CUPRINS
ARGUMENT ............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. ............................ ..... pag. 3 3 CAP. I. Securitatea pasivă a automobilelor .................... ........................................... .............................................. ....................... pag. 5 CAP. II. Perna de aer (airbag), element de bază a siguranţei pasive ............................. pag. 8 CAP. III. Pretensionatoarele Prete nsionatoarele de centuri de siguranţă ...................................................... ...................................................... pag. 18 CAP. IV. Măsuri de protecţie suplimentare în timpul reparării automobilelor ........... pag. 21 BIBLIOGRAFIE ....................... .............................................. ............................................. ............................................. ............................................. ...................... pag. 23 ANEXA 1. .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ................................. .......... pag. 25 ANEXA 2. .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ................................. .......... pag. 26 ANEXA 3. .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ................................. .......... pag. 27
ARGUMENT
Inventarea autovehiculelor autovehiculelor şi dezvoltarea extensivă a sistemelor de drumuri şi a infrastructurii aferente acesteia au o mare influenţă în dezvoltarea continuă a societăţii umane prin mai multă libertate şi mobilitate de mişcare. Dar avantajele care derivă din utilizarea zilnică a autovehiculelor sunt în contradicţie cu consecinţele consecinţele ce rezultă din accidentele cauzate de trafic. În zilele noastre siguranţa traficului a devenit o temă importantă (atât din punct de vedere social cât şi din punct de vedere economic) care preocupă la cel mai înalt nivel autorităţile [2]. În prezent există două mari tendinţe propuse pentru dezvoltarea sistemelor de siguranţă: - Sisteme de siguranţă pasivă ( care reacţionează în diverse situaţii periculoase pentru a ajuta şoferul să le depăşească sau să protejeze ocupanţii în caz de accident – ex. centurile de siguranţă, air-bag-uri, sisteme de antiblocare a roţilor la frânare ABS etc.); - Sisteme de siguranţă active ( cu rol de a preveni coliziunea dintre două vehicule – ex. ACC sistem de adaptare a distanţei de mers între vehicule). Caroserie capabila sa preia cat mai mult din energia de soc din timpul unei coliziuni este principalul element de siguranta pasiva. Toate elementele de siguranta pasiva (centuri, airbag-uri etc.) intervin dupa ce coliziunea a inceput, spre deosebire de sistemele de siguranta activa care sunt importante inainte de coliziune. Cu alte cuvinte, siguranta activa are rol preventiv, pe cand cea pasiva are rol de protectie daca accidentul are loc. Istoria sistemului de siguranţă pasivă
De-a lungul timpului, unii fabricanţi au folosit terminologii diferite pentru airbag. În anii 1970, 1970, compania General Motors folosea termenul de Air Cushion Restraint System (Sistem de reţinere prin amortizare cu aer). În America de Nord ca termeni generali erau folosiţi şi Supplemental Restraint System (SRS) (Sistem de reţinere suplimentar), sau Supplemental Inflatable Restraint (SIR) (Reţinere suplimentară prin umflare). Industia aerospaţială şi guvernul Statelor Unite aplică tehnologia pernelor de aer de mulţi ani. Agenţia NASA a încorporat sistemul de airbag în multiple misiuni spaţiale încă din anii 1960. Pernele de aer au fost folosite prima dată în misiunile Luna 9 şi Luna 13 în 1966 de către NASA. De asemenea a fost folosit şi în misiunile de simulare Mars Pathfinder precum şi misiunile Mars pe suprafaţa planetei Marte. Marte. Exploration Rover Inventatorul American Dr. Allen S. Breed a dezvoltat o componentă cheie a airbag-ului şi anume senzorul inerţial bilă-în-tub pentru detectarea coliziunilor. Inovaţia a fost vândută companiei Chrysler în anul 1967. Un sistem asemănător airbag-ului a fost dezvoltat de Eaton, Yale & Towne Ford, pe când în Italia se găsea o variantă cu sistem de amortizare locală cu ajutorul Inc. pentru Ford, aerului. Pernele de aer au fost introduse la mijlocul anilor 1970 în SUA, pe când statisticile arătau că folosirea centurilor de siguranţă se făcea rar de către şoferi. Acestea au fost introduse pe piaţă ca o alternativă a centurilor, cu un nivel de siguranţă asemănător pentru coliziunile frontale. f rontale. Dezvoltarea pernelor de aer a coicis cu interesul internaţional asupra legislaţiilor pentru siguranţa autoturismelor. Industria auto şi comunităţile regulatoare şi de cercetare şi-au schimbat viziunea iniţială a pernei de aer ca alternativă a centurii de siguranţă şi au desemnat-o ca fiind un sistem suplimentar de protecţie. În 1980, Mercedes-Benz a introdus în Germania perna de aer patentată în 1971 ca o 2
opţiune pentru autoturismul de lux S-Class (W126), pe lângă alte opţiuni ca suspensia hidropneumatică. În autovehiculele Mercedes de la acea vreme, în timpul impactului, un senzor strângea centura de siguranţă în jurul pasagerului, apoi activa perna de aer. Aşadar, airbag-ul nu mai era vândut ca o alternativă a centurii, ci ca un sistem în plus pentru siguranţa pasagerilor. În 1987, Porsche 944 turbo a devenit primul autoturism din lume care avea perna de aer pentru şofer şi pasager ca echipament standard. Tot în acest an airbag-ul a fost introdus în autoturismul japonez Acura Legend. În Europa pernele de aer au fost aproape absente în autoturismele de familie până la începutul anilor 1990 (excepţie făcând Saab). Începând cu anii 2000 pernele de aer frontale precum şi cele laterale erau un sistem de siguranţă standard pentru automobile. Toyota Avensis (1998) a fost prima maşina de producţie în masă cu un total de nouă airbag-uri. Ca sistem de siguranţă reglementat Pe data de 11 iulie 1984 în SUA, guvernul american a introdus ca standard obligatoriu echiparea autovehiculelor cu perne de aer începând de la 1 aprilie 1989. În Europa, precum şi în restul ţărilor dezvoltate, nu se reglementează în mod direct obligativitatea echipării autovehiculelor cu airbag-uri, dar programul de evaluare Euro NCAP încurajează companiile să abordeze domeniul siguranţei pasagerilor. Un studiu din SUA arată că au fost salvate până la 6.000 de vieţi omeneşti mulţumită pernelor de aer. Aceast număr este reprezentativ numai pentru Statele Unite.
3
CAP. I. SECURITATEA PASIVĂ A AUTOMOBILELOR
Securitatea pasivă a automobilelor urmăreşte diminuarea efectelor accidentelor de circulaşia produse sau chiar în timpul producerii acestora. Măsurile de securitate pasivă se referă la realizarea unor structuri de siguranţă pentru caroserii, a unor sisteme de reţinere optime pentru pasageri, măsuri de protecţia pentru biciclişti şi pieton loviţi, precum şi măsuri de siguranţă pentru perioada de după accident. Constructorii de automobile caută să realizeze un habitaclu foarte rigid (atât pentru partea din faţă, cât şi pentru cea din spate), capabil să absoarbă energia unui impact puternic. De asemenea,automobilele sunt prevăzute cu centuri de siguranţă care reţin corpul pasagerilor pe scaune, precum şi cu perne de aer (airbag), care oferă o protecţie suplimentară. La automobilele actuale, o atenţie deosebită se acordă şi planşei de bord care, în timpul unei coliziuni frontale poate produce pasagerilor leziuni grave. În scopul protejării conducătorului auto la un şoc frontal, se utilizează volanul cu coloană deformabilă.
Un habitaclu cu dublă protecţie Deformare programată: Oricine a văzut o maşină desfigurată în urma unui accident, având spatele şi capota « armonică ». Ceea ce se vede este spectaculos, dar nu neapărat mortal. Deşi poate părea curios, o maşină sigură trebuie să se deformeze în urma unui şoc. Motivul : aceasta trebuie sa absoarbă violenţa şocului si nu ocupanţii vehiculului. Habitaclul, care are rolul unei celule de supravietuire, nu trebuie să se deformeze . Pentru a rezuma: un vehicul sigur trebuie să se plieze în partea din faţă şi cea din spate, dar să păstreze rigid habitaclul. De exemplu, în cazul unei ciocniri de un perete, produsă la o viteza de 50 km/h, o « masina tanc » se va deforma cu numai 10 cm, iar şoferul (suferind un impact echivalent cu 100 de ori propria sa greutate), nu va supravieţui. În cazul unei maşini cu « arhitectura absorbantă », capabilă de o deformare de pâna la 80 de cm, şoferul va suferi numai o cincime din forţa de impact. Protejarea ocupanţilor în habitaclu Al doilea aspect privind siguranţa, în continuă perfecţionare este dispozitivul de protecţie a habitaclului în cazul unei coliziuni. Scopul este reţinerea pasagerilor pe scaune, minimizând astfel efectele impactului. Riscul de deces este de şase ori mai mare pentru pasagerii ejectati fată, faţă de cei care r ămân în scaune. În 1993, Renault a fost unul dintre primii constructori care a introdus pretensionarea, care blochează centura de siguranţa în cazul unei frânări bruste. După numeroase optimizări, acest dispozitiv de reţinere a devenit în 1997 un sistem unic format din trei elemente, cunoscut sub numele de SRP (Sistem Renault de Protectie). - pretensionatorul, care este conectat la centura de siguranţă, limitează avansarea corpului prin fixarea centurii peste piept ; - limitatorul de efort reduce presiunea pe care centura o exercită asupra pieptului, fiindcă aceasta poate cauza accidentari grave în eventualitatea unui impact violent ; - airbag-ul, situat in volan pentru sofer si in bord pentru pasager, absoarbe impactul . Numit şi sistem de reţinere suplimentară [SRS], acesta este un echipament de siguranţă pasivă. În caz 4
de coliziune, airbag-ul se declanşează în interval de milisecunde, fiind activat de senzori de coliziune şi umflat de un generator de azot. Şansele de supravieţuire ca urmare a unei coliziuni frontale cresc dacă acţiunea airbag-urilor este dublată de cea a centurilor de siguranţă. Se estimează că numai în SUA airbag-urile au redus gravitatea leziunilor în sute de mii de cazuri şi au salvat vieţile a peste 3600 de persoane până în anul 2000. Există airbag-uri frontale pentru şofer şi pasagerul din faţă - cele mai utilizate - airbag-uri laterale pentru protecţia toracelui şi airbag-uri cortină pentru protecţia capului pasagerilor de pe locurile laterale. Recent au apărut primele modele de airbag-uri pentru genunchii persoanelor care călătoresc în faţă, şi se studiază posibilitatea introducerii de airbag-uri pentru protecţia la coliziuni din spate precum şi de airbag-uri frontale pentru pasagerii de pe banchetă. Cea mai recentă generaţie de airbag-uri se activează în funcţie de gravitatea coliziunii. Dacă deceleraţia detectată este sub un anumit prag, atunci sacii sunt umflaţi parţial. Dacă e vorba de o coliziune violentă, umflarea se face la capacitatea maxima. Pe de altă parte, există şi o latură negativă: pernele gonflabile au cauzat şi accidente, chiar fatale, prin declanşarea accidentală, în special dacă pe scaunul pasagerului din faţa a fost un copil cu vârsta sub 12 ani. Declanşarea se face cu viteze de cca. 300 km/h, astfel că efectul este echivalent cu al unei lovituri brutale de pumn în plină figură. - centuri de siguranţă pretensionate Centurile pirotehnice cu pretensionare reduc deplasarea excesivă în faţă, iar centurile de siguranţă cu limitator de efort reduc riscul accidentării la piept în cazul unui impact frontal. - tetiere active În eventualitatea unei coliziuni în partea din spate, sistemul patentat de Opel activează mişcarea tetierelor în faţă şi în sus pentru a reduce leziunile la gât şi coloana cervicală. - sistemul de faruri adaptive AFL Controlat de mişcarea volanului şi de viteza maşinii, sistemul de faruri adaptive AFL se roteşte în curbe cu +/- 15°. Funcţia de iluminare pe autostradă măreşte raza de acţiune a farurilor pentru a vă asigura o călătorie relaxantă. - sistemul de monitorizare a presiunii în pneuri Acest sistem poate detecta şi localiza direct scăderea presiunii din pneuri, folosind senzori speciali ataşaţi la fiecare roată. Un display vă ţine la curent cu nivelul presiunii din fiecare pneu şi vă avertizează în cazul în care acesta scade sub nivelul optim. - programul de stabilitate al remorcii Unele vehiculule sunt perfecte pentru remorcare. Din acest motiv, este dotat cu un nou sistem de siguranţă: sistemul de stabilizare al remorcii TSP (Trailer Stability Program). Atunci când sistemul detectează o mişcare deviată a maşinii cauzată de remorcă, în câteva secunde se încetineşte maşina şi remorca, prin închiderea supapei de admisie şi activarea frânelor, până în momenul când se restabileşte echilibrul. - avertizorul pentru centura de siguranţă necuplată Sistemul ingenios verifică dacă şoferul şi pasagerul din dreapta poartă centurile de siguranţă. Dacă nu, se lansează o avertizare sonoră. - planşa bord-absorbant de energie în caz de impact Prin planşa bord se înţelege ansamblul situat în faţa conducătorului auto şi a pasagerului din faţă, sub parbiz, servind ca suport pentru o parte din aparatura de comandă şi control. Plaşa bord reprezintă o sursă vătămare corporală a pasagerilor din faţă. În zonele predispuse impactului, rigiditatea planşei bord trebuie să fie mai scăzută..De asemenea planşa bord trebuie să aibă o capacitate de deformare elastică mare, în vederea reduceri deceleraţiei de impact din interior. Toate reperele ce se montează pe planşa bord (butoane de comandă, grile, etc.). Trebuie să aibă munchiile cu raze mai mari de 3,2 mm în scopul reduceri pericolului de rănire a pasagerilor. De asemenea şi munchiile planşei bord trebuie să aibă raze cât mai mari. Se apreciază că planşa bord reprezintă un element de siguranţă pasivă de o importanţă mare, în special pentru autoturisme. - volanul cu coloană deformabilă 5
Din motive de securitate s-a răspândit soluţia cu coloana volanului deformabilă, sub acţiunea unui şoc puternic. În general, s-a extins soluţia coloanei telescopice, compusă din două tuburi care devin telescopice la o anumită forţă axială. În unele cazuri, arborele volanului conţine şi o parte elastică care ,în funcţie de mărimea şocului, se deformează. Se întâlnesc şi soluţii la care volnul fiind articulat de arborele său, sub acţiunea şoc lateral, se înclină.
Impactul frontal: impactul frontal este cel mai frecvent, petrecandu-se in 60% din accidente. Gustave Désiré Lebeau a inventat "centurile protectoare" in 1903, dar abia dupa 80 de ani centurile de siguranta au devenit obligatorii! Asociate cu airbag-urile in sisteme de fixare din ce in ce mai sofisticate, ele salveaza vieti si reduc considerabil riscul ranirii. Renault are un nivel inalt de experienta in acest domeniu si sistemele performante de protectie ce au permis ca Laguna II (2001), Vel Satis si Megane II (2002) sa fie recunoscute ca cele mai sigure in categoria lor. Impactul lateral: impactul lateral (30 % din accidente) este cauza a 26% din accidentele mortale si 17 % din accidentele grave. In acest caz este afectat capul si toracele ocupantilor. Renault utilizeaza un sistem combinat de airbag-uri in 2 volume, care este fixat de scaun si care acopera corpul de la cap pana la abdomen. O protectie importanta este asigurata de barele de protectie care amplifica rezistenta portierelor. Impactul spate: acesta este cel mai putin periculos, dar poate cauza rani ale coloanei vertebrale. In 1997 Renault a introdus tetiere care sa amortizeze acest impact si sa completeze sistemul SRP. Gratie formei curbate si pernelor pliabile, ele pot fi adaptate pentru pasagerii de toate marimile, reducand astfel numarul de accidente minore cu 35%.
6
CAP. II. PERNA DE AER (AIRBAG), ELEMENT DE BAZĂ A SIGURANŢEI PASIVE
Sistemul air-bag, combinat cu sistemul de tensiune a centurilor de siguranţă, este la ora actuală cel mai eficient sistemul de securitate pasivă în caz de impact, motiv pentru care a fost adoptat de toţi fabricaţi de autovehicule. S-a dovedit că la viteze mai mari de 40 km/h, numai sistemul de pretensionare a centurilor nu este suficient. Cercetările efectuate după accidente au relevat faptul că în 68% din cazuri air-bag-ul asigură protectie semnificativă. Principalele elşemente componente ale sistemului de siguranţă pasivă sunt prezentate în figura 1, în care: 1 – sistem pretensionare centuri, 2 – air-bag frontal pasager, 3 – air-bag frontal conducator, 4 – unitatea de control electronic, ce include senzorul de comanda.
Fig. 1. Sistemul de siguranţă pasivă air-bag – pretensionare centuri de siguranţă
Conceputul air-bag Sistemul cuprinde un sac gonflabil dispus în centrul volanului, prevăzut cu un generator pirotehnic de gaz şi sistem de aprindere, un sac gonflabil dispus în torpedo, în faţă pasagerului, prevăzut cu unul sau două generatoare pirotenice de gaz şi sistemul de aprindere. Air-bag-urile sunt fabricate din nylon şi sunt prevăzute cu un înveliş suplimentar în interior, precum şi cu orificii pentru dezumflare rapidă după desfăşurarea integrală. Volumul air-bag-ului pentru şofer este de cea 50-60 litri, iar cel pentru pasager de cca. 120-160 litri. În figura 2 se prezintă tipul socului, la care intră în funcţiune, pentru a proteja pasagerii. 7
Fig. 2. Locul de amplasare a air-bag-ului şi tipul şocului la care intră în acţiune
Modul de operator al sistemului este prezentat în figura 3, în care secvenţele specifice sunt înregistrate în cazul unui impact frontal la viteza de 35km/h. 1 - şoferul se află în poziţie normală înainte de impact, 2 - la 15 ms după impact vehiculul suferă o deceleraşie puternică şi este atins pragul de sesizare a dispozitivului de comandă. 3 - sistemul de aprindere realizează aprinderea pastilelor combustibile, care produc gazul necesar umflării sacului gonflabil. 4-după cca. 30 ms sacul este umflat, centurile de siguranţă sunt pretensionată prin scurtare; 5 – la 40 ms după impact sacul este umflat complet iar energia de deplasare spre faţă a şoferului va fi absorbită de sac şi va începe dezumflarea 6 - la cca.120 ms după impact, şoferul va fi împins înapoi în scaun, iar air-bag-ul se va dezumfla complet asigurând vizibilitatea pentru şofer.
8
Fig. 3. Secvenţele funcţionării sistemului air-bag în cazul unui impact frontal
Sistemul este conceput în aşa fel încât, în momentul în care conducătorul auto sau pasagerul intră în contact cu sacul umflat, acesta să fie deja parţial dezumflat, astfel încât să se realizeze o presiune de contact acceptabilă pentru corpul uman. Air-bag-ul previne lovirea capului şi a pieptul şoferului şi pasagerului în cazul unui impact frontal. Chiar şi utilizarea sistemului de pretensionarea a centurii de siguranţă nu poate preveni impactul capului cu volanul în cazul unui impact puternic. De asemenea air-bag-ul protejează ocupanţi, care nu utilizează centuri de siguranţă, fenomen întâlnit mai ales în circulaţia urbană. realizează umflarea rapidă şi completă a sacului gonflabil prin Generatorulu de gaz arderea unor tablete combustibile dispuse în camera de combustie. Alimentarea blocului electronic de comandă şi a dispozitivului de aprindere se face în mod normal de la bateria autovehiculului.Totuşi o capacitatea de rezervă de energie este inclusă in blocul electronic deoarece există riscul, ca la începutul impactului bateria să fie debranşată. Declanşarea aprinderii este realizată printr-o scânteie produsă de descărcarea unui condensator, în momentul primirii comenzii de la unitatea de control electronic. Tabletele combustibile ard instantaneu, producând o cantitate mare de gaz (nitrogen), la o presiune dată. Gazul este forţat să intră în air-bag printr-un filtru şi produce umflarea sacului pliat. După desfăşurarea sacului, o anumită cantitate de hidroxid de sodiu se va afla atât în air-bag, cât şi în interiorul automobilului. Senzori de impact – au rolul de a detecta impactul şi de a transmite informaţia unităţii de control electronic, de a declanşa impulsul de amorsare a air-bag-ului, respectiv pretensionarea centurilor de siguranţă. Senzori pot fi electromecanici sau electronici.
Senzorii electromecanici În figura 4 se prezintă un senzor electromecanic prevăzut cu un arc lamelar 1 care reţine o rolă 2 pe o poziţie iniţială. În cazul unui impact, la o limită predeterminată, rola învinge arcul lamelar iar deplasarea ei provoacă închiderea microcontactului 3.
9
Fig. 4. Senzorul electromecanic cu arc şi rolă În figura 5 se prezintă senzorul cu arc pretensionat.Arcul pretensionat 1 menţine în mod normal magnetul 2 împins la extremitate. În cazul unui impact frontal forţa de inerţie va învinge forţa arcului, iar magentul va comprima arcul ajungând în dreptul contactului 3, pe care îl va închide.
Fig. 5. Senzorul cu arc pretensionat
Din motive practice, cursa de comandă a senzorilor electromecanici trebuie să fie foarte redusă. Aceasta provoacă o concordanţă cu frecvenţa joasă a sistemului masă-arc, care trebuie să fie puternic amortizată pentru a realiza protecţia faţă de perturbaţii.În acest fel deplasarea mesei va fi proporţională cu variaţia vitezei autovehicului. Pentru a obţine timpi de răspuns suficient de scurţi, acesti senzori trebuie să fie dispuşi în partea frontală a autovehiculului, ceea ce impune un cablaj suplimentar.
Senzori electronici Senzori electronici realizează înregistrarea deceleraţiei provocată de impact, a cărei frecvenţă de rezonanţă este superioară plajei de frecvenţe de evaluat. Se utilizează două principii de conversie: deformarea unei lamele 1 sub influenţa unei mase de inerţie 2, măsurată cu ajutorul unor mărci tensometrice 3 – fig 6; •
10
Fig. 6. Accelerometru bazat pe deformarea unei lamele elastice •
utilizarea efectului piezoelectric provocat de deformarea unui disc de cuarţ sub acţiunea unei mase seismice sau a unui elemnet elestic piezo-ceramic - figura 7.
Fig. 6. Accelerometru piezoelectric
Deplasarea sistemului este foarte mică dar produce un semnal electric suficient pentru evaluarea acceleraţiei, care acţionează la impact. Senzorii electronici se instalează în habitaclu (sub scaunul pasagerului sau în consola centrală) împreună cu unitatea de control electronic, cu efect asupra simplităţii cablajului. Semnalul senzorului de acceleraţie este transmis unui integrator al cărui semnal de ieşire corespunde reducerii de viteză. Totodată semnalul de accelerare este limitat în amplitudine pentru a atenua perturbaţiile electrice sau mecanice. 11
Unitatea de control electronic (ECU) Recunoaştera impactului şi operarea mecanismului de declanşare
Când se utilizează un senzor de impact de tip electromecanic teroretic nu este necesară o unitate de control electronic, un circuit simplu putând fi folosit pentru desfăşurarea air-bag-ului când contactul senzorului este acţionat. Cu toate acestea, sistemul de monitorizare şidiagnosticare impune prezenţa unei unităţi de control electronic. În baza datelor furnizate de unul sau doi senzori de acceleraţie (electromecanici sau electronici), unitatea de control electronic calculează deceleraţie de impact, după caz comandă declanşarea sistemului pirotehnic al air-bag-urilor şi al centurilor de siguranţă (vezi figura 8). Unitatea de control electronic îndeplineşte următoarele funcţii: identificarea impactului pe baza datelor furnizate de senzorul/senzorii de acceleraţie; •
•
•
•
activarea promptă a circuitelor de control, care guvernează răspunsul air-bag-ului şi a sistemului de pretensionare a centurilor, pe baza algoritmului de declanşare; transformator de tensiune şi realizarea unei în regim stand-by; declanşarea selectivă a tensionatorului de centuri şi a air-bag-urilor având în vedere situaţia în care locul pasagerului nu este ocupat sau ocupanţii nu poartă centuri;
•
diagnosticarea funcţiilor interne şi externe, precum şi a sistemelor componente,
•
stocarea de date referitoare la defecţiuni;
•
activarea circuitului lămpii martor de la bord.
12
Unitate airbag cu volan cu airbag
Rezerva de energie Aparat de declansare Cupla pt contact alunecator Cupla pentru alimentarea cu tensiune
Transformator de tensiune
Fig. 8. Schema bloc a circuitului de siguranţă pasivă
Defecţiunii sunt stocate în memoria unităţii de control electronic şi pot fi accesate ulterior. Schema bloc a unul circuit air-bag este prezentată în figura 8, iar construcţia unităţii de control electronic este prezentată în figura 9.
Fig. 9. Unitatea de control electronic (ECU) Sistemul digital utilizat foloseşte un senzor de tip electronic, care la o viteză de deplasare de peste 50 km/h, în timp de 10 ms decide dacă sistemul de reţinere este necesar să fie activat. În acest interval de timp calculatorul efectuează cca.10000 operaţii. Algoritmul utilizat se bazează pe
13
simulările efectuate pe calculator sau chiar pe monitorizarea evenimentelor produse pe durate impactului prin colectarea unor date reale.
Sisteme complete de siguranţă pasivă La ora actuală sistemul de siguranţă pasivă utilizat pe automobile a ajuns la a treia generaţie. Acest sistem include următoarele elemente – figura 10.
Fig. 10. Sistem complet de siguranţă pasivă • • • • •
air-bag frontal cu volum dublu pentru şofer şi pasager; air-bag lateral pentru locurile din spate şi faţă; air-bag tip cortină pentru protecţia capului; sistem de pretensionare centuri de siguranţă pentru locurile din faţă, sistem de pretensionare centuri de siguranţă pentru locurile din spate,
Air-bag-ul cu volum dublu, numit şi air-bag adaptiv, permite adaptarea pragului de umflare la intensitatea impactului. Un air-bag simplu detalie mare şi umflat puternic poate provoca leziuni în cazul unui impact violent. În acest caz sacii air-bag-ului frontal sunt construiţi din două volume legate între ele printr-o cusătură principală. Un pliu este realizat cu ajutorul unei cusături fuzibile în scopul obţinerii unui volum mic la sacului, iar volumul mare se obţine prin deşirarea cusături - fig 11.
14
Fig. 11. Air-bag dublu (adaptiv)
Amortizarea contactului ocupanţilor cu primul volum al sacului poate conduce la deşirarea (desfacerea) cusăturii fuzibile şi aceasta, dacă debitul evacuărilor de aer este insuficient pentru a limita presiunea din şoc. Fiecare air-bag frontal dispune de două generatoare pirotehnice de gaz comandate prin circuite separate de aprindere ( fig. 12.).
Fig. 12. Generator pirotehnic dublu
Calculatorul comandă un singur generator pentru realizarea volumului mic şi cele două generatoare pentru volumul mare. 15
Tot calculatorul comandă sistematic al doilea generator (vezi figura 13) după primul. În cazul în care este necesar numai volumul mic, calculatorul observă un timp de întârziere deoarece reumflarea nu este necesară.
Fig. 13. Construcţia unui generator de gaz pirotehnic simplu
Air-bag-ul lateral şi air-bag-ul tip cortină Securitatea ocupanţilor în cazul impactului lateral
Air-bag-ul lateral este dispus în partea laterală a spătarului, iar cel tip coritnă în stâlpul dintre uşi, zona de deasupra uşilor (vezi figura 14). Dificultăţi specifice apar datorită distanţei reduse dintre pasageri şi elementele laterale ale interiorului caroseriei. Ca urmare, în cazul unui impact lateral timpul de răspuns pentru detectarea impactului şi activarea air-bag-ului lateral nu trebuie să depăşească 3 ms, în timp ce, pentru umflarea air-bag-ului lateral, al cărui volum este de cca. 12 litri, sunt disponibile maxim 10 ms. Sistemul de comandă cuprinde un calculator care înglobează pe lângă traductorul de acceleraţie logitudinal şi un traductor de acceleraţie transversal de tip piezoelectric. Sistemele moderne de acţionare pentru air-bag-urile laterale se bazează pe un senzor periferic de acceleraţie montat în stâlpul dintre uşi, sau în ranforsarea uşii. Alte sisteme folosesc senzori de presiune dispuşi în uşi, care monitorizează presiunea ridicată ce însoţeşte deformarea uşilor în cazul impactului lateral şi care transmit informaţia unităţii de control electronic. Dezvoltările ulterioare ale sistemelor de siguranţă pasivă vor înclude în plus sisteme de protecţie suplimentare, care vor realiza în cazul unui impact oprirea pompei de combustibil, activarea lampilor de avarie, transmiterea unui mesaj către serviciile de urgenţă, etc.
16
Fig. 14. Automobil dotat cu air-bag-uri laterale şi de tip cortină
CAP. III. PRETENSIONATOARELE DE CENTURI DE SIGURANŢĂ Centura de siguraţă. În cadrul sistemelor de siguranţă pasivă a conducătorului auto şi a pasagerilor, un loc important îl are sistemul de frânare a mişcării de înaintare a acestora la impactul frontal al automobilului cu un obstacol rigid sau în cazul frânărilor intensive. În aceste situaţii, pasagerii, în tendinţa de a-şi păstra starea de mişcare, vor fi proiectaţi in faţă, în parbriz şi în planşa bord, iar conducătorul, în volan. Pentru elimentarea consecinţelor grave care apar în astfel de situaţii, automobilele se echipează cu centuri de siguranţă. Elementele componente ale centurii de siguranţă, cât şi modul de montare pe automobil, trebuie să fie astfel concepute ca să nu influenţeze conducătorul asupra conducerii şi nici să nu provoace disconfort pasagerilor. Sistemul de închidere şi deschidere a centuri trebuie să fie astfel realizat încât deschiderea să se facă prin apăsarea unui buton, iar închiderea nu trebuie să se deschidă voluntar. Dispozitivul de retractare cu blocare manuală trebuie ca, între două poziţii succesive de blocare, chinga să nu se deplaseze cu mai mult de 25 mm.Centurile de siguranţă au, în general, trei puncte de ancorare, două inferioare şi unul superior. La automobilele moderne, o dată cu declanşarea generatorului de gaz pentru pentru perna de aer, se pune în funcţiune şi un dispozitiv care pretensionează centura de siguranţă în prima fază a 17
impactulului. În felul acesta, pasagerul se fixează de scaun, în scopul limitării deplasării acestuia în limitele permise de centură care, în mod normal, nu este pretensională. În figura 15 este prezentat dispozitivul de întindere a centurii în momentul impactului, când senzorul de deceleraţie este activă. Prin intermediul unui element de activare electrică, (prin conexiunea 1) capsa pirotehnică 2, aprinde încărcătura 3 ce va genera un gaz care va acţiona pistonul 4, în cilindrul 5. Prin intermediului cablului 6, centura 8 este înfăşurată pe tamburul 7.
Fig. 15. Dispozitivul de întindere a centurii Pretensionatoarele centuri de siguranţă La un şoc frontal sufeceint de puternic, senzorul va declanşa aprindere simultană a generatoarelor pirotehnice ale mecanismelor de pretensionare a centurilor. Sub efectul presiunii gazului generat prin arderea pastilelor combustibile, un piston se va deplasa în cilindrul său antrenând un cablu ataşat centurii - figura 16 – sau mosorul de înfăsurare a centurii va fi rotit suplimentar cu ajutorul unor bile - fig17. În ambele cazuri centura este scurtată cu cca.70 mm, imobilizând şoferul şi pasagerului în scaun.
18
Fig. 16. Sistemul de pretensionare prin deplasare axială
Fig. 17. Sistemul de pretensionare prin rotirea mosorului centurii 19
CAP. IV. MĂSURI DE PROTECŢIE SUPLIMENTARE ÎN TIMPUL REPARĂRII AUTOMOBILELOR Măsuri de protecţie
Sistemele de siguranţă pasivăde tip air-bag şi pretensionare centuri de siguranţă sunt elemente sensibile şi deoarece conţin elemente pirotehnice prezintă pericolul unor declanşări necontrolate. De aceea toate interveţiile asupra acestor sisteme trebie efectuate numai de către personalul calificat. În scopul evitării unor accident se au în vedere următoarele măsuri de protecţie. în cazul efectuării unor reparaţii este interzisă aplicarea de lovituri cu ciocanul, înainte de a se scotea siguranţele dispozitivelor de securitate pasivă şi de a se aştepta cca. 5 minute decărcarea capacităţii de rezervă; este interzisă manipularea sistemelor pirotehnice în apropierea unei flăcăi sau a unei surse puternice de căldură; sistemul trebuie obligatoriu verificat cu testerului după producerea unui accident ce nu a produs declanşarea air-bag-urilor sau pretensionarea centurilor de siguranţă, precum şi după o tentativă de furt; în urma unui accident grav este necesar să fie înlocuite toate elemnetele componente; înainte de demontarea blocului electronic de comandă se vor efectua următoarele operaţii: întreruperea contactului, scoaterea siguranţelor aferente, aşteptare cca.5 minute pentru descărcarea capacităţii de rezervă, debranşarea conectorilor, părăsirea habitaclului; la înlocuirea blocului electronic de comandă, acesta trebuie poziţionat în aşa fel încât săgeata cu care este marcat să fie îndreptată spre faţa autovehiculului; •
•
•
• •
•
20
la demontarea volanului sau a air-bag-ului acestuia este obligatorie debranşarea conectorului air-bag înaintea contactului rotitor. Air-bag-ul este prevăzut cu un conector care se pune în scurtcircuit pentru ca la debranşare să se evite declanşarea necontrolată a sistemului. Conectorul contactului rotitor nu prezintă această particularitate; când se constată o defecţiune la unul dintre cabluri acesta se va înlocui, nu se va repara; înainte de casarea autovehiculului generatoarele pirotehnice de gaz se vor distruge. Procedura de distrugere controlată este prevăzută de fabricant. Pentru o identificare uşoară cablurile ce deservesc sistemele de siguranţă pasivă, sunt de culoare galbenă. •
• •
Diagnosticare Este interzisă verificarea cablajelor cu ajutorului unui ohmmetru sau a altui aparat de masură fără izolarea prealabilă a air-bag-ului şi a pretensionatorului centurii de siguranţă deoarece există riscul unei declanşari necontrolate. Diagnosticarea se face numai cu aparate specializate. Unitatea de control electronic dispune de un sistem de monitorizare şi autodiagnosticare. Dacă o defecţiune este detectată oriunde în circuit, aceasta poate fi stocată în memoria unităţii de control electronic, iar ulterior poate fi accesată. La punerea contactului, lampa martor se aprinde câteva secunde după care rămâne stinsă. Neaprinderea la punerea contactului sau aprinderea acesteia când autovehiculul rulează înseamnă przenţa unei defecţiuni. În plus lampa martor prin codul de funcţionare (aprindere/stingere) permite emiterea a 6 coduri, reprezentând defecţiunile sotcate în memoria unităţii de control electronic în urma autodiagnosticării. În general, sistemul este valabil doar pentru circuitele de aprindere ale air-bagurilor, nu şi pentru pretensionatoarele centurilor de siguranţă.
21
BIBLIOGRAFIE
•
•
•
Dr. Ing. Valeriu Enache: Echipament electric şi electronic pentru autovehicule – Editura Universitatii Transilvania din Brasov Gh. Frăţilă, Mariana Frăţilă, S. Samoilă: AUTOMOBILE –Cunoastere, întreţinere şi reparare - Editura Didactică şi Pedagogică, R.A. Bucureşti. Anul 2008 internet
22
ANEXE
23
Unitate de contact
Lampa avertizare in caz de defectare
Capac prevazut cu cusatura de rupere
Generator de gaz tip oala Airbag
24
Construcţia airbag-ului şofer
ANEXA 1
Capac acoperire
Cusatura de rupere
Generator de gaz tubular Rama de fixare
Airbag
25
Construcţia airbag-ului pasager
ANEXA 2
26
ANEXA 3
27
