L'estructura i el principi de funcionament del sistema de seguretat passiva SRS
Contingut
Un cotxe no només és un mitjà de transport habitual, sinó que també és una font de perill. L'augment constant del nombre de vehicles a les carreteres de Rússia i del món, la creixent velocitat de moviment condueixen inevitablement a un augment del nombre d'accidents. Per tant, la tasca dels dissenyadors és desenvolupar no només un cotxe còmode, sinó també segur. El sistema de seguretat passiva ajuda a resoldre aquest problema.
Què inclou el sistema de seguretat passiva?
El sistema de seguretat passiva del vehicle inclou tots els dispositius i mecanismes dissenyats per protegir el conductor i els passatgers de lesions greus en el moment d’un accident.
Els components principals del sistema són:
- cinturons de seguretat amb tensors i limitadors;
- airbags;
- estructura corporal segura;
- retenció infantil;
- interruptor de desconnexió de la bateria d'emergència;
- reposacaps actius;
- sistema de trucades d'emergència;
- altres dispositius menys habituals (per exemple, ROPS en un convertible).
En els vehicles moderns, tots els elements SRS estan interconnectats i tenen controls electrònics comuns per garantir l’eficiència de la majoria de components.
No obstant això, els principals elements de protecció en el moment d’un accident al cotxe són els cinturons i els coixins de seguretat. Formen part del SRS (Supplemental Restraint System), que també inclou molts més mecanismes i dispositius.
Evolució dels dispositius de seguretat passiva
El primer dispositiu creat per garantir la seguretat passiva d’una persona en un cotxe va ser el cinturó de seguretat, patentat per primer cop el 1903. No obstant això, la instal·lació massiva de cinturons als cotxes només va començar a la segona meitat del segle XX, el 1957. En aquell moment, els dispositius s’instal·laven als seients davanters i fixaven el conductor i el passatger a la zona pèlvica (dos punts).
El cinturó de seguretat de tres punts es va patentar el 1958. Al cap d’un any més, el dispositiu es va començar a instal·lar als cotxes de producció.
El 1980, el disseny de la corretja es va millorar significativament amb la instal·lació d’un tensor que proporciona un ajustament més ajustat de la corretja en el moment d’una col·lisió.
Els coixins de seguretat van aparèixer als cotxes molt més tard. Malgrat que la primera patent d'aquest dispositiu es va emetre el 1953, els cotxes de producció van començar a equipar-se amb coixins només el 1980 als Estats Units. Al principi, els coixins de seguretat només s’instal·laven per al conductor i, posteriorment, per al passatger davanter. El 1994 es van introduir per primera vegada els coixins de seguretat d’impacte lateral als vehicles.
Avui en dia, els cinturons de seguretat i els coixins d’aire protegeixen les persones del cotxe. Tot i així, cal recordar que només són efectius quan es fixa el cinturó de seguretat. En cas contrari, els coixins de seguretat desplegats poden provocar lesions addicionals.
Tipus de cops
Segons les estadístiques, més de la meitat (51,1%) dels accidents greus amb víctimes s’acompanya d’un impacte frontal a la part davantera del vehicle. En segon lloc, en termes de freqüència, hi ha els impactes secundaris (32%). Finalment, es produeix un nombre reduït d’accidents com a conseqüència d’impactes a la part posterior del vehicle (14,1%) o bolcades (2,8%).
Depenent de la direcció d’impacte, el sistema SRS determina quins dispositius s’han d’activar.
- En una col·lisió frontal, s’utilitzen els pretensors del cinturó de seguretat, així com els coixins de seguretat davanters del conductor i del passatger (si l’impacte no és greu, el sistema SRS pot no activar el coixí de seguretat).
- En un impacte frontal-diagonal, només es poden accionar els tensors de corretja. Si l’impacte és més sever, s’hauran de desplegar els coixins de seguretat frontals i / o capçals i laterals.
- En un impacte lateral, es poden desplegar els coixins de seguretat del cap, els coixins de seguretat laterals i els tensors del cinturó al costat de l’impacte.
- Si l’impacte és a la part posterior del vehicle, es pot activar el pretensor del cinturó de seguretat i el trencador de bateria.
La lògica d’activar els elements de seguretat passiva d’un cotxe depèn de les circumstàncies específiques de l’accident (força i direcció d’impacte, velocitat en el moment de la col·lisió, etc.), així com de la marca i el model del cotxe.
Diagrama de temps de col·lisió
La col·lisió de cotxes es produeix en un instant. Per exemple, un cotxe que viatja a una velocitat de 56 km / h i xoca amb un obstacle estacionari s’atura completament en un termini de 150 mil·lisegons. Per comparar-ho, durant el mateix temps, una persona pot tenir temps per parpellejar els ulls. No és estrany que ni el conductor ni els passatgers tinguin temps de prendre cap mesura per garantir la seva pròpia seguretat en el moment de l'impacte. L'SRS ho ha de fer per ells. Activa el tensor de corretja i el sistema de coixins de seguretat.
En cas d’impacte lateral, els coixins de seguretat laterals s’obren encara més ràpidament (no més de 15 ms). L’àrea entre la superfície deformada i el cos humà és molt petita, de manera que l’impacte del conductor o del passatger sobre la carrosseria del cotxe es produirà en un període de temps més curt.
Per protegir una persona contra impactes repetits (per exemple, quan un cotxe roda o condueix cap a una rasa), els coixins de seguretat laterals romanen inflats durant un període de temps més llarg.
Sensors d’impacte
Els sensors de xoc asseguren el rendiment de tot el sistema. Aquests dispositius detecten que s’ha produït una col·lisió i envien un senyal a la unitat de control, que al seu torn activa els coixins de seguretat.
Inicialment, només s’instal·laven sensors d’impacte frontal als cotxes. No obstant això, a mesura que els vehicles van començar a equipar-se amb coixins addicionals, també es va augmentar el nombre de sensors.
La tasca principal dels sensors és determinar la direcció i la força de l’impacte. Gràcies a aquests dispositius, en cas d’accident, només s’activaran els coixins de seguretat necessaris i no tot el que hi ha al cotxe.
Els sensors de tipus electromecànic són tradicionals. El seu disseny és senzill però fiable. Els elements principals són una bola i un moll metàl·lic. A causa de la inèrcia que es produeix durant l’impacte, la pilota redreça la molla, tancant els contactes, després del qual el sensor de xoc envia un pols a la unitat de control.
L’augment de la rigidesa de la molla no permet activar el mecanisme durant una frenada sobtada o un lleuger impacte sobre un obstacle. Si el cotxe es mou a una velocitat baixa (fins a 20 km / h), la força d’inèrcia tampoc no és suficient per actuar sobre la molla.
En lloc de sensors electromecànics, molts cotxes moderns estan equipats amb dispositius electrònics: sensors d’acceleració.
En termes simplificats, el sensor d’acceleració està disposat com un condensador. Algunes de les seves plaques estan fixades rígidament, mentre que d'altres són mòbils i actuen com una massa sísmica. En xocar, aquesta massa es mou, canviant la capacitat del condensador. El sistema de processament de dades descodifica aquesta informació i envia les dades rebudes a la unitat de control de coixins de seguretat.
Els sensors d’acceleració es poden dividir en dos tipus principals: capacitius i piezoelèctrics. Cadascun d’ells consta d’un element de detecció i un sistema electrònic de processament de dades ubicat en un mateix allotjament.
La base del sistema de seguretat passiva del vehicle està formada per dispositius que han demostrat amb èxit la seva eficàcia durant molts anys. Gràcies al treball constant d’enginyers i dissenyadors, la millora dels sistemes de seguretat, els conductors i els passatgers poden evitar lesions greus en el moment d’un accident.
