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互聯(lián)網(wǎng) wl04qc1b 汽車構(gòu)造維修 2006-12-09
1.概述
在汽車發(fā)生沖撞時(shí),安全氣囊系統(tǒng)對(duì)保護(hù)駕乘人員的安全十分有效。目前安全氣囊系統(tǒng)一般為轉(zhuǎn)向盤單氣囊系統(tǒng),或者雙氣囊系統(tǒng)。安裝有雙氣囊和安全帶預(yù)緊器系統(tǒng)的車輛在發(fā)生沖撞時(shí),不管速度高低,氣囊和安全帶預(yù)緊器同時(shí)動(dòng)作,因此造成低速?zèng)_撞時(shí)氣囊的浪費(fèi),使維修費(fèi)用增加很多。 兩次動(dòng)作的雙安全氣囊系統(tǒng),在汽車發(fā)生沖撞時(shí),能根據(jù)汽車的速度和加速度的大小,自動(dòng)地選擇只使用安全帶預(yù)緊器動(dòng)作,還是安全帶預(yù)緊器和雙氣囊同時(shí)工作。這樣,在低速發(fā)生沖撞時(shí),系統(tǒng)只使用安全帶即能足夠保護(hù)駕乘人員安全,而不用浪費(fèi)氣囊。如果在速度大于30km/h發(fā)生沖撞時(shí),安全帶和氣囊同時(shí)動(dòng)作,以便保護(hù)駕乘人員的安全。 2.兩次動(dòng)作的雙氣囊系統(tǒng)工作原理 兩次動(dòng)作的雙氣囊系統(tǒng)在轎車上的布置如圖 1所示,它是由傳感器、中央控制器、雙氣囊、雙安全帶預(yù)緊器和接頭等組成。其工作原理如圖 2所示。 中央控制器由中央傳感器、電子控制器、安全傳感器和輔助電源組成。氣囊中除了氣囊外,還有電雷管、氣體發(fā)生器;安全帶預(yù)緊器中也有電雷管。本系統(tǒng)的電氣聯(lián)接特點(diǎn)是:①左右兩個(gè)前方傳感器并聯(lián),并聯(lián)后與左右安全帶預(yù)緊器電雷管、安全傳感器串聯(lián)。②中央傳感器和前方傳感器并聯(lián),它們串聯(lián)后的電路也并聯(lián)。 系統(tǒng)的工作原理如下: 在汽車行駛中,3個(gè)傳感器不斷將車速變化的信息輸入到電子控制器,經(jīng)電子控制器不斷地計(jì)算、分析、比較和判斷,并隨時(shí)準(zhǔn)備發(fā)出指令。當(dāng)車速小于30km/h沖撞時(shí),前方傳感器和其串聯(lián)的安全傳感器同時(shí)向電子控制器輸入撞車信號(hào),并發(fā)出引爆安全帶預(yù)緊器電雷管的指令,而中央傳感器發(fā)出的信號(hào)不能使電子控制器發(fā)出引爆氣囊電雷管的指令。所以,在低速(減速度較小)沖撞時(shí),只要預(yù)緊器向后拉緊安全帶,就足以保護(hù)駕乘人員不撞向前方。 在高速(減速度較大)沖撞時(shí),前方傳感器和中央傳感器同時(shí)向電子控制器輸入沖撞信號(hào),電子控制器在迅速判斷后發(fā)出指令,同時(shí)引爆左右預(yù)緊器和雙氣囊的電雷管。安全帶向后拉緊的同時(shí),2個(gè)氣囊同時(shí)張開,吸收駕乘人員因減速度大而產(chǎn)生的沖撞能量,有效地保護(hù)他們的安全,如圖 3所示。 當(dāng)汽車和前面的固定物沖撞時(shí),汽車行駛的速度越快,減速度就越大,傳感器接受到的力就越大。若將前方傳感器和中央傳感器預(yù)設(shè)定的力分為上、下限,即前方傳感器的預(yù)定沖撞速度在小于30km/h的下限值,并且相應(yīng)的安全傳感器預(yù)設(shè)值也是下限值,則汽車發(fā)生低速?zèng)_撞時(shí),電子控制器只使安全帶預(yù)緊器引爆。中央傳感器預(yù)設(shè)值為上限,則汽車高速?zèng)_撞時(shí),前方傳感器,中央傳感器和安全傳感器同時(shí)向電子控制器輸出沖撞信號(hào),電子控制器使所有的電雷管引爆,則安全帶拉緊,氣囊張開。 從發(fā)生沖撞、傳感器發(fā)出信號(hào)到控制器判斷引爆電雷管,大約需要10ms時(shí)間。引爆后,氣體發(fā)生器產(chǎn)生大量氮?dú),迅速吹脹氣囊。從發(fā)生沖撞到氣囊形成,進(jìn)而到安全帶拉緊,全過程所需時(shí)間為30-35ms,所以氣囊系統(tǒng)的保護(hù)效果是非常好的。 當(dāng)氣囊引爆后,由于產(chǎn)生的氣體大量涌進(jìn)氣囊,使氣囊的壓力增高,不利吸收沖撞能量,所以,在氣囊的后面有2個(gè)排泄壓力的氣體排放孔,有利于保護(hù)駕乘人員的安全。 3.系統(tǒng)主要部件 (1)前方傳感器 此傳感器安裝在保險(xiǎn)杠后與擋泥板之間,用來感測(cè)低速?zèng)_撞的信號(hào)。前方左右2個(gè)傳感器結(jié)構(gòu)相同,都是偏心錘式機(jī)械傳感器。傳感器裝在1個(gè)密封的防振保護(hù)盒內(nèi),其結(jié)構(gòu)如圖 4所示。 前方傳感器的工作原理是:汽車正常行駛時(shí),扭力彈簧將錘、動(dòng)觸頭定在止點(diǎn)位置,傳感器沒有觸發(fā)信號(hào)給中央控制器。當(dāng)汽車沖撞時(shí),慣性力克服彈簧的扭力而使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)動(dòng),使動(dòng)、靜觸頭接合。此時(shí),傳感器向中央控制器發(fā)生“接通”信號(hào),同時(shí)安全傳感器也接通,于是電子控制器發(fā)出引爆安全帶預(yù)緊器電雷管的指令,使安全帶拉緊而達(dá)到安全保護(hù)作用。 前方傳感器有4個(gè)引腳,其中2個(gè)引腳接到電子控制器,另外2個(gè)為自診斷引腳。金屬電阻的作用是診斷本傳感器和中央控制器之間是處于開路狀態(tài)還是處于正常狀態(tài)。 (2)中央傳感器 中央傳感器裝在中央控制器內(nèi),用來感測(cè)汽車發(fā)生高速?zèng)_撞的信息,并將其輸送到電子控制器,用來引爆氣囊電雷管,使氣囊張開。同時(shí)前方傳感器也引爆了預(yù)緊器的電雷管,即安全帶預(yù)緊和氣囊張開同時(shí)起作用。 中央傳感器是1個(gè)固體半導(dǎo)體壓力傳感器,它具有穩(wěn)定性好、應(yīng)變靈敏系數(shù)K值大(約100-150)及壓敏電阻效應(yīng)線性好等特點(diǎn)。 中央傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 5所示。其懸臂架壓在半導(dǎo)體應(yīng)變片的兩端,當(dāng)汽車發(fā)生沖撞時(shí),半導(dǎo)體應(yīng)變片在懸臂減速度力作用下發(fā)生彎曲變形,受壓后的電阻發(fā)生變化,電阻的變化引起動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀輸出電壓發(fā)生變化。汽車的速度越大,沖撞后產(chǎn)生的減速度力越大,則輸出的電壓也越大。 由于半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器輸出特性受溫度影響較大,故應(yīng)用晶體管的基極發(fā)射極間電壓Vbe的溫度變化來消除傳感器輸出特性的變化,所以半導(dǎo)體傳感器要求有穩(wěn)定電源。 (3)安全傳感器 本系統(tǒng)設(shè)立了2個(gè)安全傳感器,用來防止系統(tǒng)在非沖撞時(shí)引起氣囊的誤動(dòng)作。它們裝在中央控制器內(nèi),是1個(gè)水銀常開開關(guān),如圖 6所示。當(dāng)發(fā)生沖撞時(shí),足夠大的減速度力將水銀拋上,接通電雷管電路。 (4)電子控制器 電子控制器包括引爆控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、儲(chǔ)存電路和診斷電路等(參見圖 2所示)。它們都集中裝在中央控制器上。 實(shí)際上,引爆控制電路是1個(gè)晶體管開關(guān)電路。當(dāng)傳感器傳來的信號(hào)電壓足夠大時(shí),晶體管的發(fā)射極和集電極就導(dǎo)通,將傳來的信號(hào)與已經(jīng)儲(chǔ)存的信號(hào)(電阻、電壓)相比較,確認(rèn)是沖撞信號(hào)后則接通繼電器,由驅(qū)動(dòng)電路接通電源與電雷管的總開關(guān)電路,引爆氣囊和安全帶電雷管。 儲(chǔ)存電路和診斷電路是合在一起的。診斷電路不斷地分析和診斷氣囊系統(tǒng)的各種故障,將這些故障編碼儲(chǔ)入儲(chǔ)存電路,以備將來檢修時(shí)用。與此同時(shí),驅(qū)動(dòng)電路使儀表盤上的SRS警告燈開始閃爍。 診斷儲(chǔ)存電路監(jiān)控如下故障: ①氣囊誤引爆和不引爆。 ②傳感器的失靈。 ③系統(tǒng)各接頭和線路的短路或開路。 (5)輔助電源 輔助電源包括1個(gè)直流穩(wěn)壓器和1個(gè)電容儲(chǔ)能器。直流穩(wěn)壓器能保證供給系統(tǒng)電壓的恒定性,使系統(tǒng)能正常工作而不發(fā)生失效引爆事故。它是一種帶比較、放大和調(diào)節(jié)動(dòng)能的集成穩(wěn)壓裝置。電容儲(chǔ)能器是利用電容儲(chǔ)存電能,在沖撞中發(fā)生電源中斷時(shí),擔(dān)負(fù)起氣囊系統(tǒng)的電源作用,避得失效引爆事故。 |
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