hệ thống túi khí ô tô SRS

Túi khí SRS giúp giảm hơn nữa khả năng va đập của mặt và đầu với các vật thể trong xe và hấp thụ một phần lực va đập lên người lái và hành khách... Túi Khí Vô Lăng Ô Tô, Nguyên Lý Hoạt Đ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ

CHÍ MINHVIỆN KỸ THUẬT HUTECH

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TÚI KHÍ SRS

Giảng viên: Nguyễn Văn Nhanh

Sinh viên : Trần Quốc Vương

Mssv : 1411250228

Lớp : 14DOT03

Ngày 14 tháng 5 năm 2017

Mục lục

1 Khái quát về hệ thống điều khiển tự động tú khí SRS trên ô tô (tự động Bung ra

để giảm lực va đập bổ sung) 4

2 Sự cần thiết phải có đai an toàn và túi khí SRS 5

Bộ thổi khí, khí và túi Đối với người lái (ở đệm vô lăng) 6

a) Đối với hành khách phía trước (ở bảng táp lô) 8

b) Đối với túi khí bên 8

3 Các thành phần chính của hệ thống túi khí là: 9

4 SRS cảm biến tai nạn 11

5 Bộ phận quay số, túi khí và máy bơm nước 14

6 Module Chẩn đoán ECU 16

7 Hệ thống tháo lắp bọc da bằng pháo hoa 16

8 Trình tự triển khai dây an toàn SRS và Pháo hoa 17

9 Đơn mô-đun SRS 19

10 Túi khí tác động bên hông 19

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Bố trí túi khí

Hình 2 Cấu tạo của túi khí SRS

Hình 3 chức năng mỗi thành phần túi khí

Hình 4 Hoạt động của cảm biến mưa

Hình 5 Các thành phần chính của hệ thống bổ sung kiềm chế

Hình 6 Cảm biến tai nạn thiên vị A Điều kiện bình thường (mở) B Khi tác động xảy ra(đóng)

Hình 7 Cảm biến sụp đổ kiểu Rolamite

Hình 8 Phần thông qua module túi khí

Hình 9 Mục thông qua bộ phận túi khí

Hình 10 Hệ thống túi khí kết hợp và hệ thống bảo vệ tai nạn pháo hoa

Hình 11 Thời gian của túi khí và việc triển khai dây an toàn pháo hoa

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học

và kỷ thuật ngành giao thông vận tải củng phát triển rất mạnh mẽ Ôtô ngày càng trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa và hành khách phổ biến kéo theo nó lànhu cầu về đội ngũ để phục vụ cho ngành Cùng với xu hướng phát triển của ngành ô tô hiện nay, vấn đề an toàn về tính mạng luôn đặt lên hàng đầu Từ đó xuất hiện những hệ thống hỗ trợ bảo vệ tính mạng Vấn đề hôm nay sẽ nguy cứu về hệ thống điều khiển tự động túi khí SRS

Mục đích đối tượng và phạm vi nguy cứu đề tài nhằm xây dựng cơ sở lý thuyết cho hệ thống điều khiển tự động túi khí SRS Cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc nghiên cứu về tính hiệu quả của SRS

1 Khái quát về hệ thống điều khiển tự động tú khí SRS trên ô tô (tự động Bung

ra để giảm lực va đập bổ sung)

Thứ nhất là an toàn chủ động liên quan đến việc ngăn ngừa tai nạn xảy ra

thứ hai là an toàn thụ động liên quan đến việc bảo vệ người và hành lý trên xe tại thời điểm va đập

Để bảo vệ người và hành lý trên xe khi va đập Điều quan trọng là phải giữ cho ca bin bị

hư hỏng ít nhất đồng thời phải giảm thiểu sự xuất hiện các va đập thứ cấp gây ra bởi sự dịch chuyển của người lái và hành lý trong ca bin Để thực hiện được điều này người ta

sử dụng khung xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập, đai an toàn, túi khí SRS.v.v

Hình 1 Bố trí túi khí

Túi khí SRS được trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái và hành khách khi họ đã đượcbảo vệ bằng đai an toàn Đối với những va đập nghiêm trọng ở phía trước hoặc sườn xe, túi khí SRS cùng với đai an toàn sẽ ngăn ngừa hoặc giảm thiểu chấn thương

2 Sự cần thiết phải có đai an toàn và túi khí SRS

Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức Ví dụ nếu khi xe đâm vào Barie cố định với vận tốc 50 km/h, bị đâm ở phía đầu xe, thì xe chỉ dừng lại hoàn toàn sau khoảng 0,1 giây

ở thời điểm va đập, ba đờ sốc trước ngừng dịch chuyển nhưng phần còn lại của xe vẫn dịch chuyển với vận tốc 50 km/h Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ

vì phần trước của xe bị ép lại Trong quá trình va đập, khoang hành khách bắt đầu chuyểnđộng chậm lại hoặc giảm tốc, nhưng hành khách vẫn tiếp tục chuyển động lao về phía trước với vận tốc như vận tốc ban đầu trong khoang xe

Nếu người lái và hành khách không đeo dây an toàn, họ sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc 50 km/h cho đến khi họ va vào các vật thể trong xe Trong ví dụ cụ thể này hành khách và người lái dịch chuyển nhanh như khi họ rơi từ tầng 3 xuống

Nếu người lái và hành khách đeo dây an toàn thì tốc độ dịch chuyển của họ sẽ giảm dần và do đó giảm được lực va đập tác động lên cơ thể họ Tuy nhiên, với các va đập mạnh họ có thể vẫn va đập vào các vật thể trong xe nhưng với một lực nhỏ hơn nhiều so với những người không đeo dây an toàn

Túi khí SRS giúp giảm hơn nữa khả năng va đập của mặt và đầu với các vật thể trong

xe và hấp thụ một phần lực va đập lên người lái và hành khách

Hình 2 Cấu tạo của túi khí SRS

Bộ thổi khí, khí và túi Đối với người lái (ở đệm vô lăng)

Túi Khí Vô Lăng Ô Tô, Nguyên Lý Hoạt Động Túi Khí Ô Tô

(1) Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và khi mức độ này vượt quá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí), thì ngòi

nổ nằm trong bộ thổi túi khí sẽ bị đánh lửa

(2) Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lượng khí lớn trong thời gian ngắn

(3) Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên người trên xe đồng thời ngay lập tức thoát ra ở các lỗ xả phía sau túi khí Điều này làm giảm lực tác động lên túi khí và cũng đảm bảo cho người lái có một thị trường cần thiết để quan sát

Chú ý:

Sau khi túi khí nổ, khói cùng với khí Ni tơ được thoát ra từ lỗ xả phía sau túi Khí này không độc ngay cả khi nó không được lọc Cần phải giải phóng khí đọng này càng nhanh càng tốt để tránh làm di ứng da

Túi khí nổ tức thời có thể gây ra vết xước nhỏ hoặc phồng lên

Các chi tiết gần túi khí (vô lăng, bảng táp lô) có thể bị nóng vài phút nhưng túi khí không nóng

Túi khí SRS Kiểu 2 cấp độ bung

Ngoài ra, còn có bộ thổi khí loại kép để điều khiển quá trình bung ra của túi khí theo hai cấp Theo vị trí trượt của ghế, đai an toàn có được thắt chặt hay không và mức độ va đập, thiết bị này điều khiển tối ưu sự bung ra của túi khí.

a) Đối với hành khách phía trước (ở bảng táp lô)

Cấu tạo

Bơm gồm có bộ phận ngòi nổ, đầu phóng, đĩa chắn, hạt tạo khí, khí áp suất cao v.v Túi khí được bơm căng bởi khí có áp suất cao từ bộ tạo khí Bộ thổi khí và túi được đặt trong một vỏ và đặt ở trong bảng táp lô phía hành khách

Nguyên lý hoạt động

Nếu cảm biến túi khí được bật lên do giảm tốc khi xe bị va đập từ phía trước, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ Đầu phóng bị đốt bởi ngòi nổ phóng qua đĩa chắn và đập vào piston động làm khởi động ngòi nổ mồi Tia lửa của ngòi nổ này lan nhanh tới bộ kích thích nổ và các hạt tạo khí Khí được tạo thành từ các hạt tạo khí bị đốt nở ra và đi vào túi khí qua các lỗ xả khí và làm cho túi khí bung ra Túi khí đẩy cửa

mở ra tiếp tục bung ra giúp giảm va đập tác dụng lên đầu, ngực hành khách phía trước.Gợi ý:

Có bội thổi khí loại kép để điều khiển sự bung ra của túi khí theo hai cấp Và mỗi cấp đều

có ngòi nổ và hạt tạo khí tuỳ theo mức độ va đập sẽ có tốc độ bung ra tối ưu của túi khí Mức độ va đập được xác định bởi hệ thống cảm biến túi khí, khi mức độ va đập lớn thì cảhai ngòi nổ A và B đều được đánh lửa đồng thời Khi va đập nhỏ, thời điểm đánh lửa ngòi nổ B được làm chậm lại và túi khí được bung ra với vận tốc chậm hơn so với bộ thổikhí loại đơn

b) Đối với túi khí bên

Nếu cảm biến túi khí được kích hoạt do giảm tốc đột ngột khi xe bị va đập bên hông

xe, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ Khí cháy được tạo ra do cáchạt tạo khí bị đốt làm rách buồng ngăn làm cho khí cháy tiếp tục giãn nở với áp suất cao sau đó khí này làm rách đĩa chạy để khí có áp suất cao đi vào túi khí và làm cho túi khí bung ra

Lái xe và Hành khách hiểu biết cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Dây đai Anh toàn và Túi khí trên Ô Tô và những tình huống Tai nạn Ô Tô, để Lái xe Ô Tô tốt hơn, Đeo dây đai an toàn mỗi khi lên Ô Tô cũng như tuyệt đối không uống Rượu bia khi Lái Ô Tô

Hình 3 chức năng mỗi thành phần túi khí

3 Các thành phần chính của hệ thống túi khí là:

• Túi khí lái và túi hành khách • Một đèn cảnh báo

• 'Bộ phận đặt ghế hành khách • Pháo hoa

• Một thiết bị đánh lửa • (Các) cảm biến bị hỏng.

• Một bộ điều khiển điện tử

Hệ thống sử dụng một số cảm biến giảm tốc (D-cảm biến) lắp ở phía trước của xe để nhận biết sự bắt đầu của một va chạm trước xảy ra trong khoảng 30 độ của đường trung tâm của xe Một cảm biến giảm tốc bổ sung (được gọi là cảm biến an toàn hoặc cảm biến S) được cài đặt trong khoang hành khách và kết nối nối tiếp với cảm biến D Bộ cảm biến

S kích hoạt ở mức giảm tốc độ thấp hơn nhiều so với cảm biến D (2,5 g đối với khoảng

15 g), xác nhận sự va chạm xảy ra và ngăn cản việc bắn không khí do tác động cục bộ lênđôi cánh của xe

Hình 5 Các thành phần chính của hệ thống bổ sung kiềm chế.

ộ cảm biến cung cấp tín hiệu đầu vào cho ECS SRS thường được gọi là "Mô đun

Diagnoistic", thường xuyên kiểm tra và giám sát toàn bộ SRS Khi một va chạm mặt trước được xác nhận bởi cả cảm biến D và cảm biến S, mô-đun chẩn đoán sẽ gửi một xung hiện tại để kích hoạt một bộ máy phát điện có trong mô-đun túi khí, nằm trong pad trung tâm của bánh lái Túi khí sau đó được bơm phồng lên Nếu môđun chẩn đoán phát hiện có lỗi với SRS, một đèn cảnh báo bảng điều khiển được chiếu sáng và SRS bị tắt để ngăn sự tình cờ triển khai Người lái xe sau đó nên lấy xe để sửa chữa ngay lập tức

4 SRS cảm biến tai nạn

Cảm biến va đập sử dụng với SRS khác nhau với nhà sản xuất hệ thống, nhưng tất cả các thiết kế đều hoạt động trên cùng một nguyên tắc khi họ đang mở mạch khi lái xe bình

thường và mạch kín khi giảm tốc độ trong khoảng 15-20g, tương ứng với 24 - Tác động

32 kmph với vật rắn Thiết kế phổ biến bao gồm cảm biến thiên vị từ tính và bộ cảm biến Rolamite

Bảng 4.1

Chức năng cấu tạo SRS

Đảm bảo kết nối không bị gián đoạn với

mô-đun túi khí trong khi cho phép xoay

tay lái

Một phần của công tắc kết hợp

Cảm

biến

đụng xe

Cảm biến D: Kích hoạt (đóng) khi phát

hiện va đập, và với bộ cảm biến S, hoàn

thành mạch để bơm lên

Cảm biến S: Kích hoạt (đóng) khi phát

hiện va đập, và với cảm biến D, hoàn

thành mạch để bơm Nằm ở mặt bên của

nháy hoặc chiếu đèn cảnh báo túi khí.

Nếu đèn báo cháy, báo động âm thanh

buzzer Phát hiện sự ngắn mạch giữa

mô-đun túi khí và bộ cảm biến sét mặt

đất hoặc sụp đổ và làm tan chảy hệ thống

cầu chì để tránh việc triển khai không

Hình 6 Cảm biến tai nạn thiên vị A Điều kiện bình thường (mở) B Khi tác động xảy ra

(đóng)

Cảm biến Rolamite

Bộ cảm biến Rolamite (Hình 6) sử dụng một lò xo cuốn, được quấn quanh một con lăn nhỏ và gắn vào một tấm tiếp xúc điện Mâm lò xo được dự ứng lực để trong suốt quá trình lái bình thường con lăn được giữ chắc chắn chống lại đằng sau và các tiếp điểm của máy dò đang mở Khi va chạm xảy ra, lực quán tính trên con lăn vượt qua

Hình 7 Cảm biến sụp đổ kiểu Rolamite

các va chạm trên lò xo cuộn, do đó nó đi về phía trước cho đến khi các tiếp điểm điện gặpnhau, hoàn thành mạch phát hiện

Toàn bộ hệ thống được đặt trong các thùng chứa kín khí chứa đầy khí trơ để tránh sự ăn mòn và đảm bảo các chức năng cơ học và điện của các cảm biến va đập Mỗi bộ cảm biến

có dây như một công tắc mở thường, nhưng với một điện trở nối song song với các tiếp điểm Điện trở cho phép các mô-đun chẩn đoán ECU để liên tục theo dõi sự liên tục của mạch cho các kết nối và lỗi dây

5 Bộ phận quay số, túi khí và máy bơm nước

Túi khí và bộ phận bơm khí được đặt trong tấm đệm trung tâm của bánh lái và kết nối vớimô-đun chẩn đoán bằng một bộ nối quay điện xoay chiều bằng đồng hồ-mùa xuân, được

lắp giữa vô lăng và vỏ của cột lái Túi khí là một túi nylon dệt, được lót bằng cao su và gấp lại phía sau lớp phủ plyurethane (Hình 30.42) Khi túi được thổi phồng lên, nắp che dọc theo nếp nhăn và mở bản lề Điều này làm cho túi để triển khai Một bao cao su đầy

đủ có công suất khí từ 30 đến 70 lít, tùy thuộc vào kích cỡ xe

Hình 30.43 minh họa việc xây dựng chi tiết của bộ phận bơm thổi Lạm phát xảy ra khi mô-đun chẩn đoán gửi một xung hiện tại tới bộ tia lửa 'squib' Cả hai kết nối điện với thiết bị đánh lửa đang nổi [tức là cách ly khỏi mặt đất xe) để tránh bị hỏa hoạn do một tai nạn ngắn mạch

Một khi nồi bắt lửa đạt được nhiệt độ trên 463 K tự đánh lửa của hỗn hợp diễn ra Nhiệt tạo ra làm cho các viên chất xúc tác natri azymide chịu sự phát triển nhanh chóng, tạo ra khí nitơ, được lọc và

Hình 8 Phần thông qua module túi khí

làm mát trước khi đi vào túi khí Áp suất nội bộ của túi, khi bơm đầy đủ khoảng 10 o <30kPa, tương đương hai nhưng đủ để bảo vệ người lái nếu va đập vào nó Các trình điều khiển đẩy vào túi khí đẩy khí thoát ra qua hai lỗ thoát nước lớn ở phía sau của túi để giảmbớt tác động

Hình 9 Mục thông qua bộ phận túi khí.

6 Module Chẩn đoán ECU

Độ tin cậy là yêu cầu chính của hệ thống túi khí Nó phải bắn trong vòng vài phần nghìn giây, ngay cả sau nhiều năm không hành động Do đó môđun chẩn đoán đảm bảo rằng SRS luôn ở trạng thái sẵn sàng Điều này được đáp ứng bằng cách giám sát các mạch gây

nổ và cảm biến và chỉ ra lỗi thông qua đèn báo SRS Dữ liệu lỗi được lưu trữ trong bộ nhớ không ổn định để tham khảo trong tương lai Các tín hiệu cảm biến tiền mặt được xử

lý gây ra việc bắn của thiết bị đánh lửa khi phát hiện thấy một tác động trước

Để đảm bảo không bị mất điện trong giai đoạn đầu va chạm, các mô-đun chẩn đoán SRS kết hợp một số dạng lưu trữ năng lượng Thông thường một pin dự phòng ban đầu hoặc một tụ điện có giá trị lớn được tích điện để cung cấp khoảng 200ms điện dự phòng, đủ để kích hoạt bơm tăng áp

7 Hệ thống tháo lắp bọc da bằng pháo hoa

Hệ thống thắt chặt đai an toàn của pháo hoa bổ sung cho hệ thống SRS sử dụng công nghệ và nguyên tắc hoạt động tương tự (Hình 30.44) Chức năng của nó là thắt chặt đai

an toàn xung quanh tay lái và hành khách phía trước để giữ chúng an toàn và chắc chắn vào chỗ ngồi của họ trong vài mili giây đầu sau khi va chạm.

Một dây cáp được quấn quanh búa dây an toàn quán tính-reel được sử dụng để thắt chặt đai Kết thúc của dây cáp được kết nối với một piston ngồi ở đáy của ống gắn ở bệ của

xe Một viên thuốc nổ chứa detonator và chất chống thấm được đặt bên dưới piston Một cảm biến sụp đổ, được lắp dưới ghế phía trước, kích hoạt để kích hoạt các detonator khi một giảm tốc trước của 5g hoặc di chuyển được cảm nhận Hệ thống này cung cấp phát

nổ trong khoảng 15 ms tác động, làm cho piston di chuyển lên ống Phong trào piston nàykéo dây cáp, xoay trục trống và loại bỏ khoảng 10 cm của dây nện từ dây an toàn

8 Trình tự triển khai dây an toàn SRS và Pháo hoa

a minh họa thời gian của SRS và triển khai ghế pháo hoa Chuỗi hoạt động thường là nhưsau:

(i) Thời gian = 0 ms Sự va chạm của xe diễn ra ở một góc trong khoảng 30 độ của đườngtrung tâm và ở tốc độ lớn hơn khoảng 32 kmph

(«) Thời gian = 10 ms Các cảm biến va đập phía trước và bộ cảm biến an toàn đã di chuyển đến vị trí mạch kín, làm cho mô đun chẩn đoán SRS truyền xung xung kích nổ Đơn vị dây an toàn pháo hoa đã nổ

Hình 10 Hệ thống túi khí kết hợp và hệ thống bảo vệ tai nạn pháo hoa

Hình 11 Thời gian của túi khí và việc triển khai dây an toàn pháo hoa.

(Hi) Thời gian = 13 ms Sau 3 ms của sự xuất hiện của đèn báo cháy, phát điện khí đã bắtđầu với tiếng ồn lớn Người lái xe vẫn ngồi thẳng trên ghế Dây an toàn đã được thắt chặt một phần

(iv) Thời gian = 15 ms Túi khí đã thổi phồng một phần, phá vỡ nắp che Chân dây an toàn gần như được thắt chặt

(v) Thời gian = 20 ms Chiếc xe đang bắt đầu nhăn và người lái xe đã di chuyển rất nhẹ

về phía trước tới tay lái nhưng đang bị cản trở bởi dây an toàn đó là cách thắt chặt

(vi) Thời gian m 30 ms Túi khí được thổi phồng lên đầy đủ và ngực và khuôn mặt lái xe

sẽ tiếp xúc với nó Ghế an toàn đang giúp hạn chế lái xe

(vii) Thời gian = 80 ms Tải trọng của thợ lặn trên túi khí làm cho khí nitơ thoát ra qua lỗ thoát ra ở phía sau của túi do đó nó bắt đầu tháo nước Áp suất khí dưới chân pittông pháo hoa rơi xuống và do đó nó bắt đầu di chuyển xuống dưới ống, cho ăn một số lùi lại vào vành đai

(viii) Thời gian = 120 ms Người lái xe đã quay trở lại chỗ ngồi của mình và túi khí bị rò

rỉ, cung cấp tầm nhìn không hạn chế và cho phép dễ dàng tồn tại từ chiếc xe bị đắm