¿Cuál es el principio de funcionamiento y el proceso de funcionamiento de las bolsas de aire de los automóviles?

Con la mejora del rendimiento integral de los automóviles,

los dispositivos de seguridad del automóvil son cada vez más importantes. Los dispositivos de seguridad del automóvil se dividen en seguridad activa y seguridad pasiva. Los dispositivos (como ABS, ASR, etc.) se refieren a la capacidad del automóvil para prevenir accidentes, mientras que los dispositivos de seguridad pasiva se refieren a la capacidad del automóvil para proteger a los ocupantes una vez que ocurre un accidente. Cuando un coche sufre un accidente, los ocupantes sufren lesiones en una fracción de segundo; por ejemplo, en una colisión frontal a 50 kilómetros por hora, las lesiones se producen en aproximadamente una décima de segundo. Para prevenir o reducir lesiones a los ocupantes en tan poco tiempo,

En la actualidad, los coches están equipados principalmente con cinturones de seguridad, dispositivos anticolisión y sistemas de protección de airbags (SRS es la abreviatura de Sistema de retención suplementario inglés).

2 Desarrollo de los airbags para automóviles

El airbag fue inventado por el estadounidense John Huddleston en 1953. En 1973, la japonesa Honda Motor Company introdujo la tecnología de los airbags en su aplicación en vehículos reales. Después de un largo proceso de más de 30 años, hasta 1984, la norma de seguridad en colisiones automovilísticas (FMVSS208) comenzó a implementarse en Estados Unidos después de haber sido abolida y reaprobada muchas veces.

Estipula que los vehículos producidos después del 1 de septiembre de 1995, los automóviles nuevos deben estar equipados con bolsas de aire delante de los asientos delanteros, y los automóviles nuevos producidos después de 1998 también deben estar equipados con bolsas de aire para el conductor y los pasajeros. Desde entonces, se ha reconocido el papel de los airbags. Hoy en día, la invención creativa de las bolsas de aire se ha transformado en millones de productos, y los tipos de bolsas de aire también se han convertido en bolsas de aire frontales, bolsas de aire laterales, cortinas de aire, etc. La gran mayoría de los coches de gama media y alta producidos en varios países están equipados con airbags. La mayoría de los coches de gama media y alta producidos en varios países están equipados con airbags, y algunos coches los han incluido en la gama de equipamiento obligatorio. A nivel nacional, los consumidores tienen requisitos cada vez más altos para el desempeño de seguridad pasiva de los automóviles.

Sin embargo, a excepción de muy pocos automóviles de alta gama equipados con bolsas de aire laterales, la mayoría de los modelos todavía solo tienen bolsas de aire delanteras instaladas.

3 Componentes básicos y proceso de funcionamiento del sistema de airbag del automóvil

3.1 Componentes básicos del sistema de airbag del automóvil

El airbag del conductor se guarda en el revestimiento del volante , cuando vea las palabras "SRS" o "Airbag" marcadas en el volante, podrá saber que el automóvil está equipado con un airbag. Según su estructura general, se puede dividir en dos categorías: sistema de airbag mecánico y sistema de airbag electrónico. Las bolsas de aire mecánicas no requieren energía y la detección de colisiones y la detonación del agente de ignición se completan mediante dispositivos mecánicos. Los airbags electrónicos son una combinación de airbags mecánicos y tecnología electrónica. Los sistemas de airbag utilizados actualmente en los automóviles son generalmente sistemas de airbag electrónicos. El sistema de bolsa de aire electrónico se compone principalmente de componentes principales como un sensor de colisión, un microprocesador (SRSECU), un indicador del sistema de protección suplementario (indicador SRS), un generador de gas y una bolsa de aire. La siguiente figura muestra el diagrama esquemático de la bolsa de aire del automóvil. sistema 1 .

El sensor de colisión y el microprocesador se utilizan para determinar el grado de colisión, transmitir y enviar señales; el generador de gas produce una acción de ignición de acuerdo con las instrucciones de la señal, enciende el combustible sólido y genera gas para inflar el bolsa de aire, lo que hace que la bolsa de aire se infle rápidamente. La bolsa de aire está instalada en el cojín del asiento al lado del cubo del volante. Su capacidad es de aproximadamente 50 a 90 litros. La tela utilizada para fabricar la bolsa de aire tiene una alta resistencia a la tracción. La mayor parte está hecha de material de nailon. la superficie plegada para evitar que las bolsas de aire exploten y se rompan cuando se pegan; para evitar fugas de gas, la bolsa de aire está recubierta con goma selladora y, al mismo tiempo, la bolsa de aire está equipada con una válvula de seguridad. Si se infla o la presión en la bolsa de aire excede un cierto valor, liberará automáticamente parte del gas para evitar lesiones por aplastamiento a los pasajeros. El gas utilizado en los airbags es principalmente nitrógeno.

3.2 El proceso de funcionamiento del airbag del automóvil

Después de que el automóvil encuentra una cierta intensidad de colisión mientras conduce, el interruptor del sensor se activa, el circuito de control comienza a funcionar y luego el El circuito de detección determina si hubo una colisión real. Si ambos sensores envían señales al mismo tiempo, se activa el airbag.

Dado que el generador y la batería del coche suelen estar situados en zonas vulnerables de la parte delantera del vehículo, el sistema de control del airbag debe estar equipado con su propia fuente de alimentación para garantizar su funcionamiento. Después de determinar que las condiciones para el despliegue de la bolsa de aire son correctas, el circuito de control enviará corriente al encendedor, que calentará y encenderá instantánea y rápidamente el propulsor de nitruro de sodio del interior. El principio de funcionamiento del conjunto de la bolsa de aire se muestra en la Figura 2.

(1) La señal eléctrica recibida del sensor de colisión se transmite al gatillo del generador de gas.

(2) El detonador se activa y enciende como una "cerilla eléctrica", que luego enciende el agente explosivo en el conjunto del generador de gas. El agente explosivo también se denomina tubo detonante.

(3) Después de encender el detonador, se enciende la carga principal, el propulsor principal. El propulsor principal tradicional consiste en nitruro de sodio y oxidante, algunos usan nitrógeno comprimido o argón y otros usan una mezcla de los dos.

(4) La combustión del propulsor produce un flujo de nitrógeno.

(5) El gas que se expande rápidamente se filtra dentro del cojín de la cápsula plegada para formar un prototipo de bolsa de aire.

(6) El inflador aumenta la presión del gas inyectado en el airbag y comienza a empujar el tapizado del airbag.

(7) La presión sobre el protector de la bolsa de aire aumenta, lo que hace que el material del protector se estire, se deforme y se rompan las costuras en las áreas débiles.

(8) Cuando aparece la grieta, la puerta del capó se abre, proporcionando un acceso óptimo para la expulsión de la bolsa de aire que se infla.

(9) La presión del gas continúa aumentando y el airbag se abre hasta que la tela se tensa.

(10) El ocupante contacta y comprime la bolsa de aire para lograr protección de seguridad a través del efecto de amortiguación viscosa del gas, la energía hacia adelante del ocupante se absorbe y disipa y el gas de sobrepresión en la bolsa de aire pasa; a través del orificio de ventilación del airbag se descarga sin causar daños a los ocupantes.

Según los cálculos, el airbag oficial debe comenzar a funcionar con el microprocesador dentro de 0,01 segundos después de la colisión del automóvil, iniciar el encendido en 0,03 segundos, ingresar al airbag con alta presión en 0,05 segundos y activar el airbag dentro de 0,05 segundos. 0,08 segundos al expandirse hacia afuera, la bolsa de aire se infla completamente en 0,11 segundos. En este momento, la bolsa de aire golpeará al conductor.

4 Inspección del sistema de airbag

Si el airbag ha explotado hay que sustituirlo y no repararlo ni utilizarlo. El mantenimiento del sistema de airbag es diferente del mantenimiento de otros sistemas del automóvil. Si el funcionamiento es incorrecto, el airbag puede detonar accidentalmente y causar víctimas. Sensores utilizados por cada fabricante, tipos y niveles de generadores de gas, disposición del circuito de detonación, detonación ~ expansión ~ propulsor, etc. Existen diferencias, por lo tanto, las precauciones para el mantenimiento del sistema de bolsas de aire se resumen a continuación. Las operaciones específicas deben realizarse estrictamente de acuerdo con los manuales de mantenimiento de cada modelo de vehículo.

Cuando falla el sistema de bolsa de aire, se debe utilizar el método de código, el método de diagnóstico de instrumentos externos, el método de código de destello o el método de medición de parámetros para determinar la ubicación de la falla y luego ingresar a la etapa de mantenimiento o reemplazo al reparar el sistema; sistema de bolsa de aire, Gire el interruptor de encendido a la posición "LOCK", retire el cable negativo de la batería y espere otros 2 a 5 minutos (para permitir que la energía fluya hacia el cable negativo). Al dar servicio al sistema de bolsa de aire, gire el interruptor de encendido a la posición "LOCK", retire el cable negativo de la batería y espere de 2 a 5 minutos (para descargar el capacitor de almacenamiento de energía) o más antes de realizar trabajos de servicio; de lo contrario, podría activarse la bolsa de aire. en momentos inapropiados;

Es imposible usar un multímetro para medir la resistencia de la resistencia de detonación del conjunto de la bolsa de aire (la corriente requerida para detonar la resistencia es extremadamente pequeña y la corriente de salida del rango de resistencia del multímetro es generalmente mayor que la corriente de detonación.

Incluso si se selecciona un nivel de resistencia alto de solo unos pocos miliamperios, no se puede garantizar la resistencia de detonación.

Incluso si es alto. Si se selecciona un nivel de resistencia de solo unos pocos miliamperios, no se puede garantizar la resistencia a la detonación. Asegúrese de que la bolsa de aire no explote accidentalmente (

) Actualmente, la mayoría de los modelos importados utilizan circuitos de diagnóstico de la ECU de la bolsa de aire para enviar una corriente mucho más débil. que la corriente de detonación. La corriente de monitoreo se utiliza para detectar la resistencia de detonación, suponiendo que la resistencia de la superficie entre la película de poliéster del cable en espiral del volante y el conductor de cobre esté dentro del rango de tolerancia especificado y que la superficie de contacto (punto) esté en buen contacto. , la resistencia de detonación está separada del circuito de detonación.

Después de confirmar que la resistencia de detonación de la ECU del airbag es normal, se puede realizar el diagnóstico. La siguiente es una breve introducción utilizando el sistema SRS del sedán Audi A6 como sistema. ejemplo.

4.1 Composición del sistema SRS

Audi A6

El sistema SRS del automóvil se compone principalmente de la unidad electrónica de control y supervisión J234 (es decir, el ordenador del airbag), la luz indicadora SRS , seguridad El conjunto de la bolsa de aire, el tensor del cinturón de seguridad detonante, la unidad helicoidal (es decir, el anillo deslizante de la bolsa de aire F138) y el mazo de cables de conexión, etc., cancelan el sensor de colisión frontal tradicional de la carrocería del vehículo y lo integran. en la unidad de control J234.

4.2 Precauciones de mantenimiento

(1) Nunca utilice un multímetro para medir ningún circuito relacionado con el sistema SRS (la conductividad del cable se puede medir con el enchufe del componente desenchufado).

(2) Antes de realizar el mantenimiento del sistema SRS, gire el interruptor de encendido a la posición OFF, desenchufe el cable negativo de la batería y espere más de 5 minutos

(Antes de desenchufar el cable de la batería , Se debe solicitar al propietario del vehículo el código de la grabadora y la grabadora debe descodificarse una vez finalizadas las reparaciones).

(3) Al instalar el dispositivo electrónico de control y monitoreo J234, se debe instalar en la dirección especificada para que la flecha apunte hacia la parte delantera del vehículo

.

(4) Al instalar el dispositivo helicoidal, la rueda delantera del automóvil debe estar en posición recta y la helicoidal debe estar en la posición media (es decir, la posición del mismo número de vueltas en en las direcciones hacia adelante y hacia atrás), de lo contrario, después de la instalación, la hélice podría separarse al girar el volante

.

(5) Después de reemplazar la computadora SRS J234, se debe codificar la nueva computadora J234; de lo contrario, la luz de falla siempre está encendida y el sistema SRS no puede funcionar.

(6) Si el mazo de cables está dañado, se deben reemplazar piezas nuevas.

El sistema SRS del Audi A6 sedán tiene potentes funciones de autodiagnóstico, que incluyen: leer códigos de falla, borrar códigos de falla, consultar el número de la computadora de control, codificar la unidad de control, leer flujos de datos de medición, etc. La interfaz de diagnóstico OBDⅡ del Audi A6 está ubicada debajo del volante y encima de la pierna derecha del conductor. Al conectar un instrumento de diagnóstico (como el V.A.G1552), se puede diagnosticar la causa general del problema a través de su sistema de autodiagnóstico. /p>

Luego obtenga la información específica y podrá determinar el método de reparación correcto.

5 Dirección del desarrollo futuro de los airbags

5.1 Aplicación de nuevos materiales

DuPont y la empresa alemana Takata Petri de Aschaffenburg desarrollaron y lanzaron conjuntamente la nueva especificación de material HytrelRS. El primer elastómero termoplástico de la industria derivado de recursos renovables que se puede utilizar en sistemas de bolsas de aire. DuPont HytrelRS conserva las propiedades técnicas de los grados estándar Hytel y contiene más de un 35 % de materiales renovables

para satisfacer la necesidad de soluciones sostenibles de la industria automotriz.

5.2 Sistema de airbags de techo

TRW Automotive Group ha lanzado un nuevo sistema de airbags de techo que sustituye a los airbags habitualmente instalados en el salpicadero del vehículo. Está demostrado que el sistema aumenta la flexibilidad de los interiores de los automóviles del futuro y proporciona sujeción y protección superiores a los ocupantes. Además, este nuevo diseño no requiere que la bolsa de aire esté instalada en el tablero ni que se abra la puerta del automóvil para colocar la bolsa de aire, lo que reduce en gran medida los costos de desarrollo y fabricación de los tableros de automóviles, mejora la eficiencia del desarrollo y lo hace adecuado para una variedad de la estructura de los coches. El sistema de airbag del techo interior consta de un airbag y un generador de gas. Cuando un vehículo choca, el inflador hace que las bolsas de aire se inflen y desplieguen para proteger a los ocupantes. No sólo ayuda a reducir las lesiones de los ocupantes en caso de accidente, sino que también mejora la estética del diseño interior y ahorra espacio en el salpicadero.

5.3 Bolsas de aire múltiples inteligentes

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la creciente atención de la gente a la seguridad del automóvil, la tecnología de las bolsas de aire en la tecnología de seguridad del automóvil también se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Las bolsas de aire inteligentes y múltiples son la tendencia inevitable en el desarrollo de sistemas generales de bolsas de aire en el futuro.

Las nuevas tecnologías permiten identificar mejor el tipo de pasajero y tomar diferentes medidas de protección. El sistema utiliza sensores de peso, infrarrojos, ultrasónicos y otros para determinar la distancia del pasajero desde el tablero, el peso, la altura y otros factores, y luego determina si detonar la bolsa de aire en caso de una colisión, si se debe usar encendido de una etapa o encendido de múltiples etapas y el tamaño de la detonación, y crea un control general con el arnés.

A través de sensores, el sistema de airbag también puede determinar el tipo de colisión que está experimentando el vehículo en ese momento, ya sea una colisión frontal, una colisión en ángulo, una colisión lateral o el movimiento de rodadura de todo el vehículo, activando así los airbags en diferentes posiciones de la carrocería del vehículo para proporcionar una protección óptima a los pasajeros.

La aplicación de la tecnología de red es también la dirección de desarrollo de los sistemas de airbag. En las redes automotrices, existe una red con un rango de aplicación relativamente limitado, pero es muy importante, y es "Safe-By-Wire".

Safe-By-Wire es un autobús utilizado específicamente para sistemas de bolsas de aire para automóviles. La tecnología Safe-By-Wire tiene como objetivo lograr un control preciso del sistema de bolsas de aire mediante el uso integral de múltiples sensores y controladores.

El estándar de autobús Plus fue propuesto por proveedores de componentes electrónicos y repuestos para automóviles como Philips y Delphi. En comparación con CAN, FlexRay y otros buses comúnmente utilizados en sistemas de vehículos, la ventaja de la "seguridad por cable" es que es un estándar de interfaz LAN automotriz específicamente para sistemas de bolsas de aire. Para garantizar que el sistema no sufra daños incluso en caso de un accidente automovilístico, Safe-By-Wire tiene varias funciones de protección integradas. Por ejemplo, incluso si se produce un cortocircuito en el cableado, el sistema de airbag no se activará por error. La tecnología Safe-By-Wire se utilizará ampliamente en los sistemas de bolsas de aire para automóviles.

Referencias

[1] Hui Bin. Uso, Inspección y Mantenimiento de Sistemas de Airbag”. Hafei Automobile Industry Group Co., Ltd., 2010.

[2] Dong Zhen, Xi Jinbo. Manual de mantenimiento del automóvil Audi A6 [M]. Machinery Industry Press, 2006.

[3] Zhu Zhonglun. Sistema de airbag y tecnologías clave [J]. Departamento de Ingeniería Mecánica y Automotriz, Facultad Técnica y Vocacional de Comunicaciones de Anhui, 2010. Inspección de seguridad del sistema de bolsas de aire de automóviles[J]. Escuela de Ingeniería Eléctrica de Anhui, 2010.

[5] Enciclopedia Baidu[OL]., 2012.