上海大众帕萨特帕萨特B5安全气囊故障分析与排除1.doc
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1、毕业论文上海大众帕萨特帕萨特B5安全气囊故障分析与排除系 部 现 代 制 造 工 程 系 专 业 名 称 汽 车 运 用 技 术 专 业 班 级 汽 车 1092 班 姓 名 学 号 指 导 教 师 2011年9月25日上海大众帕萨特帕萨特B5安全气囊故障分析与排除摘 要安全气囊作为汽车安全的一个重要部分,安全气囊对人的安全有很重要的作用。本文以大众PASSATB5 轿车为研究对象,对PASSATB5 轿车安全气囊的结构及工作原理进行了介绍与分析,并列举出了一些相关的数据作为参考,对常见的故障诊断与排除方法进行了归纳,通过几个案例的详细分析总结出对安全气囊系统寻找故障的技巧和排除方法。关键词:
2、安全气囊;故障;排除 Shanghai Volkswagen passat passat B5 airbag failure analysis and ruled outAbstract Author: Li Liang Tutor: Zhao FengAirbags as auto safety is an important part of people and the airbag an very important role. In this paper, the public PASSAT B5 cars as the research object, this paper PASS
3、ATB5 cars airbag the structure and the working principle of the introduction and analysis, citing some of the relevant data as reference, to the common fault diagnosis and elimination method were summed up, a few cases through detailed analysis of the summed up the airbag system looking for fault of
4、 the skills and elimination method.Paper keywords: Airbags; Fault; Ruled out目 录1 前言12 安全气囊简介2 安全气囊的作用与分类2 安全气囊系统的组成3 安全气囊的工作原理4 安全气囊的工作过程6 使用安全气囊注意事项73 上海PASSAT B5安全气囊组成及工作原理9上海PASSAT B5 轿车的整车安全系统介绍9上海PASSAT B5 轿车安全气囊系统的介绍104 上海PASSAT B5 轿车安全气囊常见故障和数据流的分析13上海PASSAT B5安全气囊故障灯常亮的故障分析.13上海PASSAT B5安全气囊
5、数据流分析.165 上海PASSAT B5 轿车安全气囊故障案例分析215.1 故障案例一 上海大众帕萨特B5安全气囊警告灯常亮21 故障案例二 上海大众帕萨特B5无法通信且安全气囊警告灯常亮23结束语25致谢26参考文献271 前 言随着我国国民经济的增长,汽车技术的进步和道路条件的改善,公路运输量大幅度增长,行车速度也显著提高,随之而来的就是交通事故呈现上升趋势车流量也越来越大,安全隐患也越来越严重,交通事故逐年递增。因此,确保汽车行驶的安全性,解决乘车人员的安全越来越受到人们的重视。而在汽车上装配安全气囊就是一种有效的解决方法。汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在
6、整车设计中所占的比例也越来越大。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种,主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性,防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用,以减缓事故严重程度。汽车主动安全是指汽车防止发生事故的能力,主要有操纵稳定性、制动性能、平顺性等;被动安全是指在万一发生事故的情况下,汽车保护乘员的能力,目前主要有安全带、安全气垫、防撞式车身和安全气囊防护系统(Airbag Restraint System,以下简称安全气囊)等。2 安全气囊简介2.1 安全气囊的作用与分类安全气囊简介汽车安全气囊系统(简称SRS)是辅助安全系统,它通常是作为安全带的辅助安全装置出现。安全带与安全气囊是
7、配套使用,没有安全带,安全气囊的安全效果将要大打折扣。据调查,单独使用安全气囊可使事故死亡率降低18%左右,单独使用安全带可使事故死亡率下降42%左右,而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低47%左右。由此可见,只有两者相互配合才能最大可能的降低事故的死亡率,安全气囊系统必然作为安全带的辅助系统出现。 当发生碰撞事故时,安全带将乘员“约束”在座椅上,使乘员的身体不至于撞到方向盘、仪表板和风窗玻璃上,避免乘员发生二次碰撞;同时避免乘员在车辆发生翻滚等危险情况下被抛离座位。安全气囊的保护原理是:当汽车遭受一定碰撞力量以后,气囊系统就会引发某种类似小剂量炸药爆炸的化学反应,隐藏在车内的安全
8、气囊就在瞬间充气弹出,在乘员的身体与车内设备碰撞之前起到铺垫作用,减轻身体所受冲击力,从而达到减轻乘员伤害的效果。 安全气囊系统称为SRS,相对于安全带,安全气囊只是一个辅助保护设备。安全气囊是用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成,工作时用无害的氦气填充。此系统由一个传感器激活,该传感器用于监视碰撞中汽车速度减小的程度。在碰撞发生的早期,安全气囊开始充气,安全充气大约需要秒。安全气囊可以非常快的速度充气十分重要,这能确保当乘客的身体被安全带束缚不动而头部仍然向前行进时,安全气囊能及时到位。在头部碰到安全气囊时,安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气。气体的排出有一定的速率,确保让人的身体部位缓慢地减速。
9、由于安全气囊弹开充气的速度可高达320公里/小时,碰撞时如果人的乘坐姿势不正确,将给人带来严重的伤害。 安全气囊的作用安全气囊是最近发展起来的被动安全装置。它对驾驶员和乘员的头部、颈部安全起着明显的保护作用。特别是在汽车正面碰撞和前侧碰撞时,其保护作用尤为明显,而座椅安全带对人体胸部以上的保护作用十分有限。汽车发生事故时,人体胸部以上受伤的几率高达75%以上。安全气囊主要是针对乘员上体,特别是头部和颈部在撞车时的安全而设计的 ,而且一般汽车出厂时就已安装在车内,无须人们有意识地去完成佩带这一动作。因而它可随时随地保护人们的安全,更容易被人们接受。安全气囊的分类汽车安全气囊按控制类型不同,可分为
10、机械式和电子控制式两类。电子控制式又分为元件型、集成电路型、电脑控制型之分。电子控制式又分集中控制式,即一个电子控制器控制两个以上的气囊;分散控制式,即一个电子控制器只控制一个气囊。有的把传感器也放在气囊内,所以有内部和外部传感器式安全气囊之分。有的也叫整体式安全气囊。现代汽车大都采用电子控制式安全气囊。2.2 安全气囊系统的组成安全气囊系统主要包括碰撞传感器(Sensor)、气囊电脑电控单元(ECU)、气体发生器(Inflator)、气囊(Bag)、续流器(Clock Spring)、系统指示灯、气囊组件以及连接线路如图 2-1所示,气囊组件主要包括气囊、气体发生器以及点火器等。图2-1:安
11、全气囊系统的组成 安全气囊的工作原理最早的安全气囊为机械式安全气囊系统,现在国内外气囊厂家主要采用的是电子式安全气囊系统。基本型安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正面保护安全气囊及安全带预紧装置。 电子式安全气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况,由MCU监控并作出判断,判断当前的事件是否是严重碰撞事件,如果是严重碰撞事件则驱动气囊展开,保护驾乘人员的安全。安全气囊作用过程为:碰撞发生后020ms内传感器将信号输送到中央电子控制器(ECU), ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器,在2060ms内高温、高压气体(氮气)经过滤冷却进入气袋,气袋张开形成气垫,将乘员与车内装备隔开,60100ms
12、后气袋排气孔打开,气囊泄气并收缩。气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量,缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力,乘员陷入较柔软的气囊中,使得乘员得到保护。最后气体全部从排气孔排出,气囊瘪下。图2-2为安全气囊系统基本装车形式,图中DAB是驾驶员气囊,PAB是乘员气囊,PSB是安全带预紧装置。 图2-2基本型安全气囊系统的装车形式由于安全气囊系统属于汽车安全部件,它所采用的电子器件均有较高的特殊性能要求,需要精度高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。 常规安全气囊的电子控制系统包括加速度传感器和MCU等。当前国内外气囊厂家常用的安全气囊传感器为微机电系统(MEMS)传感器,MEMS传感器的感应范围比较宽,可以感
13、应1G到100G值的加速度,感应方向可从单轴向到三轴向,在正面、侧面、垂直三个方向感应汽车碰撞过程中的加速度变化,并输出模拟信号。 安全气囊控制要求MCU运算能力强、I/O口充足等,从可靠性角度考虑,需要使用汽车级的具有一些特殊功能模块的MCU。根据系统性能的不同要求使用的MCU有8位、16位,对于更复杂的系统,许多气囊系统供应商已经采用了32位的高性能MCU。 为了说明安全气囊的基本原理,这里首先说明汽车发生事故时造成乘员伤亡的原因。当汽车发生碰撞事故时,汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞,一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降,速度从35km/h降到零的时间约150ms左右;乘员和汽车内部结构
14、之间的碰撞称之为二次碰撞,由于惯性的作用,当汽车急剧降速时,乘员要保持原来的速度向前运动,于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞,从而造成了乘员的伤亡.汽车安全气囊的基本思想是,在发生次碰撞后,二次碰撞前,迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子,使乘员扑在气袋上,避免或减缓二次碰撞,从而达到保护乘员的目的。由于乘员和气袋相碰时,因振荡造成乘员伤害,所以一般在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样,当乘员和气整相碰时,借助圆孔的放气可减轻振荡,放气过程同时也是一个释放能量的过程,因此可以很快地吸收乘员的动能,有助于保护乘员。准确判断出事故的碰撞强度,并点爆气袋。
15、控制系统主要有机械式、模拟电子式、智能式几种。第一、二代的机械式和模拟式控制系统,由于结构的局限,灵活性有很大限制,应用正在减少。现在大部分系统都采用第三代的带微处理器的智能控制系统。它使用单片机对电子式加速度传感器测得的信号进行计算,认为发生了碰撞并且达到一定强度时,输出点火脉冲引爆气体发生器,迅速产生大量气体充满气袋。智能控制系统的控制算法由软件实现,极大地提高了算法的灵活性,而且具有记录事故信息和与计算机通讯等前两代控制系统无法实现的功能。汽车SRS气囊系统并非在所有碰撞情况下都起作用,正面SRS安全气囊系统在汽车从正前方或斜度在正前方的正负30度角范围内发生碰撞,且其纵向减速度达到某一
16、值(通常成为减速阀值)才能引爆气体发生器给正面SRS气囊充气。减速阀值根据SRS气囊系统的性能设定,不同车型SRS气囊系统的减速阀值可能不同。当正面碰撞车速在20km/h以下时,气囊应该不启爆;当车速在2040km/h之间时,这是一个过渡区,气囊可能启爆也可能不启爆;当车速在40km/h以上时,气囊应该启爆。在下列条件之一情况下,SRS气囊系统不会启爆:(1)汽车遭受斜前方碰撞斜角超过正前方正负30度角范围时;(2)汽车遭受后方撞击时;(3)汽车遭受横向撞击时;(4)汽车发生侧翻时;(5)纵向减速度没达到设定阀值时。2.4 安全气囊的工作过程安全气囊一般由传感器(Sensor)、电控单元(EC
17、U)、气体发生器(Inflator)、气囊(Bag)、续流器(Clock Spring)等组成,通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(Airbag Module)。传感器感受汽车碰撞强度,并将感受到的信号传送到控制器,控制器接收传感器的信号并进行处理,当它判断有必要打开气囊时,立即发出点火信号以触发气体发生器,气体发生器接收到点火信号后,迅速点火井产生大量气体给气囊充气。安全气囊系统的组成如图2-3所示。 图2-3汽车安全气囊组成系统(1)将从碰撞传感器接收的电信号传给充气器的引爆剂;(2)引爆剂像根“电火柴”通电後着火,然後再点燃充气器组件内的扩爆剂,扩爆剂又称为引爆管;(3)扩爆剂点
18、燃後,点燃主装药 主推进剂。传统的主推进剂由氮化钠+氧化剂组成,也有些使用压缩氮气或氩气,还有两种混合应用;(4)推进剂燃烧生成氮气流;(5)迅速膨胀的气体经过过滤进入折囊垫,形成安全气囊雏形;(6)充气器使充入安全气囊的气体压力增高,并开始推压安全气囊饰罩;(7)安全气囊饰罩上的压力不断上升,饰罩材料延伸变形和撕裂薄弱区的接缝;(8)随着裂缝的出现,饰罩门开启,为充气安全气囊的喷出提供最佳通路;(9)气体压力继续增长,安全气囊张开至织物绷紧;(10)乘员接触和压迫安全气囊,实现安全保护;(11)通过气体的粘性阻尼作用,乘员前移能量被吸收和耗散,安全气囊中过压气体经过安全气囊通气孔排出而不致伤
19、害乘员。 使用安全气囊注意事项 安全操作规范不正当的操作、储存、拆卸、安装或移动SRS-40安全气囊系统都可能会造成不应有的启爆,这样会对操作者造成伤害或对系统产生不良的影响,为了避免维修人员和乘员受伤害,必须遵守以下安全操作规范: 当拆装发生器-传感器和组件时,应站在气囊展开的轨迹之外,并且穿戴好防火手套和防护镜,这是一个预防措施以防止发生器-传感器意外突然启爆。在此类事故中,热气会从发生器中产生,发生器的底座会变得很热; 如果发生器-传感器总成从或更高的地方掉下或已被损坏,此发生器-传感器就不能再用; 发生器-传感器不应在温度超过52的地方储存; 如果必须要移动这个发生器-传感器总成时,必
20、须从底部凸缘部分抓住,并使其上的小孔远离人身; 不要将发生器-传感器放入没有固定紧的方向盘里,也不要触动发生器-传感器或旋转底部的D形孔,以免造成意外的误启爆; 维修装有安全气囊的转向柱之前,应先把发生器传感器拆下,因为对转向柱、方向盘或发生器一个突然有力的冲击会造成系统的损害或误启爆; 安装新的发生器-传感器和组件之前,不要将发生器-传感器和或组件外部的包装拆开,以免落入异物; 不要撞击或解剖发生器-传感器,它应该是密封的以防止同其他化学药品接触。如果发生器打开或金属容器破裂,里面的化学药品就会泄漏出来,这些化学药品对人的身体是有害的、易燃的和具有潜在的危险。如果接触到产生的气体并感到皮肤或
21、眼睛在洗完后仍有刺激感,你应该尽快请医生诊治。 启爆后安全气囊的处理在气囊启爆之后,SRS系统的金属件将会变得非常热,并且含有残余的、有刺激的化学药品。为避免受到伤害,要带上手套和防护镜而且要等待系统冷却之后才能触摸。拆卸已报废的SRS系统元件,在处理完启爆的气囊之后,要用肥皂和清水清洗双手和暴露在外的皮肤,并按维修手册规定的标准修理汽车,更换SRS安全气囊系统。对事故中没有启爆的气囊的检查:如果SRS系统没有启爆,那么就必须检查整个转向柱以保证这些元件符合技术标准。如果转向柱、方向盘松动,并且方向盘严重受损,这个气囊就可能启爆,这样可能会造成非常严重的伤害。做这一步时,应该保证站在气囊启爆展
22、开轨迹的外面。车辆在发生碰撞事故之后应对保险杠、车身覆盖件、车身骨架以及转向柱等进行检查并修复。特别值得注意的是:按维修手册规定的程序检查转向柱,以保证方向柱传动轴和支架没有任何变形或收缩。在任何撞击后,无论安全气囊是否启爆,都要对SRS系统和下列约束系统元件进行检查: 转向柱固定支架:检查是否变形、弯曲、裂开或其他损伤; 方向盘:如果SRS-40方向盘弯曲,就要更换一个全新的SRS-40系统; 前部保险杠和车身前部骨架都要按照维修手册要求来修复。3 上海PASST B5轿车安全气囊组成及工作原理上海PASSAT B5 轿车的整车安全系统介绍上海帕萨特B5轿车从设计到制造,最令人瞩目的就是安全
23、性能的优化。他们视乘客舱为高度安全区,改进了上海帕萨特轿车车头转向柱横梁,当发生正面碰撞时转向柱会自动折叠在一起,以提高安全性能。侧门倾斜旋转防撞钢管,角度由计算机进行优化,使安全覆盖面更大;车身的侧面作了辅助加强,在地板区域改进座椅横梁,使得车辆发生侧面碰撞时物体不易突入乘客舱,从而有效地保证了乘员的安全。 上海帕萨特还有双重安全性能配置,当中央电控单元由传感器确定碰撞发生时,即释放所有正面和侧面安全气囊,这些气囊可像气垫一样来缓冲减振。在碰撞时的一瞬间有自动张紧装置来锁定乘员。 上海帕萨特率先采用定位点参考(RPS)系统,它通过对每个零件参考点的逻辑设定,以避免生产过程中的基准变换,大大减
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