《精编》汽车安全气囊系统

来源:演讲稿 发布时间:2020-05-21 15:19:49 点击:
授人以鱼不如授人以渔 现代汽车新配置实务 安全气囊系统 11 主讲 朱明高级技师 经济师 工程师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员 授人以鱼不如授人以渔 第一节安全气囊系统概述 为了减少碰撞事故中对驾驶员 乘员的伤害 现代轿车大都装有电子式安全气囊系统 即SRS系统 一 电子式安全气囊系统的组成和工作原理电子式安全气囊主要由碰撞传感器 辅助保护系统指示灯 SRS指示灯 带防护碰撞传感器的SRS电脑和SRS气囊组件四部分组成其中气囊组件组件主要由STS气囊 气体发生器和点火器组成 授人以鱼不如授人以渔 汽车安全气囊系统 SupplementalRestraintSystem SRS 是轿车上的一种辅助保护系统 也称空气袋 AIRBAG 当汽车遭到正面或侧面严重冲撞时能很快膨胀的缓冲垫 与座椅安全带配合使用 可以为乘员提供有效的防撞保护 可有效降低汽车乘员及驾驶员的伤亡率 是拯救乘员生命的重要装置 应该指出的是SRS系统实际上是安全带的辅助装置 只有在使用安全带的条件下 SRS系统才能充分发挥保护乘员的作用 目前按照安全气囊的数量可分为单气囊系统 只装在驾驶员侧 方向盘中部 双气囊系统 驾驶员侧和前乘客侧工具箱上方的仪表板内各有一只 多气囊系统 包括后排乘员也有 气囊盖板上标有 AIRBAG 字样 它们的工作原理基本一样 汽车安全气囊系统 授人以鱼不如授人以渔 安全气囊系统的组成 安全气囊系统主要包括 碰撞传感器 气囊电脑 系统指示灯 气囊组件以及连接线路 气囊组件主要包括 气囊 气体发生器以及点火器等 授人以鱼不如授人以渔 安全气囊组件的组成 如图11 1所示 图11 1安全气囊组成图 授人以鱼不如授人以渔 一 安全气囊系统的组成 如图11 2所示 图11 2安全气囊系统的组成 授人以鱼不如授人以渔 三 安全气囊系统部件的结构与原理 一 碰撞传感器碰撞传感器的作用是检测车辆发生碰撞时的减速度或惯性力 并将信号送到安全气囊系统的专用电脑 它安装在车身前部和中部 一般设有3 4个 前碰撞传感器一般为2 3个 一般安装在车身两侧的前翼子板内侧或两侧前照灯支架下面或发动机散热器支架左右两侧等防护碰撞传感器又称为安全碰撞传感器或侦测碰撞传感器 一般与SRS电脑组装在一起 安装在驾驶室中部变速杆前 后的装饰板下面 授人以鱼不如授人以渔 1 传感器 按照气囊布置形式的不同 正面碰撞设有前碰撞传感器 侧面碰撞设有侧撞传感器及乘员区别传感器 安全带扣环 侧撞传感器 装于汽车B柱及C柱上用于检测汽车的侧面碰撞 条件符合后 SRSECU将侧安全气囊展开 乘员区别传感器 用来检测座椅垫上是否有乘客或物品 若座椅是空的或座椅上放置重量非常轻的物品时 SRSECU检测到这一信号 当发生正面碰撞时 不展开乘客侧安全气囊 避免不必要的维修成本 授人以鱼不如授人以渔 1 碰撞传感器 1 碰撞传感器对于各汽车制造厂生产的车辆 碰撞传感器的安装位置不尽相同 而且碰撞传感器的名称也不统一 例如有些碰撞传感器按照工作原理也称为加速度传感器 按照用途的不同 碰撞传感器分为 触发碰撞传感器和防护碰撞传感器 触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器 用于检测碰撞时的减速度或惯性 并将碰撞信号传给气囊电脑 作为气囊电脑的触发信号 防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器 它与触发碰撞传感器串联 用于防止气囊误爆 授人以鱼不如授人以渔 1 碰撞传感器 按照结构的不同 碰撞传感器分为 机电式碰撞传感器 电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器 防护碰撞传感器一般采用电子式结构 触发碰撞传感器一般采用机电结合式结构或机械式结构 机电结合式碰撞传感器是利用机械的运动 滚动或转动 来控制电气触点动作 再由触点断开和闭合来控制气囊电路的接通和切断 常见的有滚球式和偏心锤式碰撞传感器 电子式碰撞传感器没有电气触点 目前常用的有电阻应变式和压电效应式2种 机械式碰撞传感器常见的有水银开关式 它是利用水银导电的特性来控制气囊电路的接通和切断 授人以鱼不如授人以渔 碰撞传感器 对于早期的汽车 一般设有多个触发碰撞传感器 安装位置一般在车身的前部和中部 例如车身两侧的翼子板内侧 前照灯支架下面以及发动机散热器支架两侧等部位 随着碰撞传感器制造技术的发展 有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊电脑内 防护碰撞传感器一般都与气囊电脑组装在一起 图1 多数安装在驾驶舱内中央控制台下面 授人以鱼不如授人以渔 碰撞传感器的类型1 按其功能可分为 碰撞烈度传感器和防护碰撞传感器两大类碰撞烈度传感器用于检测汽车遭受碰撞的激烈程度 其信号是电脑判断是否引爆点火剂的主要依据 防护碰撞传感器与碰撞烈度传感器串联 用于防止前碰撞传感器短路而造成气囊误爆现象 其信号是电脑确定是否发生碰撞依据 2 按总体结构可分为 机电结合式 电子式 水银开关式机电结式碰撞传感器是利用机械机构运动 滚动或转动 来控制触点动作 再由触点断开与闭合来控制SRS气囊电路接通与切断 目前常用的有滚球式 滚轴式和偏心锤式等 电子式碰撞传感器是利用传感器输出的电压信号 通过SRS电脑 指示点火装置工作 目前常用的有电阻应变计RSG式和压电效应式碰撞传感器 水银开关式碰撞传感器是利用水银导电的特性来控制SRS气囊电路的接通或切断 授人以鱼不如授人以渔 1滚轮式碰撞传感器滚轮式碰撞传感器又称偏压磁铁传感器 其结构如图所示 主要由滚球1 永久磁铁2 导缸3 触点4 壳体5等组成 两个触点4固定不动 并分别与传感器的引线端子连接 铁质滚球1用来感测惯性或减速度的大小 可在导缸3内移动或滚动 壳体5上印制有箭头标记 安装时必须按使用说明书规进行安装 指向前方或后方 授人以鱼不如授人以渔 滚球式碰撞传感器的工作原理如图所示 1 当传感器处于静止状态时 在永久磁铁的磁力作用下 导缸内的滚球被吸向磁铁 两个触点未被连通 如图 a 所示 2 当汽车遭受碰撞 滚球的惯性力大于永久磁铁的吸力时 惯性力使滚球克服磁铁的吸力沿着导缸向左运动 将两个触点接通 接通SRS气囊的搭铁回路 如图 b 所示 日产 马自达等汽车即采用此种传感器 授人以鱼不如授人以渔 2滚轴式碰撞传感器滚轴式碰撞传感器结构如图所示 主要组成由 止动销1 滚轴2 滚动触点3 固定触点4 底座5 片状弹簧6等片状弹簧6与传感器的一个引线端子连接 一端固定在底座5上 另一端绕在滚轴2上 滚动触点3固定在滚轴部分的片状弹簧上 并可随滚轴一起转动 固定触点4固定在底座5上 并与传感器的另一个引线端子连接 当传感器处于静止状态时 滚轴在片状弹簧弹力作用下滚向止动销一侧 滚动触点与固定触点处于断开状态 如图 a 所示 当汽车遭受碰撞 使滚轴的惯性大于片状弹簧的弹力时 惯性力克服弹簧弹力使滚轴向前滚动 将滚动触点与固定触点接通如图b所示 从而接通SRS气囊的搭铁回路 丰田 本田和三菱等汽车采用此种传感器 授人以鱼不如授人以渔 3偏心锤式碰撞传感器偏心锤式碰撞传感器又称偏心转子式碰撞传感器 其结构如图所示 授人以鱼不如授人以渔 偏心锤式传感器的工作原理如图所示当传感器处于静止状态时 在复位弹簧的作用下 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处于断开 如图a所示 当汽车遭受碰撞使偏心锤的惯性力矩大于复位弹簧的弹力力矩时 惯性力矩克服弹簧力矩使转子总成转动 从而带动转动触点臂转动 使转动触点与固定触点接触如图b SRS气囊的搭铁回路接通 授人以鱼不如授人以渔 4水银开关式碰撞传感器水银开关式碰撞传感器一般用作防护传感器 其结构如图所示当汽车发生碰撞时 减速度将使水银产生惯性力 惯性力使水银运动方向上的分力将水银抛向传感器电极 使两个电极接通 从而接通气囊点火器电源电路 授人以鱼不如授人以渔 5电阻应变计式碰撞传感器电阻应变计式碰撞传感器结构如图所示主要由电子电路4 电阻应变计5 振动块6 缓冲介质7和壳体3等组成 电子电路包括稳压与温度补偿电路W 信号处理与放大电路A 应变计的电阻R1 R2 R3 R4制作在硅膜片8上 当膜片产生变形时 应变电阻的阻值就会发生变化 为提高传感器的检测精度 应变电阻一般都连接成桥式电路 并设有稳压和温度补偿电路 授人以鱼不如授人以渔 当汽车发生撞击时 振动块振动 缓冲介质随之振动 使电阻应变计的应变电阻发生变形 从而使其电阻值也发生变化 经信号处理与放大后 传感器S端输出的信号电压就会发生变化 SRS电脑根据电压信号强弱便可判断碰撞的程度 如果信号电压超过设定值 SRS电脑就会立即向点火器发出点火指令引爆点火剂 使充气剂受热分解产气体给气囊充气 电阻应变计式碰撞传感器 授人以鱼不如授人以渔 6压电效应式碰撞传感器压电效应式碰撞传感器是利用石英或陶瓷制成的压电晶体在压力作用下 晶体外形发生变化而使其输出电压发生变化制成的传感器当汽车发生碰撞时 传感器内的压电晶体在碰撞产生的压力作用下变形 产生压电效应 输出的电压发生变化 SRS电脑就根据电压信号强弱便可判断碰撞的程度 从而控制安全气囊是否引爆 授人以鱼不如授人以渔 图1带有碰撞传感器的气囊电脑 授人以鱼不如授人以渔 2 气囊电脑是气囊系统的核心部件 2 气囊电脑它是气囊系统的核心部件 大多安装在驾驶舱内中央控制台下面 图2 气囊爆炸后 在气囊电脑中会存储碰撞数据和故障码 这些故障码用普通仪器无法清除 为了保证气囊工作的可靠性 很多汽车生产厂家建议气囊电脑一次性使用 但是气囊电脑的价格很高 因此很多具有气囊电脑数据修复功能的仪器被开发出来 通过读取并修复碰撞数据 可以实现气囊电脑的再次使用 需要注意的是 配件市场上存在将修复电脑作为新配件销售的情况 购买配件时应注意 授人以鱼不如授人以渔 图2帕萨特B5气囊电脑 授人以鱼不如授人以渔 二 SRS电脑SRS电脑通常安装在驾驶室变速杆前 后的装饰板下面其主要由SRS电脑模块 信号处理电路 备用电源电路 保护电路和稳压电路等组成 图为韩国现代轿车SRS控制组建框图 授人以鱼不如授人以渔 SRS电脑 授人以鱼不如授人以渔 1SRS电脑模块SRS电脑模块的主要功用是检测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设定值 控制气囊组件中的点火器引爆点火剂 SRS电脑模块主要由模 数 A D 数 模 D A 转换器 串行输入 输出 I O 接口 只读存储器ROM 随机存储器 电可擦除编程只读存储器EEPROM和定时器等组成汽车行驶过程中 SRS电脑不断接收碰撞传感器传来的车速变化信号 经过数学计算和逻辑分析判断后 确定是否发生碰撞 当判断结果为发生碰撞时 立即运行控制点火的软件程序 并向点火电路发出点火指令引爆点火剂 使充气剂受热分解释放气体给SRS气囊充气 除此之外 SRS电脑还要对控制组件中关键部分的电路 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 不断进行诊断检测 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 授人以鱼不如授人以渔 2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 授人以鱼不如授人以渔 3备用电源电路备用电源的功用是当汽车电源于SRS电脑之间的电路切断时 在一定时间 一般为6秒 内 维持安全气囊系统供电 保持安全气囊系统的正常工作 安全气囊系统有两个电源 一个是汽车电源 另一个备用电源 BACK UPPOWER 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组件中 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 点火开关接通10秒后 如果汽车电源电压高于SRS电脑的最低工作电压 备用电源即可完成储能任务 授人以鱼不如授人以渔 4保护电路和稳压电路保护电路的作用是防止汽车电器系统中所产生的瞬时过电压 使安全气囊系统中的电子元件遭受损坏稳压电路是为了保证汽车电源电压发生变化时 安全气囊系统能正常工作 授人以鱼不如授人以渔

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