Расположение и особенности работы датчиков подушки безопасности
Система SRS — это не только сами ПБ Airbag, но и целая система безопасности. В нее входят контроллеры, управляющее устройство, а также различные исполнительные элементы, начиная от пиропатронов подушек безопасности и заканчивая реле отключения топливного насоса. Для начала предлагаем узнать, где стоят датчики системы SRS и какие функции они выполняют.
Место расположения основных элементов системы безопасности
Датчик удара
Предназначение датчика удара системы SRS заключается в определении столкновения и передачи импульса об этом на управляющее устройство. Что касается конструкции датчика удара Airbag, от она может быть разной, здесь все зависит от модели авто. К примеру, если это электромеханический контроллер, то он будет замыкать свои контакты при определенной ситуации. При замыкании контактов через них начинает проходить ток, в результате чего это приведет к срабатыванию исполнительного механизма, что в итоге будет способствовать наполнению ПБ специальным газом.
При этом нужно помнить, что для того, чтобы процесс был запущен и Airbag надулись, слабого удара будет недостаточно. Если в момент дорожно-транспортного происшествия произойдет нарушение в цепи питания аккумулятора, то ПБ все равно надуется. Это обусловлено тем, что в системе имеется специальное конденсаторное устройство, которое накапливает в себе заряд.
Где находится контроллер? Девайс расположен в самом управляющем устройстве Airbag либо внутри салона, в зависимости от авто. Также такие датчики иногда находятся в моторном отсеке (автор видео — канал Учимся водить машину. Все секреты начинающим).
В основном на иномарках на отключение бензонасоса стоит отдельный датчик удара, бывает при незначительном ударе подушки не сработали, а машину не заведешь, пока не активируешь этот датчик.
Датчик наличия пассажиров
Скорость, с которой ПБ полностью надуется, зависит от массы пассажира, сидящего в кресле. Причем регулирование скорости при столкновении авто необходимо для своевременного создания газовой прослойки между человеком и центральной консолью, если это столкновение лобовое. Если же оно боковое — то между дверью и стеклом. То есть система SRS, основываясь на массе пассажира, определяет силу удара, при этом учитывая упругость самих ПБ. Датчики наличия пассажиров всегда располагаются непосредственно под сиденьем.
Следует отметить, что такие устройства могут иногда быть причиной проблем, в частности, речь идет о снижении чувствительности контроллера. Если в пассажирском кресле будет сидеть ребенок, то из-за потери чувствительности устройство просто его не определит, в результате чего при столкновении ПБ может не раскрыться. Но может быть и обратная сторона этого вопроса. К примеру, если датчик не может определить вес ребенка, то в зависимости от авто, он может слишком быстро надувать ПБ, что опять же, приведет к травмированию малыша.
Датчики удара
Датчики удара – элементы, от которых зависит работа всей системы. Именно они определяют, что произошло столкновение, благодаря чему и срабатывают подушки. Поначалу применялись только фронтальные датчики. Количество подушек раннее было не большим и в их задачу было повышение травмобезопасности при фронтальных столкновениях. Сейчас же многие авто комплектуются и боковыми устройствами, поэтому и количество датчиков возросло.
Пример расположение датчиков удара системы SRS
Работа всей системы построена так, что при ДТП срабатывают только необходимые подушки, а не все сразу. А для этого необходимо определить силу удара, его направление, характер. Это и обеспечивают датчики, установленные в разных частях кузова – в передней части, дверях, стойках.
Традиционными считаются датчики электромеханического типа. Они достаточно просты по конструкции, но при этом вполне эффективны. Основными элементами такого датчика являются шарик и пружина определенной жесткости. Работает он так: при ударе инерция заставляет сместиться шарик, преодолевая усилие пружины, в результате замыкаются контакты и импульс от датчика идет на управляющий блок.
Электромеханический вид датчика с ленточной пружиной
Стоит отметить, что жесткость пружины значительна. Это исключает ложные срабатывания системы, к примеру, при экстренном торможении, несильном ударе с препятствием. Так, при столкновении во время движения на малой скорости (до 20 км/ч) подушка не сработает, поскольку силы инерции будет просто недостаточно, чтобы преодолеть усилие пружины.
Помимо электромеханических датчиков на авто используются и электронные виды, основным элементом которых является датчик ускорения (конденсаторный, инерционный, давления). Также в конструкцию электронных элементов входит блок обработки сигнала от датчика ускорения.
Устройство инерционного датчика
Принцип работы конденсаторного датчика ускорения сводится к изменению емкости за счет смещения пластин. А достигается это за счет разделения пластин конденсатора и закрепления их на разных основах, одна из которой является неподвижной, вторая – подвижной. При ударе все та же сила инерции смещает подвижную основу с пластинами относительно неподвижной. В результате емкость конденсаторного датчика изменяется. Это фиксирует блок обработки, сверяет полученные данные с табличными и на основе этого формирует сигнал на управляющий блок.
Конденсаторный датчик ускорения
По такому принципу работают и другие виды датчиков, единственная разница сводится к их устройству. Все они за счет инерции изменяют какие-либо параметры, что является основой для формирования сигнала блоком обработки.
Отметим, что настройка датчиков удара осуществляется исходя из их места установки. Так, боковые элементы обычно более чувствительны, чем фронтальные.
Для обнаружения удара в область двери могут устанавливаться датчики, которые фиксируют изменение атмосферного давления в дверях автомобиля. Они бывают пьезоэлектрическими или емкостными. Первый вид основан на пьезоэлектрическом эффекте, а второй на принципе конденсаторного датчика.
Датчики удара фиксирующие изменение давления
Также учитывается скорость срабатывания каждого типа датчика, поэтому в авто могут одновременно устанавливаться несколько их типов. К примеру, датчики давления отличаются высоким быстродействием, поэтому они нередко устанавливаются по бокам (в дверях, стойках).
Основным достоинством электронных датчиков является определения характера удара – силы, направления. Достигается это за счет заложенных табличных данных в блок обработки.
Датчики удара
Работоспособность всей системы обеспечивается благодаря датчикам удара. Эти устройства определяют, что произошло столкновение, и посылают соответствующий сигнал в блок управления, который, в свою очередь, активирует подушки безопасности.
Изначально в автомобилях устанавливались только датчики фронтального удара. Однако по мере того, как транспортные средства стали комплектовать дополнительными подушками, количество датчиков также было увеличено.
Расположение основных элементов SRS в автомобиле
Традиционными являются датчики электромеханического типа. Их конструкция проста, но надежна. Главные элементы — шарик и металлическая пружина. Благодаря инерции, возникающей при ударе, шарик распрямляет пружину, замыкая контакты, после чего датчик удара посылает импульс на блок управления.
Повышенная жесткость пружины не позволяет механизму срабатывать при резком торможении или несильном ударе о препятствие. Если автомобиль движется на небольшой скорости (до 20 км/ч), то силы инерции также не хватит для того, чтобы воздействовать на пружину.
Вместо электромеханических датчиков во многих современных автомобилях устанавливаются электронные устройства – датчики ускорения.
В упрощенном представлении датчик ускорения устроен как конденсатор. Некоторые из его пластин жестко закреплены, а другие являются подвижными и работают как сейсмическая масса. При столкновении данная масса перемещается, изменяя емкость конденсатора. Информацию об этом расшифровывает система обработки данных, посылая полученные данные в блок управления подушками безопасности.
Датчики ускорения можно разделить на два основных вида: емкостный и пьезоэлектрический. Каждый из них состоит из чувствительного элемента и электронной системы обработки данных, находящихся в одном корпусе.
Принцип работы датчика удара
Основу системы пассивной безопасности автомобиля составляют устройства, успешно демонстрирующие свою эффективность на протяжении многих лет. Благодаря постоянной работе инженеров и конструкторов, совершенствующих системы безопасности, автомобилистам и пассажирам удается избежать тяжелых травм в момент аварии.
Дополнительные средства
Устройство системы SRS дополнительно может в себя включать датчик определения наличия пассажира, механизм аварийного опускания стекол дверей. Блок управления также может заведовать работой преднатяжителей ремней (с пиропатронами).
Датчик определения наличия пассажира нужен, чтобы блок управления не задействовал фронтальную пассажирскую подушку, если на боковом сиденье никого нет. Ранее отключение этой подушки выполнялось вручную, что было не совсем удобно. Установка датчика решила проблему с забытой включенной или отключенной пассажирской подушкой.
Устройство кресла пассажира
Механизм аварийного опускания стекол предназначен для устранения пневмоудара. При закрытых окнах разворачивание подушек приводит к стремительному уменьшению объема салона (его заполняют мешки). В результате давление воздуха в салоне резко возрастает и образуется пневмоудар, причем достаточно мощный и пассажиры запросто могут получить повреждение ушных перепонок. Механизм же аварийного опускания боковых стекол исключает возрастание давления и появление пневмоудара.
Ремни безопасности многих авто сейчас комплектуются преднатяжителями, которые обеспечивают кратковременное натяжение ремня при ДТП, обеспечивая фиксацию тела и устраняя его инерционное перемещение. Причем преднатяжители комплектуются пиропатронами, срабатывание которых осуществляется от импульса, подаваемого с блока управления подушек безопасности.
Блок управления
Блок управления принимает информацию от датчиков удара и уже на основе их посылает сигналы на требуемые подушки. По сути, он является распределителем, направляющим сигнал от датчика на конкретную подушку. Но поскольку современная система нередко включает в себя дополнительные средства, то этот блок обрабатывает информацию и с них, а также отдает команды на срабатывание определенных механизмов.
Управляющий блок участвует и в диагностике системы. После запуска двигателя он отправляет контрольные сигналы на исполнительные механизмы, определяя целостность электрической цепи и состояние рабочих элементов. К примеру, если произошел обрыв цепи, или подушки ранее уже сработали, то блок определит это, и на приборной панели загорится контрольная лампа, указывающая, что возникла проблема в системе безопасности.
Отметим, что «обойти» режим диагностики несложно, чем нередко пользуются автолюбители, в машинах которых подушки неисправны или сработали.
Горящая лампочка-индикатор «Airbag SRS», «Airbag», или «SRS»: причины и способы устранения
Итак, по каким причинам на панели приборов может появляться индикатор Airbag или SRS:
Нарушена целостность ПБ — один из самых неприятных вариантов для автовладельца. Из-за нарушения целостности управляющий блок может больше не получать соответствующие импульсы контроллеров, ремней и прочих компонентов системы безопасности. Есть вероятность, сами ремни безопасности оснащены датчиком, определяющим пристегнутость ремешков, соответственно, если водитель или пассажир не пристегнулся, на приборке будет гореть индикатор. Это необходимо потому, что эксплуатация ПБ актуальна и наиболее оправдана только в том случае, когда водитель передвигается в пристегнутом состоянии. В том случае, если произойдет авария, ПБ вылетят со скоростью около 200 километров в час, соответственно, если водитель не будет пристегнутым, это будет соответствовать удару о бетонную стену на скорости 25 км/час. С учетом этого фактора большинство производителей транспортных средств запрограммировали ПБ так, чтобы если произойдет авария, она просто не сработает. А это, как можно догадаться, говорит о том, что ни о какой безопасности не может быть и речь. Если вы попытаетесь обмануть систему путем протягивания ремешков за спинками кресел или используя всевозможные эмуляторы, которые позволят ее обмануть, это зря. Ведь так вы обманываете только себя, если произойдет серьезная авария, то ни водитель, ни пассажиры не смогут выжить из-за этого.
Еще одна проблема — отсутствие контакта или очень плохое соединение элементов в электроцепи питания ПБ. Есть вероятность, что заключается в плохом подключении разъемов. Необходимо проверить качество соединения, а также все контакты.
Также световой индикатор на приборке может появляться из-за выхода из строя либо повреждения контроллеров удара. Они также могут быть плохо подключены. Рекомендуем проверить качество соединения элементов, а также разъемы. Но если все контакты рабочие, а проблема указывает на неисправность датчиков удара, то эти устройства подлежат скорой замене, иначе смысла от того, что машина оснащена ПБ, просто не будет.
Одной из самых распространенных причин является нарушение контакта в дверях. Если производятся какие-либо ремонтные работы в дверях или они меняются, при этом отключаются разъемы, то при последующем их соединении контакты надо проверить. Бывает такое, что после переподключения индикатор все равно продолжает гореть, это свидетельствует о необходимости обнуления памяти блока управления.
Еще одна причина — попадание влаги. Если на контакты электрических элементов или на замок ремешка попала влага, это может привести к плохому контакту или замыканию. Если вы столкнулись с такой проблемой, то места попадания влаги необходимо высушить.
Выход из строя или некорректная работа блока управления. Возможно, на нем также отошли контакты. Но если проблема кроется в самой плате блока, то скорей всего, его придется менять.
Предохранительные устройства. Если эти элементы выходят из строя, то на приборке также загорится соответствующий значок
Но как показывает практика, предохранителям автовладельцы уделяют внимание в последнюю очередь.
Еще одна причина, по которой может возникнуть такая проблема, — это замена сидений или контрольного щитка. При замене могла быть нарушена целостность проводки, в частности, речь идет о местах соединений.
Кроме того, неисправность может возникнуть в результате нарушений при замене руля
Если в ходе замены вы повредили контакты, то индикатор будет гореть всегда.
Если ПБ сработали при столкновении, а индикатор продолжает гореть после их восстановления, это говорит о том, что информация об этом осталась в памяти блока управления. Решить проблему позволит удаление ошибки.
Ресурс эксплуатации ПБ завершен. В среднем срок службы подушек составляет около 8-10 лет, по прошествии этого срока производители авто обычно не гарантируют работоспособность ПБ.
Пониженное напряжение в бортовой сети авто. В первую очередь, нужно , а также генераторное устройство.
Загрузка …
Газогенератор
Основным составным элементом этой системы является исполнительный механизм – газогенератор. В его задачу входит генерация большого количества газа в короткие сроки, которым затем заполняется сама подушка.
Газогенератор включает в себя несколько составных элементов – пиропатрон, заряд вещества, которое выделяет газ и непосредственно самой подушки.
Газогенератор в рулевом колесе
Пиропатрон предназначен для поджигания заряда. Делать это он может двумя способами – плавлением провода, помещенного в камеру сгорания, или за счет капсюля, создающего фронт пламени в камере с зарядом. Все просто – электрический сигнал от блока управления подается на пиропатрон, что приводит к плавлению проводки или зажиганию капсюля.
Камера сгорания газогенератора заполнена веществом, которое способно в кратчайшие сроки полностью сгореть, выделив при этом большой объем газа, безопасного для человека. В качестве такого вещества обычно используется азид натрия (который, кстати, является ядовитым). Но в процессе сгорания он распадается на неопасные вещества – азот (45% от общего объема), воду, углекислый газ, твердые частицы.
Стоит отметить, что азид натрия полностью сгорает очень быстро (30-50 миллисекунд в зависимости от количества вещества), при этом горение – контролируемое, а не взрывное.
Получаемый газ по специальным каналам выходит из газогенератора и попадает в тканевый мешок. Перед этим он проходит фильтрацию через специальный металлический фильтр, который удаляет твердые частицы, а также охлаждает газ.
Гибридный газогенератор с наличием заряда и газа
Другой разновидностью является гибридный газогенератор основным веществом в котором выступает газ под давлением (аргон — 98%, гелий — 2%). В нем также есть пиропатрон и небольшое количество выталкивающего заряда. При его срабатывании происходит открытие канала подачи газа в подушку. Гибридные газогенераторы отличаются по конструкции открытия канала, за счет сдвигаемого зарядом поршня в момент срабатывания или разрушения шайбы (мембраны). Бываю и другие более редкие конструкции.
Гибридный газогенератор с газом под давлением
Мешок обычно изготавливается из нейлона. Для легкости развертывания при накачивании, поверхность ткани покрывается тальком, крахмалом. В подушке обязательно имеется перфорация. Отверстия, проделанные в мешке предназначены для сдувания после срабатывания, причем также быстрого (1-2 секунды). Это исключает удушье и зажатие пассажиров в авто.
Срабатывание подушки безопасности
Нередко на современных авто устройство подушки безопасности включает в себя двухкамерный газогенератор, в котором два пиропатрона и две камеры сгорания. Особенность такого генератора заключается в последовательном задействовании пиропатронов.
При ударе сначала воспламеняется заряд, находящийся в основной камере. При этом заполнение подушки происходит на 80%. То есть мешок получается мягче, чем при полном заполнении, что снижает травмирование при контакте человека с подушкой. Через определенный промежуток времени срабатывает пиропатрон вспомогательной камеры, и подушка дозаполняется газом, но уже после того, как она приняла удар тела.
Принцип работы
Зная конструкцию и функционирование всех составных элементов, нетрудно понять принцип работы подушки безопасности: при столкновении датчики улавливают удар, и подают сигнал на блок управления. Тот в свою очередь перенаправляет импульс на нужный газогенератор. Одновременно с этим блок определяет наличие пассажира и принимает решение, задействовать ли и пассажирскую подушку, а также задействует пиропатроны преднатяжителей (если есть) и включает механизм опускания стекол (если имеется).
Сигнал, поступивший от блока на газогенератор приводит к срабатыванию пиропатрона и заряд химического средства загорается. Выделяемый газ поступает в мешок, тот разворачивается и следом сразу же спускается благодаря перфорации.
Схема системы SRS Audi A3
Отметим, что основным недостатком подушек является их одноразовость. То есть, они работают только раз, после чего их нужно менять. А замена – очень дорогостоящая, поэтому автовладельцы авто, на которых они сработали, и пользуются «обманкой», чтобы система нормально диагностировалась при запуске двигателя и не надоедала постоянно горящей сигнальной лампой.
11.14.1. Особенности конструкции
Система пассивной безопасности (SRS) автомобиля Renault Logan объединяет в комплексе фронтальные подушки безопасности для водителя и пассажира на переднем сиденье и ремни безопасности для водителя и всех пассажиров. На автомобили в базовой комплектации устанавливают фронтальную подушку безопасности для водителя и инерционные ремни безопасности для водителя, переднего пассажира и боковых пассажиров на заднем сиденье. Для среднего пассажира на заднем сиденье предусмотрен поясной ремень. По заказу на автомобиль могут быть установлены фронтальная подушка безопасности для переднего пассажира, преднатяжители ремней безопасности для водителя и переднего пассажира и диагональный ремень для среднего пассажира на заднем сиденье.
|
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Подушки безопасности не заменяют ремней безопасности. Более того, при движении автомобиля водитель и передний пассажир обязательно должны быть пристегнуты ремнями, так как в случае дорожно-транспортного происшествия раскрывшаяся подушка безопасности сама может нанести тяжелую травму не пристегнутому ремнем человеку. |
В систему SRS входят следующие элементы:
– модуль подушки безопасности водителя, расположенный в ступице рулевого колеса и состоящий из сложенной оболочки подушки, газогенератора и акселерометра, измеряющего отрицательное ускорение автомобиля;
– модуль подушки безопасности переднего пассажира (устанавливают в зависимости от комплектации автомобиля), находящийся в панели приборов со стороны пассажира и состоящий из сложенной оболочки подушки, газогенератора и акселерометра, измеряющего отрицательное ускорение автомобиля;
– электронный блок управления, установленный под облицовкой тоннеля пола и управляющий системой;
– ремни безопасности.
Силу удара при дорожно-транспортном происшествии определяет электронный блок управления (ЭБУ) системы пассивной безопасности с помощью электронных акселерометров. По сигналу акселерометров блок управления активирует подушки безопасности водителя и пассажира.
Если автомобиль оборудован преднатяжителями ремней безопасности водителя и переднего пассажира, электронный блок, получив сигнал от акселерометров, перед активацией подушек безопасности увеличивает натяжение ремней. Преднатяжители обеспечивают своевременное реагирование на аварийное замедление автомобиля, притягивая водителя и пассажиров к спинкам сидений, а также исключают дальнейшее перемещение их вперед по инерции и получение травм от сработавшей подушки безопасности. При лобовом ударе определенной силы ЭБУ системы безопасности выдает команду на пиротехнические элементы преднатяжителей ремней.
|
ПРИМЕЧАНИЕ Механизм преднатяжителя ремня безопасности всегда приводится в действие раньше, чем подушка безопасности. |
| предыдущая страница11.14. Система пассивной безопасности (SRS) | следующая страница 11.14.2. Снятие и установка подушки безопасности водителя |
Система безопасности
Система безопасности автомобиля включает в себя два направления: активное и пассивное. К пассивному относятся разработка дизайна и технические решения в оформлении конструкции автомобиля, которые сводят к минимуму последствия автомобильной катастрофы для человека. Это и элементы кузова, которые поглощают часть энергии при столкновении, и смягчающие, без острых углов фрагменты интерьера, и ремни безопасности.
Помимо этого предусмотрена система подушек безопасности, известная как SRS. Ее назначение заключается в том, чтобы фиксировать положение пассажиров и водителя при столкновении, предотвращая их инерционное движение в салоне. Система включает в себя основные компоненты, такие как: механизмы управления самих подушек, датчики, ремни безопасности и блок управления. Стоит отметить, что ремни являются неотъемлемой часть безопасности пассажиров и системы SRS.
Что касается расположения подушек безопасности, то здесь стоит отметить следующие части кузова автомобиля:
- Панель приборов и ступица руля — это фронтальные подушки, предназначенные обеспечить безопасность водителя и пассажира на переднем сидении. Водительская подушка, как правило, имеет объем ок. 50 л, а пассажирская — ок. 80-90 л, поскольку расстояние от панели до человека больше, чем у водителя до руля. Защита приходится на грудь, плечи и голову.
- Над проемами дверей, а также в боковой части спинок сидений — это боковые подушки. Они обеспечивают дополнительную безопасность, защищая область таза.
- Нижняя часть панели приборов и пол — нижние, напольные подушки безопасности. Их задача обезопасить от травм область ног.
Теперь немного о датчиках. Их основная задача заключается в том, чтобы передавать сигналы на блок управления. Они бывают двух типов: механические и электронные. Усовершенствуя систему SRS, разработчики позаботились о том, чтобы в новых поколениях системы использовалось большее количество датчиков и более усовершенствованных моделей.
Задачей блока управления является прием сигналов датчиков, их обработка и, в случае опасности, запуск необходимого участка системы безопасности (преднатяжители ремней, подушки и пр.). Помимо этого, блок управления подушками безопасности проводит диагностику всей системы, сообщая о неисправностях световым сигналом
Ввиду особой важности роли блока в системе, его устанавливают в наиболее защищенном месте: в полу, под панелью или же рядом с коробкой переменных передач
