《汽車傳感器技術(shù)》課件-第九章 爆燃與碰撞傳感器

汽車傳感器技術(shù)汽車與工程機械學(xué)院王忠文項目九：爆燃與碰撞傳感器任務(wù)1爆燃傳感器任務(wù)2碰撞傳感器任務(wù)一爆燃傳感器爆燃傳感器用來檢測發(fā)動機氣缸有無發(fā)生爆燃現(xiàn)象，并將檢測的信號輸入ECU，ECU根據(jù)爆燃傳感器的反饋信號來調(diào)整點火提前角，從而使點火提前角保持最佳位置?？梢员苊獍l(fā)動機出現(xiàn)爆燃，改善發(fā)動機的工作性能，延長發(fā)動機的工作壽命。圖9-1爆燃傳感器類型

按對發(fā)動機缸體振動頻率的檢測方式不同，爆燃傳感器可分為共振型和非共振型兩大類。共振型又分為磁致伸縮式和壓電式兩種；非共振型有壓電式。共振型傳感器在發(fā)動機爆震時輸出的電壓比較高，因此無需使用濾波器即可判別有無爆震產(chǎn)生；而非共振型的爆震傳感器需經(jīng)濾波器檢出爆震的信號?，F(xiàn)代絕大多數(shù)汽車采用共振型壓電式爆震傳感器，它是利用發(fā)動機產(chǎn)生爆震時其振動頻率和傳感器本身的固有頻率一致而產(chǎn)生共振的現(xiàn)象，用以檢測爆震是否產(chǎn)生，其輸出信號為電壓，電壓值的大小表示爆震的強度。按爆燃傳感器結(jié)構(gòu)不同，爆燃傳感器可分為壓電式、磁致伸縮式及火花塞金屬墊型幾種。爆震傳感器通常安裝在發(fā)動機的側(cè)面，有的發(fā)動機還裝有兩個爆震傳感器。任務(wù)一爆燃傳感器

一、壓電式爆燃傳感器1.共振型壓電式爆燃傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理共振型壓電式爆燃傳感器的結(jié)構(gòu)如圖9-2所示，主要由接頭、連接器、壓電元件等組成，傳感器中的壓電元件緊密地貼合在振蕩上，振蕩片則固定在傳感器的基座上。振蕩片隨發(fā)動機的振動而振蕩，壓電元件隨振蕩片的振蕩而發(fā)生形變，進(jìn)而在其上產(chǎn)生一個電壓信號。當(dāng)發(fā)動機爆燃時，氣缸的振動頻率與傳感器振蕩片的固有頻率相符合，此時振蕩片產(chǎn)生共振，壓電元件將產(chǎn)生最大的電壓信號，如圖9-3所示，由圖可以看出該類型爆燃傳感器在發(fā)動機爆燃時輸出的電壓比較高，因此無需使用濾波器即可判別有無爆燃產(chǎn)生。圖9-2共振型壓電式爆燃傳感器結(jié)構(gòu)圖9-3共振型壓電式爆燃傳感器輸出特征

一、壓電式爆燃傳感器2.非共振型壓電式爆燃傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理非共振型壓電式爆燃傳感器一般也安裝在發(fā)動機的氣缸體上，其安裝位置及結(jié)構(gòu)如圖9-4所示。傳感器由平衡重（配重）、壓電晶體、殼體、電氣連接裝置等組成，兩個壓電晶體同極性相向?qū)?，平衡重由螺釘固定在殼體上。圖9-4非共振型壓電式爆燃傳感器的安裝位置及結(jié)構(gòu)

一、壓電式爆燃傳感器圖9-5爆燃傳感器輸出電壓與頻率的關(guān)系

一、壓電式爆燃傳感器當(dāng)發(fā)動機產(chǎn)生爆燃時，安裝在缸體上的爆燃傳感器內(nèi)部配重受震動的影響而產(chǎn)生加速度，配重將此加速度慣性力轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔迷趬弘娋w上的力，壓電晶體受到此加速度慣性壓力后產(chǎn)生壓電信號輸出，輸出電壓由兩個壓電晶體的中央取出，該傳感器結(jié)構(gòu)簡單，制造時不需要調(diào)整，在發(fā)動機爆燃發(fā)生時，由于這種傳感器輸出的電壓不大，具有平緩的輸出特性，如圖9-5所示。因此需要將反映發(fā)動機振動頻率的輸出電壓信號送到識別爆燃的濾波器中，以判別是否具有爆燃產(chǎn)生的信號。

一、壓電式爆燃傳感器3.共振型壓電式爆震傳感器與非共振型壓電式爆震傳感器的比較①電壓共振型在爆震時輸出電壓明顯增大，非共振型輸出電壓增大不明顯。②測量共振型電壓易于測量，但傳感器必須與發(fā)動機配套使用；非共振型用于不同發(fā)動機時，只需調(diào)整濾波器的頻率范圍就可以工作，不需要更換傳感器，通用性比較強，但爆震信號的檢測復(fù)雜一些。③共振型爆震傳感器的輸出波形可以直接觀察出爆震的波形，即爆震點，而非共振型的爆震傳感器需經(jīng)濾波器檢出爆震的信號。共振型和非共振型爆震傳感器輸出波形的比較如圖9-6所示。

一、壓電式爆燃傳感器圖9-6傳感器輸出波形比較

一、壓電式爆燃傳感器4.壓電式爆震傳感器的檢測各型汽車用壓電壓式爆震傳感器的檢測方法基本相同。在發(fā)動機工作過程中，若爆燃器信號中斷，電控單元就會將各缸的點火提前角推遲約15o，汽車在行駛過程中，發(fā)動機動力不足。為了避免爆震傳感器誤傳輸爆燃信號，必須保證爆震傳感器固定螺栓的擰緊力矩準(zhǔn)確無誤。

一、壓電式爆燃傳感器1）就車檢查爆震傳感器。在進(jìn)行爆震傳感器的檢查時，可輕輕敲擊該爆震傳感器附件的缸體，當(dāng)輕輕敲擊時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速應(yīng)隨之下降。這時還需打開節(jié)氣門并穩(wěn)定發(fā)動機，以提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，因此點火正時提前并將隨之延遲。如果在爆震傳感器附近輕輕敲擊，對發(fā)動機的點火正時和轉(zhuǎn)速無影響，則應(yīng)用萬用表進(jìn)行檢查。2）檢查傳感器波形爆震傳感器是否正常，可用示波器檢測發(fā)動機工作時爆震傳感器輸出電壓的波形。若沒有波形輸出或輸出波形不隨發(fā)動機工作狀況的變化而變化，則說明爆震傳感器有故障。

一、壓電式爆燃傳感器3）檢查爆震傳感器電源電壓。檢查時，關(guān)閉點火開關(guān)，等待10s之后，拆下爆震傳感器的插接頭，然后打開點火開關(guān)（發(fā)動機不起動），測量線束上信號輸出端子和信號回路端子之間的直流電壓，應(yīng)為1～4V,否則說明線路有故障。4）檢查爆震傳感器功能①發(fā)動機運轉(zhuǎn)，連接好爆震傳感器導(dǎo)線，緩慢地提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速至3000r/min，同時用萬用表電壓檔測量。如果電壓隨之升高，說明爆震傳感器有故障。②發(fā)動機運轉(zhuǎn)，連接好爆震傳感器導(dǎo)線，用錘子輕輕敲擊排氣歧管，同時用萬用表電壓檔測量。如果電壓指示值發(fā)生波動，則說明爆震傳感器有故障，應(yīng)更換新的傳感器。

一、壓電式爆燃傳感器5.壓電式爆震傳感器的檢測示例——上海別克轎車壓電式爆震傳感器的檢測上海別克轎車只設(shè)置一個爆燃傳感器，安裝在發(fā)動機右側(cè)氣缸體上。爆燃傳感器為單導(dǎo)線型傳感器，用于檢測發(fā)動機的爆燃情況，并將其轉(zhuǎn)化為電信號輸入PCM，PCM根據(jù)傳感器信號的振幅和頻率推遲點火正時控制的時間。爆燃傳感器利用結(jié)晶或陶瓷多晶體的壓電效應(yīng)制成，其外殼有壓電元件、配重塊及導(dǎo)線等。該傳感器與PCM的連接電路如圖9-7所示。

一、壓電式爆燃傳感器圖9-7爆燃傳感器與PCM的連接電路圖

一、壓電式爆燃傳感器二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器1.共振型磁致伸縮式爆燃傳感器的結(jié)構(gòu)與原理共振型磁致伸縮式爆燃傳感器主要由感應(yīng)線圈、伸縮桿、永久磁鐵和殼體組成，其結(jié)構(gòu)如圖9-8所示。伸縮桿用高鎳合金制成，在其一端設(shè)置有永久磁鐵，另一端安放在彈性部件上。感應(yīng)線圈繞制在伸縮桿的周圍，線圈兩端引出電極與控制線路連接。圖9-8共振型磁致伸縮式爆燃傳感器結(jié)構(gòu)圖9-9磁致伸縮式爆震傳感器的輸出特性圖。

二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器磁致伸縮式爆震傳感器安裝在發(fā)動機上，它將發(fā)動機振動的頻率變換成電壓信號，來檢測爆震強度。其工作原理是：當(dāng)發(fā)動機的汽缸體出現(xiàn)振動時，外殼和感應(yīng)線圈繞組隨發(fā)動機振動，磁鐵因彈簧的存在由于慣性而保持不放，這樣磁鐵和感應(yīng)線圈間便存在相對運動。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，繞組中就會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，當(dāng)頻率在7kHz左右時，傳感器將產(chǎn)生共振，使傳感器感應(yīng)線圈的感應(yīng)電壓顯著增大。圖9-9為磁致伸縮式爆震傳感器的輸出特性圖。二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器2.共振型磁致伸縮式爆燃傳感器的檢測各種爆燃傳感器的檢測方法都是相似的，圖9-10所示為共振型磁致伸縮式爆燃傳感器與ECU的接線方法。圖9-10共振型磁致伸縮式爆燃傳感器與ECU的連接圖二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器

檢測方法如下：（1）萬用電表檢測法1）關(guān)閉點火開關(guān)，脫開爆燃傳感器接線端，脫開ECU接線器。2）用萬用表測量ECU爆燃傳感器信號輸入端與爆燃傳感器信號輸出端子a之間的連線是否導(dǎo)通。如果不通，則應(yīng)檢查線路及接線器。3）如果檢查上述線路無問題，再檢查傳感器b端子與搭鐵間是否導(dǎo)通。如不通說明搭鐵不良。4）如果檢查b端子搭鐵良好，可進(jìn)一步脫開爆燃傳感器接線器，單獨測量a、b兩端子電阻應(yīng)按近于0Ω。如不符合，則說明該傳感器已損壞應(yīng)更換。二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器（2）示波器測波形法。

正常情況下，各爆燃傳感器的輸出電壓波形如前面所示，如果測得波形不對或無波形，或在波形不對且發(fā)生爆燃時波形振幅基本不變，則可能是傳感器損壞。二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器傳感器的檢測方法如下：（1）檢測傳感器的電阻值關(guān)閉點火開關(guān)，拔下傳感器的1芯插頭，用萬用表的電阻檔測量1芯插頭與傳感器外殼之間的電阻，此值應(yīng)為∞，否則說明傳感器已損壞，應(yīng)及時更換。（2）檢測傳感器的信號電壓拔下傳感器的導(dǎo)線插頭，當(dāng)發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，用示波器檢測爆燃傳感器的信號端子與搭鐵端子之間是否有脈沖波形電壓的輸出，若沒有則說明傳感器有故障，應(yīng)及時進(jìn)行更換。二、共振型磁致伸縮式爆燃傳感器三、火花塞座金屬墊型爆燃傳感器圖9-11火花塞座金屬墊型爆燃傳感器結(jié)構(gòu)三、火花塞座金屬墊型爆燃傳感器火花塞座金屬墊型爆燃傳感器又稱墊圈型壓力傳感器或壓力檢測式爆燃傳感器，它是由壓電元件制成的，安裝在火花塞的墊圈與發(fā)動機缸體之間，其結(jié)構(gòu)如圖9-11所示。它能根據(jù)燃燒壓力直接檢測爆燃信息，并將燃燒壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。一般每缸火花塞都安裝一個火花塞座金屬墊型爆燃傳感器。爆燃傳感器的輸出電壓波形如圖9-12所示。如果發(fā)生爆燃現(xiàn)象，在燃燒期間傳感器輸出的電壓信號波形的振幅將增大，輸入ECU后，經(jīng)過濾波處理，根據(jù)其值的大小即可判定有無爆燃的產(chǎn)生。圖9-12火花塞座金屬墊型爆燃傳感器輸出波形三、火花塞座金屬墊型爆燃傳感器任務(wù)2碰撞傳感器在汽車安全氣囊系統(tǒng)中，傳感器可分為碰撞傳感器和安全傳感器兩種。碰撞傳感器是安全氣囊系統(tǒng)中主要的信號輸入裝置的，其作用是在汽車發(fā)生碰撞時，檢測汽車碰撞強度的信號，并將信號輸入給安全氣囊ECU，安全氣囊ECU根據(jù)碰撞傳感器傳送的信號來判斷是否引爆氣體發(fā)生器使氣囊充氣。碰撞傳感器的安裝位置通常有兩種：安裝于汽車前部（前保險杠后及前翼子板下）的碰撞傳感器叫做前碰撞傳感器；安裝于安全氣囊ECU內(nèi)部的碰撞傳感器叫中央傳感器，前碰撞傳感器的安裝位置也有不同的，如奧迪A6車的碰撞傳感器在正、副駕駛?cè)俗蜗旅?。安全傳感器也叫做防護傳感器，主要是用來防止安全氣囊系統(tǒng)在非碰撞的情況下發(fā)生誤引爆。安全傳感器安裝在安全氣囊ECU內(nèi)部，通常有兩個安全傳感器。防護傳感器或保險傳感器，一般安裝在SRSECU內(nèi)部，其功用是防止氣囊在非碰撞情況下發(fā)生錯誤引爆。安全傳感器與觸發(fā)碰撞傳感器串聯(lián)，且一般采用電子式結(jié)構(gòu)。這三種碰撞傳感器的安裝位置如圖9-13所示，正面和側(cè)面碰撞傳感器、安全傳感器的連接關(guān)系如圖9-14所示。任務(wù)2碰撞傳感器圖9-13碰撞傳感器的安裝位置任務(wù)2碰撞傳感器圖9-14安全傳感器的安裝位置與碰撞傳感器的連接關(guān)系任務(wù)2碰撞傳感器按照結(jié)構(gòu)來分，碰撞傳感器可分為機械式碰撞傳感器、機電式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器。機械式碰撞傳感器常見的有阻尼彈簧式，沒有電子設(shè)備，只靠機械力控制氣囊電路的接通和切斷。目前常用的電子式碰撞有電阻應(yīng)變式和電壓效應(yīng)式兩種。電阻應(yīng)變式碰撞傳感器在發(fā)生碰撞時應(yīng)變電阻發(fā)生變形，使電阻發(fā)生變化，傳感器輸出信號電壓發(fā)生變化，當(dāng)電壓值超過預(yù)定值時，氣囊被觸發(fā)；壓電式碰撞傳感器在碰撞時壓電晶片輸出電壓發(fā)生變化，當(dāng)變化的電壓達(dá)到預(yù)定值時，氣囊被觸發(fā)。任務(wù)2碰撞傳感器機電結(jié)合式碰撞傳感器是利用機械的運動（滾動或轉(zhuǎn)動）來控制電路觸點動作，再由觸點斷開和閉合來控制氣囊電路的接通和切斷，常見的有滾球式、滾軸式和偏心錘式碰撞傳感器。碰撞傳感器按工作原理可分為機電結(jié)合式、電子式和水銀開關(guān)式3種。機電結(jié)合式碰撞傳感器是一種利用機械機構(gòu)運動（滾動或轉(zhuǎn)動）來控制繼電器觸點動作，再通過觸點斷開與閉合來控制氣囊點火器電路接通與切斷的傳感元件。常用的有滾球式、滾軸式和偏心錘式三種碰撞傳感器。任務(wù)2碰撞傳感器

滾球式碰撞傳感器又稱為偏壓磁鐵式傳感器，主要由鐵質(zhì)滾球、永久磁鐵、導(dǎo)缸、固定觸點和外殼組成。兩個觸點分別與傳感器引線端子連接，滾球在導(dǎo)缸內(nèi)可移動或滾動，用來感測減速度大小。殼體上印制有箭頭標(biāo)記，方向與傳感器結(jié)構(gòu)有關(guān)，有的規(guī)定指向汽車前方，有的規(guī)定指向汽車后方，因此在安裝傳感器時，箭頭方向必須符合使用說明書規(guī)定。圖9-15滾球式碰撞傳感器結(jié)構(gòu)

一、滾球式碰撞傳感器圖9-16滾球式碰撞傳感器工作原理一、滾球式碰撞傳感器汽車未碰撞時傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)，滾球在永久磁鐵的磁力作用下，被吸向磁鐵，靜止于磁鐵側(cè)，兩個觸點未被連通，無碰撞信號輸入。當(dāng)汽車受碰撞且減速度達(dá)到碰撞強度設(shè)定的值時，滾球由于慣性產(chǎn)生的慣性力大于永久磁鐵的磁力，滾球克服磁力在柱狀滾道內(nèi)滾動到兩個固定觸點側(cè)，將兩個固定觸點搭接，使傳感器電路接通，碰撞強度信號即輸入。日本尼桑和馬自達(dá)汽車公司采用這種滾球式碰撞傳感器，用于SRS安全氣囊系統(tǒng)。該碰撞傳感器由德國博世（BOSCH）公司生產(chǎn)。一、滾球式碰撞傳感器二、滾軸式碰撞傳感器滾軸式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)主要由止動銷、滾軸、滾動觸點、固定觸點、底座和片狀彈簧組成。片狀彈簧一端固定在底座上，與傳感器的一個引線端子連接，另一端繞在滾軸上；滾動觸點固定在滾軸部分的片狀彈簧上，并可隨滾軸一起轉(zhuǎn)動。固定觸點與片狀彈簧絕緣固定在底座上，并與傳感器的另一個引線端子連接。圖9-17滾軸式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)圖9-18滾軸式碰撞傳感器的工作原理二、滾軸式碰撞傳感器汽車未碰撞時，傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時滾軸在彈起的片狀彈簧作用下，靠向止動銷一側(cè)，滾動觸點與固定觸點形成的開關(guān)處于斷開狀態(tài)，傳感器電路不接通，無碰撞信號輸入。當(dāng)汽車碰撞且減速度達(dá)到碰撞強度設(shè)定時，滾軸由于慣性產(chǎn)生的慣性力大于片狀彈簧的彈力，滾軸就會克服片狀彈簧的彈力壓下片狀彈簧向右滾動，使?jié)L軸上的滾動觸點與片狀彈簧上的固定觸點接觸，將傳感器電路接通。豐田、本田和三菱汽車安全氣囊系統(tǒng)采用了滾軸式碰撞傳感器。二、滾軸式碰撞傳感器三、偏心錘式碰撞傳感器偏心錘式碰撞傳感器又稱為偏心轉(zhuǎn)子式碰撞傳感器，屬于慣性開關(guān)式碰撞傳感器。偏心錘式碰撞傳感器由殼體、偏心轉(zhuǎn)子、偏心重塊、固定觸點、旋轉(zhuǎn)觸點等部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖9-19所示。圖9-19偏心錘式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)圖9-20偏心錘式碰撞傳感器的工作原理圖三、偏心錘式碰撞傳感器轉(zhuǎn)子總成由偏心錘（或偏心重塊）、轉(zhuǎn)動觸點臂及轉(zhuǎn)動觸點組成，安裝在傳感器軸上。轉(zhuǎn)動觸點臂兩端固定有轉(zhuǎn)動觸點，轉(zhuǎn)動觸點隨觸點臂一起轉(zhuǎn)動。兩個固定觸點絕緣固定在傳感器殼體上，并用導(dǎo)線分別與傳感器接線端子連接。偏心錘式碰撞傳感器的工作原理如圖9-20所示。三、偏心錘式碰撞傳感器在汽車未碰撞時，傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)，偏心錘和偏心錘臂在螺旋復(fù)位彈簧彈力的作用下頂靠在與外殼相連的擋塊上，偏心錘與擋塊保持接觸，此時轉(zhuǎn)子總成處于靜止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)動觸點與固定觸點處于斷開狀態(tài)，如圖9-20（a）所示，此時安全氣囊電路不工作。

三、偏心錘式碰撞傳感器當(dāng)汽車遭受碰撞且當(dāng)偏心錘的慣性力矩大于螺旋復(fù)位彈簧彈力作用時，慣性力矩就會克服彈簧力矩使轉(zhuǎn)子總成轉(zhuǎn)動，從而帶動轉(zhuǎn)動觸點臂轉(zhuǎn)動，如圖9-20（b）所示。當(dāng)碰撞強度達(dá)到設(shè)定值時，轉(zhuǎn)子總成將轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動觸點與固定觸點接觸閉合的位置，此時碰撞傳感器接通SRS的搭鐵回路，向ECU輸入一個“ON”信號，于是安全氣囊電路開始工作，進(jìn)而引爆充氣元件向氣囊充氣。豐田雷克薩斯LS400轎車使用的是偏心錘式碰撞傳感器。三、偏心錘式碰撞傳感器四、電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)如圖9-21（a）所示，主要由電子電路、電阻應(yīng)變計、振動塊、緩沖介質(zhì)和殼體等組成。電子電路包括穩(wěn)壓與溫度補償電路W、信號處理與放大電路A。電阻應(yīng)變計的電阻R1、R2、R3、R4制作在硅膜片上，如圖9-21（b）所示。當(dāng)硅膜片產(chǎn)生變形時，應(yīng)變電阻的阻值就會發(fā)生變化。應(yīng)變電阻一般都連接成電橋電路，并設(shè)計有穩(wěn)壓和溫度補償電路，以提高傳感器的檢測精度，如圖9-21（c）所示。

圖9-21電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)與電路原理四、電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器當(dāng)汽車遭受碰撞時，碰撞傳感器的振動塊振動，緩沖介質(zhì)隨之振動，進(jìn)而使應(yīng)變計的應(yīng)變電阻產(chǎn)生變形，應(yīng)變電阻值隨之變化。由于應(yīng)變電阻以電橋電路的方式連接，隨著應(yīng)變電阻阻值的變化，電橋電路的輸出電壓就發(fā)生變化，經(jīng)過信號處理與放大后，傳感器將變化的信號電壓輸入SRSECU。SRSECU根據(jù)傳感器輸入的信號電壓的強弱便可判斷碰撞的強度或碰撞激烈度。當(dāng)信號電壓超過設(shè)定值時，SRSECU就會立即向點火器發(fā)出點火指令引爆點火劑，進(jìn)而向氣囊充氣，打開氣囊。四、電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器五、壓電式碰撞傳感器壓電式碰撞傳感器是利用壓電效應(yīng)制成的傳感器（壓電效應(yīng)是指壓電晶體在壓力作用下，晶體外形發(fā)生變化進(jìn)而使其輸出電壓發(fā)生變化的現(xiàn)象）。其主要應(yīng)用在汽車SRS安全氣囊中。壓電晶體通常用石英或陶瓷制成，在壓力作用下，壓電晶體的外形和輸出電壓就會隨之變化。五、壓電式碰撞傳感器當(dāng)汽車遭受碰撞時，傳感器內(nèi)的壓電晶體在碰撞產(chǎn)生的壓力作用下發(fā)生變形，從而氣壓電晶體的電阻值發(fā)生變化，通過電路的連接后會使電路的輸出電壓隨之變化。傳感器將此信號電壓輸入SRSECU，SRSECU根據(jù)傳感器輸入的信號電壓的強弱即可判斷碰撞的烈度。如果信號電壓超過設(shè)定值，SRSECU就會立即向點火器發(fā)出點火指令，引爆點火劑使氣體發(fā)生器給氣囊充氣，使SRS氣囊膨脹開，從而達(dá)到保護駕駛員和乘員的目的。六、水銀開關(guān)式碰撞傳感器水銀開關(guān)式碰撞傳感器主要由水銀、電極、密封圈、密封螺塞及殼體組成的，其結(jié)構(gòu)如圖9-22所示。這種傳感器是利用水銀導(dǎo)電良好的特性制成的傳感器，一般用做防護傳感器（安全傳感器）。圖9-22水銀開關(guān)式碰撞傳感器結(jié)構(gòu)1—水銀（靜態(tài)位置）；2—殼體；3—水銀（動態(tài)位置）；4—密封圈；5、6—電極；7—密封螺塞水銀開關(guān)式碰撞傳感器的工作原理如圖9-23所示。在汽車未碰撞時，傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)，水銀在其自身重力作用下處于如圖9-23（a）所示位置，傳感器的兩個接線端子處于不導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)汽車碰撞且減速度達(dá)到設(shè)定閥值時，如圖9-53（b）所示，水銀產(chǎn)生的慣性力在運動方向的分力將克服其重力的分力使水銀向傳感器電極端移動，使傳感器的兩個電極接通。當(dāng)傳感器用作碰撞信號傳感器時，兩個電極接通會將碰撞信號輸入SRSECU；當(dāng)傳感器用作碰撞防護傳感器時，兩個電極接通則將點火器電源電路接通。六、水銀開關(guān)式碰撞傳感器圖9-23水銀開關(guān)式碰撞傳感器的工作原理圖六、水銀開關(guān)式碰撞傳感器七、阻尼彈簧式碰撞傳感器阻尼彈簧式碰撞傳感器包括球體、導(dǎo)向筒、點火針、觸發(fā)杠桿、平衡彈簧、點火彈簧等，其結(jié)構(gòu)如圖9-24所示。該傳感器用于整體式安全氣囊，它裝在方向盤的氣囊內(nèi)，一旦汽車發(fā)生碰撞，其可使點火劑點燃，讓充氣裝置的氣體發(fā)生劑燃燒而使氣囊充氣膨脹。圖9-24阻尼彈簧式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)阻尼彈簧式碰撞傳感器的工作原理如圖9-25所示。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時，傳感器受到一個向后的慣性力作用，傳感器內(nèi)球體在慣性力作用下沿導(dǎo)向筒向下移動（圖的9-25中所示方向），推動觸發(fā)杠桿繞支點A轉(zhuǎn)動，觸發(fā)杠桿左端即壓縮彈簧；當(dāng)沖撞減速度達(dá)到一定值時，觸發(fā)杠桿轉(zhuǎn)動到觸發(fā)杠桿上的鎖止針失去作用的位置，此時引燃銷便高速沖擊點火劑而點燃?xì)怏w發(fā)生劑。這種方式?jīng)]有采用電控方式，其結(jié)構(gòu)簡單，只能作為氣囊裝置發(fā)揮作用，且沒有可靠的補救功能和自我診斷功能。七、阻尼彈簧式碰撞傳感器八、應(yīng)變儀式安全傳感器1）變變儀式安全傳感器的結(jié)構(gòu)應(yīng)變儀式安全傳感器與電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器原理基本相同，但主要用作安全傳感器，安裝在安全氣囊電腦（SRSECU）的內(nèi)部，應(yīng)變儀式安全傳感器的結(jié)構(gòu)及電路如圖9-26所示，由懸臂、計示電阻及集成電路等組成，計示電阻是一個半導(dǎo)體應(yīng)變片，半導(dǎo)體應(yīng)變片兩端被懸臂架壓住。圖9-26應(yīng)變儀式安全傳感器的結(jié)構(gòu)及電路2）應(yīng)變儀式安全傳感器的工作原理當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時，半導(dǎo)體應(yīng)變片在懸臂架慣性力作用下發(fā)生彎曲應(yīng)變，受壓后的半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻值產(chǎn)生變化，電阻的變化引起集成電路輸出電壓US的變化。汽車的速度越大，碰撞后產(chǎn)生的減速度越大，傳感器輸出的電壓越大。由于半導(dǎo)體壓力傳感器的輸出特性受溫度影響，因此常采用晶體管的基極—發(fā)射極間的電壓變化來對溫度進(jìn)行修正。安全氣囊ECU根據(jù)碰撞信號進(jìn)行分析處理，若需要引爆安全氣囊，安全氣囊ECU便會接通點火電路，如此時前方碰撞傳感器的觸點同時也閉合，則氣體發(fā)生器的電路接通，安全氣囊引爆。八、應(yīng)變儀式安全傳感器九、碰撞傳感器的檢測（1）碰撞傳感器檢測的注意事項①在檢查SRS安全氣囊系統(tǒng)部件之前，應(yīng)先關(guān)閉點火開關(guān)，拔下SRS系統(tǒng)熔斷器，防止SRS系統(tǒng)電路觸點誤觸過。過90s待備用電力電容完全放電后進(jìn)行操作，防止氣囊在檢測時引爆。②SRS安全系統(tǒng)電器零件均一次性使用，絕不能修復(fù)碰撞傳感器，左前和右前碰撞傳感器更換時應(yīng)同時更換。在更換碰撞傳感器時應(yīng)使用新品，不能使用其他不同型號車輛上的零部件。九、碰撞傳感器的檢測③在檢測汽車其他系統(tǒng)時，應(yīng)特別注意SRS系統(tǒng)電路連線是用黃色導(dǎo)線與其他系統(tǒng)電線相區(qū)別的，在檢測之前應(yīng)關(guān)閉點火開關(guān)，拆下SRS系統(tǒng)熔斷器，防止SRS系統(tǒng)帶電。④安全氣囊系統(tǒng)的水銀開關(guān)式防護傳感器在更換后，不能隨意扔掉，因為水銀有毒，應(yīng)作有害物品處理。⑤當(dāng)碰撞傳感器摔碰或其殼體、支架、導(dǎo)線連接器有損壞時，應(yīng)當(dāng)更換新件。⑥前碰撞傳感器和SRS系統(tǒng)的其他部件不能放在太陽下曝曬或接近火源。⑦在SRS系統(tǒng)的零部件表面均標(biāo)有標(biāo)牌或注意事項，使用時應(yīng)遵照執(zhí)行。⑧碰撞傳感器的動作有方向性，安裝時應(yīng)注意傳感器殼體上的箭頭的指向，一定要按規(guī)定方向安裝。日本尼桑和馬自達(dá)汽車使用說明書規(guī)定指向汽車后方，豐田汽車前碰撞傳感器安裝時則要求傳感器殼體上的箭頭必須指向汽車前方。九、碰撞傳感器的檢測⑨前碰撞傳感器的定位螺栓和螺母都經(jīng)過了防銹處理，拆卸或更換前碰撞傳感器時，必須同時更換螺栓和螺母。⑩前碰撞傳感器的導(dǎo)線插接器裝有電路連接診斷機構(gòu)。安裝連接器時，插頭和插座應(yīng)當(dāng)插牢固。當(dāng)連接器插頭與插座未插牢時，自診斷系統(tǒng)會檢測出來，視為故障，并將以故障碼的形式存入存儲器中。九、碰撞傳感器的檢測（2）碰撞傳感器的檢測表9-1豐田凌志LS400轎車SRSECU電腦插座端子名稱及檢測數(shù)據(jù)代號端子代號端子名稱電路參數(shù)1IG1電源（ECU—IG熔斷器）點火開關(guān)置于OFF時：OV點火開關(guān)置于ACC時：12V2-SR右前（RH）碰撞傳感器-兩端子間電阻為：755～885Ω3+SR右前（RH）碰撞傳感器+4+SL左前（LH）碰撞傳感器+兩端子間電阻為：755～885Ω5-SL左前（LH）碰撞傳感器-6+B蓄電池電源（ECU—B熔斷器）12V7IG2電源（IGN熔斷器）點火開關(guān)置于OFF時：OV點火開關(guān)置于ON時：12V8E2搭鐵0V九、碰撞傳感器的檢測9LASRS指示燈燈亮?xí)r：OV；燈滅時：12V10D-安全氣囊組件點火器-—11D+安全氣囊組件點火器+—12TCSRS診斷觸發(fā)端子12V13E1搭鐵0V14ACC電源（CIG）點火開關(guān)置于OFF時：OV點火開關(guān)置于ACC時：12VA—電路連接診斷端子—B—電路連接診斷端子—九、碰撞傳感器的檢測①前碰撞傳感器電路檢查拔下SRSECU電腦連接器插頭，檢測插頭上+SR與-SR端子、+SL與-SL端子間電阻，如圖9-27所示，正常電阻值應(yīng)為755～885Ω。如果電阻值不在規(guī)定范圍，說明端子+SR、-SR、+SL或-SL至前碰撞傳感器之間的線束搭鐵或前碰撞傳感器電路有故障。圖9-27前碰撞傳感器電路檢查九、碰撞傳感器的檢測②前碰撞傳感器搭鐵情況檢查檢測+SR、-SL端子與車身搭鐵之間的電阻，如圖9-28所示，正常值應(yīng)為無窮大。如果電阻值為無窮大，說明線束良好，故障發(fā)生在傳感器，碰撞傳感器需要更換；如果電阻值不為無窮大，說明端子+SR或+SL至前碰撞傳