安全气囊系统的工作原理(三)

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3  安全气囊系统零部件
1．碰撞传感器
碰撞传感器是一个自动控制开关，按功能可分为碰撞强度传感器和碰撞防护传感器。碰撞强度传感器分别安装在汽车左前部、右前部、侧面和SRSECU内部，其功能是在汽车碰撞时检测汽车减速度，从而感知碰撞强度。碰撞防护传感器一般安装在SRSECU内部，其功能是控制安全气囊引爆管是否触发点火。汽车碰撞发生时，只有在碰撞防护传感器与任一碰撞强度传感器同时接通时，引爆管点火电路才接通引爆并点燃气体发生器中的叠氮化钠药片，使气囊瞬间充气膨胀。两种传感器的结构和工作原理相同，但碰撞防护传感器设定的电路接通阈值要稍微小一点。
碰撞传感器有机电开关式、电子开关式和水银开关式3大类型。常用的机电开关式碰撞传感器有滚轴式、滚球式和偏心锤式，它利用机械运动(滚轴或滚球的滚动和偏心锤的转动)来控制触点的开合，触点的断开或闭合则控制安全气囊引爆管点火电路的接通或断开，从而使点火电路触发。
       (1) 滚轴机电开关式碰撞传感器
见图9-6，滚轴机电开关式碰撞传感器由止动销、滚轴、滚动触点、固定触点、底座和片簧等零件构成。片簧5的一端固定在底座6上，另一端略微弹起。滚轴2可沿片簧5滚动，滚动触点3固定在滚轴2上，可随滚轴一起滚动并引出传感器的一个电极。固定在片簧5上并与之绝缘的固定触点4接传感器的另一个电极。
汽车未碰撞时，传感器处于静止状态(图9-6(a))。此时滚轴在弹起的片簧作用下，靠向止动销一侧，滚动触点与固定触点形成的开关处于断开状态，传感器电路不接通，无碰撞信号输入SRSECU。
当汽车碰撞且减速度达到碰撞强度设定的阈值时(图9—6(b))，滚轴由于惯性产生的惯性力大于片簧的弹力，滚轴就会压下片簧克服片簧的弹力向右滚动，使滚轴上的滚动触点与片簧上的固定触点接触，将传感器电路接通，碰撞强度信号即输入SRSECU。如果该传感器作为防护传感器使用，则将安全气囊引爆管电源电路接通。


滚轴机电开关式碰撞传感器在日本丰田、本田、三菱等轿车和美国福特林肯城市轿车的
SRS上均有使用。
(2) 滚球机电开关式碰撞传感器
在图9-7中，滚球机电开关式碰撞传感器亦称偏压磁铁式碰撞传感器，该传感器主要由固定触点1、滚球2、永久磁铁3和壳体等零件构成。滚球用铁材料制成，能在柱状滚道内滚动。略带弹性的两个固定触点绝缘固定在壳体上，分别引出两个传感器电极。
汽车未碰撞时(图9-7(a))，传感器处于静止状态，滚球被永久磁铁吸引，静止于右侧，两个固定触点未搭接，传感器电路未接通，无碰撞信号输人SRSECU。
当汽车碰撞且减速度达到碰撞强度设定的阈值时(图9-7(b))，滚球由于惯性产生的惯性力大于永久磁铁的磁力，滚球克服磁力在柱状滚道内滚动到两个固定触点侧，将两个固定触点搭接，使传感器电路接通，碰撞强度信号即输入SRSECU。
滚球机电开关式碰撞传感器在日本尼桑、马自达轿车的SRS上均有使用。该碰撞传感器由德国博世(BOSCH)公司生产。


(3) 偏心锤机电开关式碰撞传感器
在图9-8中，偏心锤机电开关式碰撞传感器由复位弹簧11、偏心锤2、挡板3、固定触点4、转动触点5和壳体等零件构成。直径方向上的两个固定触点绝缘固定在壳体上，引出一个传感器电极，直径方向上可以转动的两个转动触点引出另一个传感器电极，转动触点与偏心锤同步转动。复位弹簧使偏心锤复位并靠在挡板上定位。


汽车未碰撞时(图9-8(a))，传感器处于静止状态，在复位弹簧作用下，偏心锤与挡板接触，转子总成也处在静止状态。转动触点与固定触点不接触，传感器电路未接通，无碰撞信号输入SRSECU。
当汽车碰撞且减速度达到碰撞强度设定的阈值时(图9-8(b))，偏心锤由于碰撞惯性产生的惯性力大于复位弹簧的弹性力，使转子总成在惯性力矩作用下，克服复位弹簧弹性力矩沿逆时针转动一个角度。同步转动的转动触点也逆时针转动一个角度，于是固定触点与转动触点接触，将传感器电路接通，碰撞强度信号即输入SRSECU。
偏心锤机电开关式碰撞传感器在日本丰田、马自达轿车的SRS上均有使用。
(4) 水银开关式碰撞传感器
水银开关式碰撞传感器利用水银的良好导电性控制气囊引爆管点火电路的接通，一般用做碰撞防护传感器。
见图9-9，水银开关式碰撞传感器由电极1和5、密封圈2、水银珠4、螺塞6和壳体3等零件构成。能够在管状壳体内移动的水银珠是一个导电体。安装在绝缘螺塞上的两个电极互相绝缘，并各引出一个传感器电极。螺塞和壳体也是绝缘的。
汽车未碰撞时(图9-9(a))，传感器处于静止状态，水银珠在重力作用下处于壳体下端，传感器的两电极断开，传感器电路未接通，无碰撞信号输入SRSECU。
当汽车碰撞且减速度达到碰撞强度设定的阈值时(图9-9(b))，水银珠由于碰撞产生的惯性力在壳体轴线方向的分力，克服水银珠重力在壳体轴线方向的分力，将水银珠抛向传感器电极一端，变形并将两电极接通，碰撞强度信号即输入SRSECU。


(5) 电子开关式碰撞传感器
利用压阻效应或压电效应原理工作，电子开关式碰撞传感器一般用做中心碰撞。