CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG TÚI KHÍ VÀ BỘ CĂNG ĐAI
2.1 Cấu tạo các bộ phận chính của hệ thống túi khí
2.1.4 Cảm biến áp lực ghế 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 của ghế còn được gọi là cả m biến trọng lượng người ngồi. Nếu như trọng lượng người ngồi thấp hơn 30 kg thì hệ thống túi khí tại vị trí ghế đó sẽ không làm việc
Hình 2.7 Cấu tạo của cảm biến áp lực ghế ngồi.
2.1.5 Bộ điều khiển túi khí trung tâm
- Cảm biến dự phòng: Có một số loại cảm biến dự phòng, như loại cơ khí có các tiếp điểm đóng bằng vật nặng, loại công tắc thủy ngân…loại cảm biến này được chế tạo sao cho túi khí không bị kích hoạt nhầm khí không cần thiết. Cảm biến này bị kích hoạt bởi lực giảm tốc nhỏ hơn một chút so với lực kích hoạt túi khí. [2]
Hình 2.9 Cấu tạo của cảm biến dự phòng
1 – Cả hai tiếp điểm đều chạm 2 – Nguồn điện
3 – Đến ngòi nổ
4 – Tiếp điểm thủy ngân
- Mạch dẫn động và điều khiển kích nổ: cho cảm biến trung tâm loại bán dẫn: Mạch dẫn động và điều khiển kích nổ tính toán tín hiệu từ cảm biến túi khí trung tâm. Nếu giá trị tính toán được lớn hơn một giá trị nhất định, nó kích hoạt ngòi nổ và làm nổ túi khí.
- Nguồn dự phòng: bao gồm một tụ điện dự phòng và bộ chuyển đổi DC-
DC. Trong trường hợp hệ thống nguồn bị hỏng do tai nạn, tuj dự phòng sẽ phóng điện và cấp nguồn cho hệ thống. Bộ chuyển đổi DC-DClà một bộ truyền tang cường dòng điện khi điện áp ắc qui thấp hơn mức nhất định
- Mạch nhớ: khi mạch chẩn đoán phát hiện thấy hư hỏng, nó đánh mã và lưu vào mạch nhớ này. Sau đó có thể đọc được các mã này để xác định vị trí của hư hỏng nhằm khắc phục sự cố nhanh hơn. Tùy theo kiểu xe, mạch nhớ này hoặc là loại bị xóa khi mất nguồn điện hoặc là loại vẫn lưu lại được thậm chí khi ngắt nguồn điện.
2.1.6 Công tắc ngắt hoạt động túi khí hành khách
Do túi khí không phù hợp với ghế an toàn của trẻ em nên trên một số xe được trang bị thêm một công tắc ngắt hoạt động của túi khí hành khách. Người lái có thể ngắt hoạt động của túi khí hành khách nhờ công tắc này. Trên một số xe không trang bị công tắc này nhưng nhờ cảm biến áp lực ghế hay cảm biến trọng lượng túi khí được ngắt tự động. Tuy nhiên cảnh báo lưu ý không để trẻ em ở ghế trước vì hệ thống túi khí có thể gây nguy hiểm cho trẻ em.
Một đèn báo riêng biệt có thể được trang bị để cho biết túi khí trước đã bị khóa.
Hình 2.10 Đèn báo túi khí hành khách
2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí
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 điều khiển nhận được tín hiệu gia tốc giảm dần đủ lớn (bị va chạm) sẽ cung cấp dòng điện kích nổ túi khí tương ứng. Tốc độ nổ túi khí là rất nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phần nghìn 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 va chạm, 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 vượt quá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí trung tâm, thì ngòi nổ nằm trong bộ thổi túi khí sẽ bị đánh lửa. Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lượng khí lớn trong thời gian ngắn. 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 không gian cần thiết để quan sát.
Hệ thống túi khí SRS phía trước được thiết kế để kích hoạt ngay nhằm đáp ứng với những va đập nghiêm trọng phía trước trong khu vực mầu đỏ giới hạn bởi các mũi tên như trong hình vẽ.
Hình 2.11 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 hạn thiết kế. Tương đương với vận tốc va đập khoảng 20 - 25 km/h khi va đập
trực diện vào 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 có thể không nổ.
Tuy nhiên, tốc độ ngưỡng này sẽ cao hơn đáng kể nếu xe đâm vào vật thể như xe đang 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 vào gầm 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.
Hình 2.12 Trường hợp túi khí phía trước không nổ
Túi khí SRS phía trước có thể nổ nếu xảy ra va đập nghiêm trọng ở phía gầm dưới xe như được chỉ ra trên hình vẽ.
Hình 2.13 Trường hợp túi khí phía trước nổ
Các túi khí SRS và túi khí bên phía trên được thiết kế để hoạt động khi phần khoang xe bị đâm từ bên sườn xe hoặc tai sau của xe. Khi xe bị va đập trực diện hoặc chéo vào thành bên như được chỉ ra ở hình vẽ bên trái nhưng không thuộc khu vực khoang hành khách, thì túi khí bên và túi khí bên phía trên có thể không nổ. Túi khí bên 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
2.2.1 Túi khí tài xế
Cảm biến túi khí được kích hoạt do sự giảm tốc đột ngột khi có va đập mạnh từ phía trước. Dòng điện đi vào ngòi nổ nằm trong bộ thổi khí để kích nổ túi khí. Tia lửa lan nhanh ngay lập tức tới các hạt tạo khí và tạo ra một lượng lớn khí Nitơ. Khí này đi qua bộ lọc và được làm mát trước khi sang túi khí. Sau đó vì khí giãn nở làm xé rách lớp ngoài của mặt vô lăng và túi khí tiếp tục bung ra để làm giảm va đập tác dụng vào đầu nguời lái.
Hình 2.14 Bộ thổi khí loại đơn
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.
Hình 2.15 Bộ thổi khí loại kép
2.2.2 Túi khí hành khách phía trước
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
Hình 2.16 Quá trình kích nổ túi khí hành khách
2.2.3 Túi khí bên
Cụm túi khí bên được đặt trong hộp và bố trí ở phía ngoài của lưng ghế. Về cơ bản cấu hoạt động túi khí bên giống như túi khí hành khách phía trước.
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 các hạt 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 xoay để khí có áp suất cao đi vào túi khí và làm cho túi khí bung ra.
Hình 2.17 Quá trình kích nổ túi khí bên
2.2.4 Túi khí rèm
Bộ thổi khí của cụm túi khí bên phía trên được lắp ở trụ xe phía trước và phía sau. Túi khí nén của cụm túi khí bên phía trên được đặt trên trần xe. Cụm túi khí bên phía trên gồm có bộ đánh lửa, giá đỡ, đinh ghim, đệm, túi.v.v. Theo tín hiệu đánh lửa được truyền đến từ cụm cảm biến túi khí trung tâm, dòng điện đi vào ngòi nổ và bộ đánh lửa hoạt động. Tia lửa điện đốt cháy hạt tạo khí và nhiệt phá vỡ đệm chặn. Sau khi khí có áp suất cao đi qua cửa ra được thổi vào túi khí nhờ vậy túi khí được thổi phồng lên ngay lập tức.
Hình 2.18 Quá trình kích nổ túi khí rèm
Như vậy, có thể thấy rằng nguyên lý chung của bộ thổi khí và túi khí là đốt cháy các hạt tạo khí để tạo ra một lượng khí Nitơ lớn trong một khoảng thời gian rất ngắn. Lượng khí này được bơm vào túi khí để tạo thành “đệm” giữa người trên xe và các bộ phận của xe giúp giảm chấn thương cho con người. Hệ thống túi khí sẽ hoạt động hiệu quả hơn khi kết hợp cùng hệ thống dây đai an toàn.
2.3 Kết cấu và sự hoạt động của bộ căng đai khẩn cấp
Kết cấu: Đai an toàn có bộ căng đai và thiết bị hạn chế lực gồm có: cơ
cấu khoá ELR (Emergency Locking Retractor), bộ căng đai, cơ cấu cuốn dây đai, cơ cấu hạn chế lực và bộ thổi khí. Trong cơ cấu căng đai, áp lực khí từ bộ thổi khí được truyền qua cơ cấu nối tới trục của bộ cuốn để cuốn đai an toàn vào.
Hình 2.19 Tác dụng các thành phần của bộ căng đai khẩn cấp
- Cơ cấu căng đai là một thiết bị để cuốn đai an toàn ngay tức thì khi va đập vừa xảy ra và giữ cho người lái và hành khách tránh việc va đập.
Hình 2.20 Các chi tiết tách rời của bộ căng đai khẩn cấp
- Thiết bị hạn chế lực để nới đai nhằm duy trì một khoảng trống nhất định giữa đai và người để giảm lực ép lên ngực khi lực ép của đai đạt tới giá trị qui định trong khi va đập.
Hình 2.21 Bộ căng đai khẩn cấp khi lắp ráp đầy đủ
Hình 2.22 Trạng thái chưa được kích hoạt của bộ căng đai khẩn cấp
Nguyên lý hoạt động: Khi lực va đập vượt quá giá trị qui định, bộ thổi
khí được kích nổ theo tín hiệu được truyền từ cảm biến túi khí trung tâm và tạo ra khí có áp lực cao. Khí có áp lực cao này ép mạnh píttông vào trong xylanh làm dây bị kéo. Do đó tang trống bị co vào theo phương hướng kính của khe hở và được ép vào trục của cơ cấu căng đai thành một cụm. Sau đó, chốt hãm đĩa dẫn động bị cắt đứt làm cho tang trống, đĩa dẫn động và trục cơ cấu căng đai quay theo hướng cuộn đai lại để giữ cho người lái và hành khách tránh được va đập. Ngoài ra, còn có cơ cấu căng đai dùng bánh răng – thanh răng thay vì dùng dây như đã nêu ở trên.
Hình 2.23 Khi bộ căng đai được kích hoạt
Cơ cấu cuốn đai, bộ phận hạn chế lực và lõi cuốn được lắp với nhau và chúng quay cùng nhau. Do sự dịch chuyển của hành khách trong quá trình va đập. Lực căng đai có thể lớn hơn giá trị qui định thì đĩa của cơ cấu hạn chế lực sẽ biến dạng (hấp thụ năng lượng) nhờ lực quay của lõi cuốn và cuốn xung quanh trục. Kết quả là dây đai được nhả ra. Đĩa của bộ phận hạn chế lực có thể biến dạng cho đến khi lõi cuốn quay được sấp xỉ 1,3 vòng. Có hai loại bộ phận hạn chế lực khác nhau, một loại sử dụng thanh xoắn thay vì dùng đĩa hạn chế lực.
Bộ phận tạo khí gồm có ngòi nổ và các hạt tạo khí nằm trong hộp kim loại. Khi cảm biến túi khí mở, dòng điện sẽ đi vào ngòi nổ và kích nổ. Ngay sau đó ngòi nổ làm cho hạt tạo khí cháy rất nhanh trong một thời gian cực ngắn tạo ra khí có áp suất cao. Khí này sẽ đẩy xy lanh để cuốn dây.
Như vậy cùng với túi khí bộ căng đai khẩn cấp giúp cho người lái cũng như hành khách trên xe tránh được những chấn thương do va đập với các bộ phận của thân xe, từ đó giảm thiểu nguy cơ tử vong khi xảy ra tai nạn. Do đó, người dùng cần phải đặc biệt ý thức được tầm quan trọng của chúng mà sử dụng một cách hiệu quả trong quá trình sử dụng xe ôtô.
CHƯƠNG 3. KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA 3.1 Các cách kiểm tra 3.1 Các cách kiểm tra
3.1.1 Kiểm tra sơ bộ
Khi khóa điện từ vị trí LOCK bật đến vị trí ON hay ACC, mạch chuẩn đoán bật đèn báo túi khí trong khoảng 6 giây để tiến hành kiểm tra sơ bộ. Nếu phát hiện thấy hư hỏng khi kiểm tra sơ bộ, đèn báo túi khí không tắt đi mà vẫn sáng thậm chí khi đã 6 giây trôi qua. [3]
3.1.2 Kiểm tra thường xuyên
Nếu không thấy hư hỏng khi kiểm tra sơ bộ, đèn báo túi khí sẽ tắt sau 6 giây để cho phép ngòi nổ sẵn sàng kích nổ. Mạch chuẩn đoán bắt đầu chế độ kiểm tra thường xuyên để kiểm tra các chi tiết, hệ thống cấp nguồn và dây điện xem có hư hỏng, hở hay ngắt mạch không. Nếu thấy có hư hỏng gì đèn báo sẽ bật sáng lại cho lái xe biết.
3.1.3 Kiểm tra bằng máy chẩn đoán
Bước 1: Kết nối máy chẩn đoán với xe, chọn dòng xe cần thực hiện, chọn [Diagnostics] để chẩn đoán lỗi cho dòng xe.
Bước 2: Tiếp theo chọn mục [Control Unit] (Bộ điều khiển) để tiếp tục. Bước 3: Để tiếp tục chọn mục [SRS-Airbag] (túi khí).
Bước 4: Kiểm tra lỗi trên hệ thống túi khí, chọn [Readcode] (đọc lỗi) các
lỗi hiện hành và lịch sử sẽ hiện ra trên máy: B1610, B1604, B1519, B1414,...
Bước 5: Đọc các mã lỗi và tiến hành kiểm tra và sửa chữa
Bước 6: Sau khi khắc khắc phục các lỗi, ta tiến hành xóa mã lỗi trên máy
chẩn đoán
Thông tin bảng mã lỗi ô tô trên hệ thống túi khí AIR BAG (SRS)
- Mã Lỗi B1101 Battery Voltage High – Nghĩa của mã lỗi ô tô
+ General Information – Nghĩa của mã lỗi ô tô là: thông tin chung. + Scantool Diagnostics – Nghĩa của mã lỗi ô tô là: thao tác với máy chẩn đoán.
+ W/Harness Inspection – Nghĩa của mã lỗi ô tô là: kiểm tra day dẫn giắc nối.
+ Verification of Vehicle Repair – Nghĩa của mã lỗi ô tô là: Xác nhận lỗi đã được khác phục.
-Mã Lỗi B1102 Battery Voltage Low – Nghĩa của mã lỗi ô tô là:
điện áp ắc quy thấp.
-Mã Lỗi B1328 Fis(Front Impact Sensor) – Driver Defect – Nghĩa của mã lỗi ô tô là: Cảm biến va chạm phía trước.
-IS( Front Impact Sensor) – Driver Communication error – Nghĩa của mã lỗi ô tô là: Tín hiệu cảm biến va chạm phía trước bên tài lỗi.
-Mã Lỗi B1333 Fis(Front Impact Sensor) – Passenger Defect –
Nghĩa của mã lỗi ô tô là: Cảm biến va chạm bên phụ.
-Mã Lỗi B1334 Fis(Front Impact Sensor) – Passenger Communication error – Nghĩa của mã lỗi ô tô là: tín hiệu cảm