Натяжители ремней безопасности

Введение

Привязной ремень, втяжное устройство привязного

ремня и воздушная подушка в настоящее время

являются самой эффективной системой ограничения

ущерба в случаях серьезной аварии. На

скоростях сверх 40 км/ч один привязной ремень

больше не считается адекватным средством. Расследование

множества несчастных случаев показало,

что в 68% случаев воздушная подушка обеспечивает

существенно более высокую безопасность.

Полагают, что если бы все автомобили в мире были

оснащены воздушной подушкой, тогда бы число

фатальных исходов ежегодно было бы снижено

более чем на 50000. Некоторые проблемы с безопасным

применением воздушной подушки стали

очевидны в США, где воздушных подушек больше

и они более мощные. Это объясняется тем, что во

многих штатах стали меньше применяться привязные

ремни.

Система воздушной подушки, которая становится

все более популярной у изготовителей автомобилей,

— это встраивание большинства необходимых

компонентов в один модуль. Такой подход уменьшает

количество проводов и соединений, способствуя

повышению надежности системы. Важный

аспект проблемы заключается в том, что в системе

должна присутствовать некая функция контроля,

поскольку действие системы не может быть проверено

- она срабатывает только один раз. На

рис. 16.28 показано срабатывание воздушных подушек

в автомобиле Peugeot.

Функционирование системы

Последовательность событий в салоне автомобиля

в случае лобового столкновении на скорости

приблизительно в 35 км/ч выглядит следующим

образом (рис. 16.29):

1. Водитель до столкновения находится в нор-

мольном опорном положении. Примерно

через 15 мс после улара автомобиль сильно

замедляется, при этом ускорение достигает

порога запуска наддува воздушной подушки.

Воспламенитель зажигает топливные таблетки

в устройстве наддува.

2. Приблизительно после 30 мс с момента удара

воздушная камера начинает разворачиваться,

а корпус водителя будет отклоняться

вперед, поскольку происходит сминание зон

автомобиля, подвергнутых удару. Привязной

ремень заблокируется или будет в натянутом

состоянии в зависимости от системы.

3. Через 40 мс после удара воздушная подушка,

будет полностью надута, она демпфирует

движение корпуса водителя.

4. Спустя около 120 мс после столкновения водитель

откинется назад в кресло, и воздушная

подушка почти полностью будет спущена

через боковые вентили, позволяя водителю

видеть пространство перед собой.

Развитие событий с воздушной подушкой пассажира

подобно приведенному выше описанию.

Во многих устройствах все компоненты теперь размешаются

в центре руля, это становится самым

популярным решением. Тем не мснее, у всех систем

одинаковый прянцип действия.

Компоненты и схемы

Главные компоненты базовой системы безопасности

с воздушной подушкой следующие:

♦ воздушные подушки водителя и пассажира;

♦ индикатор предупреждения;

♦ выключатели кресла пассажира;

♦ пиротехническое устройство наддува подушек;

♦ воспламенитель устройства наддува;

♦ датчик(и) крушения;

♦ электронный блок управления.

Воздушная подушка сделана из нейлоновой

ткани с внутренним покрытием. До раздувания

воздушная полушка находится в сложенном состоянии под крышкой, в которой заранее предусмотрены

линии разлома при срабатывании подушки.

На боковой стороне воздушной подушки имеются

отверстия, чтобы обеспечить быстрый выход воздуха

после развертывания подушки. Объем подушки

водителя приблизительно 60 л, пассажирской

воздушной подушки - 160 л.

Индикатор предупреждения является частью

контролирующей системы. Он служит для предупреждения

о потенциальной неисправности. Некоторые

изготовители используют две лампочки для

дополнительной надежности.

Ниже рассмотрен вопрос использования выключателей

сидений на пассажирской стороне, чтобы

предотвратить развертывание подушки, если

место не занято. Это также относится к боковым

воздушным подушкам, упомянутым в следующем

разделе.

Рассмотрим пиротехническое устройство наддува

и воспламенитель. Устройство наддува на стороне

водителя расположено в центре руля. Оно

содержит множество топливных таблеток в камере

сгорания. Воспламенитель состоит из заряженных

конденсаторов, которые создают искру воспламенения.

Топливные таблетки горят очень быстро и

производят заданное количество газа азота при

заданном давлении. Этот газ через фильтр поступает

в воздушную подушку, сумка подушки раздувается,

ломая крышку в центре рулевого колеса.

После раздувания подушки небольшое количество

гидроокиси натрия будет присутствовать в салоне

транспортного средства и воздушной подушке.

При удалении остатков старой системы и чистке

интерьера автомобиля после срабатывания подушки

должны использоваться средства индивидуальной зашиты.

Датчик срабатывания воздушной подушки может

быть механическим или электронным и быть

выполнен весьма разнообразными способами.

В механической системе (рис. 16.30) пружина удерживает

ролик в начальном положении до тех пор,

пока сила удара не достигает определенного предела.

что обеспечит достаточное усилие ролики, чтобы

преодолеть сопротивление пружины. Ролик

приходит в движение, вызывая замыкание микровыключателя. Нормально-открытый выключатель снабжен подключенным параллельно контактам резистором для проверки системы. Moгут использоваться два выключателя, подобные этому, чтобы

гарантировать развертывание подушки только в случае

достаточно сильного лобового удара. Отметим,

что воздушная подушка не срабатывает в случае опрокидывания

автомобиля.

Другой основной тип датчика крушения представляет

из себя акселерометр, реагирующий на

ускорение и замедление автомобиля. Ни рис. 16.31

представлен датчик крушения на основе тензометрических датчиков напряжения.

На рис. 16.32 показаны два типа пьезоэлектрических

кристаллических акселерометров, один из

которых очень похож на датчик детонации двигателя,

а другой использует пружинящие цементы.

Значительное изменение скорости транспортного средства приведет к появлению давления сейсмического

груза или изгибу пружины, что вызовет

выходной сигнал от этих датчиков. Сигнал от

датчиков поступает на электронные схемы, которые

могут быть запрограммированными на определенную

реакцию при превышении сигналом

определенного порога. Преимущество этого способа

состоит в том, что датчики не приходится

конструировать для определенного класса автомобилей

поскольку изменения порогов срабатывания

производятся на уровне программного обеспечения.

В заключение рассмотрим электронный (диагностический)

блок управления. Когда используется

датчик крушения механического типа, никакого

электренного блока вроде бы не требуется. Для запуска

воздушной подушки при срабатывании выключателя

датчика может бытъ использована простая

схема. Однако на практике именно эта часть контроля

системы, или диагностическая часть ECU, является

самой важной. Если отказ обнаруживается в

любой части схемы, тогда будет приведен в действие

световой индикатор предупреждения. До пяти или

более ошибок могут быть сохранены в памяти ECU,

к которой можно получить доступ через код мерцания или последовательный сканер ошибки. Обычная

проверка системы с помощью мультиметра и

перемычек не рекомендуется, поскольку это могло

бы вызвать внезапное раздувание воздушной подушки!

На рис. 16.33 показан ECU воздушной подушки.

Блок-схема управления воздушной подушкой

показана на рис. 16.34. Отметим схему safing sensor,

которая содержит самостоятельный датчик крушения,

чтобы предотвратить развертывание подушки

в случае дефекта главного датчика. Цифровая система,

использующая электронные датчики, имеет

приблизительно 10 мс при скорости транспортного

средства 50 км/ч, чтобы решить, должны ли быть

активизированы предохранительные системы. За

это время необходимо произвести приблизительно

10 ООО вычислительных операций. Алгоритмы вычислений

основаны на компьютерном моделировании,

но цифровые системы могут также запоминать

события, происходящие во время крушения.