吳霖鑫　沈愛蓮

摘 要：該文針對(duì)現(xiàn)在安全氣囊教學(xué)中存在的問題，利用現(xiàn)有的廢舊二手車、廢舊氣囊，對(duì)其進(jìn)行改裝，把碰撞信號(hào)放大，控制氣源輸出，達(dá)到模擬安全氣囊在實(shí)際過程中的工作過程，同時(shí)具備反復(fù)利用的功能，解決了氣囊維修檢測(cè)教學(xué)不夠形象生動(dòng)的問題。

關(guān)鍵詞：安全氣囊 維修檢測(cè) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：U491.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（c）-0087-02

隨著高速公路的迅猛發(fā)展以及汽車保有量的增加，使得交通事故頻頻發(fā)生，人們對(duì)汽車被動(dòng)安全裝置的需求顯得更為迫切。汽車安全氣囊由于使用方便、效果顯著、造價(jià)不高，近年來得到迅速發(fā)展和普及，使之成為汽車被動(dòng)安全技術(shù)的主流。汽車安全氣囊的好壞關(guān)系著車輛遇到緊急碰撞時(shí)，能否適時(shí)工作從而保護(hù)司乘人員的安全，因此安全氣囊的設(shè)計(jì)應(yīng)向著更新型的智能化方向發(fā)展。承擔(dān)著培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才任務(wù)的高職院校，在課程體系中都設(shè)置了汽車安全與舒適這一模塊的內(nèi)容，投入了大量的資金購買了一系列的設(shè)備用于改善教學(xué)手段。

1 存在問題

1.1 臺(tái)架信號(hào)不穩(wěn)定

目前，能購買到的汽車安全氣囊實(shí)驗(yàn)裝置主要由汽車安全電腦、汽車安全氣囊組件、氣囊線束、氣泵和控制電路組成。在工作中，接通電源，打開引爆開關(guān)，即可展示安全氣囊打開過程等功能。但由于電腦輸出的氣囊引爆信號(hào)比較微弱，汽車安全氣囊實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制電路接收該信號(hào)較為困難，常發(fā)生工作不穩(wěn)定等問題，無法實(shí)現(xiàn)其功能。還有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用多繼電器連接的方式來解決該問題，但這種連接方式控制靈敏度較差、氣囊充氣反應(yīng)遲緩，無法達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)和教學(xué)效果。

1.2 安全氣囊課程講授不夠形象

安全氣囊的講授，目前大多數(shù)的高職院校采用多媒體演示，再結(jié)合實(shí)物進(jìn)行教學(xué)授課，在一定程度上滿足了教學(xué)需求，但無法實(shí)現(xiàn)對(duì)其功能進(jìn)行驗(yàn)證以及性能測(cè)試。隨著安全氣囊技術(shù)的發(fā)展和普及，設(shè)計(jì)出一種安全氣囊仿真試驗(yàn)臺(tái)，能對(duì)其性能進(jìn)行分析和檢測(cè)，并能進(jìn)行試驗(yàn)展示，必將大大改善和提升高職院校的課堂教學(xué)效果。

同時(shí)，如果可以對(duì)安全氣囊進(jìn)行檢測(cè)，并能進(jìn)行結(jié)構(gòu)展示的實(shí)驗(yàn)裝置，必然會(huì)成為高職院校課程培養(yǎng)過程中的必備品。

2 解決方法

本裝置思路是，利用廢舊的汽車，同時(shí)模擬汽車碰撞條件，通過傳感器把信號(hào)傳遞給控制器，控制器根據(jù)條件引爆安全氣囊。該裝置主要包括模擬碰撞傳感器、模擬ECU的控制器、繼電器、電磁閥、氣體發(fā)生裝置、安全氣囊固定裝置等。

2.1 氣源發(fā)生器

目前市場(chǎng)上的氣源發(fā)生器分為很多種，有物理化學(xué)的?？紤]能源的可再生，該文選擇的是氣泵。氣泵有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。氣源發(fā)生器的設(shè)計(jì)，能在較短的時(shí)間產(chǎn)生大量的氣體來充滿安全氣囊，能多次重復(fù)利用，用來多次教學(xué)演練。根據(jù)氣囊的爆炸后體積以及爆炸時(shí)間，本裝置設(shè)計(jì)的時(shí)間為（0.03～0.05 s），在該時(shí)間內(nèi)引爆安全氣囊，即給氣囊充氣。根據(jù)該時(shí)間來計(jì)算出流量，選擇氣體發(fā)生器的大小以及類型，本裝置通過稍微延長的時(shí)間以及氣囊體積，以及安全因素綜合考慮，主要包括流量為10 L/min的柱塞式空壓機(jī)?？紤]要對(duì)空氣處理過濾以及干燥空氣中的水分，因此要采用空氣過濾三聯(lián)件，包括過濾、潤滑、干燥3個(gè)零部件。為了方便控制氣泵電路采用控制器來控制繼電器來控制氣泵啟動(dòng)運(yùn)行回路，其余氣囊的連接件還有氣管、接頭等。

2.2 控制方式選擇

目前工業(yè)簡單的控制思路有繼電器接觸器控制、智能控制。智能控制器常用的有PLC控制和單片機(jī)控制。該文考慮到穩(wěn)定性采用PLC控制電路和繼電-接觸器控制電路組成，采集氣囊電腦碰撞信號(hào)，通過傳感器將該信號(hào)傳送至控制器PLC來確定是否開啟碰撞程序，而后通過放大電路將程序輸出信號(hào)放大后發(fā)送給繼電器，用來驅(qū)動(dòng)繼電-接觸器控制電路，使得氣源得以輸出空氣，打開各個(gè)回路使氣體迅速到達(dá)氣囊，實(shí)現(xiàn)氣囊充氣的效果。

2.3 氣囊引爆條件的創(chuàng)建

汽車在行進(jìn)過程中不斷檢測(cè)減速度信號(hào)，反復(fù)計(jì)算比較，去識(shí)別汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)汽車碰撞的時(shí)候能把碰撞信號(hào)傳遞給控制單元。該文采用的比較長行程的接觸開關(guān)。

該裝置主要包括：（1）碰撞傳感器；（2）ECU（控制器）；（3）繼電器；（4）電磁閥；（5）氣體發(fā)生器（氣源）；（6）安全氣囊。該裝置示意圖如圖1所示。

3 結(jié)語

該課題從實(shí)際出發(fā)，參考了大眾、奧迪等汽車的安全氣囊裝置，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、電學(xué)、力學(xué)等相關(guān)知識(shí)，研究開發(fā)出新的臺(tái)架，利用現(xiàn)有的廢棄資源變廢為寶設(shè)計(jì)出新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。該裝置模擬教學(xué)實(shí)際情況的安全氣囊實(shí)教臺(tái)，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、改善教學(xué)效果，提高他們的維修技能顯得尤為重要。同時(shí)也提供了氣囊臺(tái)架設(shè)計(jì)的一個(gè)參考，完善了汽車教學(xué)設(shè)備。

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