朱明zhubob汽车电控第九章安全气囊教案.docx

朱明zhubob汽车电控第九章安全气囊教案.docx

《朱明zhubob汽车电控第九章安全气囊教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《朱明zhubob汽车电控第九章安全气囊教案.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

朱明zhubob汽车电控第九章安全气囊教案

朱明zhubob-汽车电控

第九章·安全气囊

复习（5＇）

巡航系统有哪些功能

内容（135＇）

第一节安全气囊系统的组成与工作原理

一、概述

安全气囊系统（SulcntalRestraintSyetem）简称SRS。

安全气囊与安全带配合使用，对乘员的保护效果会更好。

1．安全气囊的类型

1）根据碰撞类型，分为：

正面碰撞防护安全气囊和侧面碰撞防护安全气囊，

2）按照安装气囊的数量，分为：

单气囊系统和双气囊系统两种。

3）按照安全气囊的触发机构来分有三种形式：

电子式的、电气一机械式的、机械式的。

2．安全气囊对人体进行保护的作用原理

安全气囊对人体进行保护的作用原理如图9—1所示。

汽车在行驶过程中发生碰撞时，传感器接收撞击信号，达到规定强度，向电子控制器发出信号。

电子控制器接收到信号后，与存储数据相比较，若达到气囊展开条件，驱动电路向气囊组件中的气体发生器输送起动信号。

引燃发气剂，产生大量气体，经过滤并冷却后进入气囊，使气囊在极短时间内突破衬垫迅速展开，在驾驶员或乘客的前部形成弹性气垫，并及时泄漏收缩吸收冲击能量，从而有效地保护人体头部和胸部，以免伤亡

3．安全气囊的应用

北美、欧洲、日本等发达国家和地区装备率已达到90％以上。

二、安全气囊系统的组成与工作原理

组成：

由传感器、电子控制系统、气囊组件等三部分。

典型的单安全气囊系统的组成，图9—2所示

奥迪轿车安全气囊系统。

图9—3所示

安全气囊紧紧地折叠后置于转向盘中间缓冲垫的下面。

1．安全气囊用的传感器

按其功能来分，有碰撞传感器和安全传感器两大类。

碰撞传感器：

按在汽车上的安装位置又分为前方碰撞传感器和中央碰撞传感器两种。

一般安装在汽车前方左右两侧，以检测前方左右两例纵向30°范围内的撞击。

由于中央碰撞传感器安装在电子控制器ECU内，用来检测高速碰撞的程度，是作为提高安全系统的可靠性而设置的，所以称之为中央传感器。

安全传感器的主要功用：

防止气囊系统在非碰撞状况下引起气囊的误动作。

传感器按结构原理分类为：

全机械式、机电式、压电式、电子式等多种气囊传感器。

1）全机械式传感器

全机械式传感器的结构如图9-4所示，该传感器遵循小球在圆柱形钢筒内运动的原理。

全机械式传感器工作示意图。

如图9-5

特性：

这种传感器是速度、加速度传感器，这种传感器在低速撞击以及粗糙路面撞击下能保证安全气囊不起动，可靠性极高；

缺点是受单点传感的限制，对各部件精度要求高，且需耐磨。

2）机电式传感器

应用最多的机电式传感器有两种。

1）、滚筒式机电传感器，如图9-6所示，

它主要由电路触点、加载弹簧滚筒、电阻器、壳体等组成。

加载薄壁滚筒当发生碰撞所产生的冲击力达到一定程度时，在加速度的作用下，会引起滚筒沿着自己的轨迹展开并向前推动。

当滚筒接触到其前部电路触点时，使连接SRS电脑的电路闭合接通。

特性：

它是一种加速度传感器，只能测量到前后的运动力而不能检测左右的移动力，并且它对低速撞击和粗糙面过于敏感，

钢球式机电传感器的结构如图9—7所示：

传感器是一个小球在圆柱形钢套内运动，小球被磁场力约束，

其工作原理如图9—8所示：

在正常情况下，钢球被磁力吸附在钢套的一端，当汽车以超过某特定的车速发生碰撞时，钢球将克服磁场力，向前运动，当接触到电触头时便将局部电路接通。

碰撞后磁场力自动把钢球吸离电触头，回到原位。

特性：

这种传感器既是加速度传感器，又是速度传感器。

由这种传感器组成的传感器系统通常由3个传感器组成。

2个钢球式传感器并联，再与安全传感器相串联，如图9-9所示。

当驾驶室内安全传感器和放置在屈服区内的2个传感器中的任何一个传感器同时接通时，气囊系统才被点火起

动。

只要时速差达到3km/h的碰撞就闭合（接通电路）。

优点：

它有双级感应特性，可以检测各种撞击信号，对正斜撞击均反应迅速准确，有相当大的反应提前量，工作稳定。

对低速撞击和粗糙路面撞击防止气囊起爆稳定性好，可靠性比前述两种传感器高。

这种传感器系统目前应用很广

缺点：

系统构成不集中，导线及传感器放置多，

2）、偏心锤式前方传感器是机电式碰撞传感器应用较多的

。

此传感器安装在保险杆与挡泥板之间，用来检测低速冲撞的信号。

传感器装在一个密封的防震保护盒内，其结构如图9—10所示。

工作原理是，汽车正常行驶时，扭力弹簧将锤、动触头定在止点位置，传感器没有触发信号给电子控制器。

当汽车碰撞时，减速度力克服弹簧的扭力而使锤产生运动，带动触桥转动，使动、静触头接合。

此时传感器向电子控制器输入一个“ON”信号。

ECU去引爆气囊组件和安全带预紧器电雷管，使安全带拉紧、气囊充开而起到安全保护作用。

该传感器有4个引脚，其中2个引脚接电子控制器，另外2个为自诊断引脚，如图9-11所示。

电阻的作用是诊断本传感器和电子控制器之间是处于开路状态，还是处于正常状态。

3）压电式中央（碰撞）传感器

中央传感器是一个半导体压力下传感器，它具有稳定性好、应变灵敏系数K值大（约100—150）及压敏电阻效应性好等特点。

中央传感器的结构如图9—12所示。

工作原理：

其悬臂架压在半导体应变片的两端。

当汽车发生碰撞时，半导体应变片在悬臂减速力作用下发生弯曲应变，

中央传感器安装在中央控制器内，功用是用来感测汽车发生高速冲撞的信号，并将其输入到电子控制器，引爆气囊电雷管，使气囊张开。

4）水银式安全传感器

防止系统在非碰撞状况引起气囊的误动作。

一般安装两个，实际是一个水银常开开关。

如图9—13所示：

当发生碰撞时，足够大的减速度力将水银抛上，使安全传感器两触头（触点）闭合，将电雷管电路接通。

5）横向加速度传感器

该传感器通常利用耦合变压的原理来获得加速度信号，

结构外形与原理如图9-14所示：

’2．气囊组件

驾驶员与副驾驶员两侧气囊基本组成原理是一样的。

气囊组件组成由：

气体发生器、气囊、衬垫和固定部件等。

驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处，其内部结构如图9-15所示。

副驾驶员侧气囊组件安装在汽车乘客一侧仪表板的上部，如图9—16所示。

气囊折叠在气囊盒中，其材料为尼龙织物，内层涂聚氯丁二烯，能承接大于2．5kN的拉力。

气囊衬垫：

具有保护气囊作用，在气囊张开时易于碎裂而不影响气囊膨胀，而且碎裂时不会伤害驾乘人员，因此，采用轻度发泡的聚氨脂朔料薄板制成。

气体发生器：

由引爆器（电雷管）、气体发生剂（气化剂）和过滤器等组成。

气体发生器是以爆炸的形式迅速产生气体。

过滤器：

采用多孔粉末冶金金属板制作，降温、降压效果好，价格便宜。

1）气体发生器

特点是燃爆品，在极短的时间内可使环境发生剧烈变化。

（1）气体发生器的种类。

气体发生器通常分为固体燃料式和混合式两种。

固体燃料式气体发生器：

产生的气体全来自气体发生剂（即气化剂）的燃烧，所以气体灼热

混合式气体发生器；

在储气缸中有压缩气体和一小部分火药。

工作时火药将储气缸阀门炸开，压缩气体冲出。

使用混合式气体发生器时的气囊温度比使用固体燃料式气体发生器时的温度低。

（2）燃料式气体发生器的组成及原理。

气体发生器主要由外壳、引爆器（电雷管、点火器、引燃器）、增压充剂、气体发生剂、过滤器等组成，

各部分结构如图9-17所示。

1气体发生器外壳。

一般采用铝合金或钢板冲压成型。

引爆器（电雷管或称点火器）。

引爆器由引爆筒总成和尼龙壳体组成。

引爆筒又由电热丝、药托、药筒等组成。

如图9—18所示，

作用过程：

②引爆器引线端有电，电流通过电热丝，电热丝产生热量，引燃火药，生成的压力和热量冲破药筒将增压充剂引燃。

与引爆器相接的连接器中设有短路条，防止静电、感应电或误通电造成气囊误膨胀。

③增压充剂。

增压充剂装于引爆器与气体发生剂之间。

气体发生剂。

气体发生剂主要是叠氮化钠合剂，

（3）过滤器。

过滤器作用：

一是冷却生成的气体，二是滤出燃烧后产生的杂质。

采用金属纤维毡加陶瓷纤维纸作过滤介质。

2）气囊

安全气囊按大小可分为保护整个上身的大型气囊和主要保护面部的小型护面气囊。

由于欧洲普遍使用安全带，气囊只是补充性的保护装置，故欧洲气囊多为小型护面气囊。

它的优点：

体积小、轻，且成本低，但它一定要与安全带配合使用。

美国则针对末使用安全带而设计，采用了大型气囊，能保护乘员的头部和上肢。

3）衬垫（饰盖）

衬垫由聚氨酯制成。

在制造过程中使用了很薄的水基发泡剂，所以质量特别轻。

平时它作为转向盘的上表面把气囊与外界隔离开，它在气囊展开过程毫无阻碍。

当报废装有安全气囊系统的车辆或只报废带有安全气囊的转向盘时对衬垫的处理。

按照下述要求有步骤地进行，否则会相当危险。

（1）安全气囊展开会发出相当大的爆炸声，操作必须在户外进行。

（2）在展开安全气囊时，必须使用维修工具（SST），在远离电场干扰的地方进行操作。

使用前先要对SST进行有效确认，确认方法：

将SST的红、黑两只夹子分别连接到蓄电池的正极和负极上，

注意！

不要连接与安全气囊系统相连的黄色连接器。

按下SST的启动开关，确认SST启动开关的红灯是否亮。

若未按下启动开关时发光二极管LED就亮了，说明SST失效，不能使用。

（3）在安全气囊展开时，转向盘衬垫是很热的，所以在展开后30min内不要碰它。

（4）在处理带有已展开安全气囊的转向盘衬垫时，要戴上手套和防护眼镜。

（5）不要使带有已展开安全气囊的转向盘衬垫与水接触。

（6）工作完成之后，务必要用水洗手。

4）固定部件．

气囊和气体发生器用安装板和固定环连在一起并予以密封。

气囊总成用转向盘气囊饰盖封装。

3．安全气囊电子控制系统：

安全气囊的电子控制装置主要由SRS电脑、螺旋形电缆、配线、SRS指示灯、SRS电源等。

1）SRS电脑（安全气囊ECU）

SRS电脑是安全气囊的控制中心，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组成：

由稳压电路、备用电源电路、SRS侦测电路、点火控制引焊电路、安全传感器、故障自诊断电路等部分。

丰田车系安全气囊系统ECU组成及连接电路如图9-20所示：

双气囊系统ECU结构框图。

图9-21

2）螺旋形电缆

螺旋形电缆的功用是把电信号输送到安全气囊引爆器（装在转动的转向盘内）的接线上。

为了实现静止端与活动端的可靠连接，采用螺旋形电缆，如图9-22所示。

它被安装在托盘内，托盘则通过螺栓固定在转向轴顶部，以顺逆两个方向的盘绕来实现作旋转运动的一端与固定端的可靠连接。

螺旋彤电缆的电阻取决于其本身材料和长度。

电缆材料为复合膜铜带。

长度由转向盘最大转向圈数和转向轴安装毂的最小内径决定，可分别向左右作2．5圈转动。

3）SRS警示灯

SRS警示灯装在仪表板上，有用图形显示[图9-23a），有用字母显示[图9-23b）。

SRS系统正常：

一般把点火开关置于“ON”档后，SP,S警示灯闪亮（或不间断亮），6~8s后熄灭，。

SRS系统有故障：

如果SRS警示灯不亮，或不停地闪烁，或常亮。

4）SRS系统电源

安全气囊电源由从点火开关接出的汽车蓄电池（或交流发电机）主电源、稳压器、备用电源等组成。

练习（5＇）

安全气囊对人体进行保护的作用原理

小结（15＇）

1.安全气囊的类型

2.安全气囊对人体进行保护的作用原理

3.安全气厂囊系统的组成与工作原理

作业（5＇）

（把课堂练习写成作业待交）

复习（5＇）

安全气囊对人体进行保护的作用原理

内容（30＇）

第二节安全气囊故障自诊断系统

安全气囊系统均有故障自诊断功能，

在维修气囊系统时要求使用专门的测试设备。

在触发诊断系统前，要查阅有关的维修手册。

在维修之前须使气囊系统处于不能工作的状态，一般采用断开蓄电池电源的方法，有的则需要断开引爆器，使备用电源也不能起作用。

主要车型的故障诊断方法介绍如下：

1．丰田车系安全气囊系统故障诊断方法

丰田车系安全气囊系统在仪表盘上设有指示灯，当安全气囊系统出现故障时，自诊断系统将故障码存储在安全气囊ECU中，可按下面的程序调取，由SRS指示灯显示。

1）故障码的调取

安全气囊系统故障码的调取也是通过跨接线在诊断座上读取的方法进行，具体步骤如下：

（1）将点火开关拧到ACC或ON位置，等待20s以上；

（2）将诊断座的TC端子与E1端子用导线跨接，如图9-24所示。

此时安全气囊指示灯将会闪烁故障码。

故障码波形，如图9-25所示，故障码内容如表9-2所示。

2）故障码的清除

检修工作完成后，使点火开关处于Off位置，拆下蓄电池搭铁线或拆下"ECU--B”熔断器l0s以上，然后装回即可清除故障码。

2．日产车系安全气囊系统故障诊断

日产车系安全气囊系统采用三个前碰撞传感器，系统控制信号增加了车门开关信号，即只有在车门关闭的状态下，才有可能引爆气囊。

日产车系安全气囊故障自诊断系统有三种模式：

（1）使用者模式；

（2）目前故障码模式；（3）记忆故障码模式。

1）故障码调取

（1）打开驾驶员侧车门，在7s内将车门灯开关连续开关5次以上，然后再将点火开关打开（ON），系统即进入“目前故障码模式”诊断状态，由仪表盘上的SRS灯读取故障码。

（2）再将车门灯开关“关开”一次，并保持点火开关在ON状态7s以上，系统即进入“记忆故障码读取模式”，读取记忆的故障码。

（3）将点火开关再“关开”一次，回到模式

（2）目前故障码模式；

（4）再将点火开关再“关开”一次，即回到模式

（1）使用者模式。

2）故障码的清除

将蓄电池搭铁线拆下10s后再装回，故障码即被清除。

故障码内容见表9-3所示。

练习（5＇）

安全气囊系统故障诊断故障码的调取

小结（5＇）

安全气囊系统故障诊断故障码的调取

作业（5＇）

（把课堂练习写成作业待交）

第三节安全气囊的保护装置及其注意事项

复习（5＇）

安全气囊系统故障诊断故障码的清除

内容（30＇）

1．安全气囊的保护装置

为了保证安全气囊系统工作的可靠性，防止误引爆，安全气囊ECU内装有一个特殊的传感器安全传感器。

没有安全传感器的输出，并不发出点火信号。

气囊点火判断的逻辑电路图。

图9-26所示

气囊系统的连接器采用了双保险锁定和分断自动短接措施。

2．安全气囊使用注意事项

（1）安全气囊警示灯不亮，或点亮超过8s，或行车时点亮，都表明该系统工作不正常，需由专业人员认真检查维修。

（2）安全气囊装置只能工作一次，发生事故引爆后，必须由专业人员更换新的安全气囊，千万不能从其他车上拆下旧气囊来利用。

（3）维修安全气囊时，拆下蓄电池搭铁线90s以上，以防备用电源使气囊误爆。

（4）维修工作前先进行故障自诊断，利用故障码找出故障部位，然后维修。

（5）碰撞传感器、电控单元、气囊组件等元件出现故障应换新件。

（6）安全气囊的可靠性及寿命约为10年，应由专业人员更换。

（7）在车辆上施焊作业时，先脱开气囊组件的连接器才能进行。

（8）正常使用中防止过热、撞击等容易引爆气囊的不利因素发生。

（9）车辆报废时，安全气囊一定要拆下在车外引爆处理。

拆卸处理安全气囊的具体方法如下：

①将点火开关置于LOCK位置，并从蓄电池负极端子拆下电缆等待20s或更长时间。

②安装SST（专用工具）。

脱开螺旋电缆的安全气囊连接器，将SST的连接器连接到螺旋形电缆的连接器上，并把SST移到汽车前方10m以外远处，关上汽车所有门窗，如图9-27所示。

③引爆气囊。

把SST的红黑两个夹子连到蓄电池的正、负极上。

确认人员安全的情况下，按下SST启动开关，LED亮的同时，安全气囊引爆。

④然后再作破坏性处理。

练习（5＇）

安全气囊使用注意事项

小结（5＇）

安全气囊使用注意事项

作业（5＇）

（把课堂练习写成作业待交）