Pitesti

2015

CUPRINS Istoria airbag-urilor

-Primele airbaguri

- Airbag-urile din zilele noastre

Tipuri de airbag-uri folosite in functie de zona unde sunt amplasate

- Airbag-ul oferului

- Airbag-ul pentru pasager - Airbag-ul anti-alunecare

- Airbag-ul frontal

- Airbag-ul lateral

- Airbag-ul lateral autonom.

-Airbag-ul perdea.

-Airbag pentru genunchi

-Airbag pentru lunet-Airbag central(ntre pasageri)

-Airbag centur-Airbag pentru pietoni Rolul airbag-ului

-Captorii de oc laterali.

-Contactorul rotitor. -Cutiile electronice.

Schema bloc a unui airbag

Concluzii Bibliografie

Istoria airbag-urilor

Airbag-urile au fost inventate in 1953 si au fost create pentru a proteja pasagerii masinii in cazul accidentelor. Senzori speciali detectau modificarile in structura caroseriei si umflau foarte rapid airbag-urile.

Airbag-urile sunt de doua tipuri: frontale si laterale. Au fost inventate chiar si airbag-uri pentru motociclete.

Primele airbaguri

Cand John W. Hetrick a suferit un accident de masina in 1952, acesta si sotia lui au facut primul pas pentru protejarea copiilor lor si astfel s-au gandit cum ar putea crea un sistem de siguranta sigur si simplu. In 1953 au patentat inventia si a aparut primul airbag.

Fig.1 Primul airbag proiectat de catre John W. Hetrick

Walter Linderer a inventat un mecanism asemanator tot in 1953, dar pe baza de aer, insa s-a dovedit ca aerul nu umfla indeajuns de repede airbag-ul. Trebuia folosit un gaz special pentru acest lucru.

Anii 1950In anii 50, Ford si GM au inceput sa lucreze la acest mecanism. Au avut de trecut peste 2 mari obstacole: senzorii foarte sensibili si umflarea airbag-urilor in 40 de milisecunde.

In 1960, inginerul Allen K. Breed a inventat primii senzori performanti si astfel s-a putut incepe productia airbag-urilor.

Fig.2 Schema airbag-ului propusa de Allen K. Breed cu rezolvarea problemelor aparute in anii 50

Anii 1970In 1971 Ford a facut primele experimente pentru productia de masini cu airbag-uri, iar in 1973, GM a scos primul automobil civil cu airbag-uri, Oldsmobile Toronado. Laboratorul pentru cercetare in domeniul transportului din Marea Britanie a inceput chiar cercetarea airbag-urilor pentru motociclete.

Fig. 3 Primul automobil civil cu airbag Fig.4 Honda a introdus airbag-ul pentru motocicleteProfesorul Guntram Huber a condus cercetarile pentru perfectionarea airbag-ului la Mercedes-Benz.

Airbag-urile au fost prezentate ca o alternativa pentru centurile de siguranta, insa s-a dovedit prin experimente ca nu pot fi decat un supliment de siguranta.

Fig.5 Centura de siguranta si airbag.

Anii 1980In 1980 Mercedes-Benz a introdus airbag-urile ca optiune suplimentara, iar in 1988, Chrystler oferea masini cu airbag ca mod standard.

Fig.6 Mercedes-Benz a introdus airbag-urile ca optiune suplimentaraIn 1987 Porsche Turbo a fost prima masina care avea airbag-uri pentru ambii pasageri din fata.

Fig.7 Porsche Turbo a fost prima masina care avea airbag-uri pentru ambii pasageri din fata.

Pe cand in Europa producatorii experimentau in privinta airbag-urilor, Saab oferea masini echipate cu airbag-uri ca mod standard.

Airbag-urile din zilele noastre

Ford a adoptat airbag-urile in 1990, iar Mercedes-Benz in1992. Volvo a oferit pentru prima data airbag-urile laterale ca optiune si Kia Sportage a avut primul airbag pentru genunchi. Fig.8 Volvo a introdus primele airbag-uri laterale Fig.9 Kia Sportage primul airbag pentru genunchi.

Mercedes-Benz a scos in 2002 cel mai performant sistem de airbag-uri. Senzorii erau ultra-performanti si pregateau din timp masina pentru impact.

In 2006 Toyota introduce pentru prima data airbag-ul pentru motociclete pe modelul Gold Wing. De asemenea un costum cu airbag-uri devine valabil pentru soferii de Grand Prix.Sistemul cuprinde un sac gonflabil dispus n centrul volanului, prevzut cu un generator pirotehnic de gaz i sistem de aprindere, un sac gonflabil dispus n torpedo, n fa pasagerului, prevzut cu unul sau dou generatoare pirotenice de gaz i sistemul de aprindere.

Airbag-urile sunt fabricate din nylon i sunt prevzute cu un nveli suplimentar n interior, precum i cu orificii pentru dezumflare rapid dup desfurarea integral. Volumul airbag-ului pentru ofer este de cea 50-60 litri, iar cel pentru pasager de cca. 120-160 litri.

Fig.10 Airbag-ul pentru soferAcest element se poate situa n ansamblul volan, n plana bord sau pe partea lateral a automobilului i are rolul de a proteja capul i toracele n timpul unui impact frontal sau lateral, datorit umflrii sale instantanee.Airbag-ul se prezint sub forma unui sac gonflabil de aer i a unui generator pirotehnic. Dac o anumit valoare a deceleraiei este atins calculatorul care gestioneaz acest sistem, va comanda prin intermediul unui impuls electric aprindera capsei la interiorul creia se gsete un praf pirotehnic numit PROPERGOL.

n urma combustiei se degaj o cantitate mare de gaze care ptrund n interiorul pernei producnd umflarea acesteia. Perna se va menine sub presiune pn la contactul cu corpul uman, dup care la depirea unei anumite valori a presiunii o poriune din aceasta va ceda limitnd astfel presiunea i realiznd totodat o bun amortizare a ocului.

Tipuri de airbag-uri folosite in functie de zona unde sunt amplasate: Airbag-ul oferului.

Airbag-ul frontal reduce numarul deceselor cu aproximativ 25% (pentru cei care folosesc centura de siguranta)si reduce vizibil cazurile loviturilor in zona capului cu 60%, acesta este actionat in 50 milisecunde ,timp necesar unei clipiri.Acesta se afl plasat n interiorul volanului i volumul pernei este de 60 l.

Fig.11 Componentele Airbag-ului pentru sofer Airbag-ul pentru pasager. Ansamblul este plasat n plana bord naintea pasagerului din fa i poate conine unul sau dou generatoare de gaz n functie de volumul pernei de aer care este de aproximativ 150 l pentru pasager.

Fig.12 Pozitionarea airbag-ului pentru pasager Airbag-ul dublu volum.

n timpul punerii sale n aciune, limitatorul de efort integrat centurii de securitate conduce la o eliberare progresiv a ocupanilor ctre obstacole, anume volanul i plana de bord

Airbag-urile frontale permit s se amortizeze impactul ocupanilor cu aceste elemente i s furnizeze un suport toracelui, minimiznd n acest mod efortul de ntindere al centurii.

Airbag-ul dublu volum permite s se adapteze nivelul de umflare al airbag-urilor n funcie de violena ocului. ntr-adevr, un airbag de talie mare i cu o presiune interioar ridicat poate s produc anumite leziuni n timpul unor ocuri mai puin violente. Acest sistem se mai numete i airbag-uri adaptabile .

Fiecare airbag frontal dispune de dou generatoare pirotehnice comandate prin dou legturi electrice de declanare a capselor.

Calculatorul comand un singur generator pentru obinerea volumului mic i pe ambele pentru obinerea nivelului mare.

1 Volum mic.

2 Volum mare.

3 Zon deirabil.

Sacii de airbag frontali sunt constituii din dou pri legate ntre ele printr-o zon fuzibil. Obinerea volumului mare se face prin ruperea acestei zone dup explozia celui de-al doilea generator pirotehnic.

Airbag-ul anti-alunecare.Acest airbag se opune riscului producerii sub-marinajului.

Comanda generatorului pirotehnic al airbag-ului anti-alunecare deformeaz o cutie metalic asimilabil aici cu un sac. Obstacolul astfel creat se opune sub-marinajului ocupantului i graie aciunii centurii permite s-l rein de structura scaunului.

Renault a dezvoltat un airbag pentru ezut care previne efectul de alunecare sub centur n cazul unui accident. Acest efect, denumit n limba englez "submarining", apare n anumite cazuri cnd decelerarea este violent. Airbagul pentru ezut mpiedic acestu lucru, meninnd pasagerul bine ancorat n centuri.Acest tip de airbag permite a limita efectul de sub-marinaj.

Comanda generatorului pirotehnic al airbagului antialunecare deformeaza anvelopa metalica de sub sezutul scaunului. Obstacolul astfel creat se opune sub-marinajului. Airbag-ul frontal

Este cel mai comun i rspindit tip de airbag. Majoritatea constructorilor auto de pe piaa european ofert dou astfel de airbaguri n dotarea de serie a automobilului. Cel pentru ofer este amplasat n volan, iar cel pentru pasager n partea superioar a bordului. Airbag-ul lateral.

Sistemul este dispus pe partea lateral a scaunului spre portier i comport un generator de gaz. Sacul gonflabil cu un volum de 20 l permite protejarea toracelui n cazul impactului lateral. Exist i airbag-uri laterale pentru protejarea capului, montate pe prile laterale ale pavilionului.

La airbag-ul lateral gestionarea este realizat prin calculatorul pentru airbag-ul frontal i centuri pretensionate.

Sacul gonflabil la intrarea sa n funciune va rupe un capac special prevzut mpreun cu custura scaunului.

Airbagurile laterale protejaz mpotriva impactului lateral. n cazul n care automobilul este lovit din lateral acest tip de airbag se umfl pentru a proteja pasagerul aflat pe partea impactului. Airbagurile laterale sunt localizate n sptarele scaunelor. Airbag-ul lateral autonom.

Ansamblul este constituit dintr-un captor pirotehnic, dou tuburi NONEL i o pern gonflabil, care se afl situat pe partea lateral a scaunelor spre portiere.

Captorul pirotehnic servete la iniierea sistemului i este constituit dintr-un rezervor de pudr i un percutor pentru declanarea combustiei la producerea ocului.

Cele dou tuburi NONEL au pereii interni mbrcai n pudr de combustie cu rolul de a continua arderea iniiat n captorul pirotehnic spre cele dou generatoare ale pernei gonflabile.

La producerea unui oc lateral portiera se deformeaz i acioneaz asupra captorului pirotehnic producnd percutarea sa. Acest captor declaneaz aprinderea materialului pirotehnic din interiorul su, aprindere care continu prin cele dou tuburi NONEL, tuburi care declaneaz combustia la nivelul celor dou generatoare.

1. Captor pirotehnic ( percutor )2. Tuburi NONEL3. Perna gonflabila4. Generator de gaz5. Dispozitiv pentru securitate

Scaunul integreaza un captor pirotehnic ( 1 ), doua tuburi NONEL si o perna gonflabila ( 3 ).La producerea unui soc lateral percutorul este actionat de chesonul portierei deformate. Combustia declansata la nivelul percutorului se continua prin cele doua tuburi NONEL ( 2 ) captusite la interior cu praf de combustie. In final sunt declansate generatoarele de gaz ( 4 ) si se produce gonflarea pernei. Pentru a se putea gonfla perna rupe capacul modulului airbag, spuma scaunului si materialul textil al acestuia.Dispozitivul de securitate ( 5 ) permite interventia la nivelul scaunului, limitind riscul de declansare. Acesta maschiaza percutorul.Remarc:Montajul airbag-urilor laterale necesit anumite modificri ale scaunelor, ct i cele ale elementelor din vecintatea acestora. De aceea, numeroase piese sunt specifice.

Este interzis s se monteze huse.

n cazul utilizrii airbag-urilor laterale scaunele pot fi echipate numai cu huse speciale.

Airbag-ul perdea.

n caz de oc lateral, protecia ocupanilor este asigurat prin combinarea airbag-ului lateral toracic / airbag-ului perdea. Pe anumite vehicule, protectia capului ocupantilor este asigurata de airbagurile perdea.

1.Generator pirotehnic2.Sac gonflabilPrincipiul de funcionare este identic cu cel al airbag-ului frontal.

Airbagul cortin se deschide pe toat lungimea suprafeelor vitrate laterale i este gndit pentru a proteja capul pasagerilor n cazul unui impact lateral Airbag pentru genunchi

Un airbag special pentru genuchii celui de la volan a fost folosit pentru prima dat pe modelul Kia Sportage din 1996. Acest tip de airbag este amplasat sub coloana volanului. n Europa, Toyota Avensis a fost primul model care a venit dotat cu acest tip de airbag. Din anul 2000, acest tip de dotare s-a rspndit pe numeroase modele.

Airbag pentru lunet

n 2008, modelul Toyota IQ a folosit n premier un airbag pentru lunet. Este de fapt un airbag cortin pentru partea din spate a automobilului. Deoarece IQ este un model de ora, iar bancheta din spate este foarte aproape de lunet, Toyota a dezvoltat acest tip de airbag pentru a proteja pasagerii din spate n cazul unui impact posterior.

Airbag central(ntre pasageri)

Toyota i GM au lucrat la o variant a unui airbag central. Toyota a dezvoltat un airbag ce se deschide central ntre cei doi pasageri din spate pentru a mpiedica o lovitur ntre capetele celor doi.General Motorsa avut o idee asemntoare, dar airbagul central este amplasat frontal i este destinat celor doi ocupani aflai pe locurile din fa. Airbag centur

Airbag pentru pietoni

Volvo a lansat n premier acest tip de airbag pe noul model V40. Amplasat la baza parbrizului, airbagul pentru pietoni protejaz victima unui accident de impactul cu parbrizul mainii. Sistemul detecteaz dac accidentul a implicat un pieton i acioneaz capsele explozive care ndeprteaz prinderea capotei elibernd un airbag n form de U care acoper o parte din parbriz.

Rolul airbag-ului

Airbag-ul este unul dintre cele mai importante sisteme de siguranta din automobile. Al doilea ca importanta, dupa centurile de siguranta, care raman si vor ramane intotdeauna cele mai eficiente. Oricum, siguranta pasiva tine deja de un ansamblu format de aceste doua sisteme. Impreuna, centura si airbag-ul salveaza vieti de multi ani si sunt continuu perfectionate.Airbagurile sunt destinate declanrii n cazul coliziunilor frontale i laterale, comparabile cu lovirea unei bariere la o vitez de 13-23 km/h. In cazul coliziunilor reale, care se produc sub anumite unghiuri, apare o distribuire neuniform a forelor. In consecin viteza relativ necesar declanrii airbagului n cazul unei coliziuni intre dou autovehicule este mult mai mare dect in cazul crash-testelor. Din pricina faptului c senzorii airbagului msoar/detecteaz scderea acceleraiei, viteza autovehiculului si gradul de avariere nu reprezint un criteriu n declaarea airbagului. In unele cazuri airbagul se poate declana cnd vehicolul ar ntmpina defeciuni n carosabil (gropi) sau la lovirea unor obiecte de dimensiuni mici (pietre).

Senzorul airbagului este un accelerometru MEMS (Sistem micro-electro-mecanic), acesta fiind un circuit integrat de dimensiuni mici, avnd ca pri componente, elemente micro-mecanice .

Elementul mecanic microscopic se mic ca rspuns la decelerare rapid, iar aceast micare cauzeaz o modificare n capacitan, detectat de partea electronic a cipului, care trimite n final semnalul de declanare a airbagului. Cel mai ntlnit accelerometru MEMS este ADXL-50, produs de Analog Devices.

Majoritatea airbagurilor au fost proiectate cu scopul de a se declana automat in cazul apariei unui incendiu la nivelul vehicolului ce atinge temperature de 150-200 C. Aceast facilitate asigur impiedicarea explodrii ntregului modul de airbag.

In ziua de azi, algoritmii de declanare a airbagurilor devin din ce n ce mai compleci. Se ncearca reducerea declanrilor inutile a airbagurilor (la ciocniri cu viteze reduse nu trebuie s se declaneze airbagul, pentru a evita deteriorarea inutil a interiorului mainii) i adaptarea vitezei de declanare la gravitatea ciocnirii.

In elaborarea algoritmilor experimentali, se iau n calcul urmtoarele mrimi intermediare: greutatea pasagerilor, poziia scaunului, utilizarea centurii de siguran, i chiar ncercarea de a determina prezena unei scaun pentru bebelui.

Cnd apare o ciocnire sever ce necesit declanarea airbagului, un semnal este transmis ctre unitatea de pompare din interiorul echipamentului. Se declaneaza o reacie chimic rapid, care genereaz n prim instan gaz nitrogen (N2), care umple airbagul cauznd declanarea sa prin carcasa care l conine. Alte tehnologii de dezvoltare a airbagurilor utilizeaz carburani ce conin NaN3.

Din momentul impactului, procesul prezentat mai sus se execut n aproximativ 0.05 secunde (mai repede dect durata unei clipiri=0.2 secunde). In urma declanrii, airbagul se dezumfl prin evacuarea gazului prin supapele pernei.

In anumite modele de maini, airbagurile se pot declana de dou ori, n cazul unor tamponri consecutive, dup cum urmeaz: nti se declaneaz, dup care se dezumfl, iar apoi se umfl din nou la al doilea impact.

La nivelul procesului se pot identifica urmtoarele categorii de mrimi:

-mrimi de intrare: fora de coliziune;

-mrime de comand: semnalul transmis de ctre senzor spre unitatea de pompare;

-mrimi de stare: poziia scaunului, aplicarea centurii de siguran, greutatea pasagerilor;

-mrimi de ieire: viteza de declanare a airbagului;

-mrimi perturbatoare: neomogeniti ale carosabilului (gropi, obiecte de dimensiuni mici

Captorii de oc laterali.

Acetia sunt doi captori piezo-electrici numii satelii, situai de fiecare parte a vehiculului care pot fi fie implantai n portier, fie n stlpul central, fie n podea. Ei informeaz calculatorul despre nivelul de violen al ocului lateral.

Captorii de oc laterali integreaz funcia de autodiagnostic i transmit diferite informaii la calculatorul sistemului. Calculatorul alimenteaz captorii cu o tensiune stabilizat iar semnalul emis de acetia este de tip R.C.O.

Sateliii pot trimite ctre calculator urmtoarele informaii:

satelit n funciune;

satelit defect;

oc detectat;

cerere de declanare a airbag-ului lateral.

Contactorul rotitor.

Rolul acestor elemente este de a asigura legtura electric ntre coloana de direcie i volan, i au n componen o band ce conine dou piste conductoare din punct de vedere electric la care lungimea sa este prevzut s asigure 2,5 rotaii ale volanului n fiecare parte.

n anumite situaii contactorii rotitori prezint o fereastr indicatoare cu rolul de a asigura centrarea volanului la montarea acestuia.

Cutiile electronice.

Exist mai multe generaii de cutii electronice.

Prima generaie: cutiile electronice.

n acest caz putem avea dou tipuri de calculatoare :

a) calculator numai pentru sistemul de centuri pretensionate care conine :

un captor electromecanic;

un sistem de declanare pentru centurile pretensionate.

b) calculator comun pentru airbag-uri i centurile pretensionate care are n componen :

un captor electromecanic pentru centurile pretensionate;

un captor electromecanic pentru airbag;

un sistem de declanare al centurilor pretensionate i al airbag-urilor;

electronica de supraveghere a iniierii combustiei pentru airbag-uri.

(1) (2)

Modul AUTODIAGNOSTIC (numai pentru airbag) :

n tabloul de bord putem avea un martor luminos care pune n eviden activarea sistemului sau apariia unui defect.

Acest martor se aprinde la punerea contactului pentru cteva secunde dup care se stinge.

n cazul n care vehiculul este echipat cu airbag conductor i pasager calculatorul este prevzut cu un autodiagnostic integrat care permite a diferenia 6 defecte, pentru fiecare defect existnd cte un cod de defect dat de modul de aprindere al martorului.

Noua generaie: calculatoarele de airbag.

Noile generaii de calculatoare permit dialogul cu utilajul de diagnosticare.

Aceste calculatoare asociaz captorii de oc laterali i permit s se comande airbag-urile laterale i airbag-urile perdea, dup echiparea fiecrui vehicul.

Exist calculatoare cu 30 de pini cu conector oranj destinate numai centurilor pretensionate sau pentru centurile pretensionate cu airbag-uri care dup caz pot conine :

un captor electromecanic pentru securitate;

un decelerometru pentru airbag-uri;

un circuit de aprindere pentru diferite sisteme pirotehnice;

o rezerv de energie;

un circuit pentru diagnostic i pentru memoria de defecte depistate (numai pentru sistemul airbag cu centuri pretensionate);

un circuit de comand al martorului de alert din tabloul de bord (numai pentru sistemul airbag cu centurile pretensionate):

o interfa de comunicare pentru priza diagnosticare (numai pentru sistemul airbag cu centuri pretensionate).

Putem avea calculatoare cu 50 de pini cu conector oranj utilizate pe automobilele echipate cu airbag-uri frontale i laterale la care se adaug centurile pretensionate, calculatoare care pot conine:

un decelerometru de securitate (pentru sistemul airbag frontal cu centuri pretensionate);

un decelerometru de securitate (pentru sistemul airbag lateral);

un decelerometru electronic (pentru sistemul airbag frontal cu centuri pretensionate);

legturile cu captorii electronici laterali situai n stlpii centrali ai caroseriei;

un circuit de aprindere pentru declanatorii pirotehnici;

rezerve de energie electric pentru diverse linii;

un circuit pentru diagnosticare i memoria defeciunilor detectate;

un circuit de comand al martorului de alert din tabloul de bord;

o interfa de comunicare pentru priza de diagnosticare.

Calculatorul comand airbag-ul lateral atunci cnd se primete semnalul de comand dat de un satelit i cnd aceast informaie este confirmat de un captor piezoelectric aflat la interiorul calculatorului.

Observaie:

Airbag-ul lateral nu se declaneaz la producerea unui oc la partea din fa, din spate a automobilului sau din partea opus ocului.

Se mai pot ntlnii calculatoare cu 30 de pini cu conector galben care pot fi configurate funcie de echiparea automobilului. Acest tip de calculator conine :

un captor electromecanic de securitate;

un decelerometru electronic;

un circuit de aprindere pentru declanatorii pirotehnici;

o rezerv de energie;

un circuit de diagnostic i de memorie a defectelor depistate;

un circuit de comand al martorului de alert din tabloul de bord;

o interfa de comunicare cu priza diagnosticare.

Schema bloc a unui airbag

Descriere:

-IGN=tensiunea de alimentare;

-Dioda redresoare=asigur protecia la tensiune invers;

-Dioda Zenner=realizeaz protecia la supratensiune;

-Voltage Regulator=regulator de tensiune;

-Partea central compus din microcontroller i convertor analog-numeric(ADC);

-Crash Sensor=sensor de impact-transform tensiunea datorat impactului in semnal electric;

-Amplifier=amplificator operaional care amplific semnalul electric provenit de la senzorul de impact;

-Convertorul analog-numeric (ADC), convertete semnalul electric amplificat primit, in dou semnale de comand pentru cele dou blocuri cu caracter de interfaare, ce realizeaz interfaarea cu blocul declanator (Igniter);-Squib Driver=bloc la nivelul cruia se genereaz gazul necesar umplerii airbagului (prin intermediul unor mici explozii);

Alcatuirea airbag-ului Generatorul de gaz - realizeaz umflarea rapid i complet a sacului gonflabil prin arderea unor tablete combustibile dispuse n camera de combustie.

Alimentarea blocului electronic de comand i a dispozitivului de aprindere se face n mod normal de la bateria autovehiculului.Totui o capacitatea de rezerv de energie este inclus in blocul electronic deoarece exist riscul, ca la nceputul impactului bateria s fie debranat.

Declanarea aprinderii este realizat printr-o scnteie produs de descrcarea unui condensator, n momentul primirii comenzii de la unitatea de control electronic.

Tabletele combustibile ard instantaneu, producnd o cantitate mare de gaz (nitrogen), la o presiune dat. Gazul este forat s intr n air-bag printr-un filtru i produce umflarea sacului pliat.

Dup desfurarea sacului, o anumit cantitate de hidroxid de sodiu se va afla att n air-bag, ct i n interiorul automobilului.

Senzori de impact au rolul de a detecta impactul i de a transmite informaia unitii de control electronic, de a declana impulsul de amorsare a air-bag-ului, respectiv pretensionarea centurilor de siguran.

Senzori pot fi electromecanici sau electronici.

Senzorii electromecanici

n figura 4 se prezint un senzor electromecanic prevzut cu un arc lamelar 1 care reine o rol 2 pe o poziie iniial. n cazul unui impact, la o limit predeterminat, rola nvinge arcul lamelar iar deplasarea ei provoac nchiderea microcontactului 3.

Fig. 4. Senzorul electromecanic cu arc i rol

n figura 5 se prezint senzorul cu arc pretensionat. Arcul pretensionat 1 menine n mod normal magnetul 2 mpins la extremitate. n cazul unui impact frontal fora de inerie va nvinge fora arcului, iar magentul va comprima arcul ajungnd n dreptul contactului 3, pe care l va nchide.

Fig. 5. Senzorul cu arc pretensionat

Din motive practice, cursa de comand a senzorilor electromecanici trebuie s fie foarte redus. Aceasta provoac o concordan cu frecvena joas a sistemului mas-arc, care trebuie s fie puternic amortizat pentru a realiza protecia fa de perturbaii.n acest fel deplasarea mesei va fi proporional cu variaia vitezei autovehicului.

Pentru a obine timpi de rspuns suficient de scuri, acesti senzori trebuie s fie dispui n partea frontal a autovehiculului, ceea ce impune un cablaj suplimentar.

Senzori electronici

Senzori electronici realizeaz nregistrarea deceleraiei provocat de impact, a crei frecven de rezonan este superioar plajei de frecvene de evaluat.

Se utilizeaz dou principii de conversie:

deformarea unei lamele 1 sub influena unei mase de inerie 2, msurat cu ajutorul unor mrci tensometrice 3 fig 6;

Fig. 6. Accelerometru bazat pe deformarea unei lamele elastice

utilizarea efectului piezoelectric provocat de deformarea unui disc de cuar sub aciunea unei mase seismice sau a unui elemnet elestic piezo-ceramic - figura 7.

Fig. 6. Accelerometru piezoelectric

Deplasarea sistemului este foarte mic dar produce un semnal electric suficient pentru evaluarea acceleraiei, care acioneaz la impact. Senzorii electronici se instaleaz n habitaclu (sub scaunul pasagerului sau n consola central) mpreun cu unitatea de control electronic, cu efect asupra simplitii cablajului.

Semnalul senzorului de acceleraie este transmis unui integrator al crui semnal de ieire corespunde reducerii de vitez. Totodat semnalul de accelerare este limitat n amplitudine pentru a atenua perturbaiile electrice sau mecanice.

Unitatea de control electronic (ECU)

Recunoatera impactului i operarea mecanismului de declanare

Cnd se utilizeaz un senzor de impact de tip electromecanic teroretic nu este necesar o unitate de control electronic, un circuit simplu putnd fi folosit pentru desfurarea air-bag-ului cnd contactul senzorului este acionat. Cu toate acestea, sistemul de monitorizare idiagnosticare impune prezena unei uniti de control electronic.

n baza datelor furnizate de unul sau doi senzori de acceleraie (electromecanici sau electronici), unitatea de control electronic calculeaz deceleraie de impact, dup caz comand declanarea sistemului pirotehnic al air-bag-urilor i al centurilor de siguran (vezi figura 8).

Unitatea de control electronic ndeplinete urmtoarele funcii:

identificarea impactului pe baza datelor furnizate de senzorul/senzorii de acceleraie;

activarea prompt a circuitelor de control, care guverneaz rspunsul air-bag-ului i a sistemului de pretensionare a centurilor, pe baza algoritmului de declanare;

transformator de tensiune i realizarea unei n regim stand-by;

declanarea selectiv a tensionatorului de centuri i a air-bag-urilor avnd n vedere situaia n care locul pasagerului nu este ocupat sau ocupanii nu poart centuri;

diagnosticarea funciilor interne i externe, precum i a sistemelor componente,

stocarea de date referitoare la defeciuni;

activarea circuitului lmpii martor de la bord.

Fig. 8. Schema bloc a circuitului de siguran pasiv

Defeciunii sunt stocate n memoria unitii de control electronic i pot fi accesate ulterior.

Schema bloc a unul circuit air-bag este prezentat n figura 8, iar construcia unitii de control electronic este prezentat n figura 9.

Fig. 9. Unitatea de control electronic (ECU)

Sistemul digital utilizat folosete un senzor de tip electronic, care la o vitez de deplasare de peste 50 km/h, n timp de 10 ms decide dac sistemul de reinere este necesar s fie activat. n acest interval de timp calculatorul efectueaz cca.10000 operaii. Algoritmul utilizat se bazeaz pe simulrile efectuate pe calculator sau chiar pe monitorizarea evenimentelor produse pe durate impactului prin colectarea unor date reale.

Sistemul digital utilizat folosete un senzor de tip electronic, care la o vitez de deplasare de peste 50 km/h, n timp de 10 ms decide dac sistemul de reinere este necesar s fie activat. n acest interval de timp calculatorul efectueaz cca.10000 operaii. Algoritmul utilizat se bazeaz pe simulrile efectuate pe calculator sau chiar pe monitorizarea evenimentelor produse pe durate impactului prin colectarea unor date reale.

Sisteme complete de siguran pasiv

La ora actual sistemul de siguran pasiv utilizat pe automobile a ajuns la a treia generaie.

Acest sistem include urmtoarele elemente figura 10.

Fig. 10. Sistem complet de siguran pasiv

air-bag frontal cu volum dublu pentru ofer i pasager;

air-bag lateral pentru locurile din spate i fa;

air-bag tip cortin pentru protecia capului;

sistem de pretensionare centuri de siguran pentru locurile din fa,

sistem de pretensionare centuri de siguran pentru locurile din spate,

Air-bag-ul cu volum dublu, numit i air-bag adaptiv, permite adaptarea pragului de umflare la intensitatea impactului. Un air-bag simplu detalie mare i umflat puternic poate provoca leziuni n cazul unui impact violent.

n acest caz sacii air-bag-ului frontal sunt construii din dou volume legate ntre ele printr-o custur principal. Un pliu este realizat cu ajutorul unei custuri fuzibile n scopul obinerii unui volum mic la sacului, iar volumul mare se obine prin deirarea custuri - fig 11.

Fig. 11. Air-bag dublu (adaptiv)

Amortizarea contactului ocupanilor cu primul volum al sacului poate conduce la deirarea (desfacerea) custurii fuzibile i aceasta, dac debitul evacurilor de aer este insuficient pentru a limita presiunea din oc.

Fiecare air-bag frontal dispune de dou generatoare pirotehnice de gaz comandate prin circuite separate de aprindere ( fig. 12.).

Fig. 12. Generator pirotehnic dublu

Calculatorul comand un singur generator pentru realizarea volumului mic i cele dou generatoare pentru volumul mare.

Tot calculatorul comand sistematic al doilea generator (vezi figura 13) dup primul. n cazul n care este necesar numai volumul mic, calculatorul observ un timp de ntrziere deoarece reumflarea nu este necesar.

Fig. 13. Construcia unui generator de gaz pirotehnic simplu

Bibliografie

1. Meier, Urs (2012). "1 Non Finito: challenges in rehabilitation". In Fardis, Michael N.Innovative Materials and Techniques in Concrete Construction: ACES Workshop. Springer. p.12.ISBN9789400719965. Retrieved16 March2014.

2. Jump up^Mastinu, Giampiero; Ploechl, Manfred, eds. (2014).Road and Off-Road Vehicle System Dynamics Handbook. CRC Press. p.1613.ISBN9780849333224. Retrieved16 March2014.

3. Jump up^"Safety Cushion for Automotive Vehicles". United States Patent and Trademark Office.

4. Jump up^"The History of Airbags". About.com- New York Times Company. Retrieved16 March2014.

5. ^Jump up to:abBig Ideas: 100 Modern Inventions That Have Transformed Our World. Sterling Publishing Company.

6. Jump up^"Airbag History - When Was The Airbag Invented?". Airbagsolutions.com. Retrieved16 March2014.

7. Jump up^"The History of Airbags". Inventors.about.com. Retrieved16 March2014.

8. Motorcycle News'06 Wing gets airbag 2 September 2005

9. Jump up^Motorcycle NewsDainese airbag suit in action 21 November 2007

10. Jump up^[2]Dainese tests electronically operated airbag system for motorcycle racing

11. Jump up^[3]Alpinestars airbag system explaine12. https://volvo850wagon.files.wordpress.com/2014/03/sips-deployment.gif13. http://www.explainthatstuff.com

14. http://www.autoevolution.com15. Sursele folosite la realizarea acestui prioiect sunt:

16. - http://www.spuse.ro/despre-franare-in-genere-articol-de-sezon/

17. -http://www.referate.ro/

18. - http://newpartsauto.wordpress.com/2012/07/07/sistemul-de-franare/

19. - http://www.volvotrucks.com/trucks/romanian-market/ro-ro/aboutus/Safety/Preventing%20Accidents/pages/Intelligent_electronics.aspx

20. - http://www.e-transport.ro/ESP___ELECTRONIC_STABILITY_CONTROL___

21. SISTEMUL_DE_S-i44-news11253-p82.htmlLampa avertizare in caz de defectare

Unitate de contact

Generator de gaz tip oala

Airbag

Capac prevazut cu cusatura de rupere

Airbag

Cusatura de rupere

Capac acoperire

Generator de gaz tubular

Rama de fixare

EMBED PBrush

EMBED PBrush

EMBED PBrush

Rezerva de energie

Aparat de declansare

Transformator de tensiune

Unitate airbag cuvolan cu airbag

Cupla pt contact alunecator

Cupla pentru alimentarea cu tensiune

3