм человека в случае ДТП, в то время как активные системы безопасности, например, ABS, стараются не допустить ДТП.

Подушка безопасности надувается под действием мощной струи газа, генерируемой, обычно, пиропатроном, и обеспечивает плавное замедление тела человека. Срабатывание подушки безопасности инициируется специальным датчиком, который устанавливается где-то под капотом или в салоне автомобиля. Датчик реагирует на чрезмерное замедление средства транспорта и посылает соответствующий сигнал в электронный блок SRS. Затем, если посчитает нужным, электронный блок SRS запускает химическую реакцию и подушка безопасности «выстреливает» в человека во имя спасения его здоровья и жизни.

Датчик SRS (вид с верхней стороны)

Даже ежу понятно, что датчик должен, просто обязан, сработать только и исключительно во время ДТП. Ложные срабатывания или не срабатывания во время ДТП недопустимы. Согласно патентному бюро США, конструкция подушки безопасности была запатентована неким Алленом Бридом и его товарищем. Желающие могут покопаться и найти искомый патент самостоятельно. Однако, датчик, вызывающий срабатывание подушки, в патенте не описывается. Более того, поиск по патентной базе выдает сведения о регистрации патента на механический датчик срабатывания только в 90-х годах. Тем не менее, порывшись по недрам глобальной сети, можно найти информацию о датчиках той эпохи.

Итак, первый датчики столкновения были сугубо механическим. Мне удалось раздобыть отрывочные сведения сразу о двух типах конструкции механических датчиков. В первом типе применялся шарик и жесткая пружина. При аномальном замедлении шарик сжимал пружину и закорачивал контакты «взрывателя». Во втором типе тот же шарик удерживался мощным магнитом. Разумеется, шарик использовался стальной и проводящий ток. Исключительная простота.

Внутри датчика фронтального удара располагается плата

Затем эстафету безопасности от американцев подхватили немцы. Mercedes начал экипировать свой флагманский S-Klasse подушками безопасности. Причем, в отличии от американцев, которые рассматривали подушки как замену ремням безопасности, немцы предлагали подушки только как вспомогательное ремням средство безопасности. И с присущей саксам скрупулёзностью они начали разрабатывать свои датчики.

За дело взялась широко известная немецкая фирма с названием на букву B. В работу включились немецкие инженеры, спроектировавшие чудо датчики, встретить которые можно нынче на множестве современных и не очень автомобилей. Все было бы хорошо, если бы спустя какое-то время, датчики оной фирмы не выходили бы из строя. А их замена, вернее приобретение нового датчика, не стоило бы неприличную сумму денег в любой валюте.

Немецкая надежность и грамотный подход к инженерному делу известны издревле, но вот в датчиках SRS произошел какой-то небольшой сбой. Датчик монолитный, с крепчайшими проушинами и супернадежным разъемом. Сломать такое невозможно, урони такой датчик с высоты 16 этажного дома и ему хоть бы хны. Но тем не менее, датчики берут и ломаются. Они не выдают в электронный блок SRS требуемую информацию, не проходят тестирования. В результате — система безопасности отключается. Электронный блок, конечно, поступает верно, но пользователю авто от этого не легче. На панели горит угрожающая пиктограммка, а случись что, так никакой дополнительной пассивной защиты.

Вот мне и стало интересно, что же такого в этом монолитном датчике, что он берет и ломается. Пришлось взять вышедший из строя сенсор и разобрать его. Массивный литой корпус как бы намекал мне, что внутри может быть все что угодно, начиная от токсической сборки на основе оксида селена и заканчивая хитрой системы лабиринтов и специальной жидкости. Впрочем, инженерный бэкграунд подсказывал, что скорее всего там стоит что-то типа тензиометра или аналогичного чувствительного элемента.

Плата внутри фронтального датчика удара. Правый и левый верхние узлы крепления сильно повреждены коррозией.

Добраться до внутренности сенсора оказалось проще простого. Белая пластиковая крышка в верхней части датчика была приклеена к корпусу, но не очень крепко. Вернее, она держалась на защелках, а дополнительно она была герметизирована по периметру каким-то полимером. Внутри оказалась печатная плата из толстого текстолита, многоногая толстая микросхема и пара SMD элементов. Я распилил корпус сенсора, чтобы добраться до обратной стороны платы, не разрушая ее. Но с обратной стороны ничего примечательного обнаружить не удалось.

Но вот что удивило, так это то, что сама плата крепится к входящим в корпус датчика проводникам, не пайкой и не разъемом. Плата накалывается углами с медной фольгой на шипы и таким образом не только удерживается в корпусе, но и подключается к проводникам электронного блока SRS.

Причина же неисправности датчика оказалась банальной и тривиальной. Виной ошибок SRS выступило обычное окисление контактов внутри датчика. Тех самых, что накалываются на шипы. Неизвестная жидкость просочилась через плохо загерметизированную крышку и принялась окислять контакты. Сделав свое дело, жидкость улетучилась, а работу доделал электрический ток. Сопротивление в плохом контакте возрастает, температура повышается и постепенно к окислению добавляется выгорание куска платы. В моем случае коррозия и окисление повредили лишь участок платы, но если поискать в сети, то можно найти вскрытые датчики, где больше половины платы повреждены коррозией и повышенной температурой.

Оборотная сторона платы. Виден пропил от ножовки, левый окисленный контакт и правый окисленный и сгоревший контакт. Плата не крепилась пайкой к подводящим проводникам, а натыкалась на тонкие шпыньки, протыкающие медную фольгу.

Казалось бы, исправить проблему можно просто: зачисти окисленное и обгоревшее, напаяй новые дорожки, да припаяй плату к контактам. А затем, как следует, замотай крышку хорошей изолентой или армированным скотчем. И нет проблем. Но так, лично я, делать не рекомендую. Мы не знаем алгоритма работы микросхемы на плате, да и самого датчика целиком. По маркировке в сети найти ничего не получится, да и компания на букву B, никакой информации на свой сайт не выкладывает. А вдруг, весь механизм работы заключается как раз в шипах и тонкой медной фольге? А мы все дорожки конкретно прояпаяли. Так что либо дополнительно герметизировать крышечку пока датчик еще новенький, либо бежать в магазин за новым. Увы, получить подушкой прямиком по фейсу за 30 мс из-за починенного датчика — удовольствие не из приятных.

Кстати, российские «Жигули» получили первые серийные подушки безопасности, устанавливаемые на конвейере, только начиная с Lada Priora, поскольку только этот автомобиль проектировался сразу для возможности установки подушек безопасности.

Опубликовано 01.03.2017 автором kvv в следующих категориях:
железо статья

Источник

Как проверить датчик удара подушек безопасности мультиметром

Проверка датчика удара подушек безопасности, а точнее, его главного исполнительного элемента — пиропатрона особенно актуальна для приобретаемых подержанных автомобилей, а также после ремонта, аварий, долгосрочного пребывания машины без использования. Рассмотрим самые простые способы, как проверить наличие самой пневмоподушки (airbag) и проанализировать мультиметром исправность пиропатрона датчика.

Устройство системы подушек безопасности автомобиля

Автомобильные подушки безопасности (airbag, аэрбег) принадлежат к системе пассивной безопасности транспортного средства (SRS, Supplemental Restraint System).

Пневмоподушка — это эластичная оболочка, выбрасываемая путем стремительного наполнения газом при срабатывании датчика удара, который замыкает контакты пиропатрона.

Где расположены автомобильные пневмоподушки безопасности

Модули с пневмоподушками находятся в определенных производителем местах. Например, для водителя — по центру рулевого колеса, внутри него, а для пассажира — в панели приборов. Почти всегда они маркируются словом «airbag», «SRS».

Может быть полный набор airbags или часть из них:

• перед передними креслами: внутри руля (верхняя часть торпеды, центр баранки), для пассажира — в приборной панели;
• боковые: дверки, стойки, за обшивкой около окон;
• airbag в спинках сидений;
• для защиты колен, ног: под рулем, бардачком, внизу задних кресел;
• центральные подушки безопасности: подлокотники.

Сравнительно недорогие автомобили оснащаются только фронтальными подушками.

Из чего состоит модуль подушек безопасности машины

Стандартный узел автомобильных подушек безопасности состоит из следующего:

• модуль с оболочкой, состав:
  • узел, отвечающий за наполнение. Стандартно содержит специальный пиропатрон, наполнитель (inflator) из стального корпуса и инициатора — запала (Initiator, igniter), газогенерирующее вещество (обычно азид натрия, нитрат калия);
  • подушка из нейлона в сложенном состоянии с отверстиями, так как после выброса она должна сдуться для уменьшения ее удара о тело, исключения зажатия человека;
• именно сам детектор удара (механизм, смыкающий контакты пироэлемента);
• электронная микросхема управления. Этот узел относится, скорее, к ЭБУ автомобиля.

Ударный сенсор и пиропатрон airbag

Датчик удара (блок управления) будем рассматривать с его главным исполнительным узлом — пиропатроном (газогенератором). Часто под этими обозначениями подразумевают указанные две части вместе, но если быть точным, то под процедурой проверки в первую очередь рассматривают анализ исправности именно второго узла (патрона с запалом и химической смесью), производящего термореакцию, создающего газ и наполняющего им подушку.

Используется также название «пиродатчик». Рассмотрим эту связку в составе всей системы, так как неработоспособность airbag может быть связана с каждой составляющей.

При столкновении датчик регистрирует удар, замыкает контакты электрической части пиропатрона, а тот инициирует термическую химическую реакцию — выделяется газ, который стремительно наполняет оболочку.

Пиропатроны для разных аэрбэгов (фронтальных, боковых) могут отличаться по типоразмеру:

Материал надуваясь, выстреливает, образуя шар, подушку:

Такой выброс (развертывание) настолько быстрый, что напоминает взрыв, весь алгоритм — сработка сенсора с пиропатроном, наполнение воздухом оболочки, ее выход наружу — занимает доли секунды.

Наполненная airbag будет немного теплая от газов, так как они создаются термореакцией специальных химических веществ.

Можно сказать, что «датчик удара» иногда применяется для узла, состоящего из двух частей: именно датчика-реле и пиродатчика. Но в свете рассматриваемой темы надо их отличать. Место вторых непосредственно в модуле подушки безопасности, первых — в разных местах, там, где опасные зоны, например, как ниже на фото для электронных реле:

Где смонтировано реле и пиродатчик подушек безопасности автомобиля

Не пиропатрон (газогенератор), а сами датчики удара стоят в управляющем узле airbag, внутри салона, в отсеке двигателя, то есть они могут быть на отдалении от самого взрывателя и подушки.

Если рассматривать ударные датчики без пироэлемента — именно механизм смыкающий контакты последнего, — то обычно они электромеханические, емкостные. Такие детекторы многоразовые, то есть после удара с ними ничего не произойдет, конечно, если детали не повреждены. Части конструкции после сработки снова автоматически сами «откатываются», приводятся в рабочее состояние. Есть также изделия одноразовой активации.

Сам смыкатель ломается чрезвычайно редко. По этой причине рекомендовано сначала проверить пиропатрон и, если он нерабочий, искать уже поломку в описанном реле (в узле, дающем импульс на запал).

Надо сказать, что также есть электронные детекторы удара. Но в данном случае мы рассматриваем анализ не их, а именно пиропатрона. Проверка датчика, в смысле только реле, смыкателя контактов (электромеханического, электронного) — отдельный вопрос.

А вот пиропатрон всегда надо менять после сработки. Запал найти легко: он всегда в модуле подушки безопасности соединен с нею, так как надувает ее.

Проверка наличия подушек безопасности

Проверка целесообразная особенно для авто б/у, после ремонта, так как иногда продавцы мошенничают, вставляя вместо отработавших деталей муляжи или при отсутствии элемента уверяют покупателя о его наличии. Старые заглушки также могут быть заменены новыми, но внутри нет узла или он неработоспособный. Такие действия встречаются часто, поскольку замена airbag недешевая процедура, иногда стоимость превышает несколько десятков тысяч рублей. Поэтому желательно не только провести визуальный анализ, но и проверить комплектацию, целостность конструкции.

Для начала надо осмотреть салон: в местах установок пневмоподушек должны быть заглушки с надписью Airbag или SRS. Такие крышечки можно снять и посмотреть, есть ли внутри модуль.

Об обмане, халтуре, муляже свидетельствует следующее:

• оттенок заглушки не идентичный общей гамме обшивки;
• царапины, вмятины, потертости, сколы, иные повреждения крышек, посадочных мест свидетельствует о том, что материал восстанавливали после сработки системы;
• если менялись стекла, то очевидно, что была авария, есть высокая вероятность, что подушки безопасности срабатывали.

Надо демонтировать накладку, осмотреть материал airbag и то как он сложен (кустарное вмешательство заметно почти всегда по неровностям, замятиям и прочему).

Также желательно проанализировать внешнее состояние пиропатрона, после сработки на нем остаются следы, царапины.

Работоспособность датчика удара и airbag

Но даже наличие подушки не значит, что она сработает нормально. Ее работоспособность в первую очередь зависит от ударного детектора (блока управления airbag), который приводит в действие (замыкает электроконтакты) пиропатрона.

• анализ индикации на панели управления (высвечивается «беременный мужик»);
• в активации сенсора (он скорее напоминает реле или шток, ударник особой конструкции);
• проверка тестером электроцепи узла, подающего импульс взрывателю.

Индикатор системы подушек безопасности на панели управления

Одной из индикаций на панели приборов в виде схематического изображения человечка на сиденье с пневмоподушкой (в форме шара) или буквами Airbag, SRS показывается состояние рассматриваемого узла безопасности. Чтобы включилась сигнальная лампочка, надо повернуть ключ зажигания, если она не тухнет, то большая вероятность поломки пиропатрона.

Если индикатор вовсе не высвечивается, то возможно бывший владелец автомобиля скрыл поломку или отсутствие модуля подушек безопасности, сделав обманку. Но надо учесть, что иногда и в этих случаях лампочка может работать: часто в электронику вмешиваются так, что создается имитация работоспособности. Поэтому осмотром внутренностей и проверкой мультиметром пиропатрона не стоит пренебрегать.

Роль других датчиков

У некоторых машин дополнительно есть датчик отключения бензонасоса. С ним при слабых столкновениях пневмоподушки не срабатывают, но сенсор отключает бензонасос и машину становится возможным завести только после активации данного детектора.

Некорректная работа airbag может быть связанная с неисправностью сенсора наличия пассажиров (как правило, расположен под сиденьями) и если таковой присутствует в конкретной марке автомобиля. Эти детекторы определяют вес и положение сидящих, а также, с какой стороны удар (боковой, лобовой), чтобы оптимально подобрать скорость надувания, форму, задействовать разные airbag.

Проверка мультиметром пиропатрона (срабатывателя) датчика удара

Самый простой способ проверить пиропатрон (запал) ударного механизма Airbag — использовать мультиметр. Есть много историй о нежелательной сработке при такой процедуре, поскольку взрыватель активизируется при замыкании его контактов, создающего электроимпульс, а мультиметр через щупы подает небольшое напряжение (он питается от «кроны» 9 В). Но если использовать цифровой обычный тестер, то силы тока не хватит, чтобы инициировать сработку — можно проверять напрямую.

В нашем случае процедура может называться «проверкой датчика» (так принято в народе), но по сути это анализ сопротивления именно пиропатрона.

Как проверить датчик удара подушек безопасности, а точнее его пиропатрон, мультиметром измерением сопротивления:

1. Выключить зажигание, вынуть ключ, снять клеммы с аккумулятора.
2. Снять заглушку посадочного места airbag — именно там находится запал.
3. Вытащить пиропатрон.
4. Отсоединить airbag. Можно обойтись и без этого, но нет гарантии, что напряжение от мультиметра не приведет к активации пиропатрона, это маловероятно, как мы уже отметили, но риск сохраняется.
5. Вставить снова запал в разъем (подушка уже отсоединенная) выставить тестер в режим омметра (перевести на отметку 200 Ом), прикоснуться щупами к контактам. Любые отклонения от нормы свидетельствует, что взрыватель неисправен.

• важно правильно подсоединить тестер. Обычно на подключении 2 плюса, а болт — масса, поэтому надо один щуп — к нему, другой — к одному из первых;
• несмотря на то, что напряжения цифрового мультиметра не хватит для сработки запала баллончика реактивов (потребуется 12 В, а в тестере «крона» только на 9 В), все же желательно подушку отсоединить. Так в случае форс-мажора хотя бы она останется несработавшей.

Как читать показатели:

• если пиропатрон стреляный, то есть стоит сработавшее или несправное изделие, то будет 9.9 Ом;
• если сработки не было и устройство исправное — 2 (чаще 2.5) — 3 Ом.

Проверка цепи на обрыв

Желательно проверить целостность каждого находящегося в электроцепи проводка, особенно жилы, идущие к пиропатрону, нет ли на них обрыва. Перед процедурой запал нужно снять, отложить в сторону, затем перевести тестер в режим прозвонки и щупами поочередно проанализировать каждую жилу. Важно осмотреть целостность контактов фишек и клемм, если на них есть грязь — зачистить.

Надо также осмотреть всю конструкцию, нет ли в электроцепи посторонних элементов, так как часто мошенники обходят описанный способ проверки числа Ом, делая «обманку», включая в линию резисторы с определенным сопротивлением, чтобы тестер показал нормальное значение.

Видео по теме

Источник