thuyết trình đề tài hê thống túi khí oto

TRỪỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ BÁO CÁO ĐỀ TÀI HỆ THỐNG TÚI KHÍ (AIR BAG) Nghành: Cơ Khí Chun ngành: Cơ khí tơ Giảng viên hướng dẫn: - NGUYỄN VĂN GIAO NHÓM - HUỲNH GIA KHANG LÊ VĂN MINH LÊ VĂN THẮNG Mục lục I/ Lịch sử túi khí: II/ Nguyên lý tổng quát 1Nhiệm vụ túi Phân loại túi khí Cấu trúc Nguyên lý hoạt động III/ Cấu tạo chi tiết hoạt động 1.Thành phần cấu tạo: - Bộ thổi khí túi khí: Cụm cảm biến trung tâm: IV/ Vị trí lắp 1.Bố trí chung hệ thống SRS xe Toyaota-Yaris (2006) 2.Một loại xe khác I/ Lịch sử túi khí:  Túi khí phát minh vào năm 1952, John.W Hetrick kỹ sư ngành hải quân thiết kế để phục vụ gia đình  Năm 1967 Allen Breed cải tiến thêm thiết bị để phù hợp Túi khí giúp giảm 30% số ca tử vong tai nạn giao thông  Năm 1971 hãng Ford ứng dụng vào sản phẩm oto  Năm 1993 Clinton làm tổng thống Mĩ túi túi trở thành tiêu chuẩn bắt buộc II/ Nhiệm vụ phân loại túi khí (air bag): Nhiệm vụ: Cơng dụng túi khí hệ thống kèm giữ bổ sung (SRS) kết làm giảm chấn thương mảnh kính vỡ , lực va đập với phận bên xe giảm chấn thương vùng đầu, cổ bả vai Túi khí SRS trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái hành khách họ bảo vệ đai an tồn Đối với va đập nghiêm trọng phía trước sườn xe, túi khí SRS với đai an toàn ngăn ngừa giảm thiểu chấn thương Phân loại túi khí: Các túi khí phân loại dựa kiểu hệ thống kích nổ thổi khí, số lượng túi khí số lượng cảm biến túi khí a Hệ thống kích nổ thổi khí: - Loại điện tử (loại E) - Loại khí hồn tồn (loại M) b Số lượng túi khí: - Một túi khí: cho lái xe (loại E hay M) - Hai túi khí: cho lái xe 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 hai cảm biến trước Cấu trúc - Cảm biến túi khí trung tâm - Bộ thổi khí - Túi khí Loại E Loại M  Hệ thống túi khí loại E bao gồm phần tử sau:  Cảm biến túi khí trước (Trái, phải)  Cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí)  Cụm túi khí người lái  Cụm túi khí hành khách phía trước  Cáp xoắn  Cụm túi khí bên (trái, phải)  Cụm túi khí bên phía ( Trái, phải)  Bộ căng đai khẩn cấp (Trái, phải)  Cảm biến túi khí bên (Trái, phải cảm biến túi khí bên túi khí bên phía trên)  10 Cảm biến túi khí bên phía (Trái, phải)  11 Cảm biến túi khí theo vị trí ghế (với túi khí loại giai đoạn)  12 Đèn cảnh báo SRS  13 DLC3 Túi khí SRS loại M túi khí bên người lái kiểu gọn, tất cảm biến túi khí, thổi khí túi khí đặt mặt vô lăng Bu lông cần nhả khố cảm biến bên trái vơ lăng Đây thiết bị an tồn để ngăn khơng cho túi khí bị kích hoạt Túi khí khơng bị kích hoạt xe va đập mà bu lơng mở khố cảm biến bị nới lỏng cần bị kéo Nguyên lý hoạt động: - Nguyên lý hoạt động túi khí đơn giản: Bộ điều khiển điện tử nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định gia tốc giảm dần xe Khi điều khiển nhận tín hiệu gia tốc giảm dần đủ lớn (bị va chạm) cung cấp dòng điện kích nổ túi khí tương ứng Tốc độ nổ túi khí nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phần nghìn giây) nên tạo túi đệm khí tránh cho phần đầu ngực cửa hành khách va đập trực tiếp vào phần cứng xe Sau đỡ hành khách khỏi va chạm, túi khí tự động xả nhanh chóng để khơng làm kẹt hành khách xe Sự kích nổ túi khí phụ thuộc vào yếu tố sau: - Lực va đập xe ( gây nên gia tốc giảm dần xe) - Vùng hướng va đập (điểm hướng va chạm xuất phát đầu tiên) - Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm mức độ vượt giá trị qui định cụm cảm biến túi khí trung tâm, ngịi nổ nằm thổi túi khí bị đánh lửa - Ngịi nổ đốt chất mồi lửa hạt tạo khí tạo lượng khí lớn thời gian ngắn Khí bơm căng túi khí để giảm tác động lên người xe đồng thời thoát lỗ xả phía sau túi khí Điều làm giảm lực tác động lên túi khí đảm bảo cho người lái có khơng gian cần thiết để quan sát - Hệ thống túi khí SRS phía trước thiết kế để kích hoạt nhằm đáp ứng với va đập nghiêm trọng phía trước khu vực mầu đỏ giới hạn mũi tên hình vẽ Hình 1.3 : Cung tác dụng phía trước hệ thống SRS - Túi khí SRS phía trước nổ mức độ va đập phía trước vượt giới hạn thiết kế Tương đương với vận tốc va đập khoảng 20 - 25 km/h va đập trực diện vào vật thể cố định không biến dạng - Nếu mức độ va đập thấp giới hạn thiết kế túi khí SRS phía trước khơng nổ - Tuy nhiên, tốc độ ngưỡng cao đáng kể xe đâm vào vật thể xe đỗ, cột mốc tức vật thể dịch chuyển biến dạng va đập xe va đập vào vật thể nằm mũi xe sàn xe xe đâm vào gầm xe tải - Túi khí SRS phía trước khơng nổ, xe va đập bên sườn phía sau, xe bị lật, va đập phía trước với tốc độ thấp Trường hợp (1) hình 1.4 - Túi khí SRS phía trước nổ xảy va đập nghiêm trọng phía gầm xe hình vẽ Trường hợp (2) hình 1.4 Hình : Sự hoạt động hệ thống SRS va chạm (1): Túi khí SRS phía trước khơng nổ; (2): Túi khí SRS phía trước nổ Các túi khí SRS túi khí bên phía thiết kế để hoạt động phần khoang xe bị đâm từ bên sườn xe tai sau xe Khi xe bị va đập trực diện chéo vào thành bên hình vẽ bên trái không thuộc khu vực khoang hành khách, túi khí bên túi khí bên phía khơng nổ Túi khí bên túi khí bên phía khơng nổ, va đập từ phía trước phía sau, bị lật,hoặc va đập bên với tốc độ thấp - Hệ thống túi khí gồm phận sau đây: - Bộ thổi khí túi khí: - Bộ sinh khí hộp thép nạp đầy nhiên liệu rắn hỗn hợp sodium azide(NaNO3) Potassium Nitrate (KNO3) lắp với kích hỏa Khi nhiên liệu kích hỏa sản sinh lượng khí (Nitrogen Cacbonic), khí qua lưới lọc bơm căng túi khí - Bộ phận kích hỏa thơng thường kích hoạt tín hiệu điện từ modun điều khiển số xe sử dụng túi khí kích hoạt khí Hình 2.3: Cấu tạo sinh khí đánh lửa Hình 2.4: Ngun lí hoạt động sinh khí đánh lửa - Đối với người lái (ở đệm vô lăng): - * Cấu tạo: - Cụm túi khí SRS cho ghế người lái đặt đệm vơ lăng Cụm túi khí SRS tháo rời - * Nguyên lý hoạt động - Cảm biến túi khí kích hoạt giảm tốc đột ngột có va đập mạnh từ phía trước Dịng điện vào ngịi nổ nằm thổi khí để kích nổ túi khí Tia lửa lan nhanh tới hạt tạo khí tạo lượng lớn khí Nitơ Khí qua lọc làm mát trước sang túi khí Sau khí giãn nở làm xé rách lớp ngồi mặt vơ lăng túi khí tiếp tục bung để làm giảm va đập tác dụng vào đầu người lái Vị trí hành khách phía trước: *Cấu tạo: Bơm gồm có phận ngịi nổ, đầu phóng, đĩa chắn, hạt tạo khí, khí áp suất cao v.v *Nguyên lý hoạt động: Nếu cảm biến túi khí bật lên giảm tốc xe bị va đập từ phía trước, dịng điện qua ngịi nổ đặt thổi khí kích nổ Đầu phóng bị đốt ngịi nổ phóng qua đĩa chắn đập vào piston động làm khởi động ngòi nổ mồi Tia lửa ngòi nổ lan nhanh tới kích thích nổ hạt tạo khí Khí tạo thành hạt tạo khí bị đốt nở vào túi khí qua lổ xả khí làm cho túi khí bung Túi khí đẩy cửa mở tiếp tục bung giúp giảm va đập tác dụng lên đầu, ngực hành khách phía trước - Túi khí bên lắp bên cạnh phần tựa lưng ghế ngồi túi khí cửa lắp sau ốp cửa Do khoảng cách người ngồi vách xe hạn chế nên thời gian từ bắt đầu kích hoạt đến túi khí bơm căng ngắn (khoảng 10ms) - Túi khí bên kích hoạt đồng thời với túi khí đầu hay túi khí rèm Hình 2.7: Túi khí bên - Túi khí đầu túi khí rèm có chức nhau, khác kích thước Túi khí đầu bao phủ khu vực hẹp túi khí rèm thơng thường kéo dài từ khung kính chắn gió đến hết cửa sau - Túi khí rèm trải xuống che phủ hết phần kính cửa - Túi khí kích hoạt cảm biến va chạm đặt bên hơng xe - Túi khí bảo vệ đầu túi khí rèm có thời gian giữ lâu túi khí khác túi khí có tác dụng bảo vệ trường hợp xe lật ngang nhiều vịng Hình 2.8: Túi khí rèm Cụm cảm biến trung tâm: - Cảm biến va chạm lắp modun điều khiển hay lắp riêng lẻ Cảm biến lắp nối tiếp với cảm biến an tồn để ngăn ngừa việc vơ tình kích hoạt hệ thống - Cảm biến va chạm nhạy cảm với kết hợp lực G thời gian Điều giúp tránh kích hoạt khơng mong muốn, chẳng hạn lực va đập trực tiếp vào cảm biến hay modun điều khiển hay chấn động nhẹ va chạm dừng đỗ xe… - Một số kiểu xe có cảm biến riêng biệt cho túi khí căng đai trước Cảm biến va chạm cảm ứng theo hướng định hoạt động hướng va chạm Hình 2.10: Cảm biến va chạm bên phía trước xe Cảm biến an tồn Cảm biến an tồn công tắc thủy ngân hay G sensor nối tiếp với cảm biến va chạm để đảm bảo hệ thống hoạt động thật cần thiết Khi hai cảm biến va chạm cảm biến an toàn phát việc giảm tốc vượt giới hạn định trước hệ thống kích hoạt Bộ căng đai trước Bộ căng đai trước nhằm khắc phục độ chùng dây đai an toàn xiết chặt thân người đeo vào thành ghế Trên căng đai trước kiểu học, việc xiết chặt thực lực kéo phụ tác dụng vào đầu móc dây đai Bộ căng đai trước hoạt động đồng thời với túi khí trước Bộ căng đai trước khơng tác động nhờ vào cảm biến áp lực ghế ngồi hay cơng tắc qn tính Khi khơng có người ngồi ghế khơng có tín hiệu đến modun điều khiển căng đai trước khơng hoạt động Bộ căng đai trước có nhiều loại khác nhau: - Căng đai trước loại học Căng đai trước loại học gồm lò xo nén trước đầu cố định , đầu nối với cáp nối, đầu cáp liên kết với đầu móc dây đai Lị xo giữ vị trí nén trước nhờ vào móc khóa Khi có va chạm mạnh cấu hãm móc tách ra, móc khóa bị đẩy xuống làm lò xo bung kéo cáp làm căng đai - Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu Khi chưa kích hoạt, khớp nối chiều tách ống bạc trục đai quay tự Khi có va chạm từ phía trước, nhờ cảm biến va chạm điều khiển SRS kích hoạt sinh khí, áp suất sinh tác dụng lên piston đẩy lên ăn khớp với bánh Lúc khớp nối chiều đóng, bánh làm quay khớp nối ống đai, đai xiết chặt người ngồi vào ghế Hình 2.11: Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu (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 phận sinh khí, sinh khí tác động lên piston làm đẩy bi thép chuyển động xuống, bi xẽ quay bánh răng, trục bánh làm xoay ống đai dây đai xiết chặt Hình 2.12: Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu bi Cảm biến áp lực ghế ngồi- Cảm biến trọng lượng người ngồi Cảm biến áp lực ghế ngồi có nhiệm vụ phát ghế có người hay khơng Cảm biến mạch chứa phần tử cảm biến với áp suất lắp đệm ghế Một số kiểu xe, cảm biến lắp ray trượt ghế gọi cảm biến trọng lượng người ngồi Nếu trọng lượng người ngồi thấp 30 kg hệ thống túi khí vị trí ghế khơng làm việc Hình 2.13: Cấu tạo cảm biến áp lực ghế ngồi Cơng tấc ngắt hoạt động túi khí hành khách Do túi khí khơng phù hợp với ghế an toàn trẻ em nên số xe trang bị thêm công tắc ngắt hoạt động túi khí hành khách Người lái ngắt hoạt động túi khí hành khách nhờ cơng tắc Trên số xe không trang bị công tắc nhờ cảm biến áp lực ghế hay cảm biến trọng lượng túi khí ngắt tự động Tuy nhiên cảnh báo lưu ý không để trẻ em ghế trước hệ thống túi khí gây nguy hiểm cho trẻ em Một đèn báo riêng biệt trang bị biết túi khí trước bị khóa Hình 2.14: Đèn báo túi khí hành khách Nguồn điện dự phịng Nguồn điện cung cấp từ bình accu bị ngắt va chạm mạnh, cần nguồn dự phịng cho việc kích hoạt hệ thống SRS Nguồn cung cấp hay nhiều tụ điện lắp cho hệ thống ( thường tích hợp chung modun điều khiển) Nhờ tụ điện accu bị ngắt điện hệ thống hoạt động an toàn thêm thới gian ngắn theo thông số số nhà sản xuất thời gian kéo dài 30 phút Đèn cảnh báo SRS - Đèn cảnh báo báo hiệu cho tài xế biết có sai hỏng hệ thống Trong số trường hợp đèn cho biết mã sai hỏng hệ thống - Nếu đèn cảnh báo không cháy sáng, sáng liên tục hay nhấp nháy điều chứng tỏ hệ thống có sai hỏng trường hợp có va chạm túi khí căng đai trước hoạt động khơng xác Hình 2.15: Đèn cảnh báo SRS IV/ VỊ TRÍ LẮP RÁP 1.Bố trí chung hệ thống SRS xe Toyaota-Yaris (2006) 2.Một loại xe khác: Hình 3.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống SRS Hình 3.3: Bố trí chung hệ thống SRS xe Toyota Land Cruiser 1.Cảm biến va chạm trước 2.Cảm biến vị trí ghế ngồi 3.Bộ căng đai trước 4.Cảm biến va chạm bên 5.Modun điều khiển SRS 6.Túi khí hành khách 7.Túi khí lái xe 8.Túi khí rèm 9.Bộ kích hỏa 10.Túi khí bên Hình 3.4: Bố trí chung hệ thống SRS xe Ford Focus 1.Cảm biến va chạm trước 2.Công tắc ngắt hoạt động túi khí hành khách 3.Modun điều khiển SRS 4,6.Bộ căng đai trước 5.Cảm biến va chạm bên 7.Túi khí bên 8.Túi khí rèm 9.Túi khí lái xe 10.Túi khí hành khách ... xe, túi khí SRS với đai an tồn ngăn ngừa giảm thiểu chấn thương Phân loại túi khí: Các túi khí phân loại dựa kiểu hệ thống kích nổ thổi khí, số lượng túi khí số lượng cảm biến túi khí a Hệ thống. .. Loại M  Hệ thống túi khí loại E bao gồm phần tử sau:  Cảm biến túi khí trước (Trái, phải)  Cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí)  Cụm túi khí người lái  Cụm túi khí hành khách... tạo khí Khí tạo thành hạt tạo khí bị đốt nở vào túi khí qua lổ xả khí làm cho túi khí bung Túi khí đẩy cửa mở tiếp tục bung giúp giảm va đập tác dụng lên đầu, ngực hành khách phía trước - Túi khí