关于汽车测控系统传感器的研究与分析.doc
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1、基于汽车安全气囊测控系统及其传感器的研究与分析(机械与动力工程学院 测控技术与仪器 08-2班7号 陈清阳)摘要随着高速公路的发展和汽车性能的提高, 汽车的行驶速度越来越快, 而由于汽车拥有量的迅速增加, 交通越来越拥挤,这些因素使得交通事故发生更为频繁, 所以汽车的安全性显得尤为重要。由于很多事故是难以避免的, 因此汽车的被动安全性非常重要。安全气囊作为被动安全性的研究成果, 由于其使用方便, 效果显著, 造价不高, 得到了迅速的发展和普及。而汽车安全气囊中的测控系统是保证汽车在发生事故时能顺利打开的核心部件。其中的传感器是感应座上乘客重量,以此来分辨成人和儿童,使之在气囊弹出的过程中既能保
2、证准确性,又对乘客的生命安全不造成威胁。因此对汽车安全气囊测控系统及其传感器的研究与分析是十分的重要的。关键词:汽车 安全气囊 测控系统 传感器正文安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度, 传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作, 点燃固态燃料并产生气体向气囊充气, 使气囊迅速膨胀需要特别说明的是, 传感器只有在满足了一定的条件下才会工作, 即必须有足够的撞击力才能启动开关, 同时这个撞击力必须来自正的方向。通常这个撞击力约等于以25 一05 kw 的时速碰撞固定物所产生的结果。当汽车受到这种高速碰撞
3、时, 装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器就可检测到车速突然减速, 并将这一信号迅速传递给安全气囊系统的控制电脑,电脑在经过分析确认之后, 才会引爆安全气囊包内的电热点火器, 使气囊发生迅速膨胀,以保证乘客的生命安全。技术参数规格 150g助推器和放大器 300g助推器和放大器。冲击方向水平向右。冲击波形实际碰撞事件,半正矢,半正弦实际碰撞事件,半正矢,半正弦。冲击持续时间 100msec (实际碰撞时) 800Hz(2X传感器 400Hz),增强可控性 ,可重复。最大载荷 1.kg,不包括夹具 1.kg,不包括夹具结构重量 15kg,包括 MB提供的夹具13kg,包括 MB提供的
4、夹具结构悬挂空气支承空气支承。助推器冷却空冷,50dBA 空冷,50dBA 。助推器反用力最小化最小化。基本放大器结构 Class D Class D 。输入功率每相 200A,标准480VAC,三相,50/60Hz每相 200A,标准480VAC,三相,50/60Hz。放大器冷却空冷,60dBA 空冷,60dBA 。互锁装置和安全措施紧急按钮,控制面板,状态指示器紧急按钮,控制面板,状态指示器。助推器和基座尺寸 2.8mX0.9mX0.4m 2.0mX0.9mX0.4m。放大器尺寸 1.0mX0.8mX0.8m 1.0mX0.8mX0.8m。1 感应器安装部位共振分析将Ecu按正常的安装方式
5、安装在车身上安装时必须保证固定牢固, 符合实际装车的技术要求应用强力胶将传感器粘贴在EC U 上, 并且尽量使传感器安装位置接近E C U 与车身支架连接的位置用测力锤分别敲击ECU3个螺栓的X , Y ,Z 向各5 次(见图l)圈1, E C U 安装位置分析结果如下(其中第三个点的X 方向由于无法测到,经与供应商确认该点的X 方向可以不测):安装l 点X 向共振频率是sl 0 H :, 安装1 点Y 向共振频率是1 1(X) H :, 安装1 点Z 向共振频率是537 H :安装2 点X 向共振频率是56 H :, 安装2 点Y
6、向共振频率是5 12 H :, 安装2 点z 向共振频率是355 H :;安装3 点Y 向共振频率是1 0以) H :, 安装3 点Z 向共振颇率是316 Hz。EC U 第二 第三安装点z 向(车身坐标) 共振频率不符合ECU 工作要求, 尤其第三点Z 向在316 H:时受到外力激励情况下, 该安装点存在明显的局部变形, 产生较大的负加速度, 会造成ECU 误判和安全气囊误爆该型号ECU要求安装部位在0 一so HZ 避免出现共振, 数据中只要有一个点的其中一个方向的分析结果表示不可接受, 则该方案不能满足要求:EC U 共振侧试失败主要原因是前地板模
7、态(45 H )z 太低,EC U 安装部位动刚度不足EC U 安装部位结构设计需要改进2 改进方案对比和确定21 方案对比(见圈2)图2 各方案结构对比2. 2 C A E 计算结果对比原方案只是第二 第三安装点Z 向共振频率不符合E CU工作要求, 故在计算分析所有改进方案时, 只针对第二 第三安装点Z 向的共振频率作分析比较按共振判定标准, 函数的幅值越小, 峰值越往后, 对结构改进有指导意义。从静力学分析,可以计算材料内部每点处的应力、应变、位移(变形)和变形能量等数据,可以找出应力集中的部位,帮助我们发现潜在的设计缺陷,在未生产出产品以前,就可
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