SOICA Adrian Caroserii Siguranta Pasiva Redus

8/9/2019 SOICA Adrian Caroserii Siguranta Pasiva Redus

1/40

ADRIAN ŞOICA

CAROSERII ŞI SISTEMEPENTRU SIGURANŢA PASIVĂ

- II -

REPROGRAFIA UNIVERSITĂŢII „TRANSILVANIA”

BRAŞOV – 2008


2/40

11

2.1 Principii de reţinere

2.1.1 Analogia oului şi metodele de aplicare ale acestui principiu

Tipul de şoc frontal cel mai utilizat în studii de toţi constructorii şi de partenerii lor

este şocul ortogonal cu un zid de beton, vehiculul având o viteza iniţială constantă de

57 km/h. Pentru demonstraţie, un vehicul poate fi comparat cu o cutie şi ocupantul

plasat în această cutie cu un ou.

CAZUL 1: vehicul puţin deformabil, pasager nereţinut

Considerăm că impactul se realizează la o viteza iniţială V0 = 57 km/h; Fiind puţindeformabil, viteza sa va fi redusă de la 57 km/h la Vf = 0 km/h într-un timp foarte scurt,

generând o deceleraţie mare.

Figura 2-2 Analogia oului pentru cazul unui vehicul nedeformabil şi pasager nereţinut

Aceste condiţii de şoc sunt reprezentative pentru vehiculele de tip vechi.


3/40

12

CAZUL 2: vehicul deformabil, pasager nereţinut

Putem plasa în faţa cutiei o structură deformabilă, în acest caz trecerea cutiei de la

viteza iniţială V0 = 57 km/h la Vf = 0 km/h se face într-un timp mai mare, deceleraţia

fiind mai puţin severă decât în primul caz. Pentru ou situaţia nu se schimbă prea mult,

cutia având deja atinsa viteza Vf = 0 în momentul contactului său cu peretele din faţă.

Această analogie este conformă cu ce se întâmplă în cazul unui vehicul modern şi un

ocupant fără mijloace de reţinere. Situaţia nu este mai bună decât în cazul 1.

Figura 2-3 Analogia oului pentru cazul unui vehicul deformabil şi pasager nereţinut

Cazul 3: vehicul deformabil, pasager reţinut rigid

În acest caz oul este prins rigid de cutie. El va suporta integral toate variaţiile de

viteză şi toate deceleraţiile vehiculului. Ocupantul are şanse mai bune să suporte

impactul sub rezerva violenţei deceleraţiei.


4/40

13

Figura 2-4 Analogia oului pentru cazul unui vehicul nedeformabil şi pasager reţinut rigid

Cazul 4: vehicul deformabil, ocupant reţinut cu sisteme nerigide

În acest caz, dispozitivul de fixare al oului se alungeşte plastic sub efort, profitând

de spaţiul de supravieţuire disponibil din cutie. Distanţa disponibilă pentru amortizare

creşte substanţial, în timp ce timpul tf – t0 şi nivelul de deceleraţie se micşorează.

Figura 2-5 Analogia oului pentru cazul unui vehicul deformabil şi pasager reţinut cu sistemenerigide

Aceasta situaţie este optimă deoarece spaţiul de supravieţuire este exploatat.


5/40

14

2.2 Imperfecţiunile sistemelor clasice de tip centură cu rulare

Condiţiile ultimului caz nu sunt verificate întotdeauna. Prima cauză este

fundamentală: corpurile umane nu sunt un solid rigid ci un ansamblu de elemente

solide articulate.

A doua este legată de concepţia mijloacelor de reţinere uzuale care sunt centuri cu

retractor. În aceste condiţii, din motive de confort nu se poate aplica perfect chinga pe

corp. Rezultă un joc parazitar care întârzie debutul deceleraţiei corpului în raport cu cea

a vehiculului.

A treia cauză provine din faptul că chinga nu poate opune o rezistenţă la deplasarea

corpului decât după ce sa tasat ea însăşi, aceasta tasare se face la forţe mici pentru ca

disiparea de energie să fie reală. Efectul este acela al unui joc suplimentar.

Figura 2-6 Decalajul în timp produs de sistemele imperfecte de reţinere a pasagerilor

A patra cauză este datorată imperfecţiunii chingii în procesul de disipare al energiei.

O parte foarte importantă din alungirea sa se produce în domeniul plastic.

Toate aceste cauze se cumulează şi efectul lor se poate observa prin:

• contacte violente cu vehiculul;

• cap lovit de volan, parbriz sau planşă de bord;

• torace lovit de volan;

• genunchi striviţi de planşa de bord.

Aceste mişcări ale corpurilor nu se pot aplica pentru părţile fragile: cap, coloană

vertebrală, gât, etc.


6/40

15

2.3 Îmbunătăţirea reţinerii în cazul unui şoc frontal

Ameliorări majore au fost aduse, astfel că sistemele de reţinere permit: bună cuplare

a corpurilor cu centurile de securitate (si deci cu vehiculul) aplicând acestuia o forţă la

debutul şocului: este rolul pretensionerelor; limitarea efortului local al centurii pe

torace; efortul este stabilit astfel încât să nu producă leziuni pe torace (la nivelul

coastelor): este rolul limitatorului de efort şi este integrat în retractor; controlarea

deplasării capului şi toracelui interpunând un dispozitiv absorbant astfel încât să se

utilizeze în totalitate spaţiul de supravieţuire evitând contactul cu volanul, planşa de

bord sau genunchii: este rolul airbagului.

2.4 Eficacitatea airbagului

Statisticile disponibile referitoare la eficacitatea folosirii airbagului arată că 30-35 %

autovehicule sunt echipate cu airbag pentru conducător, iar 20% şi cu airbag pentru

pasager.

Airbagurile americane sunt proiectate, ţinând cont că în SUA portul centurii de

siguranţă nu este obligatoriu, protecţia fiind la o viteză de 50 km/h, deci nu au aceleaşi

caracteristici ca airbagurile europene, cuplate în funcţionare cu centurile de siguranţă,

reducând astfel riscul de apariţie a leziunilor la cap şi torace.

Centura de siguranţă şi airbag-ul sunt dispozitive complementare, care, combinate

asigură o securitate pasivă eficace. În urma studiilor efectuate şi publicate rezultă că

doar protecţia oferită de airbag reduce probabilitatea de deces doar cu 8% faţă de

pasagerii care nu sunt asiguraţi cu nici un sistem de siguranţă.

Pentru toate şocurile, centura de siguranţă este cel mai bun mijloc de protecţie.

Airbagul are un rol complementar de a spori gradul de securitate, în cadrul impactului

frontal. Airbagul singur are o eficacitate limitată în cazul răsturnărilor şi în cazurile de

ejectare din habitaclu. Statistic, conducătorii auto a căror vârstă este mai mare de 55

de ani nu par a avea beneficii semnificative din dotarea autovehiculului cu sisteme

airbag. Conducătorii auto cu talii sub 140 cm sau peste 152 cm sunt mai bine protejaţi

în cadrul coliziunilor frontale, cu grad mediu sau mare de severitate, atunci când sunt

asiguraţi doar cu centura de siguranţă. Conducătorii auto având masa între 60 şi 80 kg


7/40

16

sunt mai bine protejaţi doar cu centura de siguranţă clasică. Avantajul folosirii

dispozitivului airbag, comparativ cu centura de siguranţă clasică este şi mai puţin vizibil

în cazul persoanelor de sex feminin, comparativ cu cele de sex masculin.

Ar părea la prima vedere că datele statistice par să nu susţină eforturile depuse de

cercatători şi fabricanţi în aria dispozitivelor de tip airbag. Acest lucru este adevăratdoar dacă se privesc separat cele două mijloace de securitate: centura de siguranţă şi

airbagul. Când acţiunea celor două sisteme este simultană beneficiul devine vizibil,

astfel statistic numărul deceselor în rândul pasagerilor asiguraţi cu centura şi airbag

este cu 26% mai redus, comparativ cu cei asiguraţi doar cu centura. De asemenea,

având numărul traumatismelor craniene de severitate medie sau mare suferite de

conducătorii auto neasiguraţi, ca referinţă, în cazul folosirii ambelor echipamente de

securitate se înregistrează o reducere cu 68% a numărului respectiv, şi cu doar 35% în

cazul folosirii doar a centurii de siguranţă.


8/40

17

3

SUBANSAMBLURILE SISTEMELOR DE REŢINERE ŞI PROTECŢIE

A PASAGERILOR

3.1 Concepţia sistemelor de siguranţă pasivă interioară

Concepţia şi punerea la punct a unui sistem de reţinere se face urmărind trei axe:

•

activarea sistemului de reţinere numai în cazul unui şoc suficient de violent;

• optimizarea sistemului de reţinere;

• neagresivitatea sistemului de reţinere în cazul activării în configuraţii nenominale

(ex: activarea airbagului când capul este întors).

Activările sistemelor de reţinere cu pretensionare şi a airbagurilor sunt independente

şi depind de violenţa şocului. Criteriile de activare a celor două sisteme sunt diferite.

Sistemul de pretensionare trebuie activat cât mai repede, când sistemul de detecţie a

identificat că violenţa şocului impune utilizarea lui, în timp ce airbagul trebuie să fieumflat când ocupantul îl loveşte.

Sistemul de activare al mecanismului de pretensionare se declanşează în cazul unui

impact frontal cu un zid rigid, cu o viteză cuprinsă între 10 şi 15 km/h, În timp ce,

sistemul de activare al airbagului se declanşează în cazul unui şoc frontal cu o viteză în

jur de 20 km/h asupra aceluiaşi zid rigid.

Optimizarea unui sistem de reţinere se descompune în trei faze :

• Simularea pe calculator;

• Încercări dinamice tip catapultă;

• Încercări pe vehicul.


9/40

18

Simularea pe calculator permite optimizarea sistemului de reţinere cu ajutorul

programelor specializate (MADYMO, PAM SAFE). Aceste aplicaţii software permit

reproducerea habitaclului vehiculului şi instalarea unor ocupanţi virtuali. Tot prin calcul,

ansamblul este supus la deceleraţia habitaclului apărută în cazul şocului real. Este

posibil, la preţ redus şi cu o bună repetabilitate, să se încerce mai multe sisteme dereţinere în diferite configuraţii, în scopul optimizării acestora.

Încercările de tip catapultă permit validarea optimizării obţinute prin simulare.

Aceste încercări constau în supunerea unui şasiu rigid la deceleraţia habitaclului din

timpul unui şoc real. Şasiul este echipat cu elemente din caroseria vehiculului şi cu

manechine ce simulează ocupanţii. Odată sistemul de reţinere optimizat în încercările de

tip catapultă, se efectuează o verificare pe vehicul. Aceste încercări constau în testarea

la coliziune a 5 - 10 vehicule echipate cu sistemul de reţinere, într-o configuraţie de şoc

reprezentativă pentru realitatea rutieră.

În paralel cu punerea la punct a modului de reţinere a pasagerilor, sunt activate o

serie de încercări de tipul “Out Of Position“. Acestea constau în asigurarea

neagresivităţii sistemului, în mod special a airbagului, atunci când este activat şi

ocupantul nu se află într-o poziţie normală.

3.2 Regulamente şi Directive în vigoare

În domeniul sistemelor de reţinere frontală, sunt în vigoare patru regulamente:

•

Regulamentul ECE-ONU 12 (sau Directiva CEE 74/297);

• Regulamentul ECE-ONU 16 (sau Directiva CEE 2000/3);

• Regulamentul ECE-ONU 21 (sau Directiva CEE 77/60);

•

Regulamentul ECE-ONU 94 (sau Directiva CEE 9679);

Pentru fiecare vehicul comercializat, constructorul trebuie să respecte aceste

reglementări susţinând procesul de omologare internaţională în fata Ministerului

Transporturilor ca serviciu administrativ. Reglementările sunt verificate prin încercări în

laboratoare autorizate internaţional, precum Euro NCAP.


10/40

19

3.3 Ansamblul centură de siguranţă

3.3.1 Generalităţi

S-a constatat că procentul vătămărilor grave provocate de coliziuni poate fi redusrezonabil dacă ocupanţii vehiculului sunt reţinuţi pe scaune cu nişte dispozitive speciale,

numite centuri de siguranţă. Iniţial, echiparea cu centuri de siguranţă era facultativă şi

avea doar un caracter experimental; cu trecerea timpului performanţele s-au

îmbunătăţit, astfel că în momentul de faţă s-a impus obligativitatea utilizării centurilor în

majoritatea ţărilor. Centura de siguranţă, ca şi alte componente ale autovehiculului a fost

utilizată pentru prima dată în aviaţie. Aceste modele aveau doar două puncte de ancorare

şi erau constituite dintr-o chingă care se petrecea peste abdomenul pasagerului , de unde

şi denumirea de „centură în două puncte”. Odată cu evoluţia automobilului centurile de

siguranţă în două puncte au fort înlocuite cu cele în trei puncte, pasagerul fiind reţinut de o

chingă care se petrece peste abdomen şi peste umărul pasagerilor. O categorie aparte o

constituie centurile de siguranţă destinate autovehiculelor de curse, unde se folosesc

centuri de siguranţă de tip „ham”. Pe scara evoluţiei se mai poate aminti modul de

acţionare a centurilor de siguranţă, acesta fiind prezentat pe larg în continuare.

3.3.2 Retractorul acţionat mecanic

La centurile de siguranţă actuale, chinga este conectată la un mecanism retractor.

Elementul central al retractorului este bobina (mosorul), care este ataşat la un capăt al

chingii. În interiorul retractorului, un arc acţionează cu o forţă de rotaţie asupra

mosorului. În momentul în care se acţionează pentru derularea centurii, mosorul se

roteşte în sens anti orar rotind în acelaşi sens resortul ataşat. Rotirea mosorului are ca

efect “desfacerea” şi tensionarea arcului. Acesta tinde să fie readus la forma iniţială,

deci, el se opune derulării centurii. Retractorul are un mecanism de blocare, care

opreşte mosorul în momentul în care autoturismul este implicat într-o coliziune.

Dacă chinga centurii tinde să se ruleze pe mosor, resortul, tensionat datorită mişcării

de derulare, va roti mosorul în sensul acelor de ceasornic până când în chingă va lua

naştere un efort egal cu cel din resort.


11/40

20

Sunt utilizate două tipuri de mecanisme de blocare:

•

Sistem declanşat de mişcarea autovehiculului;

• Sistem declanşat de mişcarea centurii propriu – zise.

Sursa Howstuffworks

Figura 3-1 Retractor al cărui sistem de blocare este format dintr-un pendul

Prima categorie, blochează mişcarea mosorului în momentul în care autovehiculul

decelerează brusc. În Figura 3-1 se prezintă schematic această versiune de sistem de

blocare.

Elementul central al mecanismului de blocare este un pendul, Figura 3-1. În

momentul când autovehiculul tinde să se oprească brusc, inerţia masei pendulului tindesă-l deplaseze pe acesta înspre înainte. Clichetul de la celălalt capăt al pendulului

angrenează cu sectorul dinţat ataşat de mosorul retractorului, blocând mişcarea de

rotaţie în sens invers acelor de ceasornic a acestuia. Când tensiunea din chingă a

scăzut, după trecerea situaţiei de pericol, sectorul dinţat se va roti în sens orar iar

clichetul va ieşi din angrenare.

Al doilea tip de mecanism de blocare stopează mişcarea de rotaţie a mosorului în

momentul în care se sesizează o smucitură în chinga centurii. Elementul de activare a

blocării mosorului, în acest caz, este viteza de rotaţie a acestuia. În Figura 3-2 este

prezentat schematic acest mecanism.

Partea principală a acestui tip de mecanism de blocare este pârghie cu gheară care

se roteşte sub acţiunea forţei centrifuge – pârghia montată pe mosor are o mişcare de


12/40

21

rotaţie proprie în jurul unui ax şi o alta, tot de rotaţie, împreună cu mosorul. Când

mosorul are o viteză de rotaţie mică pârghia nu se roteşte în jurul axului pe care este

articulată, un resort menţinând-o în poziţia iniţială. Dacă viteza mosorului este mare, se

derulează brusc centura, forţa centrifugă care ia naştere datorită masei pârghiei, în

capătul opus celui de fixare prin resort, va genera o mişcare de rotaţie a acesteia în jurul axului pe care este montată. Capătul liber al pârghiei va acţiona asupra unei came

montată în carcasa retractorului. Cama este conectată cu un clichet prin intermediul

unui ştift. Dacă cama se deplasează spre stânga, ştiftul se va deplasa într-o decupare a

clichetului, figura 3.2 c, aducându-l pe acesta în angrenare cu sectorul dinţat ataşat de

mosor şi împiedicând mişcarea de rotaţie, în sens anti orar, a mosorului, deci derularea

centurii.

Figura 3-2 Mecanism de blocare a retractorului, cu pârghie

3.3.3

Retractorul cu blocare comandată electronic

Acest tip de mecanism retractor este poziţionat pe spătarul scaunelor echipate cu

centuri de siguranţă. În cazul în care sistemele clasice de blocare a retractorului nu sunt

în stare de funcţionare se declanşează blocarea retractorului comandat electronic.

Blocarea retractorului se face în următoarele cazuri:

• Frânare importantă, când se obţin deceleraţii mai mari decât una prag;


13/40

22

• Şoc în urma căruia se declanşează elementele pirotehnice din structura sistemului

de siguranţă;

• Înclinare puternică a autovehiculului.

Sursa Renault

Figura 3-3 Schema captorului pentru blocarea mecanismului retractor (sus); retractorul cucomandă electronică (jos)


14/40

23

Modulul electronic funcţionează ca un sistem autonom graţie unui senzor optic

integrat. Astfel în cazul unui şoc, în urma căruia elementele pirotehnice au fost

declanşate, calculatorul airbag dă comanda de blocare a retractorului centurii de

siguranţă.

Captorul optic permite calculatorului să determine evoluţia autovehiculului, în termeni

de deceleraţie şi înclinare. El conţine o sferă 3, care este poziţionată pe un scaun conic

2. Dacă aceasta iese din poziţia sa de repaus de pe scaun, în cazul unor acceleraţii sau

înclinări ale autovehiculului, celula optică 1, informează modulul electronic de comandă,

cu scopul de a bloca retractorul centurii de siguranţă. În mod normal electromagnetul

retractorului (2) este alimentat cu energie electrică, poziţia (b), astfel resortul (1) este

tensionat şi pârghia (3) nu angrenează cu roata dinţată (4) de pe mosorul retractorului,

acesta permiţând mişcarea liberă a chingii centurii de siguranţă. În momentul în care

sfera 3 a captorului optică iese din poziţia de echilibru de pe scaunul ei, se dă comandă

de întrerupere a energiei electrice pe electromagnetul (2) al retractorului, arcul tinde să

revină la starea detensionată, antrenând pârghia (3) în angrenare cu roata dinţată (4) a

retractorului, poziţia (a). În acest moment retractorul se blochează.

3.3.4 Mecanismul de pretensionare a centurii de siguranţă

Centurile de siguranţă clasice, cu retractor, au imperfecţiuni inerente datorită

principiului de funcţionare care le limitează eficacitatea.

În timpul tracţiunii chinga se tasează pe bobina mosorului. Această tasare poate

ajunge la 70 mm în timpul unui şoc sever, şi este prezentă chiar şi în timpul şocurilor

mai uşoare. Este deci o absorbţie negativă de energie, care va duce la apropierea

periculoasă a capului de volan sau de planşa de bord.

Jocul care există între centură şi corp este inevitabil şi este dorit pentru a avea unconfort acceptabil. Acest joc produce acelaşi efect, prezentat anterior.

Retrăgând centura în momentul şocului, pretensionerul reduce cele două efecte mai

sus menţionate, în plus, el apasă închizătorul, reducând fenomenul de submarinaj

(alunecarea pe abdomen). Puţin cunoscut, efectul de „sous-marinage” poate interveni


15/40

24

în cazurile de coliziune frontală: sub primul efect al şocului, ocupantul are tendinţa să

alunece pe sub partea abdominală a centurii de siguranţă. Forţa din centură este

repartizată de la bazin spre coloana vertebrală, sarcină la care aceasta nu poate rezista.

Este de preferat sa se menţină bazinul ocupantului de către centura de siguranţă, dar

cu ajutorul unor măsuri specifice de protecţie.

Pretesionerul are rolul de a elimina orice stare de detensionare a chingii centurii, în

eventualitatea unui impact, în acest fel centura fiind bine mulată pe corpul pasagerului.

Deşi mecanismele convenţionale de blocare din retractor ţin chinga centurii oarecum

bine mulată pe corpul pasagerului, pretensionerul, prin forţa cu care acţionează

poziţionează pasagerul într-o poziţie optimă pe scaun, în cazul unui impact. În mod

normal acest sistem lucrează complementar cu mecanismele clasice de blocare a

centurii.

La ora actuală pe piaţă există mai multe tipuri de pretensionere, unele “trăgând” de

întreg sistemul retractor înspre înapoi, altele rotind doar mosorul retractorului. De

regulă pretensionerele sunt cuplate la aceeaşi unitate electronică de control cu airbagul.

În cazul unei decelaraţii mai mari decât una prag, procesorul va activa pretensionerul şi

apoi airbagul. Unele pretensionere sunt pe baza unor motoare electrice sau solenoizi,

dar cele mai multe sunt acţionate pirotehnic pentru a trage de chinga centurii.

Elementul central al pretensionerelor îl reprezintă camera de combustie. În interiorul

camerei, de mici dimensiuni, se află un material exploziv. Comanda de aprindere a

combustibilului se face prin intermediul a doi electrozi conectaţi la procesorul central.

În continuare se vor prezenta un sistem pretensioner care acţionează prin tragere

asupra închizătorului centurii de siguranţă şi un sistem integrat în mecanismul retractor

al centurii de siguranţă. Pentru primul model, Figura 3-4, principalele subansamble ale

sistemului de pretensionare sunt:

• generator de gaz pe bază de combustibil solid;

•

piesa metalică de fixare;

• cablu de tracţiune cu piston;


16/40

25

Figura 3-4 Schema constructivă a unui pretensioner care acţionează asupra închizătoruluicenturii

Sursa Autoliv

Figura 3-5 Pretensioner care acţionează asupra închizătorului centurii

Funcţionarea pretensionerului decurge în următoarele faze:

• Impulsul electric trimis de sistemul de detecţie amorsează combustia

propergolului;

• Arderea combustibilului produce în câteva milisecunde un gaz sub presiune, care

va acţiona pistonul în cilindrul său. Închizătorul centurii, care este legat de piston

cu un cablu, este tras în jos, Figura 3-6;

• Un dispozitiv antiretur zăvorăşte închizătorul astfel încât să poată prelua eforturile

în centură.


17/40

26

Timpul de startare este în jur de 10-20 milisecunde după începutul socului. Pragul de

activare corespunde unui şoc frontal de 12 km/h cu un zid de beton. Durata

pretensionării este de 5 milisecunde.

Figura 3-6 Poziţia închizătorului centurii înainte şi după acţionarea pretensionerului

Cursa maximă a pretensionerului poate fi de 60 mm pentru cele din generaţia a doua

şi 100 mm pentru cele din generaţia a treia. Forţa pretensionare realizată este de 350

daN. Efortul apărut în chingă la un şoc cu o viteză de 57 km/h într-un zid rigid este de

1800 daN. Cantitatea de propergol necesară declanşării este de 700 mg.

Când procesorul detectează o coliziune, imediat aplică asupra electrozilor o tensiune.

Scânteia rezultată între electrozi aprinde materialul exploziv, care arde, generând gaz

combustibil în cameră. Prin aprinderea şi arderea gazului are loc o creştere a presiunii

din cameră, presiune care acţionează cu forţă asupra unui piston aflat în camera de

combustie.

În cazul pretensionerelor care acţionează asupra mosorului retractor, Figura 3-7, prin

aprinderea generatorului pirotehnic 1, bilele sunt expulzate prin tubul de proiectare 2.Mişcarea cu viteză a bilelor antrenează coroana de pretensionare 4, care este legată de

mosorul retractorului, rotindu-l cu forţă şi tensionând puternic chinga centurii. Bilele

sunt recuperate în camera 3. În interiorul tubului de proiectare bilele sunt reţinute de

un opritor.


18/40

27

Figura 3-7 Schema mecanismului de pretensionare integrat în retractorul centurii de siguranţă

3.3.5

Limitatorul de efort

În timpul coliziunilor severe, centura de siguranţă poate produce vătămări grave

pasagerilor. Cu cât pasagerii se deplasează, datorită inerţiei, cu viteză mai mare, cu atât

vătămările produse de centură sunt mai grave.

Unele centuri de siguranţă folosesc, pentru reducerea posibilelor vătămări ale

pasagerilor, limitatoare de efort. Idea este de a permite reducerea tensiunii apărută în

chingă, în cazul în care asupra ei acţionează forţe mari. Cel mai simplu limitator de efort

constă în realizarea unor pliuri cusute pe chinga centurii. Aceste pliuri se vor descoase

în momentul în care asupra chingii se va acţiona cu o forţă prag. Prin descoaserea

treptată a pliurilor chinga se va alungi treptat şi efortul din chingă se va disipa în timpul

descoaserii, limitând forţa cu care centura acţionează asupra toracelui pasagerului.

Limitatoare de efort de generaţie recentă utilizează bare de torsiune în interiorul

retractorului. Astfel un capăt al barei de torsiune este fixat în mecanismul de blocare,

celălalt în axa mosorului. În cazul coliziunilor mai puţin severe bara nu se va deforma,

iar mosorul va fi blocat de către mecanismul de blocare. În cazul coliziunilor severe bara

de torsiune se va deforma uşor, aceasta permiţând chingii să se deruleze puţin câte

puţin de pe mosor.


19/40

28

Retractorul cu limitator de efort, sau RLE, este compus dintr-un retractor clasic

îmbunătăţit printr-un sistem de limitare a efortului, figura 3.8. Acest sistem este compus

dintr-o bară de torsiune plasată pe axa bobinei (pe care se înfăşoară chinga). Această

bară este prinsă la un capăt de partea fixă a retractorului şi la celălalt de bobină.

Figura 3-8 Schema unui mecanism RLE cu bară de torsiune

Având un efort aplicat pe chingă, bara de torsiune se torsionează şi absoarbe

energie, derulând chinga. Efortul aplicat de centură pe torace este astfel redus.

Diametrul şi materialul barei sunt alese în funcţie de efortul centurii asupra toracelui,

care se doreşte a fi obţinut.

RLE acţionează după 40 - 60 milisecunde de la începutul şocului şi se opreşte la 80 -

120 ms de la începutul şocului, în funcţie de violenţa acestuia.

RLE sunt calibrate pentru a limita efortul asupra umărului la valori cuprinse între 400

şi 600 daN în funcţie de vehicul. Lungimea chingii ieşită din retractor în cazul şocului

poate ajunge până la 300 mm.


20/40

29

3.3.6 Ajustarea înălţimii de prindere a centurilor. Centuri de siguranţă

ancorate de scaun. Tetiere.

Prin posibilitatea de reglare a înălţimii punctului de prindere, pe stâlpul B, a centurii

de siguranţă se îmbunătăţesc confortul pasagerilor de diferite talii, diferite de ceamedie, şi totodată centura va lucra mai corect, asigurând un plus de protecţie pentru

pasageri.

Faţă de modelele clasice de ancorare a centurilor de siguranţă, prinderea acestora de

structura de rezistenţă a scaunelor oferă o serie de avantaje, dintre care se pot

menţiona, mularea mai bună a chingii care trece peste umărul pasagerului în jurul

corpului acestuia, iar în cazurile de accidente la care apare răsturnarea autovehiculului

se elimină riscul ca ocupanţii să lovească cu capul acoperişul.

Sursa Autoliv

Figura 3-9 Mecanism de reglare a punctului de prindere a centurii pe stâlpul B

La aceste centuri chinga care trece peste umărul pasagerilor este fixată de spătarul

scaunului şi nu de stâlpul B al caroseriei. Trebuie acordată o atenţie deosebită

modulului de fixare a scaunului de podeaua autovehiculului.

Dacă până în anii 90’ tetiera avea un rol exclusiv de componentă de confort, în

prezent aceasta a primit un rol suplimentar în completarea siguranţei pasive interioare.

În funcţie de dotarea automobilelor acestea se clasfică separat în:

• Tetieră integrată;

• Tetieră ajustabilă;


21/40

30

Sursa Autoliv

Figura 3-10 Centură de siguranţă ancorată de structura scaunului

şi în funcţie de rol:

• Tetieră statică;

• Tetieră activă.

"Tetieră" înseamnă un dispozitiv care limitează deplasarea înapoi a capului

ocupantului aşezat pe scaun relativ la torsului acestuia;

"Tetieră integrată" înseamnă o tetieră formată de partea superioară a spătarului

scaunului. Aria ce trebuie considerată este: deasupra planului perpendicular pe linia de

referinţă a torsului la 700 mm de punctul R, între două plane vericale ce trec la 85 de

mm de cealaltă parte a liniei de referinţă a torsului. Tetierele care sunt neajustabile şi

care pot doar fi detaşate de scaunul sau de structura vehiculului prin folosirea de scule

sau parţial sau complet detaşate de acoperirea scaunului, întâlnesc prezenta definiţie.

" Tetieră ajustabilă" înseamnă o tetieră alcătuită din componente ce se mişcă separat

de scaun şi proiectate pentru inserţie şi reţinere pozitivă în structura spătarului.

Traumatismele cervicale de tipul „coup de lapin” apar datorită coliziunilor în lanţ, într-

un mediu de circulaţie în continuă dezvoltare. Acest tip de carambolaj generează

impacturi la viteze de ordinul 10 – 20 km/h. În timpul studiilor de accidentologie şi

biomecanică, s-a analizat comportamentul gâtului la impactul din spate înspre înainte:


22/40

31

spătarul scaunului reţine spatele ocupantului în timp ce capul se deplasează orizontal şi

înspre înapoi, spre tetieră.

Datorită configuraţiei vertebrelor cervicale gâtul nu prezintă rezistenţă deosebită la

deceleraţii bruşte, riscul crescând dacă muşchii ce susţin poziţia acestuia sunt relaxaţi(gât moale). Mişcările zonei cervicale a coloanei vertebrale şi ale craniului sunt realizate

de către perechi de muşchii anteriori şi posteriori. Muşchii dorsali sunt mai voluminoşi

decât cei anteriori; ca urmare, rezistenţa opusă la flexie va fi mai mare decât rezistenţa

la extensie. Acesta este motivul pentru care cele mai multe leziuni de acest tip, ale

gâtului, se produc la coliziunile din spate, gravitatea acestora fiind mai mare dacă, în

momentul impactului, capul este răsucit lateral. În timpul impactului, o parte din sarcina

aplicată capului se va transmite torsului, prin intermediul gâtului. Mărimea sarcinii ce

revine gâtului va depinde de locul şi direcţia de aplicare a sarcinii asupra capului, de

inerţia capului precum şi de configuraţia coloanei în zona cervicală, la momentul

respectiv. Ca urmare, solicitările din coloana vertebrală vor fi mai mici atunci când gâtul

este drept, caz în care apar doar forţe axiale; dacă gâtul este flexat, asupra vertebrelor

vor acţiona solicitări complexe (forţe axiale şi moment de încovoiere).

Figura 3-11 Reprezentarea mişcării gâtului în flexie şi extensie şi mecanismul de vătămare prinrăsucire a capului

Dacă dispozitivul este prea înclinat sau insuficient ridicat, capul antrenează gâtul într-

o mişcare de arc de cerc spre înapoi. Ocupantul poate suferi o vătămare puternică a

gâtului, la nivelul ligamentelor, vaselor sangvine şi chiar a centrilor nervoşi. O bună

poziţionare a tetierei este condiţia necesară pentru a garanta o protecţie optimă.

Tetiera trebuie să fie suficient de înaltă şi cât mai aproape posibil de cap.

Noua generaţie de tetiere active combat riscurile de vătămare prezentate anterior.

Sistemul funcţionează mecanic şi este acţionat de mişcarea generată de partea


23/40

32

superioară a torsului pasagerilor de pe scaunele din faţă, în timpul coliziunii din spate cu

un alt autovehicul. Tetierei i se imprimă două mişcări: se ridică pe verticală şi simultan

se deplasează înspre înainte. Această mişcare este realizată cu ajutorul unui sistem

integrat în spătarul scaunelor. Distanţa dintre capul pasagerilor şi tetieră este redusă

substanţial şi prin urmare tensiunile în zona cervicală sunt mai mici.

Întreg sistemul cântăreşte mai puţin de un kilogram şi este poziţionat în partea

superioară a spătarului scaunului. Amplasarea sa nu împiedecă amplasarea airbagului

lateral, puţin mai jos, în spătar. Mişcarea tetierei active se poate repeta, nefiind

necesară înlocuirea sistemului în urma unui şoc. În timpul unor coliziuni severe distanţa

de ridicare pe verticală a tetierei poate ajunge la 20 mm, iar cea de avansare depăşeşte

60 mm. Încercările pentru omologarea noului sistem de protejare a gâtului pasagerilor

s-au făcut la viteze cuprinse între 8 şi 22 km/h. În timpul testelor un manechin Hybrid

III a fost special adaptat cu senzori în zona gâtului iar vertebrele au fost modificate

pentru a putea prelua eforturi de forfecare. Parametrii măsuraţi (forţele aplicate la

nivelul capului în raport cu torsul) au fost înregistrate pe scara NIC (Neck Injury

Criterion), criteriul de traumatism cervical. Acest criteriu nu este încă o normă oficială,

dar comunitatea ştiinţifică a fost de acord ca un indice NIC 50, reprezentând o

deplasare de 50 mm, este limita statistică de unde poate apărea pericolul de „coup de

lapin”. O valoare NIC 15 este tolerabilă. Ameliorările obţinute, în ceea ce privescvătămările cervicale, în urma implementării acestui sistem sunt de aproximativ 60%.

Figura 3-12 Testarea capacităţii de reţinerea) poziţia iniţială a spătarului înainte de testare b)Forţa aplicată pentru testarea capacităţii de

reţinere


24/40

33

Procedura testării capacităţii de reţinere a rezemătoarei pentru cap cuprinde

următoarele:

• Spătarul să fie fixat rigid;

• Momentul să fie aplicat cu un corp sferic cu diametru de 65 mm deasupra vârfului

tetierei pentru a ajunge la poziţia de referinţă;

• Aplicarea unui moment de 373 Nm;

• Pentru tetiere înalte de 800 mm, F x 0.735 m = 373 Nm, rezultă F = 507 N;

• Limita de deplasare între poziţia iniţială a liniei de referinţă a torsului şi poziţia sub

sarcină, este de 102 mm;

• Momentul de revenire să fie de 37 Nm;

• Limita de schimbare de la poziţia de referinţă pentru a asigura blocarea este de13

mm.

Pentru garantarea unei bune eficacităţi, tetiera trebuie să fie într-o poziţie

corespunzătoare. Astfel muchia superioară a acesteia va fi totdeauna cel puţin la acelaşi

nivel cu poziţia vârfului capului pasagerului.

3.4 Ansamblu AIRBAG

3.4.1 Noţiuni de bază

Toate obiectele în mişcare au un moment de inerţie. Fără o forţă exterioară, care să

acţioneze asupra unui corp, acesta continuă să se mişte cu aceeaşi viteză şi în aceeaşi

direcţie, ca la momentul considerat. Autovehiculul în mediul de circulaţie este privit cafiind format din mai multe obiecte care include autovehiculul propriu-zis, obiectele

existente în acesta (fără a fii părţi componente din el) şi bineînţeles pasagerii. Dacă

aceste obiecte nu sunt împiedicate să se mişte, ele îşi vor continua mişcarea indiferent

de viteza maşinii, chiar dacă autovehiculul s-a oprit în urma unei coliziuni. Oprirea unui

obiect aflat în mişcare necesită acţiunea unei forţe asupra acestuia, pe o anumită


25/40

34

perioadă de timp. În timpul unei coliziuni, forţa necesară pentru oprirea unui obiect

aflat în autovehicul este foarte mare datorită schimbării bruşte a stării acestuia, de la

mişcare la repaus – mai precis spus pasagerii (care nu sunt parte integrantă a

autovehiculului) nu se opresc odată cu vehiculul propriu-zis. Astfel scopul oricărui

sistem de reţinere este acela de a ajuta la stoparea mişcării pasagerilor sau obiectelor,provocând pe cât posibil vătămări sau pagube minore.

Sursa Autoliv

Figura 3-13 Ansamblu airbag amplasat între coloana de direcţie şi conducător

Airbagul are rolul de a „frâna” mişcarea pasagerilor până la o viteză nulă, fără a

provoca vătămări ocupanţilor. Airbagul este un mediu de protecţie interpus între

pasageri şi coloana de direcţie sau planşa de bord (în cazul celor frontale) iar momentul

de declanşare este de 1/100 secunde.

Se poate spune că un airbag este constituit din trei părţi principale:

• Sacul propriu-zis, este confecţionat din fire de nylon, care este împachetat şi

montat în volan, planşa de bord sau mai recent în scaune sau uşi (pentru

protecţie laterală);

• Senzorul este dispozitivul care dă comanda de umflare a airbag-ului. Umflarea

sacului are loc în momentul când senzorul sesizează o deceleraţie a

autovehiculului similară cu cea dată de coliziunea cu un zid la viteza de 16-24

km/h. Senzorul primeşte informaţia de la un accelerometru construit ca un


26/40

35

microcip. Un contact mecanic format dintr-o masă suspendată va închide un

circuit electric, în acest moment senzorul spune că impactul s-a produs; Umflarea

sacului are loc în urma reacţiei chimice între NaN3 (azida de sodiu) cu KNO3

(azotat de potasiu), produsul rezultat fiind azotul sub formă gazoasă. Reacţia

exotermă, sub formă de explozie duce la umflarea sacului;

• Sistemul de umflare a sacului aprinde un combustibil solid, care arde foarte

repede, creând un volum mare de gaz. Airbagul se umflă cu o viteză de

aproximativ 320 km/h – mai repede decât o clipire a ochiului uman. O secundă

mai târziu, gazul este evacuat din sac prin nişte orificii calibrate, aceasta

permiţând dezumflarea şi posibilitatea de mişcare a pasagerului. Dacă ocupantul

nu se loveşte de sac, acesta este dotat cu un şurub care permite evacuarea

gazului.

Sursa Autoliv

Figura 3-14 Generator de gaz pe bază de propergol


27/40

36

Figura 3-15 Principalele elemente componente ale unui sistem airbag

Figura 3-16 Schema a irbagului şi sistemul de umflare amplasate în volan


28/40

37

Figura 3-17 Sistemul de umflare utilizează combustibili solizi şi un dispozitiv de aprindere

Componentele chimice principale, într-un sistem airbag, sunt NaN3 (azida de sodiu),

împreună cu KNO3 (azotat de potasiu) şi SiO2 (bioxid de siliciu). În generatorul de gaz,

un amestec al acestor componenţi este aprins printr-un impuls electric şi va genera o

deflagraţie, care va elibera un volum precalculat de azot gaz, acesta umplând sacul.

2 NaN 3 ---> 2Na + 3N 2 (la 300° C) (3. 1)

Aprinderea NaN3 dă naştere unei explozii în urma căreia se eliberează un volum

precalculat de azot în stare gazoasă, care va umfla sacul. În acelaşi timp va rezulta o

cantitate de sodiu solid, substanţă foarte periculoasă, care se aprinde instantaneu în

contact cu apa, printr-o reacţie foarte violentă. Astfel e necesară o a doua reacţie de

oxidare-reducere pentru a elimina sodiul în stare solidă.

Sodiul rezultat în urma primei reacţii, şi azotatul de potasiu generează o cantitate

adiţională de azot într-o reacţie secundară.

10 Na + 2 KNO 3 ---> K 2 0 + 5 Na 2 O + N 2 (3. 2)

În urma celei de a doua reacţii se va obţine o cantitate suplimentară de azot în stare

gazoasă. De asemenea se eliberează o cantitate de oxid de potasiu şi oxid de sodiu, în

stare solidă, care vor reacţiona într-o a treia reacţie cu al treilea component al


29/40

amestecului, dioxidul de siliciu, formând un silicat alcalin, care este stabil şi inofensiv

din punct de vedere chimic, el neavând proprietăţi inflamabile. În cazul în care sodiul

rezultat în urma primei reacţii nu a reacţionat în cea de a doua reacţie chimică,

generatorul de gaz este înconjurat de un filtru metalic numit „fiberfax” care

reacţionează cu acesta pentru a-l neutraliza.

K 2 O + Na 2 O + SiO 2 ---> silicat alcalin (sticla) (3. 3)

Principalul pericol referitor la airbagurile actuale provine din prezenţa NaN3, acesta

fiind un produs foarte toxic, de 30 de ori mai toxic decât arsenicul, amplasat în fiecare

generator de gaz (aproximativ 100 g), deci sub fiecare sac al sistemului airbag. Doza

maximă admisă, la care nu apar probleme pentru mediul de lucru, este de 0,2 mg/m3

de aer. În următorii ani vor apărea probleme de recuperare a airbagurilor uzate din

autoturismele casate.

Întregul proces de funcţionare a airbagului se poate considera încheiat după 1/25

secunde. Acest timp este suficient pentru evitarea apariţiei unor vătămări serioase ale

pasagerilor. Pentru păstrarea airbagului pliat şi lubrifiat, în locaşul său se foloseşte de

obicei praful de talc.


30/40

39

3.4.3 Evoluţia airbagului

Conform cercetărilor americane ideea folosirii airbagului pentru a preveni vătămările

apărute în urma coliziunilor a avut o istorie lungă chiar înainte de anii 80 când Ministerul

de transporturi american a luat măsuri ca acest tip de echipament să fie ajustat

automobilelor. Primul patent al unui dispozitiv de umflare în cazul aterizărilor forţate a

fost conceput în timpul celui de al doilea război mondial.


31/40

40

Eforturile de a echipa autovehiculele cu airbaguri se loviseră înainte de preţurile

prohibitive şi obstacolele tehnice care includeau stocarea şi eliberarea gazului

comprimat.

Cercetătorii au avut de răspuns la întrebări după cum urmează:

•

Dacă este destul loc în maşină pentru un recipient care să conţină gaz.

• Va rămâne sau nu gazul din recipient la presiunea de lucru pe toată durata de

utilizare a autovehiculului.

• Cum ar putea fi sacul astfel conceput încât să se umfle repede şi sigur la o

varietate de temperaturi şi fără să emită zgomote puternice.

Cercetătorii au avut nevoie de o cale prin care să obţină o reacţie chimică care să

producă azotul care umflă sacul. Substanţe combustibile solide capabile să producă

cantitatea de gaz necesară umplerii sacului au fost produse în anii 70.

La începuturile folosirii airbagurilor auto, experţii au avut grijă ca acestea să fie

folosite în acelaşi timp cu centura de siguranţă. Centurile de siguranţă erau încă extrem

de necesare deoarece airbagurile aveau utilitate numai în cazul coliziunilor frontale la

mai mult de 16 km/h. Numai centurile de siguranţă puteau fi de folos în coliziunile şi

loviturile laterale (deşi airbagurile laterale devin tot mai comune în prezent), coliziuni

din spate şi impacturi secundare. Chiar dacă tehnologia avansează, airbagurile sunt

totuşi utile când sunt folosite în paralel cu centura de siguranţă.

3.4.4 Dezactivarea airbagului

Având în vedere posibilitatea vătămării grave sau chiar a uciderii copiilor, sau a

persoanelor mai slab dezvoltate fizic, Asociaţia Naţională a Traficului pe Şosele din SUA

a finalizat în 1997 un set de reguli care să permită constructorilor de automobile şi

echipamente destinate acestora utilizarea unor airbaguri care să dezvolte o forţă de

umflare mai mică cu 20-35% faţă de cele standard. Ca o suplimentare, din 1998

unităţile autoservice şi dealerii pot fi autorizaţi să utilizeze comutatoare on/off pentru


32/40

41

unul sau cele două airbaguri frontale, dacă se încadrează în unul din următoarele grupe

de risc:

• Pentru locul conducătorului şi al pasagerului din dreapta – persoane cu afecţiuni

medicale în care riscul umflării sacului depăşeşte riscul de impact în absenţaairbagului.

• Pentru locul conducătorului – cei care nu pot avea o poziţie de conducere, în care

să asigure cel puţin 25 cm între piept şi centrul capacului sub care este airbagul.

•

Pentru locul pasagerului din dreapta conducătorului – persoanele care trebuie să

transporte copii sub 3 ani pe scaunul din faţă.

3.4.5 Dezvoltarea viitoarelor airbaguri

Mulţi constructori de autovehicule au răspuns statisticilor, care menţionau că 30%

din totalul accidentelor sunt coliziuni laterale, rezultatul fiind apariţia unor standarde noi

în domeniul siguranţei pasagerilor. La ora actuală strategia de declanşare a airbagurilor,

în cazul unor coliziuni frontale, este mult îmbunătăţită faţă de primele modele. Astfel

sacul se poate umfla diferenţiat (volum mic sau volum mare) în funcţie de intensitatea

şocului sau de poziţia de reglare a scaunului conducătorului sau pasagerului din faţă,

Figura 3-18.

Figura 3-18 Airbagul cu umflare a sacului în trepte


33/40

42

Pentru a se obţine volume diferite ale sacului, în stare umflată, sunt necesare două

generatoare de gaz. În cazul sacului cu volum mic calculatorul comandă un singur

generator de gaz. Volumul sacului este limitat de nişte cusături care rezistă la presiunea

gazului. Prin declanşarea şi a celui de al doilea generator de gaz sacul se umflă la

capacitatea sa maximă. Airbagul nu se va umfla la capacitate maximă atât timp câtpoziţia scaunului conducătorului sau a pasagerului din dreapta nu este corespunzătoare.

Poziţia scaunului este detectată de calculatorul airbag cu ajutorul unui contact situat pe

şinele scaunelor.

Strategia de declanşare a airbagurilor în caz de şoc frontal se prezintă în Figura

3-19. Astfel airbagurile şi centurile de siguranţă se completează pentru a obţine o mai

bună repartizare a energiei de reţinere asupra ocupanţilor.

În funcţie de intensitatea şocului se declanşează:

• Sistemul pretensioner şi blocarea mecanismului retractor al centurii;

•

Declanşarea airbagului frontal în forma „volum mic”;

• Declanşarea airbagului frontal în forma „volum mare”.

Sursa Renault

Figura 3-19 Strategia de umflare a airbagului în funcţie de intensitatea şocului frontal


34/40

43

Automobilele care oferă în serie airbaguri laterale reprezintă deja un fapt cotidian. În

1995 Audi a fost primul autoturism care era echipat cu 6 airbaguri, având pe lângă cele

două airbaguri frontale, airbaguri laterale montate în spătarul scaunelor, pentru

protecţia pasagerilor de pe bancheta faţă şi de pe bancheta din spate. Specialiştii afirmă

că munca de proiectare a airbagurilor laterale este mult mai dificilă decât pentru celefrontale. Aceasta deoarece o bună parte din energia unui impact frontal este absorbită,

pe rând, de bara paraşoc, capotă şi motor, şi durează între 30 şi 40 de milisecunde

până când pasagerii resimt efectele coliziunii. În cazul unei coliziuni laterale, doar câţiva

centimetri şi structura portierei, despart pasagerul de obiectul cu care are loc impactul.

Aceasta impune ca airbagul lateral să se desfăşoare în 5 – 6 milisecunde.

Comanda airbagurilor laterale se face de un modul electronic comun pentru

airbagurile frontale şi pentru pretensionere.

Airbagul tip cortină, Figura 3-20, este fixat de pavilionul autoturismului, la îmbinarea

cu panoul lateral. În cazul unui şoc lateral violent va fi activat doar airbagul dinspre

partea de unde are loc impactul. Acest airbag se declanşează simultan cu airbagul

lateral.

Figura 3-20 Airbagul de tip cortină


35/40

44

Inginerii de la Volvo au experimentat diferite soluţii de amplasare a airbagului lateral,

dintre toate optând pentru montarea acestuia în spătarul scaunului, deoarece astfel

sunt protejaţi pasagerii de toate taliile. Acest amplasament permite montarea unui

senzor de declanşare mecanic, în lateral faţă de perna scaunului, sub conducător,

respectiv pasager. Instalarea întregului ansamblu airbag în spătarul scaunului oferăavantajul prevenirii desfăşurării acestuia, în cazul coliziunilor cu pietonii sau bicicliştii.

Pentru activarea airbagului lateral este necesar un impact cu o viteză de aproximativ 19

km/h.

BMW a ales soluţia de montare a airbagului lateral în uşă. Aceasta deoarece spaţiul

existent sub capitonajul uşilor permite montarea unor airbaguri de dimensiuni mai mari,

care acoperă o suprafaţă mai mare ce trebuie protejată în cazul coliziunilor. La

autovehiculele echipate cu airbaguri laterale montate în spătarul scaunelor nu se vor

utiliza huse pentru scaune.

Figura 3-21 Poziţionarea airbagurilor destinate protecţiei frontale şi laterale


36/40

45

Airbagurile destinate protejării capului, ITS (Inflatable Tubular Structure) , în cazul

unor coliziuni secundare sau terţiare, dinspre lateral sunt oferite de BMW pe toate

modelele, începând cu anul 1999. Acestea au forma unui „tub” şi sunt concepute pentru

a sta umflate aproximativ 5 secunde. Lucrând concomitent cu airbagurile laterale, ITS –

urile oferă o mai bună protecţie în anumite coliziuni laterale.

Rolul airbagului este cunoscut pentru protecţia prin amortizare a capului, rolul său de

amortizor pentru torace fiind relativ nou. Tendinţa fiind de a reduce forţele în cutia

toracică, deplasarea ocupantului spre înainte devine din ce în ce mai importantă. Pentru

şocurile violente, utilizarea limitatoarelor de efort de nivel mic asociată cu un airbag

care amortizează numai capul duce la impactul toracelui cu volanul. Acesta este motivul

pentru care airbagurile protejează şi toracele. Câteva date tehnice principale ale unui

sistem airbag sunt prezentate în continuare.

Timpul de acţionare de la 15 la 50 milisecunde după începutul şocului, urmărind

condiţiile accidentului. Pragul de declanşare corespunde unui impact frontal cu 20 km/h

cu un zid de beton.

Timpul de umflare este de 30-40 milisecunde, iar cantitatea de combustibil care

declanşează umflarea este de 15 - 25 grame. Durata de viaţă este estimată la 15 ani.

3.4.6 Unitatea electronică de comandă - Arhitectură şi funcţionalitate

Calculatorul central, Figura 3-22, este creierul sistemului airbag, acesta fiind sub

forma unei cutii electronice montat pe tunelul caroseriei, având următoarele funcţii

principale:

• Captează semnalul de impact;

• Sesizează tipul impactului (frontal, lateral, rostogolire);

• Declanşează airbagurile şi pretensionerele la momentul oportun.

În funcţie de gradul de complexitate şi funcţiile pe care trebuie să le îndeplinească

există două generaţii de module electronice. Primul conţine doar senzorii pentru

mecanismul pretensioner şi airbaguri, sistemul de declanşare a acestora şi partea


37/40

46

electronică de urmărire a declanşării airbagurilor. A doua generaţie conţine un senzor

electromecanic de securitate, un decelerometru, un circuit de aprindere pentru fiecare

sistem pirotehnic, un circuit de diagnostic şi memorare a defecţiunilor detectate, o

rezervă de energie, un circuit de comandă a unui bec martor la bord şi o linie de

diagnosticare a sistemului.

Sursa Autoliv

Figura 3-22 Procesorul sistemului airbag

Sistemele airbag şi pretensioner sunt echipate fiecare cu câte un senzor de

deceleraţie. Pragul de declanşare a acestora este diferit. Primul care intră în funcţiune

este cel al pretensionerului, în cazul unui şoc de intensitate medie. Principiul de

funcţionare a senzorului de deceleraţie se bazează pe utilizarea unui întrerupător cu o

lamelă suplă „I.L.S.” (Interrupteur a Lame Souple), Figura 3-23.

Figura 3-23 Senzorul de deceleraţie al sistemului airbag


38/40

47

Acesta stabileşte un contact electric atunci când este sub influenţa unui câmp

magnetic. Un magnet permanent este reţinut de un resort tarat. În cazul unei

deceleraţii importante, masa magnetului depăşeşte valoarea de tarare a resortului.

Acesta se deplasează spre stânga şi vine spre lampa I.L.S., stabilind contactul între

lamelele lămpii.

În caz de distrugere a bateriei acumulatoare a automobilului, în cazul unei coliziuni,

senzorii dispun de o sursă autonomă de energie formată dintr-un condensator de mare

capacitate.

Senzorii de presiune utilizaţi pentru declanşarea airbagurilor laterale sunt destinaţi

pentru a detecta schimbările de presiune care se produc în cavităţile uşilor în cazul unui

impact. O presiune absolută va fi sesizată de un dispozitiv construit pe două nivele, într-o cavitate închisă. Această cavitate serveşte ca presiune de referinţă. O variaţie a

presiunii externe va determina deformarea unei membrane siliconice, care va da

naştere unei variaţii de rezistivitate. Variaţia de presiune care poate fi măsurată este în

intervalul 20 – 200 milibari. Semnalul echivalent rezultat este în plaja 160 - 180 dB.

Acest nivel de zgomot este departe de zgomotul produs de avioanele cu reacţie. Firma

Siemens a dezvoltat un set de condiţii de testare, pentru acest tip de senzori, care

includ:

• Impactul unui biciclist cu uşile laterale;

• Loviturile cu piciorul în uşi;

•

Deschiderea uşilor cu obiecte rigide;

• Trântirea uşilor;

• Teste de sunet cu difuzoare puternice montate în uşi şi în afara acestora.

Pentru buna funcţionare a modulului electronic şi pentru a se încadra în ansamblul

funcţional al vehiculului este necesară:

• Alimentarea cu energie electrică;

• Diagnosticarea continuă a bunei funcţionari a componentelor sale interne;


39/40

48

• Supravegherea funcţionalităţii perifericelor;

•

Indicarea la bord a bunei funcţionări a sistemului prin existenta unei semnalizări;

• Sa fie apt de funcţionare în orice condiţii timp de 15 ani;

• Sa poată comunica cu un utilaj special de diagnosticare;

•

Pilotarea a 3 sau 4 linii de declanşare în funcţie de configuraţia vehiculului.

Calculatorul are în componenta module de programare anexa care permit:

• Recepţionarea informaţiei sistemului Detecţie Prezenţă Pasager despre

prezenţa unui pasager;

• Inhibarea eventuală a declanşării modulelor destinate pasagerului din dreapta

conducătorului în funcţie de informaţiile primite de la sistemul Detecţie

Prezenţă Pasager;

• Indicarea pentru conducător a situaţiei detectate de sistemul Detecţie Prezenţă

Pasager prin intermediul unui martor în tabloul de bord.

3.5 Siguranţa la volan. Poziţia corectă de conducere

Cercetările au demonstrat că zona de risc pentru conducător este la distanţa de 5-8

cm de volan. Prin urmare o poziţie corectă în timpul conducerii autovehiculului necesită

o distanţă de aproximativ 25 cm măsurată între centrul volanului şi sternul

conducătorului. Aceasta se realizează prin ajustarea poziţiei la bordul autovehiculului

prin executarea următoarelor manevre:

• Mutarea scaunului înspre înapoi, păstrându-se o bună poziţie de condus şi accesul

uşor la pedalier şi comenzile existente pe planşa de bord;

•

Bascularea uşoară înspre înapoi a spătarului scaunului;


40/40

• Orientarea coloanei volanului înspre pieptul conducătorului şi nu înspre gâtul sau

capul acestuia (această manevră poate fie executată doar la autovehiculele la

care se poate ajusta poziţia volanului).

Regulile sunt diferite pentru copii. Un airbag poate răni grav sau chiar ucide un copil,care nu este asigurat cu un sistem de reţinere, atunci când stă prea aproape sau când

este proiectat înspre planşa de bord în timpul frânării autovehiculului. Astfel pentru

protecţia copiilor pasageri ai unui autovehicul specialiştii recomandă respectarea

următoarelor reguli:

• Copiii sub 12 ani trebuie să stea în autovehicul doar pe scaune speciale,

amplasate pe bancheta din spate a acestuia şi cu centura de siguranţă legată;

• Persoanele cu vârsta de până la 1 an şi o greutate de până la 9 kg nu au voie să

stea în faţă, pe scaunul din dreapta conducătorului, în autovehicule care sunt

prevăzute cu airbag lateral, nici chiar dacă sunt aşezaţi în scaune speciale;

• Dacă, pentru persoanele cu vârsta mai mare de 1 an, este necesar ca acestea să

stea pe scaunul din faţă prevăzut cu un airbag lateral, ele pot sta în faţă aşezate

numai în scaune special ancorate de scaunul autovehiculului. Se recomandă ca

scaunul autovehiculului să fie deplasat cât mai spre înapoi posibil.

Documents

SOICA Adrian Caroserii Siguranta Pasiva Redus