BÀI TIỂU LUẬN: Tìm hiểu hệ thống SRS

Nhiệm vụ của túi khí : Công dụng của túi khí như là một hệ thống kèm giữ bổ sung SRS kết quả là làm giảm những chấn thương do mảnh kính vỡ , do lực va đập với các bộphận bên trong xe và

NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ

MÔN: Hệ thống điện thân xe và điều hòa không khí.

BÀI TIỂU LUẬN: Tìm hiểu hệ thống SRS.

Nhóm sinh viên thực hiện:

I.Nguyên lý tổng quát:

1

Nhiệm vụ của túi khí :

Công dụng của túi khí như là một hệ thống kèm giữ bổ sung (SRS) kết quả

là làm giảm những chấn thương do mảnh kính vỡ , do lực va đập với các bộphận 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 kháchkhi họ đã được bảo vệ bằng đai an toàn Đối với những va đập nghiêm trọng ởphía trước và sườn xe, túi khí SRS cùng với đai an toàn sẽ ngăn ngừa hoặc giảmthiểu chấn thương

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

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

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

4 Nguyên lý hoạt động:

- Nguyên lý hoạt động của túi khí về cơ bản khá đơn giản: Bộ điều khiểnđiện 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) sẽcung 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 chophần 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 nhanhchóng 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 độnày vượt quá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí trung tâm, thì ngòi nổnằm 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 trongthời gian ngắn Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên người trên xeđồng thời ngay lập tức thoát ra ở các lỗ xả phía sau túi khí Điều này làm giảmlực tác động lên túi khí và cũng đảm bảo cho người lái có một không gian cầnthiết để quan sát

- Hệ thống túi khí SRS phía trước được thiết kế để kích hoạt ngay nhằm đápứng với những va đập nghiêm trọng phía trước trong khu vực mầu đỏ giới hạnbởi các mũi tên 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 giớihạn thiết kế Tương đương với vận tốc va đập khoảng 20 - 25 km/h khi va đậptrực 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 phíatrước có thể không nổ

- Tuy nhiên, tốc độ ngưỡng này sẽ cao hơn đáng kể nếu xe đâm vào vật thểnhư xe đang đỗ, cột mốc tức là những vật thể có thể dịch chuyển hoặc biếndạng 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 phíasau, hoặc xe bị lật, hoặc va đập phía trước với tốc độ thấp Trường hợp (1) hình1.4

- Túi khí SRS phía trước có thể nổ nếu xảy ra va đập nghiêm trọng ở phíagầm dưới 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 SRSphía 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 diệnhoặc chéo vào thành bên như được chỉ ra ở hình vẽ bên trái nhưng không thuộckhu vực khoang hành khách, thì túi khí bên và túi khí bên phía trên có thểkhông nổ Túi khí bên và túi khí bên phía trên sẽ không nổ, khi va đập từ phíatrước hoặc phía sau, hoặc bị lật,hoặc va đập bên với tốc độ thấp

II Cấu tạo các chi tiết và hoạt động.

1.Túi khí

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

- Phần lớn các túi khí được giấu dưới một panel với những đường cắt địnhtrước, cho phép các túi khí bung xuyên qua trong quá trình bơm căng mà khônglàm vỡ khu vực khác (Hình 2.1).

Hình 2.1: Túi khí được giấu dưới một panel

- Trong một số trường hợp nắp che được gắn vào một đoạn đai vải để giữkhông cho nắp này văn xa tránh gây nguy hiểm

- Nắp che túi khí nhìn bên khó phát hiện vì có dạng giống như bề ngoài chụptrên vành tay lái hay bề ngoài của panel trước mặt hành khách và được nhậndiện 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 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 Khinhiên liệu được kích hỏa sản sinh lượng khí (Nitrogen và Cacbonic), khí này điqua lưới lọc và bơm căng túi khí

- Bộ phận kích hỏa thông thường được kích hoạt bằng tín hiệu điện từmodun điều khiển nhưng vẫn còn một số ít xe sử dụng túi khí cơ được kích hoạtbằng cơ khí.

Hình 2.3: Cấu tạo bộ sinh khí và đánh lửa

Hình 2.4: Nguyên lí hoạt động của bộ sinh khí và đánh lửa.3.Túi khí trước

- Túi khí bên lái xe được lắp cứng tại trung tâm vành lái Túi khí bên hànhkhách được lắp trong tấm panel đồng hồ điều khiển

- Túi khí được thiết kế chỉ được kích hoạt với lực va dập cực lớn, tác dụngtrước đầu xe

- Khi các cảm biến phát hiện một sự giảm tốc đột ngột của xe, một tín hiệuđiều khiển 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 chóngbơm căng túi khí Áp suất tăng làm tách vỡ nắp che trên panel và túi khí đượcbung ra trước mặt lái xe hay hành khách Túi khí nhanh chóng xệp xuống dothoát khí từ các lỗ trên túi khí

- 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 dùngbôi trơn 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 từhai đến ba lần vì khoảng cách từ hành khách đến panel lớn hơn nhiều so vớikhoảng cách của 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

4 Túi khí bên và túi khí cửa

- Túi khí bên được lắp bên cạnh phần tựa lưng của ghế ngồi và túi khí cửađược lắp sau tấm ốp cửa Do khoảng cách giữa người ngồi và vách xe rất hạn

chế nên thời gian 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

5 Túi khí đầu và túi khí rèm

- Túi khí đầu và túi khí rèm có chức năng như nhau, chỉ khác nhau về kíchthước Túi khí đầu chỉ bao phủ một khu vực hẹp hơn trong khi đó túi khí rèmthông thường kéo 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 hôngxe

- Túi khí bảo vệ đầu và túi khí rèm có thời gian giữ hơi lâu hơn các túi khíkhác vì các túi khí này có tác dụng bảo vệ trong trường hợp xe lật ngang nhiềuvòng

Hình 2.8: Túi khí rèm.

6 Cổ góp điện hay là cáp cuộn

- Vòng dẫn điện hay cáp cuộn dùng để dẫn truyền điện giữa vành tay lái ( bộtúi khí) và dây dẫn cố định từ ngoài trong khi vành tay có chuyển động quayvòng Cáp dẫn cũng nối các công tắc điều khiển khác trên vành tay lái còi, côngtắc kiểm soát hành trình… Vòng dẫn điện không giới hạn chuyển động quayvòng, nhưng cáp cuộn có giới hạn quay vòng do cuộc dây điện dẹp chỉ nằmtrong giới hạn hộp chứa

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

Hình 2.9: Cấu tạo của cáp cuộn

7 Cảm biến va chạm

- Cảm biến va chạm có thể được lắp trong modun điều khiển hay được lắpriêng lẻ Cảm biến được lắp nối tiếp với một cảm biến an toàn để ngăn ngừaviệc vô tình kích hoạt hệ thống.

- Cảm biến va chạm rất nhạy cảm với một sự kết hợp giữa lực G và thờigian Điều này giúp tránh kích hoạt không mong muốn, chẳng hạn như một lực

va đập trực tiếp vào cảm biến hay modun điều khiển hay chấn động nhẹ do vachạm 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 độngkhi đúng hướng va chạm

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

8 Cảm biến an toàn

Cảm biến an toàn có thể là một công tắc thủy ngân hay G sensor được nốitiếp với cảm biến va chạm để đảm bảo hệ thống được hoạt động khi thật sự cầnthiết

Khi cả hai cảm biến va chạm và cảm biến an toàn phát hiện việc giảm tốcvượt quá giới hạn định trước thì hệ thống mới được kích hoạt

9 Bộ căng đai trước

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

Trên bộ căng đai trước kiểu cơ học, việc xiết chặt được thực hiện do một lựckéo phụ 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 lựcghế ngồi hay công tắc quán tính Khi không có người ngồi trên ghế thì không cótín hiệu đến 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 , mộtđầu được nối với cáp nối, đầu kia của cáp liên kết với một đầu móc của dây đai

Lò xo được giữ ở vị trí nén trước nhờ vào một bộ móc khóa Khi có va chạmmạnh cơ cấu hãm của móc tách ra, móc khóa bị đẩy xuống làm lò xo bung rakéo 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 cuốnđai quay tự do

Khi có va chạm từ phía trước, nhờ các cảm biến va chạm bộ điều khiển SRSkích hoạt bộ sinh khí, áp suất sinh ra tác dụng lên piston và đẩy thanh răng

đi lên ăn khớp với bánh răng Lúc này khớp nối một chiều đóng, bánh răng

sẽ làm quay khớp 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 một bánh 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.

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 cácray trượt của ghế còn được gọi là cảm biến trọng lượng người ngồi Nếu nhưtrọng lượng người ngồi thấp hơn 30 kg thì hệ thống túi khí tại vị trí ghế đó sẽkhông làm việc

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

11 Công tấc ngắt hoạt động túi khí hành khách

Do túi khí không phù hợp với ghế an toàn của trẻ em nên trên một số xeđược 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 biếntrọng 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 bịkhóa

Hình 2.14: Đèn báo túi khí hành khách

12 Nguồn điện dự phòng

Nguồn điện cung cấp từ bình accu có thể bị ngắt do va chạm mạnh, do đócần một nguồn dự phòng cho việc kích hoạt của hệ thống SRS Nguồn này cóthể cung cấp bởi một hay nhiều tụ điện được lắp cho hệ thống ( thường đượctích hợp chung trong modun điều khiển)

Nhờ những tụ điện này khi accu bị ngắt điện thì hệ thống vẫn có thể hoạtđộng an toàn thêm một thới gian ngắn nữa theo thông số của một số nhà sảnxuất thời gian này kéo dài hơn 30 phút

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

Một loại xe khác:

Hình 3.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống SRS.

Hình 3.3: Bố trí chung hệ thống SRS trên 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 trên xe Ford Focus

1.Cảm biến va chạm trước; 2.Công tắc ngắt hoạt động của 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

Hình 3.5: Bố trí chung hệ thống SRS trên xe Toyota Yaris 1.Cảm biến vachạm trước; 2.Cảm biến va chạm bên; 3.Bộ căng đai trước; 4.Modun điều khiểnSRS; 5.Túi khí hành khách; 6.Túi khí lái xe; 7.Cảm biến vị trí ghế ngồi; 8.Túi

khí bên

IV Sơ đồ mạch điện.

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

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

Khi va chạm từ phía trước đầu xe:

Hình 4.2: Khi va chạm từ phía trước đầu xe

Khi va chạm từ bên hông:

Hình 4.3: Khi va chạm từ bên hông.

Khi va chạm từ bên hông sau xe:

V.Cách kiểm tra.

Kiểm tra sơ bộ:

Khi khóa điện từ vị trí LOCK bật đến vị trí ON hay ACC, mạch chuẩn đoánbật đèn báo túi khí trong khoảng 6 giây để tiến hành kiểm tra sơ bộ Nếu pháthiện thấy hư hỏng khi kiểm tra sơ bộ, đèn báo túi khí không tắt đi mà vẫn sángthậm chí khi đã 6 giây trôi qua

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 kiểmtra 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 bậtsáng lại cho lái xe biết

Kiểm tra mã chuẩn đoán:

Chúng ta đọc được mã lỗi hệ thống SRS bằng cách quan sát đèn báo nháy

Đa số cách kiểm tra mã lỗi các xe không khác nhau nhiều

Mã bình thường: đèn chớp mỗi giây hai lần

Mã chuẩn đoán:

Ví dụ: Xe Toyota Hi-Ace/PowerVan(1995-2007).

Để kiểm tra sự hoạt động của mã lỗi, ta bật công tắc đánh lửa ở vị trí ON vàchờ khoảng 20 giây

Nối chân E1 với TC của giắc kiểm tra Hình 1