HỆ THỐNG TÚI KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ

Công dụng của túi khí như là một hệ thống kèm giữ bổ sung SRS kết quả là làmgiảm những chấn thương do mảnh kính vỡ , do lực va đập với các bộ phận bên trong xe và giảm các chấn thương vù

MỤC LỤC

Chương I.Nguyên lý tổng quát.

1 1Nhiệm vụ của túi 6

1.2 Phân loại túi khí: 6

1.3 Cấu trúc cơ bản 6

1.4 Nguyên lý hoạt động: 7

Chương II Cấu tạo các chi tiết và hoạt động………10

2.1.Túi khí……… 10

2.2 Bộ sinh khí và bộ đánh lửa 11

2.3.Túi khí trước 11

2.4 Túi khí bên và túi khí cửa 13

2.5 Túi khí đầu và túi khí rèm 13

2.6 Cổ góp điện hay là cáp cuộn 14

2.7 Cảm biến va chạm 15

2.8 Cảm biến an toàn 16

2.9 Bộ căng đai trước 16

2.10 Cảm biến áp lực ghế ngồi- Cảm biến trọng lượng người ngồi 17

2.11 Công tấc ngắt hoạt động túi khí hành khách 18

2.12 Nguồn điện dự phòng 19

2.13 Đèn cảnh báo SRS 19

Chương III Vị trí lắp 21

3.1.Bố trí chung hệ thống SRS trên xe Toyaota-Yaris (2006) 21

3.2.Một loại xe khác 22

Chương IV Sơ đồ mạch điện 26

4.1.Sơ đồ khối hệ thống điều khiển SRS ( Toyota- Yaris 2006 ) 26

4.2.Khi va chạm từ phía trước đầu xe: 27

4.3.Khi va chạm từ bên hông……….…28

4.4.Khi va chạm từ bên hông sau xe………29

Chương V.Cách kiểm tra 29

5.1.Kiểm tra sơ bộ 29

5.2.Kiểm tra thường xuyên 29

5.3.Kiểm tra mã chuẩn đoán 29

5.4.Xóa mã chuẩn đoán 33

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình1.1 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại M………7

Hình1.2 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại E……….……7

Hình 1.3 : Cung tác dụng phía trước của hệ thống SRS……….… 8

Hình 1.4 : Sự hoạt động của hệ thống SRS khi va chạm………… ……8

Hình 2.1: Túi khí được giấu dưới một panel……….…10

Hình 2.2: Hình các loại túi khí……….………….….10

Hình 2.3: Cấu tạo bộ sinh khí và đánh lửa………11

Hình 2.4: Nguyên lí hoạt động của bộ sinh khí và đánh lửa…….………11

Hình 2.5: Hình dạng túi khí trước……… …12

Hình 2.6: Cấu tạo cụm chi tiết SRS ở túi khí lái xe ……… ………13

Hình 2.7: Túi khí bên……… …… …13

Hình 2.8: Túi khí rèm……… … …14

Hình 2.9: Cấu tạo của cáp cuộn……… … ……15

Hình 2.10: Cảm biến va chạm bên phía trước của xe………….…… …15

Hình 2.11: Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu thanh răng…….…… …17

Hình 2.12: Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu bi……… …17

Hình 2.13: Cấu tạo của cảm biến áp lực ghế ngồi……… ……18

Hình 2.14: Đèn báo túi khí hành khách……….…19

Hình 2.15: Đèn cảnh báo SRS……… …20

Hình 3.1: Bố trí chung hệ thống SRS trên xe Toyaota-Yaris (2006) …21

Hình 3.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống SRS……… …22

Hình 3.3: Bố trí chung hệ thống SRS trên xe Toyota Land Cruiser….…23 Hình 3.4: Bố trí chung hệ thống SRS trên xe Ford Focus……….…24

Hình 3.5: Bố trí chung hệ thống SRS trên xe Toyota Yaris………… …25

Hình 4.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển SRS ( Toyota- Yaris 2006 ) 26

Hình 4.2: Khi va chạm từ phía trước đầu xe……… …27

Hình 4.3: Khi va chạm từ bên hông………28

Hình 4.4: Khi va chạm từ bên hông sau xe……….…………29

Hình: 5.1 mã chuẩn đoán bình thường……… ……30

Hình 5.2: Xe Toyota Hi-Ace/PowerVan(1995-2007)………30

Hình 5.3 giắc kiểm tra (DCL) 23 chân………31

Hình 5.4 giắc kiểm tra (DCL) 16 chân……….……32

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay ô tô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếuđối với việc phát triển kinh tế - xã hội Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹthuật được ứng dụng rất nhiều vào nền công nghiệp sản xuất ô tô Công nghệ chếtạo, lắp ráp và sửa chữa ngày càng được cải tiến mạnh mẽ, để tạo ra một chiếc ô tôhiện đại, tiện nghi đảm bảo vệ sinh mô i trường và giảm tối thiểu tai nạn giaothông

Nước ta đang trên đà phát triển, thực hiện việc công nghiệp hoá hiện đạihoá đất nước Do đó nhu cầu về đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng cao cả

về chất lượng và số lượng Vì thế nhà nước đã ưu tiên phát triển ngành côngnghiệp này, hiện nay ở nước ta đã có nhiều công ty cổ phần, liên doanh với nướcngoài về sản xuất, lắp ráp ô tô xe máy như: FORD, TOYOTA, MERCEDES,HONDA, SUZUKI… Nó đã thu hút ngày càng nhiều lao động vào làm việc trongnhững dây chuyền sản xuất, lắp ráp

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Sư phạm kỹThuật Hưng Yên, chuyên ngành Công nghệ Ôtô.Chúng em đã được các thầy côtrang bị những kiến thức cơ bản về chuyên ngành.Để tổng kết và đánh giá quátrình học tập, chúng em được giao nhiệm vụ hoàn thành bài tiểu luận với đề tài “

hệ thống túi khí tự động trên ô tô”

Sau khi nhận đề tài chúng em đã tìm hiểu nghiên cứu các tài liệu, vận dụng

các kiến thức đã học, đặc biệt là sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy kiêm giáo viên hướng dẫn giảng dậy cùng các thầy, cô giáo trong khoa Đồng thời có sự

tham gia đóng góp của bạn bè đền nay đề tài của em đã hoàn thành

Mặc dù đã có nhiều cố gắng xong do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chếnên nội dung không tránh khỏi sai sót, em rất mong nhận được sự đóng góp củacác thầy, cô giáo trong khoa và bạn bè để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn các thầy, cô giáo trong khoa và bạn bè đỡ giúp

em hoàn thành đề tài được giao!

Hưng yên ngày 01 tháng 10 năm 2012.

Chương I.Nguyên lý tổng quát.

1.

1Nhiệm vụ của túi khí .

Công dụng của túi khí như là một hệ thống kèm giữ bổ sung (SRS) kết quả là làmgiảm những chấn thương do mảnh kính vỡ , do lực va đập với các bộ phận bên trong

xe và giảm các chấn thương vùng đầu, cổ và bả vai

Túi khí SRS được trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái và hành khách khi họ

đã được bảo vệ bằng đai an toàn Đối với những va đập nghiêm trọng ở phía trước vàsườn xe, túi khí SRS cùng với đai an toàn sẽ ngăn ngừa hoặc giảm thiểu chấn thương

1.2 Phân loại túi khí :

Các túi khí được phân loại dựa trên kiểu hệ thống kích nổ bộ thổi khí, số lượng túi khí và số lượng cảm biến túi khí

a Hệ thống kích nổ bộ thổi khí:

- Loại điện tử (loại E)

- Loại cơ khí hoàn toàn (loại M)

b Số lượng túi khí:

- Một túi khí: cho lái xe (loại E hay M)

- Hai túi khí: cho lái xe và hành khách trước (chỉ loại E)

c Số lượng cảm biến túi khí: (chỉ loại E)

- Một cảm biến: Cảm biến túi khí

- Ba cảm biến: Cảm biến túi khí trung tâm và hai cảm biến trước

1.3 Cấu trúc cơ bản :

- Cảm biến túi khí trung tâm

- Bộ thổi khí

- Túi khí

Hình1.1 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại M

Hình1.2 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại E

1.4 Nguyên lý hoạt động :

- Nguyên lý hoạt động của túi khí về cơ bản khá đơn giản: Bộ điều khiển điện tử

sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến để xác định gia tốc giảm dần của xe Khi bộ điềukhiển nhận được tín hiệu gia tốc giảm dần đủ lớn (bị va chạm) sẽ cung cấp dòng điệnkích nổ túi khí tương ứng Tốc độ nổ túi khí là rất nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phầnnghìn giây) nên sẽ tạo ra một túi đệm khí tránh cho phần đầu và ngực cửa hành khách

va đập trực tiếp vào các phần cứng của xe Sau khi đã đỡ được hành khách khỏi vachạm, túi khí sẽ tự động xả hơi nhanh chóng để không làm kẹt hành khách trong xe

Sự kích nổ túi khí phụ thuộc vào 2 yếu tố cơ bản sau:

- Lực va đập của xe ( gây nên gia tốc giảm dần của xe)

- Vùng và hướng va đập (điểm và hướng va chạm xuất phát đầu tiên).

- Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và khi mức độ này vượtquá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí trung tâm, thì ngòi nổ nằm trong bộ thổitúi khí sẽ bị đánh lửa

- Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lượng khí lớn trong thờigian ngắn Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên người trên xe đồng thờingay lập tức thoát ra ở các lỗ xả phía sau túi khí Điều này làm giảm lực tác động lêntúi khí và cũng đảm bảo cho người lái có một không gian cần thiết để quan sát

- Hệ thống túi khí SRS phía trước được thiết kế để kích hoạt ngay nhằm đáp ứngvới những va đập nghiêm trọng phía trước trong khu vực mầu đỏ giới hạn bởi các mũitên như trong hình vẽ

Hình 1.3 : Cung tác dụng phía trước của hệ thống SRS

- Túi khí SRS phía trước sẽ nổ nếu mức độ va đập phía trước vượt quá giới hạnthiết kế Tương đương với vận tốc va đập khoảng 20 - 25 km/h khi va đập trực diệnvào vật thể cố định không biến dạng

- Nếu mức độ va đập thấp hơn giới hạn thiết kế thì các túi khí SRS phía trước cóthể không nổ

- Tuy nhiên, tốc độ ngưỡng này sẽ cao hơn đáng kể nếu xe đâm vào vật thể như xeđang đỗ, cột mốc tức là những vật thể có thể dịch chuyển hoặc biến dạng khi va đập

hoặc khi xe va đập vào những vật thể nằm dưới mũi xe và sàn xe hoặc khi xe đâm vàogầm xe tải.

- Túi khí SRS phía trước sẽ không nổ, nếu xe va đập ở bên sườn hoặc phía sau,hoặc xe bị lật, hoặc va đập phía trước với tốc độ thấp Trường hợp (1) hình 1.4

- Túi khí SRS phía trước có thể nổ nếu xảy ra va đập nghiêm trọng ở phía gầmdưới xe như được chỉ ra trên hình vẽ Trường hợp (2) hình 1.4

Hình 1 4 : Sự hoạt động của hệ thống SRS khi va chạm (1): Túi khí SRS phía

trước sẽ không nổ; (2): Túi khí SRS phía trước có thể nổ

Các túi khí SRS và túi khí bên phía trên được thiết kế để hoạt động khi phầnkhoang xe bị đâm từ bên sườn xe hoặc tai sau của xe Khi xe bị va đập trực diện hoặcchéo vào thành bên như được chỉ ra ở hình vẽ bên trái nhưng không thuộc khu vựckhoang hành khách, thì túi khí bên và túi khí bên phía trên có thể không nổ Túi khíbên và túi khí bên phía trên sẽ không nổ, khi va đập từ phía trước hoặc phía sau, hoặc

bị lật,hoặc va đập bên với tốc độ thấp

Chương II Cấu tạo các chi tiết và hoạt động.

2.1.Túi khí

- Túi khí được làm bằng vật liệu sợi tổng hợp được phủ lớp silicon để chịu đượckhí nóng Sau túi có nhiều lỗ cho phép khí thoát ra sau khi được bơm đầy Túi đượcgấp thật chặt trong một hộp và bao lại

- Phần lớn các túi khí được giấu dưới một panel với những đường cắt định trước,cho phép các túi khí bung xuyên qua trong quá trình bơm căng mà không làm vỡ khuvực khác (Hình 2.1)

Hình 2.1: Túi khí được giấu dưới một panel

- Nắp che túi khí nhìn bên khó phát hiện vì có dạng giống như bề ngoài chụp trênvành tay lái hay bề ngoài của panel trước mặt hành khách và được nhận diện nhờ vào

kí hiệu “airbag” hay là “SRS” được đúc nổi trên nắp (Hình 2.1)

Hình 2.2: Hình các loại túi khí

2.2 Bộ sinh khí và bộ đánh lửa

- Bộ sinh khí là hộp thép được nạp đầy nhiên liệu rắn là hỗn hợp sodiumazide(NaNO3) và Potassium Nitrate (KNO3) được lắp với bộ kích hỏa Khi nhiên liệuđược kích hỏa sản sinh lượng khí (Nitrogen và Cacbonic), khí này đi qua lưới lọc vàbơm căng túi khí

- Bộ phận kích hỏa thông thường được kích hoạt bằng tín hiệu điện từ modun điềukhiển nhưng vẫn còn một số ít xe sử dụng túi khí cơ được kích hoạt bằng cơ khí

Hình 2.3: Cấu tạo bộ sinh khí và đánh lửa

- Khi các cảm biến phát hiện một sự giảm tốc đột ngột của xe, một tín hiệu điềukhiển được đưa đến bộ đánh lửa để kích hoạt và đốt cháy nhiên liệu trong bộ sinh khí.

- Một hỗn hợp Nitrogen và Cacbondioxide được sinh ra và nhanh chóng bơm căngtúi khí Áp suất tăng làm tách vỡ nắp che trên panel và túi khí được bung ra trước mặtlái xe hay hành khách Túi khí nhanh chóng xệp xuống do thoát khí từ các lỗ trên túikhí

- Khí đi qua bộ lọc và giảm nhiệt độ khi bơm đầy túi khí

Sau khi bơm phồng túi khí thì có nhiều bột trắng vô hại văn ra Bột này dùng bôitrơn giúp cho túi khí được gấp chặt bung ra dễ dàng

- Túi khí cho hành khách thường có kích thước lớn hơn túi khí cho tài xế từ haiđến ba lần vì khoảng cách từ hành khách đến panel lớn hơn nhiều so với khoảng cáchcủa lái xe đến vành tay lái (hình 2.5)

Hình 2.5: Hình dạng túi khí trước

- Trên một số loại xe còn trang bị thêm túi khí bảo vệ đầu gối lái xe đặt trongpanel dưới trục lái

Hình 2.6: Cấu tạo cụm chi tiết SRS ở túi khí lái xe.

2.4 Túi khí bên và túi khí cửa

- Túi khí bên được lắp bên cạnh phần tựa lưng của ghế ngồi và túi khí cửa đượclắp sau tấm ốp cửa Do khoảng cách giữa người ngồi và vách xe rất hạn chế nên thờigian từ khi bắt đầu kích hoạt đến khi túi khí bơm căng rất ngắn (khoảng 10ms)

- Túi khí bên được kích hoạt đồng thời với túi khí đầu hay túi khí rèm

Hình 2.7: Túi khí bên

2.5 Túi khí đầu và túi khí rèm.

- Túi khí đầu và túi khí rèm có chức năng như nhau, chỉ khác nhau về kích thước.Túi khí đầu chỉ bao phủ một khu vực hẹp hơn trong khi đó túi khí rèm thông thườngkéo dài từ khung kính chắn gió đến hết cửa sau

- Túi khí rèm trải xuống che phủ hết phần kính của cửa

- Túi khí này được kích hoạt bởi các cảm biến va chạm được đặt bên hông xe

- Túi khí bảo vệ đầu và túi khí rèm có thời gian giữ hơi lâu hơn các túi khí khác vìcác túi khí này có tác dụng bảo vệ trong trường hợp xe lật ngang nhiều vòng

Hình 2.8: Túi khí rèm

2.6 Cổ góp điện hay là cáp cuộn

- Vòng dẫn điện hay cáp cuộn dùng để dẫn truyền điện giữa vành tay lái ( bộ túikhí) và dây dẫn cố định từ ngoài trong khi vành tay có chuyển động quay vòng Cápdẫn cũng nối các công tắc điều khiển khác trên vành tay lái còi, công tắc kiểm soáthành trình… Vòng dẫn điện không giới hạn chuyển động quay vòng, nhưng cáp cuộn

có giới hạn quay vòng do cuộc dây điện dẹp chỉ nằm trong giới hạn hộp chứa

- Cáp cuộn bao gồm một dây dẫn dẹp, một roto và một stator, dây dẫn dẹp đượccuộn chung trong một hộp giữa stator và rotor, một đầu dây lắp chặc với stator đầukia lắp với rotor Khi quay vành tay lái, rotor sẽ quay cùng trục tay lái dây dẫn sẽđược cuộn chặt lại hay nới lỏng ra tùy thuộc chiều quay vành tay lái Cáp cuộn phảiđược điều chỉnh ở vị trí giữa khi lắp ráp với vành tay lái

Hình 2.9: Cấu tạo của cáp cuộn.

2.7 Cảm biến va chạm

- Cảm biến va chạm có thể được lắp trong modun điều khiển hay được lắp riêng

lẻ Cảm biến được lắp nối tiếp với một cảm biến an toàn để ngăn ngừa việc vô tìnhkích hoạt hệ thống

- Cảm biến va chạm rất nhạy cảm với một sự kết hợp giữa lực G và thời gian Điềunày giúp tránh kích hoạt không mong muốn, chẳng hạn như một lực va đập trực tiếpvào cảm biến hay modun điều khiển hay chấn động nhẹ do va chạm khi dừng đỗ xe…

- Một số kiểu xe có cảm biến riêng biệt cho túi khí và bộ căng đai trước

Cảm biến va chạm chỉ cảm ứng theo một hướng nhất định và chỉ hoạt động khiđúng hướng va chạm

Hình 2.10: Cảm biến va chạm bên phía trước của xe

2.9 Bộ căng đai trước

Bộ căng đai trước nhằm khắc phục độ chùng của dây đai an toàn và xiết chặt thânngười đeo vào thành ghế

Trên bộ căng đai trước kiểu cơ học, việc xiết chặt được thực hiện do một lực kéophụ tác dụng vào đầu móc của dây đai

Bộ căng đai trước hoạt động đồng thời với các túi khí trước

Bộ căng đai trước có thể không được tác động nhờ vào các cảm biến áp lực ghếngồi hay công tắc quán tính Khi không có người ngồi trên ghế thì không có tín hiệuđến modun điều khiển do đó bộ căng đai trước không hoạt động

Bộ căng đai trước có nhiều loại khác nhau:

- Căng đai trước loại cơ học

Căng đai trước loại cơ học gồm một lò xo nén trước một đầu cố định , một đầuđược nối với cáp nối, đầu kia của cáp liên kết với một đầu móc của dây đai Lò xođược giữ ở vị trí nén trước nhờ vào một bộ móc khóa Khi có va chạm mạnh cơ cấuhãm của móc tách ra, móc khóa bị đẩy xuống làm lò xo bung ra kéo cáp làm căng đai

- Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu thanh răng

Khi chưa kích hoạt, khớp nối một chiều tách ra vì vậy ống bạc và trục cuốn đaiquay tự do

Khi có va chạm từ phía trước, nhờ các cảm biến va chạm bộ điều khiển SRS kíchhoạt bộ sinh khí, áp suất sinh ra tác dụng lên piston và đẩy thanh răng đi lên ănkhớp với bánh răng Lúc này khớp nối một chiều đóng, bánh răng sẽ làm quaykhớp nối và ống cuốn đai, đai xiết chặt người ngồi vào ghế

Hình 2.11: Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu thanh răng (1): Bánh răng; (2):

Thanh răng; (3): Bộ sinh khí

- Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu bi

Bộ căng đai loại hỏa pháo kiểu bi có chứa một bộ phận sinh khí, bộ sinh khí tác động lên piston làm đẩy các bi thép chuyển động đi xuống, các bi này xẽ quay mộtbánh răng, trục bánh răng làm xoay ống cuốn đai vì thế dây đai xiết chặt

Hình 2.12: Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu bi

2.10 Cảm biến áp lực ghế ngồi- Cảm biến trọng lượng người ngồi

Cảm biến áp lực ghế ngồi có nhiệm vụ phát hiện ghế có người hay không

Cảm biến có thể là một bản mạch trên đó chứa những phần tử cảm biến với áp suất

và được lắp dưới đệm ghế Một số kiểu xe, cảm biến được lắp tại các ray trượt củaghế còn được gọi là cảm biến trọng lượng người ngồi Nếu như trọng lượng ngườingồi thấp hơn 30 kg thì hệ thống túi khí tại vị trí ghế đó sẽ không làm việc