TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ MÔN: Hệ thống điện thân xe điều hòa không khí BÀI TIỂU LUẬN: Tìm hiểu hệ thống SRS Nhóm sinh viên thực hiện: Võ Như Lai Huỳnh Văn Nam Phạm Hữu Phước Nguyễn Hoàng Lâm Nguyễn Ngọc Minh Nguyễn Lê Phú Quý Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện I.Nguyên lý tổng quát: Nhiệm vụ túi khí : Công 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 toàn 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 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 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 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Hình1.1 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại M Hình1.2 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại E 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 không 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) Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện - 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, ngòi nổ nằm thổi túi khí bị đánh lửa - Ngòi 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 không 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 không 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 không 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 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện - 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 không 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 không nổ Túi khí bên túi khí bên phía không nổ, va đập từ phía trước phía sau, bị lật,hoặc va đập bên với tốc độ thấp II Cấu tạo chi tiết hoạt động 1.Túi khí - Túi khí làm vật liệu sợi tổng hợp phủ lớp silicon để chịu khí nóng Sau túi có nhiều lỗ cho phép khí thoát sau bơm đầy Túi gấp thật chặt hộp bao lại Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện - Phần lớn túi khí giấu panel với đường cắt định trước, cho phép túi khí bung xuyên qua trình bơm căng mà không làm vỡ khu vực khác (Hình 2.1) Hình 2.1: Túi khí giấu panel - Trong số trường hợp nắp che gắn vào đoạn đai vải để giữ không cho nắp văn xa tránh gây nguy hiểm - Nắp che túi khí nhìn bên khó phát có dạng giống bề chụp vành tay lái hay bề panel trước mặt hành khách nhận diện nhờ vào kí hiệu “airbag” “SRS” đúc nắp (Hình 2.1) Hình 2.2: Hình loại túi khí Bộ sinh khí đánh lửa - 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 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện - Bộ phận kích hỏa thông 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: Nguyên lí hoạt động sinh khí đánh lửa 3.Túi khí trước - Túi khí bên lái xe lắp cứng trung tâm vành lái Túi khí bên hành khách lắp panel đồng hồ điều khiển - Túi khí thiết kế kích hoạt với lực va dập cực lớn, tác dụng trước đầu xe - Khi cảm biến phát giảm tốc đột ngột xe, tín hiệu điều khiển đưa đến đánh lửa để kích hoạt đốt cháy nhiên liệu sinh khí - Một hỗn hợp Nitrogen Cacbondioxide sinh nhanh chóng bơm căng túi khí Áp suất tăng làm tách vỡ nắp che panel túi khí bung trước mặt lái xe hay hành khách Túi khí nhanh chóng xuống thoát khí từ lỗ túi khí Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện - Khí qua lọc giảm nhiệt độ bơm đầy túi khí Sau bơm phồng túi khí có nhiều bột trắng vô hại văn Bột dùng bôi trơn giúp cho túi khí gấp chặt bung dễ dàng - Túi khí cho hành khách thường có kích thước lớn túi khí cho tài xế từ hai đến ba lần khoảng cách từ hành khách đến panel lớn nhiều so với khoảng cách lái xe đến vành tay lái (hình 2.5) Hình 2.5: Hình dạng túi khí trước - Trên số loại xe trang bị thêm túi khí bảo vệ đầu gối lái xe đặt panel trục lái Hình 2.6: Cấu tạo cụm chi tiết SRS túi khí lái xe Túi khí bên túi khí cửa - 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 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện 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 - Túi khí đầu túi khí rèm có chức nhau, khác kích thước Túi khí đầu bao phủ khu vực hẹp túi khí rèm thông 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 hông 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 vòng Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Hình 2.8: Túi khí rèm Cổ góp điện cáp cuộn - Vòng dẫn điện hay cáp cuộn dùng để dẫn truyền điện vành tay lái ( túi khí) dây dẫn cố định từ vành tay có chuyển động quay vòng Cáp dẫn nối công tắc điều khiển khác vành tay lái còi, công tắc kiểm soát hành trình… Vòng dẫn điện không giới hạn chuyển động quay vòng, cáp cuộn có giới hạn quay vòng dây điện dẹp nằm giới hạn hộp chứa - Cáp cuộn bao gồm dây dẫn dẹp, roto stator, dây dẫn dẹp cuộn chung hộp stator rotor, đầu dây lắp chặc với stator đầu lắp với rotor Khi quay vành tay lái, rotor quay trục tay lái dây dẫn cuộn chặt lại hay nới lỏng tùy thuộc chiều quay vành tay lái Cáp cuộn phải điều chỉnh vị trí lắp ráp với vành tay lái Hình 2.9: Cấu tạo cáp cuộn Cảm biến va chạm 10 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Bộ căng đai trước hoạt động đồng thời với túi khí trước Bộ căng đai trước không tác động nhờ vào cảm biến áp lực ghế ngồi hay công tắc quán tính Khi người ngồi ghế tín hiệu đến modun điều khiển căng đai trước không 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 Lò 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 12 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện 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 ghế có người hay không 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 không làm việc Hình 2.13: Cấu tạo 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 trẻ em nên số xe trang bị thêm công tắc ngắt hoạt động túi khí hành khách Người 13 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện lái ngắt hoạt động túi khí hành khách nhờ công 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 12 Nguồn điện dự phòng Nguồn điện cung cấp từ bình accu bị ngắt va chạm mạnh, cần nguồn dự phòng 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 13 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 không xác 14 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Hình 2.15: Đèn cảnh báo SRS III Vị trí lắp Bố trí chung hệ thống SRS xe Toyaota-Yaris (2006) 15 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Hình 3.1: Bố trí chung hệ thống SRS xe Toyaota-Yaris (2006) Một loại xe khác: 16 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Hình 3.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống SRS Hình 3.3: Bố trí chung hệ thống SRS xe Toyota Land Cruiser 17 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện 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 18 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Hình 3.5: Bố trí chung hệ thống SRS xe Toyota Yaris 1.Cảm biến va chạm trước; 2.Cảm biến va chạm bên; 3.Bộ căng đai trước; 4.Modun điều khiển SRS; 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 ) 19 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện 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: 20 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Hình 4.3: Khi va chạm từ bên hông Khi va chạm từ bên hông sau xe: Hình 4.4: Khi va chạm từ bên hông sau xe 21 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện V.Cách kiểm tra 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 khoảng giây để tiến hành kiểm tra sơ Nếu phát thấy hư hỏng kiểm tra sơ bộ, đèn báo túi khí không tắt mà sáng chí giây trôi qua Kiểm tra thường xuyên: Nếu không thấy hư hỏng kiểm tra sơ bộ, đèn báo túi khí tắt sau giây phép ngòi nổ sẵn sàng kích nổ Mạch chuẩn đoán bắt đầu chế độ kiểm tra thường xuyên để kiểm tra chi tiết, hệ thống cấp nguồn dây điện xem có hư hỏng, hở hay ngắt mạch không Nếu thấy có hư hỏng đèn báo bật sáng lại cho lái xe biết Kiểm tra mã chuẩn đoán: Chúng ta đọc mã lỗi hệ thống SRS cách quan sát đèn báo nháy Đa số cách kiểm tra mã lỗi xe không khác nhiều Mã bình thường: đèn chớp giây hai lần Mã chuẩn đoán: 22 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Ví dụ: Xe Toyota Hi-Ace/PowerVan(1995-2007) Đối với giắc kiểm tra (DCL) 23 chân: Để kiểm tra hoạt động mã lỗi, ta bật công tắc đánh lửa vị trí ON chờ khoảng 20 giây Nối chân E1 với TC giắc kiểm tra Hình 23 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Đếm số lần chớp sáng đèn báo hệ thống SRS Ghi chép lại mã lỗi (chú ý số lần đèn sáng thời gian đèn sáng lại) Hình Trong hình ta có mã 31 So sánh mã lỗi với bảng mã lỗi nhà sản xuất Ngắt công tắc đánh lửa (vị trí OFF) Sửa chữa cần thiết Đối với giắc kiểm tra (DCL) 16 chân: Để kiểm tra hoạt động mã lỗi, ta bật công tắc đánh lửa vị trí ON chờ khoảng 60 giây Nối chân CG với TC giắc kiểm tra (Hình 3) Đếm số lần chớp sáng đèn báo hệ thống SRS Ghi chép lại mã lỗi So sánh với bảng mã lỗi nhà sản xuất 24 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Nếu đèn chớp giây lần ( sáng 0,5 giây tắt 0,5 giây tiếp tục vậy) : Không tìm thấy mã lỗi (bình thường) Nếu đèn chớp hai giây lần: Có lỗi Trong trường hợp có lỗi hệ thống ta tắt công tắc máy ( vị trí OFF) Sau đó, bật lên lại (vị trí ON) Đợi khoảng 60 giây Thực tương tự giắc cắm 23 chân Đếm số lần chớp sáng đèn báo hệ thống SRS Ghi chép lại mã lỗi So sánh mã lỗi với bảng mã lỗi nhà sản xuất Ngắt công tắc đánh lửa (vị trí OFF) Sửa chữa cần thiết Xóa mã chuẩn đoán: Sau sửa chữa xong hư hỏng hệ thống SRS, đèn báo sáng trừ mã lưu lại xóa Qui trình xóa mã lưu lại tùy theo loại mạch nhớ Đối với mạch nhớ loại RAM thông thường nội dung nhớ bị xóa ngắt nguồn điện Đối với mạch nhớ loại EEPROM, loại ghi xóa Bộ nhớ không bị xóa ngắt nguồn điện RAM thường xuyên nguồn dự phòng Mã ghi lại bị xóa cách bật khóa điện đến vị trí LOCK (OFF) EEPROM xóa cách nhập tín hiệu đặc biệt vào cảm biến túi khí trung tâm Ví dụ: Xe Toyota Hi-Ace/PowerVan(1995-2007) Đối với giắc kiểm tra (DCL) 23 chân: Nên xóa mã lỗi công tắc vị trí OFF Nếu không, ta nối chân A/B TC.(Hình 4) 25 Hệ thống túi khí SRS………………………………….GVHD: Lê Văn Điện Bật công tắc vị trí ON, đợi giây Nối mass chân A/B trước, chân TC nối mass sau Thao tác nối mass chân liên tiếp tối đa vòng giây Đợi vài giây, đèn báo SRS chớp xóa mã lỗi Nếu không được: lặp lại bước mã lỗi xóa Chú ý: Khi nối dây phải thực nhanh ( vòng 0.2 giây) VI Phim mô VII.Tài liệu tham khảo Đỗ Văn Dũng Hệ thống thân xe điều khiên tự động ô tô Năm 2007 Thi Hồng Xuân Hệ thống điều hòa không khí hệ thống túi khí ô tô Đại học Nông Lâm TP.HCM, năm 2009 Đỗ Văn Dũng Trang bị điện điện tử ô tô đại hệ thống điện động Nhà xuất đại học quốc qua TP.HCM, năm 2004 Tài liệu đào tạo TOYOTA Kỹ thuật viên chuẩn đoán điện 2: túi khí SRS cà căng đai khẩn cấp TOYOTA SRS Toyota Yaris: SUPPLEMENTAL RESTRAINT SYSTEM – AIRBAG SYSTEM Service Manual Trucks Group 88 SRS Airbag, Safety Belts and Bunk Restraints Volvo Trucks North America, Inc Greensboro, NC USA Auto data 3.18 Năm 2007 26