动力转向气囊实训教案

1、教案首页 序号 教学内容汽车动力转向和安全气囊授课日期2010.9.26课时4教学目的是同学进一步了解转向助力和安全气囊系统的组成和工作原理，并了解一些基本的故障排除教学重点转向助力和安全气囊系统的工作过程教学难点转向助力和安全气囊系统的工作过程及各部件的功用教学方法讲授法、实际操作教学手段通过实际操作了解工作过程作业课后小结备注开发区职业技术学院一、转向系统 1.机械转向系统首先了解一下没有任何助力的机械转向系统是什么样的结构，也就是所有转向系统的基础所在。转向系统的可以大致分为三个部分：转向操纵机构，转向器，转向传动机构。转向操纵机构很好理解，就是我们驾驶车辆时直接接触的部分，它把驾驶员的

2、体力传递到传向系统当中。转向器的内容则有些复杂，它是整个转向系统中的核心部件，而各种助力方式也是在这个部分实现的。转向器的作用是放大驾驶员传递的力同时改变力的传递方向，常见的形式有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等等。转向传动机构是从转向器到转向轮之间所有传动机械、杆件的总称，它的作用是把转向器输出的力传递到转向节上，从而实现转向轮的转向，同时让转向轮之间的转角遵循一定的规律，保证轮胎和地面之间的相对滑动控制在最低程度。总体而言，从原理上来说机械转向系统的结构是很好理解的，就是用纯人力驱动各种机械结构的组合，通过将人力放大、变向等步骤来操纵轮胎的转动，这种系统的特点也是一目了然：结构简单，

3、可靠性强，但使用相当费力，稳定性、精确性、安全性无法保证。2.机械液压助力转向系统于是助力系统的出现变得非常有必要，我们先来看第一种：机械液压助力。这种助力形式是我们最常见的一种，由于技术成熟可靠，而且成本低廉，得以被广泛普及。组成：机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力。常压式液压助力系统的特点是无论方向盘处于正中位置还是转向位置、方向盘保持静止还是在转动，系统管路中的油液总是保持高压状

4、态；而常流式液压转向助力系统的转向油泵虽然始终工作，但液压助力系统不工作时，油泵处于空转状态，管路的负荷要比常压式小，现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。可以看到，不管哪种方式，转向油泵都是必备部件，它可以将输入的发动机机械能转化为油液的压力。缺点：由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分；液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响，这些都是机械液压助力转向系统的缺点所在。优点：方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接，操控精准，路感直接，信息反馈丰富；液压泵由发动机驱

5、动，转向动力充沛，大小车辆都适用；技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。（捷达轿车使用该转向系统）3.电子液压助力转向系统机械液压助力大幅消耗发动机动力，所以人们在此基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在之前的基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。电子液压助力的原理与机械液压助力基本相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时助力力度可变。车速传感器监控车速，电控单元获取数据后通过控制转向

6、控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节。电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节，更加人性化。不过引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械液压式的牢靠，随着技术的不断成熟，这些缺点正在被逐渐克服，电子液压助力已经成为很多家用车型的选择。（福特福克斯使用该转向系统）4.电动助力转向系统不管是机械液压还是电子液压，终究是采用油液加压的方式来实现助力，不够直接而且消耗行驶动力，油泵憋坏了也比较烦人，由此应运而生了电动助力转向系统。（本田飞度采用电动助力转向系统）在这套系

7、统里不再有油液、管路，取而代之的是直接干脆的电子线路和设备，主要组件有电控单元、车速传感器、转矩传感器、电动机等等，原理也不复杂：传感器把采集到的车速、转角信息输送给ECU，ECU决定电动机的旋转方向和助力电流大小，把指令传递给电动机，电动机将辅助动力施加到转向系统中，这样实时调整的转向助力便得以实现。优点：从结构、原理上看，电动助力转向系统的优点是显而易见的：系统结构精简，质量小，占用空间少；只消耗电力，能耗低；电子系统反应灵敏，动作直接、迅速。缺点：不过电动机直接驱动转向机构，只能提供有限的辅助力度，难以在大型车辆上使用；同时电子部件较多，系统稳定性、可靠性都不如机械式部件；路感信息匮乏，

8、实际驾驶中的操控乐趣大大减少；以及成本较高等等，这些都是电动助力转向系统的劣势所在。5、转向助力泵的工作原理：在动力转向系统中，除齿条齿轮机制或循环球机制外，还有几个重要组件。 用于转向的液压动力由回转式滑片泵提供。 此泵由汽车发动机通过传送带和皮带轮进行驱动。 它包含一组在椭圆形泵室内旋转的伸缩式叶片。 当叶片旋转时，这些叶片会从压力较低的回流管吸入液压油，并迫使其流向压力较高的出口。 泵所提供的流量取决于汽车发动机的速度。 泵的设计必须能在发动机怠速时提供足够的流量。 因此，当发动机加速运转时，该泵提供的液体会远远超过实际的需要。 泵中含有一个减压阀，用于确保压力不会升得太高。当发动机高速

9、运转时，由于泵中吸入了太多液体，因而更需要减压阀来降低压力。二、汽车安全气囊系统组成及工作原理安全气囊在车辆发生碰撞时能够起到缓冲作用，从而降低撞击对车内乘客造成的伤害。很多人将安全气囊等同于SRS，这是不准确的，其实安全气囊只是SRS的一种。SRS是英文Supplemental Restraint System的缩写，中文含义是辅助防护系统，常见的辅助防护系统有安全气囊和安全带。在很多汽车的转向盘上和仪表板右侧杂物箱上方都标有SRS或AIR BAG，这表示有安全气囊安装在此处。1、安全气囊系统的组成安全气囊系统主要包括碰撞传感器、气囊电脑、系统指示灯、气囊组件以及连接线路，气囊组件主要包括气

10、囊、气体发生器以及点火器等。(1)碰撞传感器对于各汽车制造厂生产的车辆，碰撞传感器的安装位置不尽相同，而且碰撞传感器的名称也不统一，例如有些碰撞传感器按照工作原理也称为加速度传感器。按照用途的不同，碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器，用于检测碰撞时的减速度或惯性，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号；防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器，它与触发碰撞传感器串联，用于防止气囊误爆。按照结构的不同，碰撞传感器分为机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器。防护碰撞传感器一般采用电子式结构，触发碰撞传感器一般采用机电结合式结构或机械

11、式结构。机电结合式碰撞传感器是利用机械的运动(滚动或转动)来控制电气触点动作，再由触点断开和闭合来控制气囊电路的接通和切断，常见的有滚球式和偏心锤式碰撞传感器。电子式碰撞传感器没有电气触点，目前常用的有电阻应变式和压电效应式2种。机械式碰撞传感器常见的有水银开关式，它是利用水银导电的特性来控制气囊电路的接通和切断。对于早期的汽车，一般设有多个触发碰撞传感器，安装位置一般在车身的前部和中部，例如车身两侧的翼子板内侧、前照灯支架下面以及发动机散热器支架两侧等部位。随着碰撞传感器制造技术的发展，有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊电脑内。防护碰撞传感器一般都与气囊电脑组装在一起，多数安装在驾驶舱内中央

12、控制台下面。带有碰撞传感器的气囊电脑 (2)气囊电脑它是气囊系统的核心部件，大多安装在驾驶舱内中央控制台下面。气囊爆炸后，在气囊电脑中会存储碰撞数据和故障码，这些故障码用普通仪器无法清除。为了保证气囊工作的可靠性，很多汽车生产厂家建议气囊电脑一次性使用。但是气囊电脑的价格很高，因此很多具有气囊电脑数据修复功能的仪器被开发出来，通过读取并修复碰撞数据，可以实现气囊电脑的再次使用。气囊系统有2个电源，即汽车电源(蓄电池和发电机)和备用电源，备用电源电路由电源控制电路和若干电容器组成。当汽车发生碰撞导致蓄电池和发电机与气囊系统断开时，备用电源在一定时间内(一般为6 s)可以维持气囊系统供电。在维修气

13、囊系统时应注意备用电源的作用，在断开蓄电池电源后仍需要等待一段时间以使备用电源放电，具体等待时间请参阅相关维修手册。(3)气囊指示灯安装在仪表板上，用于指示气囊系统功能是否处于正常状态。正常情况下，打开点火开关后，气囊指示灯应点亮几秒钟后熄灭。如果气囊指示灯不亮、一直亮或在行驶途中突然点亮，表示气囊系统有故障，应及时检修。(4)气囊按照安装位置的不同，气囊可以分为正面气囊和侧面气囊(气帘)，或者分为驾驶员气囊、前排乘客气囊以及后排乘客气囊。为了提高乘客的安全性，有些轿车还在座位侧面和车门内侧等部位安装了安全气囊。气囊采用尼龙制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以密封气体。气囊静止时被折叠成包，安放在气

14、体发生器上部和气囊饰盖之间，气囊饰盖表面模压有浅印，以便气囊充气爆开时撕裂饰盖，并减小冲出饰盖的阻力。气囊背面或顶部设置有排气孔，当驾驶员压在气囊上时，气囊受压后便从排气孔排气。驾驶员安全气囊驾驶员气囊安装在转向盘的中央，气囊大小因制造公司的不同而有所差别，例如在欧洲和日本的很多地方，驾驶员安全带是强制使用的，因此欧洲车和日本车的驾驶员安全气囊较小，一般充气后为40L。 前排乘客气囊前排乘客气囊安装在前排乘客座椅正前方，仪表板上的杂物箱和仪表板之间。由于乘客气囊距离乘客的距离比较远，因此乘客气囊的体积比驾驶员气囊的体积大。为了避免前排乘客气囊不必要爆炸造成浪费(例如座椅上没有乘客)，可以通过开

15、关或仪器将前排乘客气囊关闭。前排乘客气囊开关(5)气体发生器功能是在点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气，使气囊爆开。气囊发生器使用专用螺栓固定在气囊支架上，只有使用专用工具才能进行装配。气体发生器自安装之日起，应10年更换1次。为了便于安装，驾驶员气囊气体发生器一般都做成圆形。目前，大多数气体发生器都是利用热效应产生氮气充入气囊。前排乘客气囊的气体发生器为长筒形，其工作原理与驾驶员侧气体发生器相同。(6)点火器安装在气体发生器的中央位置，作用是在触发碰撞传感器和防护碰撞传感器将气囊电路接通时，引爆点火剂，产生热量使充气剂分解。(7)气囊系统线束连接器及保险机构为了便于将气囊系统线束与其他电

16、气系统线束区别开，目前大多数汽车的气囊系统线束采用黄色连接器，也有采用深蓝色或橘红色连接器。连接器采用了导电性能和耐久性能良好的镀金端子，并设计有防止气囊误爆机构，以保证气囊系统可靠工作。气囊线束采用黄色连接线从气囊电脑到点火器之间的连接器采用了防止气囊误爆的短路片机构(铜质弹簧片，又称为短路弹簧片)。当连接器拔开时(插头拔下或插头与插座未完全结合)，短路片自动将靠近气囊点火器一侧插头或插座的2个引线端子短接，防止静电或误通电造成气囊误爆。为了保证转向盘具有足够的转动角度而又不致于损伤气囊组件的连接线束，在转向盘和转向柱之间采用了螺旋线束，即将线束安装在螺旋形弹簧内。在不同汽车制造厂提供的维修

17、手册中，螺旋线束的名称各有不同，例如也称为螺旋弹簧、游丝或游丝弹簧。螺旋弹簧在转向盘和转向柱之间安装时，需要注意安装位置和方向，当拆卸和安装转向盘时，应将转向柱固定在“直向前”的位置，以免损坏螺旋线束。安装螺旋弹簧时应注意方向安全气囊系统的检修(1)安全规范除原设计的线束外，严禁将其他线束接到气囊系统线束上；禁止使用万用表以及其他能产生电源的仪器检测点火器；存放安全气囊时，应按照气囊向上和连接器向下的方式放置，万一误爆时，这样放置的危险性较小；不要试图用工具打开安全气囊的气袋或点火器，并禁止对其加热；维修焊接前应拆掉蓄电池正极；连接电气线束前，认真检查线束是否处于断电状态。(2)拆卸注意事项进行