Licenta Teorie 04.02.2019 [307355]

LUCRARE DE LICENȚĂ

Conducător științific:

Șef lucr.dr.ing.Radu George TOGĂNEL

Absolvent: [anonimizat], 2019

LUCRARE DE LICENȚĂ

Sisteme de siguranță la autovehicule

Conducător științific:

Șef lucr.dr.ing.Radu George TOGĂNEL

Absolvent: [anonimizat], 2019

Conducător științific: șef lucr. Dr. ing. Radu George TOGĂNEL

Absolvent: [anonimizat]:

[anonimizat], [anonimizat], Airbag, [anonimizat] – autoturism echipat cu un motor cu aprindere prin scânteie cu puterea maximă de 100 KW la turația nominală de 5500 rpm

Calcul dinamic

Calculul suspensiei față

Proces de fabricație al butucului roții

Desene

Desen de ansamblu al autoturismului (A0)

[anonimizat] (A0)

Desen de ansamblu al suspensiei față (A0)

[anonimizat] (A3)

Plan de operații pentru butucul roții (A0)

[anonimizat] 500.000 [anonimizat] 2007 producția mondială anuală să depășească 70 de milioane de unități.

Automobilul, a [anonimizat] o atenție sporită pericolelor apărute. [anonimizat] a [anonimizat], de frânare și cele de suspensie au evoluat devenind eficiente.

[anonimizat]. Acestea au roluri importante în evitarea eficientă a coliziunilor, minimizarea efectelor coliziunilor și evitarea traumatismelor atât pentru pasagerii vehiculului cât și pentru pietonii implicați în accident.

Sistemele de siguranță active sunt toate acele mijloace prin care mașina ajutășoferul să evite un accident. [anonimizat].

Sistemele de siguranță pasive sunt toate acele mijloace prin care mașina și pasagerii sunt protejati în cazul unui impact. Sunt acele sisteme care își îndeplinesc rolul după producerea accidentului.

[anonimizat] o [anonimizat] a oferi mașinii o siguranță sporită. [anonimizat], asistența la frânare etc., în funcție de producător acestea poartă denumiri diferite (ESP, BA, ABS, TCP etc). [anonimizat]-Benz, [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]. Sistemele de asistență a șoferului sunt de tipul senzorilor și alertelor: [anonimizat]. Mercedes-Benz a fost primul care a [anonimizat], acesta se activează atunci când mașina sesizează o [anonimizat]bil accident. În acest caz sistemul se pregătește de impact prin tensionarea chingii centurii de siguranță, modificând forma scaunului în așa fel încât acesta să cuprindă cât mai bine șoferul, închiderea automată a geamurilor etc.

Rolul sistemelor active este de a ajuta cât mai mult posibil șoferul în evitarea accidentelor. De aici vine și numele, pentru că suma tuturor mijloacelor, metodelor și sistemlor care lucrează mereu pentru a ajuta ținuta de mers și șoferul sunt active.

Sisteme de siguranță pasive

Sistemele de siguranță pasive sunt sistemele care rămân pasive până în cazul unei coliziuni. Automobilul se bazează în principal pe acele sisteme active, dar în cazul în care acestea eșuează rezultând un accident, atunci se activează sistemele pasive. Numele de pasiv provine din faptul că acestea sunt folosite doar în cazuri extreme.

Sistemele de siguranță pasivă sunt airbagul, centura de siguranță, tetierele, coloana de direcție retractabilă, rollcage, celula rigidă, metoda de proiectare, exectuție și realizare a caroseriei pentru a absorbii cât mai mult din șocul impactului. Fiecare automobil este supus unui test de aprobare și control, pentru a se stabili dacă este capabil să protejeze ocupanții prin absorbirea șocului în cazul unui impact frontal, lateral și din spate.

Cele mai practice și mai cunoscute sisteme de siguranță pasivă sunt centura de siguranță și airbagul. În anul 1980, Mercedes-Benz a introdus airbagul pe modelul S-Class.

În zilele noastre, airbagurile s-au diversificat acoperind zone precum cele fontral și laterale, pentru genunchi, cele cortina și chiar și pentru pietoni.

Nu te poți baza doar pe sistemul airbag pentru a supraviețui unui impact.Pentru o protecție maximă sistemul airbag trebuie combinat cu cel al centurii de siguranță. Prin purtarea centurii de siguranță șansele de supraviețurie se dublează.La generațiile mai vechi de automobile dotate cu airbag, airbagul nu se activa dacă nu era purtată centura de siguranță deoarece dacă se declanșează airbagul și șoferul este într-o poziție nefirească acesta poate duce la ruperea gâtului șoferului. În timp, producătorii au renunțat la a corela cele două sisteme și astfel că la mașinile de generație mai nouă airbagul se declanșează chiar dacă nu este purtată centura de siguranță, însă cu toții transmit că sistemul airbag va funcționa eficient doar dacă se poartă centura de siguranță.

Concluzia este că în timp aceste sisteme au evoluat făcând automobilul un mijloc de transport mult mai sigur atât pentru șofer cât și pentru ceilalți participanți la trafic.

Sistemele de siguranță active

Sistemele de siguranțăactive au ca principal rol prevenirea coliziunilor și minimizarea efectelor acestora. Cele mai importante sunt:

Sistemul electronic de frânare (Electronic Brake System):

ABS (Anti-locking Brake System) cu rolul de a evita blocarea roților în timpul frânării prin controlul presiunii de franare. Primeste și proceseaza informatiile venite de la senzorii de viteza a roților și controleaza pompa hidraulica și valvele care distribuie lichidul de frană.

Brake Assist are rolul de a procesa informațiile provenite de la senzorii specifici și ajustează manevrele de frânare ale conducătorului auto.

Sistemul de evitare a blocării roților – ABS

Sistemul de evitare a blocării roților (ABS) trebuie să satisfacă numeroase exigențe, dar în special să răspundă tuturor imperativelor de siguranță referitoare la dinamica frânării și la concepția dispozitivelor de frânare [Bos02c]:

Stabilitate direcțională și manevrabilitate:

reglarea frânării trebuie să asigure stabilitatea direcțională și manevrabilitatea, oricare ar fi starea carosabilului (de la carosabil uscat și aderent până la polei);

ABS-ul trebuie să utilizeze în mod optim coeficientul de aderență între roți și carosabil, stabilitatea direcțională și manevrabilitatea fiind prioritare în reducerea distanței de frânare;

reglarea frânării trebuie să se adapteze rapid variațiilor de aderență ale carosabilului. Astfel, în cazul unui carosabil uscat, acoperit pe alocuri de polei, o eventuală blocare a roților trebuie să fie limitată la durate suficient de scurte pentru a nu crea o instabilitate direcțională și o proastă manevrabilitate. Pe de altă parte, aderența pe care o oferă porțiunea uscată trebuie folosită la maximum;

în caz de frânare pe o șosea care prezintă caracteristici diferite (de exemplu, roata din dreapta pe polei și roata din stânga pe asfalt uscat – situație numită și „aderență asimetrică”), momentele mișcării de rotație (cupluri de girație care au tendința de a face autovehiculul să se rotească perpendicular pe sensul de deplasare), care apar inevitabil în acest caz, trebuie să aibă o creștere suficient de lentă pentru a da posibilitatea conducătorului auto să le poată compensa ușor prin contra-bracare.

în caz de frânare într-un viraj, autovehiculul trebuie să rămână stabil și manevrabil, și să prezinte o distanță de frânare cât mai mică posibil, atât cât viteza autovehiculului să fie inferioară vitezei limită în viraj;

exigențele de stabilitate direcțională, de manevrabilitate și de decelerație optimă trebuie, de asemenea, să fie respectate pe o șosea accidentată, oricare ar fi intensitatea frânării;

reglarea frânării trebuie să detecteze acvaplanarea (instabilitatea roților pe șosea umedă) și să reacționeze în mod adecvat.

Plaja de reglare:

reglarea frânării trebuie să funcționeze pe toată plaja de viteze a autovehiculului, chiar și dacă acesta rulează cu viteză mică (limită de viteză inferioară: aproximativ 2,5 km/h). Dacă roțile se blochează la această viteză redusă, traiectoria de parcurs a autovehiculului nu este critică până la oprire.

Comportamentul în timp:

adaptarea la histerezis-ul de frânare (reluarea frânării după slăbirea frânei unei roți) și la influențele motorului (frânare în poziție ambreiată) trebuie să se deruleze cât mai repede posibil;

Fiabilitate:

un circuit de supraveghere trebuie să controleze în permanență buna funcționare a sistemului de evitare a blocării roților. Dacă acest circuit detectează un incident susceptibil să determine un comportament la frânare necorespunzător, ABS-ul este deconectat. Lampa martor de la bordul autovehiculului informează conducătorul auto că nu mai dispune decât de dispozitivul de frânare de bază, fără funcția ABS.

Circuitul de reglare a sistemului de evitare a blocării roților – ABS

Circuitul de reglare a sistemului de evitare a blocării roților – ABS (figura 3.1) cuprinde următoarele elemente [Bos02], [Bos05]:

Bucla de reglare:

autovehiculul cu frâna de roată;

roata și cuplul de frecare constituit din pneu și șosea.

Factorii de influență în circuitul de reglare:

variații ale aderenței între pneu și șosea din cauza unor diferențe de calitate ale stratului de asfalt și ale sarcinii pe roată (de exemplu, în viraje);

neregularitățile șoselei care provoacă vibrații la nivelul roților și punților;

pneurile nu sunt perfect circulare, presiunea în pneuri insuficientă, profil uzat, dimensiuni diferite ale roților (de exemplu: roata de rezervă);

histerezis-ul și încălzirea (fading) frânelor;

presiuni diferite în cilindrul principal de frână pentru cele două circuite de frânare.

Regulatorul:

senzorul de viteză a roții;

calculatorul electronic ABS.

Fig21 Circuitul de reglare a sistemului de evitare a blocării roților – ABS: 1 – pedală de frână; 2 – servofrână; 3 – cilindru principal de frână și rezervor de compensare; 4 – cilindru de roată; 5 – senzor de viteză a roții; 6 – lampă martor bord.

Mărimi reglate:

viteza de rotație și prin corelație, decelerația periferică a roților;

accelerația periferică a roților și alunecarea la frânare.

Mărimi de referință:

forța exercitată de conducătorul auto pe pedala de frână, amplificată de servofrână, care generează presiune în sistemul de frânare.

Mărimea care se reglează:

presiunea de frânare în cilindrul de roată.

Bucla de reglare ABS

Analiza datelor făcută de calculatorul ABS pleacă de la următoarea buclă de reglare simplificată:

roată condusă;

un sfert din masa autovehiculului este preluată de această roată;

frâna de roată, care reprezintă cuplul de frecare format între pneu și șosea;

o curbă ideală a coeficientului de aderență în funcție de alunecare.

Fig22 Curba ideală a coeficientului de aderență/alunecare: a – zonă stabilă; b – zonă instabilă; -alunecare optimă la frânare;-coeficient de aderență maxim.

Curba din figura 2.2 este împărțită într-o zonă stabilă, cu creștere liniară și o zonă instabilă a cărei evoluție este constantă (). O altă simplificare constă într-o frânare pe traiectorie rectilinie corespunzând unei frânări în situație de panică [Bos02], [Bos05].

Fig23 Faza de frânare, reprezentare simplificată: () – decelerația periferică a roții; () – decelerația periferică maximă a roții; – cuplul de frânare; – cuplul de frecare al șoselei; – cuplul de frecare maxim al șoselei; – temporizare.

În figura 2.3 se prezintă dependența care există între cuplul de frânare (cuplu pe care frâna poate să îl aplice prin intermediul pneului), cuplul de frecare al șoselei (cuplu care acționează asupra roții datorită cuplului de frecare șosea/pneu) și timpul t, precum și între decelerația periferică a roții () și timpul : cuplul de frânare crește liniar, în funcție de timp. Cuplul de frecare al șoselei urmează cuplului de frânare cu o ușoară temporizare , atâta timp cât frânarea are loc în zona stabilă a curbei „coeficient de aderență/alunecare”. Punctul maxim () și deci intervalul instabil al acestei curbe este atins la 130 ms.În timp ce cuplul de frânare continuă să crească, cuplul de frecare al șoselei nu mai poate crește conform curbei „coeficient de aderență/alunecare”, dar rămâne constant. În timpul duratei cuprinse între 130 și 240 ms (blocarea roții), diferența mică de cuplu din intervalul stabil crește rapid până la atingerea unor valori mari. Această diferență de cuplu este semnificativă pentru decelerația periferică () a roții frânate (Fig. 2.3). În intervalul stabil, decelerația periferică a roții este limitată la o valoare mică, în timp ce ea crește rapid în intervalul instabil.

Mărimi reglate

Selecția mărimilor reglate corespunzător este esențială pentru calitatea modului de reglare a sistemului de evitare a blocării roților – ABS. Semnalele senzorilor de viteză, care permit calculatorului să determine decelerația și accelerația periferică a roții, alunecarea la frânare, viteza de referință și decelerația autovehiculului constituie mărimile acestei reglări. Nici decelerația, nici accelerația periferică a roții, nici alunecarea nu pot fi considerate, singure, mărimi reglate. În timpul frânării, o roată motoare se comportă total diferit față de o roată condusă.

Datorită faptului că alunecarea nu poate fi măsurată direct, calculatorul ABS determină o mărime identică. Parametrul de bază este viteza de referință, care corespunde unui indice de decelerație în cele mai bune condiții posibile (alunecare optimă). Pentru a determina această viteză de referință, senzorii de viteză ai roților informează în permanență calculatorul ABS asupra vitezei de rotație a celor patru roți. Calculatorul ABS deduce din aceasta o „diagonală” (de exemplu: roata punții din față dreapta și roata punții din spate stânga) și generează viteza de referință. În caz de frânare parțială, în general, una dintre cele două roți ale diagonalei, care se rotește cel mai repede, determină viteza de referință. În cazul când intervine reglarea ABS în timpul unei frânări de urgență, vitezele roților diferă de viteza autovehiculului și nu mai pot servi la calcularea vitezei de referință în absența corecțiilor. În timpul reglării, calculatorul ABS determină viteza de referință plecând de la viteza la care a început reglarea, aplicându-i o diminuare liniară în formă de rampă. Panta rampei este obținută prin intermediul semnalelor și combinațiilor logice.

Dacă, în afară de accelerația și decelerația periferică a roții, dar și alunecare, decelerația autovehiculului este în aceeași măsură luată în calcul ca mărime auxiliară, și dacă circuitul logic al calculatorului ABS este influențat de rezultatele calculate, se obține un mod optim de reglare a frânării.

Mărimi reglate pentru roțile conduse

În general, accelerația și decelerația periferică sunt considerate ca mărimi reglate ale roților conduse și ale roților motoare, dacă conducătorul auto frânează după ce a debreiat. Aceasta se explică prin comportamentul contradictoriu al buclei de reglare în intervalul stabil și instabil al curbei „coeficient de aderență/alunecare”.

Decelerația periferică a roților nu poate avea decât valori limitate în intervalul stabil, ceea ce înseamnă că dacă conducătorul auto apasă mai mult pe pedala de frână, autovehiculul încetinește și mai mult, dar fără blocarea roților.

În intervalul instabil, este suficientă apăsarea ușoară pe pedala de frână pentru a provoca blocarea momentană a roților. Acest comportament permite exploatarea decelerației și accelerației periferice pentru a defini alunecarea specifică a unei frânări optime.

O valoare limită fixă a decelerației periferice, utilizată pentru a începe reglarea ABS, nu trebuie să fie decât cu puțin mai mare față de decelerația maximă posibilă a unui autovehicul. Această cerință este foarte importantă dacă efortul exercitat de conducătorul auto asupra pedalei de frână crește progresiv. Dacă această valoare a fost stabilită la un nivel prea mare, roțile ar putea pătrunde mult în intervalul instabil al curbei „coeficient aderență/alunecare”, fără ca sistemul ABS să înregistreze riscul de instabilitate.

O dată cevaloarea limită fixă decelerației periferice este atinsă, pentru prima dată în timpul unei frânări de urgență, presiunea de frânare a roții nu trebuie să scadă automat, deoarece, cu pneurile moderne, aceasta ar conduce la pierderea unei distanțe de frânare importantă pe o șosea cu suprafață aderentă, în special pentru o viteză inițială ridicată.

Mărimireglate pentru roțile motoare

Dacă autovehiculul se aflăîn prima sau a doua treaptă a cutiei de viteză în timpul frânării, motorul acționează asupra roților motoare și crește considerabil momentul lor de inerție eficace . În consecință, roțile se comportă ca și cum ele ar fi cu mult mai grele. Sensibilitatea decelerației periferice a roților în raport cu variațiile cuplului de frânare în zona instabilă a curbei „coeficient de aderență/alunecare” scade în aceleași proporții.

Comportamentul contradictoriu foarte pronunțat al roților conduse între zona stabilă și zona instabilă a curbei „coeficient de aderență/alunecare” este uniformizat astfel încât decelerația periferică a roților nu este totdeauna suficientă, ca mărime reglată, pentru a detecta alunecarea și frecarea maximă. Este necesar să se recurgă la o mărime reglată comparabilă cu alunecarea la frânare și să se combine în mod adecvat cu decelerația periferică a roților.

Comparativ, în figura 3.4 se prezintă fazele de frânare ale unei roți conduse și ale unei roți motoare [Bos02], [Bos05].

Fig24 Fazele de frânare ale roții conduse și ale celei motoare: indice 1- roată condusă; indice 2 – roată motoare (cuplul de inerție al roții în acest exemplu este mai mare de 4 ori); () – pragul de decelerație periferică a roții; – diferența de cupluri .

În acest exemplu, momentul de inerție al motorului crește momentul de inerție eficace a roții de 4 ori. În cazul roții conduse, pragul de decelerație periferică definit () este depășit foarte repede o dată ce iese din zona stabilă a curbei „coeficient de aderență/alunecare”. Ținând cont de multiplicarea cu 4 a momentului de inerție a roții motoare, trebuie atinsă o cvadruplă diferență a celor două momente:

(21)

înainte ca pragul să fie depășit. Roata motoare poate astfel să se găsească deja în zona instabilă a curbei „coeficient de aderență/alunecare”, ceea ce diminuează stabilitatea direcțională a autovehiculului.

Calitatea reglării

Sistemele performante de evitare a blocării roților – ABS, trebuie să satisfacă următoarele criterii, în ceea ce privește calitatea reglării:

menținerea stabilității direcționale, prin aplicarea forțelor de ghidare laterală suficiente, la nivelul roților punții din spate;

menținerea manevrabilității, prin aplicarea forțelor de ghidare laterală suficiente, la nivelul roților punții din față;

reducerea distanțelor de frânare în raport cu sistemele de frânare clasice (frânări cu blocarea roților), datorită unei exploatări optime a aderenței între pneuri și șosea;

adaptarea rapidă a presiunii de frânare în funcție de diferiți coeficienți de aderență (de exemplu: la traversarea unei porțiuni de șosea cu apă, zăpadă sau polei);

asigurarea variațiilor mici de reglare a cuplului de frânare pentru a evita vibrațiile suspensiei;

un confort sporit de utilizare datorită atenuării reacțiilor „la șoc” asupra pedalei de frână și a nivelului sonor al dispozitivelor de comandă (electrovalve și pompă de retur ale grupului hidraulic).

În același timp, nu este posibilă optimizarea individuală a criteriilor precizate mai sus, ci doar în ansamblul lor. Stabilitatea direcțională și manevrabilitatea constituie astfel parametri esențiali.

2.1.3 Cicluri tipice de reglare a sistemului de evitare a blocării roților – ABS

Reglarea frânării pe o șosea aderentă (coeficient de aderență ridicat)

Dacă reglarea frânării are loc pe șosea aderentă (suprafața șoselei având un coeficient de aderență ridicat), viteza de creștere a presiunii trebuie redusă de la factorul 5 la 10 în raport cu faza de frânare, pentru a evita rezonanțele perturbatoare ale punților [Sei87], [Rad88]. Din aceste condiții rezultă evoluția, reprezentată în figura 2.5, a reglării frânării pentru coeficienți de aderență mari [Bos02], [Bos05].

Fig25 Reglarea frânării pentru coeficienți de aderență mari: – viteza de rulare; – viteza de referință; – viteza periferică a roților; – prag de alunecare. Semnale de comandă: , – praguri de accelerație periferică a roților; – prag de decelerație periferică a roților; – scăderea presiunii de frânare.

În momentul frânării, presiunea în cilindrul de frână al roții și decelerația periferică a roților (accelerația negativă) cresc. La sfârșitul fazei 1, decelerația periferică depășește pragul predeterminat (). Electrovalva corespondentă trece astfel în poziția de „menținere a presiunii”. Presiunea de frânare nu trebuie încă să scadă, deoarece pragul () ar putea fi deja depășit în zona stabilă a curbei coeficient de aderență/alunecare și aceasta ar conduce la o modificare a distanței de frânare. În același timp, viteza de referință se diminuează, urmând o pantă predefinită. Valoarea pragului de alunecare este dedusă din această viteză de referință.

La sfârșitul fazei a 2-a, viteza periferică devine inferioară pragului . Electrovalva comută astfel pe poziția de „scădere a presiunii”, ceea ce conduce la o scădere a presiunii de frânare până când decelerația periferică a roților a depășit pragul ().

La finalul fazei a 3-a, valoarea este din nou inferioară pragului () și intervine o fază de menținere a presiunii pe parcursul unei durate determinate. În acest timp, accelerația periferică a crescut, astfel încât pragul() este depășit. Presiunea continuă să rămână constantă.

La sfârșitul fazei a 4-a, accelerația periferică depășește pragul () relativ ridicat. Presiunea de frânare crește atâta timp cât pragul () este depășit.

În decursul fazei a 6-a, presiunea de frânare este din nou menținută constantă, deoarece pragul () este depășit. La sfârșitul acestei faze, accelerația periferică devine inferioară pragului ().

Aceasta semnifică faptul că roata a intrat în zona stabilă a curbei „coeficient de aderență/alunecare” și că ea este ușor subfrânată.

Creșterea presiunii de frânare se efectuează acum treptat (faza 7), până când decelerația periferică devine inferioară pragului () (sfârșitul fazei 7). De această dată, presiunea de frânare este anulată imediat, fără ca un semnal să fi fost generat.

În figura 2.6 se prezintă evoluția unei frânări de urgență fără ABS, comparată cu o fază de frânare cu intervenția ABS-ului [Bos02], [Bos05].

Fig26 Faza de frânare fără ABS

Reglarea frânării pe șosea alunecoasă (coeficient de aderență redus)

În mod contrar cu ceea ce se petrece pe șosea aderentă, o ușoară presiune pe pedala de frână este suficientă pentru a produce o blocare a roților pe șosea alunecoasă. Acestea au nevoie de mai mult timp pentru a ieși din faza de alunecare și pentru a se accelera. Logica de reglare a calculatorului identifică starea momentană a șoselei și îi adaptează caracteristicile ABS-ului.

În figura 2.7 se prezintă o reglare tipică a frânării pentru coeficienți de aderență reduși.

În decursul fazelor 1 până la 3, reglarea se derulează la fel ca și în cazul coeficienților de aderență ridicați [Bos02], [Bos05].

Fig27 Reglarea frânării pentru couficienți de aderență reduși: – viteza de rulare; – viteza de referință; – viteza periferică a roților; – prag de alunecare. Semnale de comandă: – prag de accelerație periferică a roților; – prag de decelerație periferică a roților; – scăderea presiunii de frânare.

Faza a 4-a începe cu un stadiu de menținere a presiunii, de scurtă durată. Apoi se efectuează o scurtă comparație între viteza roților și pragul de alunecare . Datorită faptului că viteza roților este inferioară valorii pragului de alunecare, presiunea de frânare scade pentru o scurtă perioadă de timp bine determinată.

Urmează o nouă fază de menținere a presiunii de frânare. Apoi se efectuează o nouă comparație între viteza periferică a roților și pragul de alunecare care conduce la o scădere a presiunii pentru o durată scurtă. În decursul fazei consecutive de menținere a presiunii, roata care e accelerată și viteza ei periferică depășesc pragul (). Urmează o nouă menținere a presiunii până ce valoarea acesteia redevine inferioară pragului () (sfârșitul fazei 5). Faza a 6-a se caracterizează printr-o creștere treptată a presiunii – mod descris deja în cazul precedent – până când o scădere a presiunii declanșează un nou ciclu de reglare – faza a 7-a.

În decursul ciclului descris anterior, se remarcă faptul că pe baza logicii reglării, după reducerea presiunii – declanșată de semnalul () – au fost necesare alte două trepte de scădere a presiunii, pentru accelerarea roții. Roata se rotește destul de mult timp în zona de alunecare, ceea ce nu este optim pentru stabilitatea direcțională și manevrabilitatea autovehiculului.

Pentru a îmbunătăți aceste două caracteristici, se face în permanență o comparație, în decursul ciclului de reglare și al ciclurilor următoare, între viteza periferică a roții și pragul de alunecare . Rezultă de aici, o scădere continuă a presiunii în timpul fazei a 6-a, până când accelerația periferică a roții depășește pragul () în cursul fazei a 7-a. Pe motivul scăderii continue a presiunii, roata nu se mai rotește decât pe o durată scurtă cu alunecare, ceea ce îmbunătățește stabilitatea direcțională și manevrabilitatea în raport cu primul ciclu.

Sistemul de prevenire a patinării roților motoare – ASR (Anti Slipping Regulator)

Situațiile critice în conducerea unui autovehicul apar nu numai în procesul de frânare ci și la demaraj brusc sau accelerare bruscă pe carosabil orizontal, în rampă, sau în curbe periculoase. În aceste cazuri, aderența roților motoare scade puternic. Rezultatul este că roțile motoare patinează, autovehiculul își pierde stabilitatea și intră în derapaj. Sistemul ASR este o completare la sistemul ABS și ajută conducătorul auto să păstreze siguranță și stabilitatea de manevrare a autovehiculului în situațiile critice amintite mai sus. Sistemul ASR este format din aceleași componente ca și ABS-ul, dar completat cu câteva funcțiuni suplimentare, exemplificate în figura 3.8 [Bai08]:

senzorul de turație al roții, furnizează informații sub formă de semnale unității centrale de comandă, din care se calculează viteza periferică a roții;

unitatea de comandă electronică este asemănătoare cu unitatea de control pentru ABS și completată cu câteva funcții.

Fig28 Sistemul de prevenire a patinării roților – ASR: 1- senzori de turație ai roților; 2- cilindrii receptori de frână; 3 – agregat hidropneumatic; 4- unitate de control electronic; 5 – unitatede control a motorului; 6 – clapetă de accelerație.

Din semnalele obținute de la senzori, unitatea de control determină care dintre roți patinează, iar regulatorul ASR intră automat în funcțiune.

Semnalele sunt prelucrate în două microprocesoare paralele. Circuitele de ieșire transformă semnalele digitale în semnale electrice de acționare a electrovalvelor și a pompei de recuperare a lichidului de frână a agregatului pneumatic, astfel încât se reglează presiunea din cilindrii receptori de frână.

Prin intermediul unei interfețe, aceste informații sunt transmise la unitatea de control a motorului, care acționează asupra clapetei de accelerație a motorului.

ASR-ul funcționează astfel:

în timpul deplasării autovehiculului, senzorul de rotație furnizează unității centrale semnalele de la cele 4 roți;

atunci când conducătorul auto, acționează pedala de accelerație, momentul de rotație al motorului cât și momentul la roțile motoare crește.

în cazul în care momentul forței de tracțiune se transmite integral prin frecare carosabilului, autovehiculul va fi accelerat;

dacă între pneul unei roți și carosabil nu există aderența suficientă, roata începe să patineze, turația roții crește și apare pericolul de derapaj.

În această situație, ASR-ul intră în acțiune și reglează momentul de tracțiune la roata respectivă, adică o frânează astfel încât se evită derapajul și pierderea stabilității autovehiculului. Pentru ca ASR-ul să poată interveni, indiferent cât de intens acționează conducătorul auto pedala de accelerație, trebuie ca între pedala de accelerație și clapeta de aer (pentru motoarele cu aprindere prin scânteie) sau între pedala de accelerație și pompa de injecție (pentru motoarele cu aprindere prin compresie), să existe un sistem electronic intermediar numit EGAS (pedala electronică de accelerație).

Pedala electronică de accelerație (EGAS)

Pedala electronică de accelerație, prezentată în figura 2.9, este un sistem electronic intermediar care preia semnalele electrice de acționare de la pedala de accelerație și de la agregatul hidro-pneumatic [Bai08].

Fig29 Pedala electronică de accelerație (EGAS).

Poziția pedalei de accelerație este determinată de un senzor (3) și transformată într-un semnal electric care este transmis unității de comandă a motorului (2), în care este integrată și unitatea de comandă EGAS. Acest semnal este prelucrat împreună cu semnalul de la senzorul de temperatură a motorului (4) și de la senzorul de turație a motorului și transformat într-un semnal electric care acționează clapeta de aer (5) a motorului cu aprindere prin scânteie sau pârghia de acțiune a pompei de injecție a motorului cu aprindere prin compresie.

Aceasta acțiune modifică turația, respectiv cuplul motor, și prin aceasta momentul la roata motoare (6).

Sistemul de control al stabilității autovehiculului – ESP (Electronic Stability Program)

Sistemul electronic de stabilitate(ESP- Electronic Stability Program), evaluează în permanență datele provenite de la o multitudine de senzori montați pe automobil și compara acțiunile șoferului cu comportamentul vehiculului.În cazul unei situații de instabilitate,de exemplu un viraj brusc, sistemul răspunde în fracțiuni de secundă, stabilizând automobilul cu ajutorul electronicii motorului și cel al sistemului electronic de frânare.

Sistemul ESP are în componență mai multe subsisteme complexe:

ABS (Anti-locking Brake System);

EBD (Electronic Force Brake Distribution);

TCS (Traction Control System);

AYC (Active Yaw Control).

Instabilitatea poate apărea datorită inadaptării vitezei, a unor situații de urgență sau a altor condiții neprevăzute.

Această situație poate fi în special periculoasă în cazul unui autotractor/semiremorca, unde pierderea chiar și momemntană a controlului poate duce la deraparea sau chiar răsturnarea semiremorcii.

Funcționarea sistemului ESP.

Condițiile critice de condus pot să producă la frânare blocarea roților. Cauzele unui astfel de fenomen pot fi, de exemplu, un carosabil umed sau alunecos, precum și o reacție imprevizibilă a conducătorului auto (obstacol neprevăzut). Sistemul de evitare a blocării roților (ABS) asigură o detectare din timp a tendinței de blocare a uneia sau a mai multor roți și acționează astfel încât presiunea de frânare să rămână constantă sau să se diminueze. În acest fel, roțile nu se blochează și autovehiculul rămâne manevrabile. Sistemul ABS asigură frânarea, precum și oprirea sigură și rapidă a autovehiculului [Ala00], [Far06], [Fer00], [Bos02], [Bos05].

Sistemul de control dinamic al stabilității (ESP) este un sistem de reglare destinat să îmbunătățească comportamentul dinamic al autovehiculului, intervenind, pe de o parte, asupra sistemului de frânare, iar pe de altă parte, asupra motorului. Datorită funcționalității integrate a ABS-ului, roțile nu pot să se blocheze la frânare, iar ASR-ul le împiedică să patineze la demaraj. Ca sistem global, ESP împiedică de altfel autovehiculul de a devia la bracare sau de a deveni instabil și de a derapa, atâta timp însă cât limitele fizice nu sunt depășite [Hui06], [Bos99], [Bos01]. Comparativ, în figurile 3.10 și 3.11, este prezentat comportamentul dinamic al unui autoturism (cu și fără ESP).

Fig210 Comportamentul dinamic al unui autoturism (fără ESP): 1- bracare spre stânga (apariția forței laterale); 2 – apariția instabilității (datorită unghiului de derivă mare); 3 – contrabracare (autoturismul nu mai este manevrabil); 4 – derapare. – cuplu de girație; – forța laterală; – unghiul de derivă.

Fig211 Comportamentul dinamic al unui autoturism (cu ESP): 1 – bracare spre stânga (apariția forței laterale); 2 – apariția instabilității (intervenția ESP asupra roții față dreapta); 3 – autoturismul rămâne manevrabil); 4 – apariția instabilității (intervenția ESP asupra roții față stânga). – cuplu de girație; – forța laterală; – unghiul de derivă.

Frânarea anumitor roți, precum roata din spate interioară virajului, în caz de subvirare sau roata din față exterioară virajului în caz de supravirare (Fig. 2.11), contribuie la menținerea stabilității autoturismului. Suplimentar, ESP-ul poate să și accelereze roțile motoare intervenindasupra motorului.

Principalele exigențe impuse ESP-ului:

stabilitate dinamică mare; maniabilitatea și stabilitatea direcțională sunt îmbunătățite în orice condiții de utilizare precum frânare maximă, frânare parțială, accelerare, decelerare și alternanțe de sarcini;

stabilitate dinamică mare și în zona limită, de exemplu în caz de manevre extreme la volan (reacții de surprindere și de panică) și reducerea riscului de derapare;

în anumite situații, o îmbunătățire în utilizarea potențialului de transmitere a cuplului prin intermediul ABS/ASR și prin urmare o diminuare a distanței de frânare și o ameliorare a manevrabilității și a stabilității.

Conceptul fizic ESP

Deoarece traiectoria nominală dorită de conducătorul auto nu este cunoscută, datele de intrare transmise de conducătorul auto sunt folosite pentru a obține variabilele de stare nominale ce descriu mișcarea autovehiculului. Aceste date de intrare sunt unghiul la volan, cuplul de antrenare al motorului, dedus din poziția pedalei de accelerație și presiunea în sistemul de frânare. Pentru a determina ce variabile descriu mișcarea dorită cel mai bine, este aleasă o situație specială (Fig. 2.12) [Jur99], [Ant00].

Fig212 Comportamentul dinamic al unui autovehicul: 1 – semnal de intrare, unghiul la volan fix; 2 – traiectoria pe o șosea aderentă; 3 – traiectoria pe o șosea alunecoasă în cazul bracării în buclă deschisă, cu reglarea vitezei de girație; 4 – traiectoria pe o șosea alunecoasă cu reglare suplimentară a unghiului de derivă (ESP)

În figura 2.12 este prezentat un autovehicul luând un viraj spre dreapta, în cazul unor date de intrare pentru unghiul de bracare. Curba 2 arată traiectoria pe care o va urma autovehiculul dacă accelerația sa laterală este mai mică decât coeficientul de frecare al drumului pentru pneuri. În acest caz, autovehiculul urmează traiectoria nominală. Dacă drumul este alunecos, cu un coeficient de frecare mai mic decât accelerația laterală nominală, atunci autovehiculul nu va mai avea mișcarea nominală și raza curbei va deveni mai mare decât cea pentru mișcarea nominală.

Una din variabilele de stare de bază care descriu mișcarea laterală a autovehiculului este raportul girației. De aceea, pare a fi rezonabilă proiectarea unui sistem de control care egalizează raportul girației autovehiculului cu raportul de girație al mișcării nominale (controlul raportului de girație). Dacă acest control este folosit pe un drum alunecos, atunci accelerația laterală și raportul girației nu corespund între ele, ca și în timpul mișcării nominale. Unghiul de alunecare al autovehiculului crește rapid, așa cum este arătat de curba 3 din figura 2.12.

Totuși, raportul girației și unghiul alunecării autovehiculului trebuie limitate la valori care corespund coeficientului de frecare al drumului. Din acest motiv, pentru controlul dinamic al autovehiculului, atât raportul girației cât și unghiul de alunecare a autovehiculului, sunt luate ca variabile de stare nominale și astfel ca variabile controlate. Rezultatul este arătat de curba 4 din figura 2.12. Autovehiculul necesită instalarea unui senzor pentru raportul girației și unul pentru accelerația laterală.

Forțele longitudinale și cele laterale (FL, FS),care acționează asupra pneului, depind de alunecarea pneului λ, unghiul de alunecare α și de forța normală care acționează asupra pneului FN.

Forța laterală generată de pneu pentru un unghi de alunecare dat, scade cu creșterea în amplitudine a alunecării pneului. Această proprietate este folosită pentru controlul forței laterale și al momentului de girație asupra autovehiculului și alunecarea pneului este folosită ca o variabilă de control de bază a algoritmului de control. De exemplu, dacă alunecarea pneului de pe partea dreaptă față este mărită cu o valoare mică Δλ față de valoarea inițialăλ0 și dacă unghiul alunecării pneului este α0 atunci momentul de girație asupra autovehiculului este în prima aproximare schimbată de următoarea mărime.

(22)

În cazul de față, schimbările forței normale asupra pneului, ca rezultat al unei schimbări a forței longitudinale sau laterale, sunt neglijate. De asemenea, schimbările cuplului de aliniere asupra pneului sunt neglijate. În mod similar forțele laterale și longitudinale asupra autovehiculului vor fi schimbate de următoarele mărimi.

(23)

(24)

Aceste relații ce pot fi derivate pentru fiecare roată a autovehiculului sunt foarte neliniare deoarece derivatele forțelor sunt dependente de punctul de operare (λ0, α0) al pneului.Efectul variațiilor alunecării pneului poate fi explicat cel mai bine folosind figura 2.13.

Fig213 Efectul variațiilor alunecării pneului.

În această figurăse prezintă forțele FR(λ=0), FR(λ0), FB(λ0) și FS(λ0). FR este forța rezultantă a pneului, care este obținută prin suma vectorială a forțelor longitudinale și laterale asupra pneului. FR(λ=0) este forța rezultantă asupra pneului ce acționează în timpul rulării libere și este egală cu forța laterală asupra pneului care rezultă din unghiul de alunecare α0.

Dacă alunecarea pneului este mărită la valoarea λ0, atunci forța laterală asupra pneului este redusă la valoarea FS(λ0). În același timp o forță de frânare FB(λ0) este generată. FR(λ0)este acum forța rezultantă asupra pneului. La limita adeziunii între pneu și drum, valorile absolute ale FR(λ=0) și FR(λ0) sunt aproximativ egale. Mărindalunecarea pneului ceea ce înseamnă rotirea forței rezultante asupra pneului și prin urmare schimbarea momentului de girație, forța laterală și cea longitudinală asupra autovehiculului.

Această rotație poate fi făcută pentru fiecare pneu astfel încât se poate alege liber la care pneu alunecarea ar trebui schimbată și cu ce valoare. Schimbărileforței longitudinale asupra pneului conduc la o decelerație a autovehiculului, în timp ce schimbările forței laterale pot conduce la o mărire nedorită a deviației laterale a autovehiculului de la traiectoria nominală.Rezultă un compromis care poate fi rezolvat prin folosirea de metode de proiectare corespunzătoare.O atenție sporită trebuie acordată robusteții designului, deoarece punctul de operare (λ0, α0) al pneului este necunoscut (nici alunecarea pneului, nici unghiul alunecării nu sunt măsurate) și multe din variabile au doar valori estimate.

Elementele componente ABS/ESP

Senzori ABS/ESP

Senzorul de girație, senzorul de accelerație laterală, senzorul unghiului de bracare și calculatorul electronic sunt prevăzuți pentru a fi integrați în habitaclu sau în compartimentul portbagaj [Bos05]. Exemplul de montaj prezentat în figura 2.14 ilustrează amplasarea diferitelor componente, conexiuni electrice și legături mecanice în cadrul unui autoturism.

Fig214 Sistemul ESP și conexiunile sale electrice pe autoturism: 1 – frâne de roată; 2 – senzori de viteză de roată; 3 – calculator electronic de gestiune a funcțiilor motorului cu interfață CAN (Control Area Network); 4 – dispozitiv de comandă a clapetei de accelerație; 5 – pompă de preîncărcare cu senzor de presiune de alimentare; 6 – senzorul unghiului de bracare; 7 – servofrână și cilindrul principal de frână; 8 – sistem hidraulic cu senzor de presiune de frânare și calculator electronic încorporat; 9 – senzor de viteză de girație cu senzor de accelerație laterală.

Senzorii de viteză a roților

Acești senzori de viteză a roților servesc la determinarea vitezei de rotație a roților autovehiculului. Semnalele de viteză sunt transmise prin intermediul fasciculelor electrice calculatorului ABS, ASR sau ESP, care reglează forța de frânare pe fiecare roată separat. Cele două tipuri de senzori de viteză a roților (pasivi și activi) sunt prezentate în figurile 2.15 și 2.16 [Bos05].

Fig215 Senzori de viteză a roții pasivi (inductivi): a – cu axă polară plată; b – cu axă polară în cruce.

Fig216 Senzor de viteză a roții activ (cu efect Hall).

Senzorul de accelerație

Autoturismele echipate cu sistemul antiblocare (ABS), cu sistem antipatinare (ASR), cu transmisie integrală și cu sistemul de control dinamic al stabilității (ESP), dispun de un accelerometru cu efect Hall (Fig. 2.17), care permite măsurarea accelerațiilor longitudinale și transversale ale autoturismului (în funcție de poziția de montare, prin raportare la sensul de deplasare) [Bos05].

Fig217 Senzor de accelerație: a – partea electronică; b – sistem masă-resort. 1 – senzor cu efect Hall; 2 – magnet permanent; 3 – resort.

Senzorul de girație

Senzorul de girație (Fig. 2.18), care echipează autoturismele prevăzute cu sistemul de control dinamic al stabilității (ESP), detectează mișcările de girație ale autoturismului (rotația în jurul axei sale verticale), de exemplu, în cazul virajelor normale și în caz de risc de deviere sau de derapare [Bos05].

Fig218 Schema constructivă a senzorului de girație: 1 – resort de cuplare (determină frecvența); 2 – magnet permanent; 3 – sens de vibrare; 4 – masă vibrantă; 5 – senzor de accelerație Coriolis; 6 – sensul accelerației Coriolis; 7 – resort de menținere. – viteza de girație; – viteza de vibrație; – câmp magnetic permanent.

Senzorul unghiului de bracare

Are rolul de a transmite calculatorului ESP [Bos05] informații legate de unghiul de bracare a volanului (Fig. 2.19).

Fig219 Senzorul unghiului de bracare: 1 – capac cu magneți permanenți echidistanți; 2 – disc magnetic; 3 – circuit imprimat cu 9 contactori Hall și microprocesor; 4 – angrenaj cu roți dințate; 5 – bariere cu efect Hall; 6 – manșon de fixare pe coloana de direcție.

Calculatorul electronic

Modulul electronic, realizat cu tehnologie convențională cu plăci imprimate (4 straturi), cuprinde două calculatoare parțial redondante, ansamblul circuitelor de acționare și de comandă a electrovalvelor și a martorilor de bord, a releelor semiconductoare de comandă a electrovalvelor și a pompelor, circuitele de interfațare pentru condiționarea semnalelor transmise prin senzori, precum și intrări adecvate pentru semnalele suplimentare, de exemplu: contactorii luminilor de stop și alte organe de comutare. Suplimentar, o interfață multiplexată CAN a fost integrată pentru a gestiona comunicarea cu alte sisteme (de exemplu: gestiunea funcțiilor motorului și comanda cutiei de viteze). Numărul mare de semnale suplimentare a necesitat dezvoltarea unei conectici specifice, pentru a păstra dimensiunile reduse ale carcasei calculatorului electronic.

Sistemul de monitorizare

Un sistem de siguranță infailibil are o importanță fundamentală, în ceea ce privește fiabilitatea funcționării sistemului ESP. El înglobează sistemul complet cu toate componentele și cu toate efectele interactive. Securizarea este bazată pe metode tehnice de securitate, precum AMDEC (analiza modurilor de defecțiune și efectele acestora), ESF (estimarea fiabilității funcționării), și pe studii de simulare a defectelor.

Totodată, au fost integrate măsuri specifice pentru a evita defectele care influențează siguranța. Programe complexe de monitorizare asigură detectarea defectelor care nu au fost excluse. La baza acestui sistem de monitorizare se găsește soft-ul pentru siguranță, deja utilizat în cadrul sistemelor ABS și ABS/ASR, care monitorizează toate componentele conectate la calculatorul electronic, conexiunile electrice ale acestora, semnalele și funcțiile. Acest concept a fost îmbunătățit prin utilizarea logică a senzorilor anexați și adaptați componentelor și funcționalităților suplimentare ale ESP-ului.

Senzorii sunt monitorizați pe mai multe nivele:

la primul nivel, ei sunt monitorizați în timpul funcționării autoturismului, în cazul unei rupturi de cablu și/sau la un semnal anormal (control în afara zonei, detectarea perturbațiilor, plauzibilitatea fizică);

la nivelul al doilea, senzorii vitali sunt controlați activ. Senzorul de girație este controlat prin dezacord activ al elementului sensibil și analiza răspunsului. Chiar și senzorul de accelerație este dotat cu un sistem de supraveghere internă care funcționează în planul din spate. Atunci când pornește, semnalul senzorului de presiune trebuie să lase o urmă predefinită; decalajul și avansul sunt compensate pe cale internă. Senzorul unghiului de bracare dotat cu o „inteligență locală” dispune de funcții de supraveghere proprii și trimite direct un mesaj de eroare calculatorului electronic. Mai mult, transmiterea numerică a semnalului spre calculator este supravegheată în permanență.

la cel de-al treilea nivel, monitorizarea senzorilor în timpul întregii funcționări staționare a autoturismului este asigurată prin „redondanță analitică”. În acest scop, un mod de calcul tip verifică dacă relațiile determinate prin intermediul mișcării autoturismului între semnalele transmise de către senzori nu sunt perturbate. Modelele servesc, în aceeași măsură, la calcularea și la compensarea decalajelor senzorilor care apar în cadrul specificațiilor lor.

În cazul defecțiunii și în funcție de tipul său, sistemul este dezactivat, fie total, fie parțial.

Grupul hidraulic ABS/ESP

Grupul hidraulic/modulatorul constituie interfața hidraulică între cilindrul principal de frână și cilindrii de frână de roată, și astfel componentul central al sistemelor electronice de frânare. Transformă comenzile de acționare ale calculatorului și reglează presiunile în circuitele frânelor roților cu ajutorul electrovalvelor.

Principial se disting diferite sisteme, unele care modulează presiunea de frânare aplicată de conducătorul auto (sistemul de evitare a blocării roților – ABS) și altele care pot genera ele însele o presiune (sistemul de prevenire a patinării roților – ASR, sistemul de control dinamic al stabilității – ESP).

O etapă decisivă în dezvoltarea ABS-ului a fost trecerea de la electrovalvele 3/3 la electrovalvele 2/2. Electrovalvele 3/3, care erau folosite în a doua generație, permiteau realizarea cu o singură electrovalvă, a funcțiilor de reglare a creșterii presiunii, menținerea presiunii și scăderea presiunii. Electrovalvele dispuneau în acest sens de trei racorduri hidraulice. Incovenientul acestui tip de electrovalvă era o comandă electrică foarte scumpă și o mare complexitate din punct de vedere mecanic. Generația ABS 8 (Fig. 2.20), lansată în 2001, beneficiază de o concepție complet modulară. Aceasta permite adaptarea perfectă a hidraulicului la cerințele fiecărui constructor de autoturisme, ca de exemplu, la nivelul funcțiilor cu valoare adăugată, al confortului, al segmentului de autoturisme etc. [Bos05].

Fig220 Grup hidraulic ESP 8: 1 – calculator; 2 – grilă port-bobine; 3 – bobine/grup magnetic; 4 – electrovalve; 5 – bloc hidraulic; 6 – motor de curent continuu; 7 – pompe cu pistoane; 8 – acumulator de presiune joasă; 9 – senzor de presiune.

Componența grupului hidraulic

Un grup hidraulic ABS/ASR/ESP este alcătuit dintr-un bloc din aluminiu, în care este realizată schema hidraulică (figura 2.21) [Bos04a]. Acest bloc servește în același timp la montarea elementelor hidraulice funcționale necesare (figura 3.20).

Fig221 Schema grupului hidraulic al sistemului ABS cu 4 canale (repartiția circuitelor de frânare în X): 1 – cilindrul principal de frână; 2 – cilindru de frână de roată; 3 – electrovalvă de admisie; 4 – electrovalvă de evacuare; 5 – pompă de retur; 6 – motorul pompei; 7 – acumulator de presiune joasă; F – față; S – spate; DR – dreapta; ST – stânga.

Grupul hidraulic ABS

Cu un sistem ABS cu trei canale, acest bloc regrupează o electrovalvă de admisie și o electrovalvă de evacuare pentru fiecare roată a punții din față precum și o electrovalvă de admisie și o electrovalvă de evacuare pentru puntea din spate, deci șase electrovalve în total. Acest sistem poate fi aplicat în exclusivitate autoturismelor care dispun de o repartiție a circuitelor de frânare în II. În această configurație, roțile punții din spate nu sunt reglate individual, ci doar cele două roți alăturate, după principiul selectare joasă.

Pentru un ABS cu 4 canale (cu repartiția circuitelor de frânare în II sau în X), sunt folosite pentru fiecare roată o electrovalvă de admisie și o electrovalvă de evacuare (opt vane în total). Un astfel de sistem permite reglarea fiecărei roți individual.

În plus, un element de pompă (pompă de retur) și un acumulator de joasă presiune sunt montate pe fiecare circuit de frânare. Cele două elemente ale pompei sunt acționate de un motor electric de curent continuu obișnuit.

Grup hidraulic ASR

Comparativ cu grupul ABS, un grup ASR, cu repartizarea circuitelor de frânare în II pe spate (roți motoare), dispune în plus de o electrovalvă de inversie și o electrovalvă de aspirație (zece electrovalve în total).

În cazul unui un grup ASR cu repartiție a circuitelor de frânare în X, sunt necesare pe fiecare circuit o electrovalvă de inversie și o electrovalvă de aspirație (în total 12 electrovalve).

Grup hidraulic ESP

Sistemele ESP au nevoie de 12 electrovalve [Bos05], oricare ar fi repartizarea circuitelor de frânare (Fig. 2.22). Pentru astfel de sisteme, cele două electrovalve de aspirație, ca și în cazul grupului hidraulic ASR, sunt înlocuite cu două electrovalve de înaltă presiune. Diferența între cele două electrovalve constă în faptul că electrovalva de înaltă presiune poate reacționa la diferențele de presiune superioare (>0,1 MPa). Cu ESP, poate fi necesară creșterea presiunii de frânare, solicitată de conducătorul auto pentru a stabiliza autoturismul. Într-o astfel de manevră, este necesară deschiderea circuitului de aspirație al pompei, chiar dacă presiunea de amorsare este ridicată.

Fig222 Schema grupului hidraulic al sistemului ESP (repartiția circuitelor de frânare în X): 1 – cilindrul principal de frână; 2 – cilindru de frână de roată; 3 – e-lectrovalvă de admisie; 4 – electrovalvă de evacuare; 5 – pompă de retur; 6 – motorul pompei;

7 – acumulator de joasă presiune; 8 – electrovalvă de înaltă presiune; 9 – electrovalvă de inversie; F – față; S – spate; DR – dreapta; ST – stânga.

Doar în cazul ESP-ului, este folosit un senzor integrat de presiune pentru a detecta presiunea de frânare în cilindrul principal de frână și pentru a măsura presiunea solicitată de către conducătorul auto. Cum sistemele ASR/ESP trebuie să genereze ele însele o presiune, pompa de retur este înlocuită la astfel de sisteme cu o pompă autoaspirantă. Este necesară în acest caz o clapetă de reținere suplimentară, având o presiune de închidere definită, pentru a împiedica pompa să aspire involuntar lichid de frână la nivelul roților.

Evoluția versiunilor ABS

Progresele tehnologice realizate în domeniile:

electrovalvelor și procedeelor de fabricare;

tehnicilor de asamblare și integrarea componentelor;

circuitelor electronice (circuitele discrete au fost înlocuite cu circuite hibride și integrate, dotate cu microcontroleri);

tehnici de încercare și testare (posibilitatea controlului individual al electronicii și al hidraulicii înainte de asamblarea grupului de comandă);

tehnologia senzorilor și a releelor au permis reducerea greutății și a dimensiunilor ABS-ului cu mai mult de jumătate față de prima generație ABS 2 apărută în 1978. Aceste sisteme pot fi plasate în spațiile cele mai restrânse ale unui autoturism. Aceste progrese au permis de asemenea reducerea costurilor de fabricație ale sistemelor ABS, astfel încât ABS-ul face parte azi din echipamentul standard al oricărui tip de autoturism [Bos05].

Fig223 Evoluția continuă a sistemelor de evitare a blocării roților – ABS grație tehnologiilor de vârf: reducerea greutății și creșterea puterii de calcul

Modularea de presiune cu ajutorul grupului hidraulic ABS

Modularea presiunii unui sistem ABS/ASR/ESP este posibilă datorită electrovalvelor. Electrovalvele de evacuare, precum și electrovalvele de aspirație și de înaltă presiune ale ASR și ESP, sunt electrovalve de comandă închise în absența curentului, care în schimb pot avea două stări: închise sau deschise [Bos05].

Dimpotrivă, electrovalvele de admisie și electrovalvele de inversiune sunt amândouă deschise în absența curentului, și pentru prima dată iau forma electrovalvelor de reglare la generația ABS 8. Această configurație este avantajoasă la nivelul puterii și al confortului de frânare, precum și la nivelul sonor. Seturile de electrovalve de închidere standard permit modularea presiunilor până la 200 bari.

Toate electrovalvele sunt comandate prin bobine a căror alimentare poate fi reglată cu ajutorul calculatorului încorporat în grupul hidraulic.

În cazul frânării unui autoturism prevăzut cu sistem de evitare a blocării roților – ABS, conducătorul auto generează mai întâi presiunea de frânare asupra roții acționând pedala de frână. Această intervenție este posibilă fără activarea electrovalvelor, datorită faptului că electrovalva de admisie 1 este deschisă în absența curentului și electrovalva de evacuare 2 este închisă (Fig. 2.24 – schema a).

Fig224 Modularea presiunii cu ajutorul grupului hidraulic ABS: a – creșterea presiunii; b – menținerea presiunii; c – scăderea presiunii; 1 – electrovalva de admisie; 2 – electrovalva de evacuare; 3 – pompă de retur; 4 – motorul pompei; 5 – acumulator de joasă presiune; F – față; S – spate; DR – dreapta; ST – stânga

Starea de menținere a presiunii este generată prin închiderea electrovalvei de admisie (Fig. 2.24 – schema b). Dacă în acest moment o roată se blochează, presiunea este evacuată prin deschiderea electrovalvei de evacuare corespunzătoare (figura 2.24 – schema c). Volumul poate fi astfel evacuat din cilindrul de frână de roată în direcția acumulatorului de joasă presiune corespunzător. Această cameră de acumulare joacă rolul de tampon. Ea absoarbe lichidul de frână care sosește cu o vitezămare. Pompa de retur situată la interiorul circuitului, care este acționată de către un motor comun prin intermediul unui excentric, diminuează presiunea solicitată de către conducătorul auto. Comanda motorului se face în funcție de necesitate, ceea ce înseamnă că motorul este comandat în funcție de regimul său. Dacă se blochează mai multe roți, ele pot fi reglate simultan de către ABS.

Modularea presiunii cu ajutorul grupului hidraulic ESP

Modularea presiunii în timpul unei reglări ESP se face cu ajutorul unui circuit hidraulicABS [Bos05], la fel cu cel care a fost descris anterior pentru ABS (Fig. 2.25).

Fig225 Modularea presiunii cu ajutorul grupului hidraulic ESP: a – creșterea presiunii de frânare; b – scăderea presiunii prin reglarea ABS; c – creșterea presiunii prin intermediul pompei autoaspirante pentru intervenția ASR/ESP; 1 – electrovalvă de admisie; 2 – electrovalvă de evacuare; 3 – pompă de retur; 4 – motorul pompei; 5 – acumulator de joasă presiune; 6 – electrovalvă de inversie; 7 – electrovalvă de înaltă presiune; F – față; S – spate; DR – dreapta; ST – stânga

Față de ABS, cilindrii de frână de roată cu ESP și cilindrul principal de frână sunt legați de o electrovalvă de inversie deschisă în absența curentului și de o electrovalvă de înaltă presiune închisă în absența curentului, acestea fiind necesare pentru a realiza o intervenție activă/semiactivă asupra frânelor.

Sisteme de siguranță pasivă

Siguranța pasivă se axează pe reducerea efectului unui accident asupra ocupanților și este împărțităîn 2 categorii:

Siguranța exterioară, reprezentată de toate acele măsuri care reduc gravitatea vătămărilor în cazul unui impact intre automobil și pieton, motociclist sau biciclist. siguranță exterioară este determinată de forma automobilului și comportamentul la deformare a caroseriei.

Siguranța interioară are ca rol reducerea forțelor și accelerațiilor care acționează asupra pasagerilor unui automobil în cazul unui accident.

Factorii care influențează siguranță interioară:

Metoda prin care se deformarează caroseria automobilului;

Sistemele destinate retinereia pasagerilor;

Designul interior al automobilului, prin reducerea zonelorcare pot fi lovite de pasageri;

Proiectarea sistemul de direcție;

Fixarea parbrizului;

Măsuri luate pentru a preveni apariția incendiilor;

Penetrarea prin parbriz a diferitelor componente din construcția autovehiculului.

Brevetul primului airbag datează din anul 1952, dar abia în anul 1973 a fost instalat pentru prima dată pe un vehicul fabricat în serie în Statele Unite, Oldsmobile Toronado.

Fig. 3.1 Primul autovehicul dotat cu airbag

Aceste prime airbaguri care au început să fie montate în Statele Unite aveau capacitate mare pentru a proteja ocupanții chiar dacă aceștia nu utilizau centura de siguranță.

Airbagurile montate în Europa, unde au fost introduse mai târziu decât în Statele Unite, au un volum mai mic și sunt prevăzute ca măsură de protecție suplimentară centurilor de siguranță.

Începând din acest moment sistemul a crescut, încorporând noi componente pentru a mări gradul de protecție a ocupanților.

Elementele care pot face parte dintr-un sistem de reținere sunt:

Unitate de control,

Senzori externi suplimentari de coliziune,

Senzori de prezență,

Pretensoare centură,

Airbaguri frontale,

Airbaguri laterale,

Airbaguri pentru cap,

Airbaguri pentru genunchi,

Airbaguri anti-scufundare,

Detonator pentru deconectarea baterieietc.

În anul 1930 potrivit statisticilor, numărul victimelor era în USA de 15,6 persoane la 100.000 mile. Cu trecerea timpul statisticile s-au îmbunătățit ajungând la 3,5 persoane în anul 1980 și 1,8 persoane în prezent, dar sunt departe pentru a putea considera transportul rutier ca sigur.

Cel mai bun și sigur mod de a supravietui unui accident este de a nu-l avea. Cea mai ieftina și ideală creștere a siguranței rutiere este pregătirea și instruirea conducătorului autovehiculului. Aceasta din păcate nu este cu adevărat eficientă și deci mărirea creșterii siguranței rutiere revine tehnologiei.

O soluție ar fi proiectarea autovehiculelor și infrastructurii astfel încât acestea să prevină apariția accidentelor. Evitarea pericolelor se face prin folosirea mai multor tehnologii, de la frânarea ABS și anvelope radiale până la diferite materiale folosite pentru covorul asfaltic și controlul traficului urban cu ajutorul computerelor.

Cealaltă soluție este definită de conceptul de Securitate Pasivă acordată ocupanților autovehicului în caz de accident. Aceasta are menirea de a proteja ocupanții în caz de accident.

Aceste două aspecte prinvind siguranță rutieră existăîmpreună și se completează una pe cealaltă, rămânând în același timp independentă una față de cealaltă.

Reglementările legislative tot mai stricte din ziua de azi privind aspectele siguranței pasive a autovehicului, obligă companiile producătoare de automobile să vină cu noi soluții la problemele existente. siguranță participanților la trafic, atât a pasagerilor autovehiculelor cât și a pietonilor a dus la o necesitate de întelegere a efectelor accidentelor asupra oamenilor. Prin oameni se intelege atât bărbați, femei cât și copii cu diferite caracteristici fizice și biologice.

Din statistici reiese că peste 60% din totalitatea accidentelor este reprezentată de coliziunie frontale iar cele laterale reprezintă 30%. În urma coliziunilor laterale a rezultat că din total 26% au fost decese și peste 17% au fost vătămări grave.

Proiectanții de autovehicule au început să acorde atenție producerii unor automobile capabile să asigure protecție pasagerilor în caz de accident începând din anii 1930. Abia după al doilea război mondial se poate spune că Securitatea Pasivă a intrat în atenția constructorilor de autovehicule. Un studiu al accidentelor auto realizat de către Laboratoarele Aeronautice Corenll desfășurat între anii 1953 și 1955, la care au lucrat împreună fizicieni, ingineri dar și doctori, a inregistrat și analizat cauzele și efectele leziunilor provocate în urma accidentelor.

În urma acestui studiu a devenit clar că impactul cu volanul și planșa de bord sunt cauzele cele mai frecvente în cazul vătămărilor grave, iar proiectarea din autovehicul o cauză importantă a deceselor. Colaborarea dintre științele medicale și inginerie a dus la dezvoltarea, proiectarea și producerea unui habitaclu cu un grad de protecție sporit pentru ocupant.

Între anii 1956 și 1958, departamentul de cercetare în domeniul igineriei auto al General Motors, ca multe alte companii din SUA și Europa, realizând importanța studiului în domeniul siguranței pasive a autovehiculuia inițiat și dezvoltat un program care s-a concentrat asupra proiectării unui interior auto “sigur”. În anul 1959 a fost prezentat un vehicul de concepție nouă, care prezenta multe elemente de siguranță în baza rezultatelor cercetării lor. Multe dintre aceste produse sunt acum produse standard, cum ar fi coloana de direcție deformabilă, planșa de bord din materiale spongioase precum și geamurile dublu securizate.Începând cu anii 1960 General Motors a inclus multe dintre aceste elemente în producția de serie. De asemenea, în anul 1959, General Motors a testat și un airbag în forma unui panou de bord, pentru ca în anul 1960 General Motors să proiecteze prima instalație de simulare a coliziunilor, prin tractarea unui autovehicul. Datorită acestei instalații compania a putut simula și măsurapentru prima dată dinamica și impactul ocupantului autovehiculului.

Primele teste pe cadavre au avut loc în anul 1963, și au fost măsurate forțele de decelerație pentru a se putea determina toleranța umană. În urma măsurătorilor a rezultat că forțele care ar putea fi tolerate sunt de 340 Kgf atunci când forța este concentrată și 950 Kgf când forța este dispersată spre volan. Cu ajutorul acestor date inginerii au reușit să determine parametrii optimi pentru construcția sistemelor de amortizare.

Implementarea începând cu anul 1967 pentru autovehiculele fabricate de General Motors a geamurilor rezistente la șocuri a fost una dintre cele mai mari contribuții la Securitatea Pasivă. Această implementare a contribuit semnificativ la creșterea ratei de supraviețuire atât pentru conducător și pasageri cât și pentru pietoni în cazul loviri acestora.

O problemă foarte mare a securității pasive în prezent este impactul dintre un autovehicul și un pieton. Anual sunt uciși mai mulți pietoni decât pasageri ai autovehiculelor implicate, deoarece impactul dintre un pieton și un autovehicul cu o viteză mai mare de 60 km/h, indiferent de soluțiile de siguranțăpe care vehiculul le prezintă va rezulta cel mai probabil prin decesul pietonului. Cea mai importantă contribuție pentru siguranță pietonilor este separarea acestora de trafic printr-o infrastructură stradală adecvata.Producătorii de autovehicule, în prezent folosesc și dezvoltă echipamente pe bază de radar sau ultrasunete care să frâneze autovehiculul la apariția pericolului de a lovi un pieton sau obstacol.

Separarea pietonilor de trafic prin infrastructuri stradale este cea mai mare contribuție în domeniul siguranței pietonilor, tehnologia având un cuvânt important de spus în acest domeniu. În prezent companiile constructoare de autoturisme, perfecționează echipamente care să permită evitarea coliziunii, pe bază de radar sau ultrasunete, care să frâneze autovehiculul la apariția pericolului de a lovi un obstacol, inclusiv un pieton.

General Motors a adaptat peste 100 de tehnologii pentru prevenirea coliziunii, inclusiv sisteme electronice care au fost concepute pentru a împiedica conducerea agresivă, toate acestea contribuind la securitatea pasivă.

Centruile de siguranțăși aibagurile au dus la o modificare în domeniul gravității leziunilor provocate în caz de accident.Numărul leziunilor s-a redus odată cu apariția centurilor de siguranțăși airbagurilor și tocmai din acest motiv se lucrează la o a doua generație de airbaguri care să prevină orice alt efect colateral, cum ar fi contuziile.

De asemenea, se urmărește și adăugarea airbagurilor adiționale, inclusiv pentru uși. O problemă aparută este legată de airbagurilor pentru pasagerii din spatele autovehiculului deoarece montarea acesteora produce efecte în raportul cost/beneficiu. În acestă situație montarea unei centuri gonflabile poate reprezenta o soluție mai bunădecât un airbag. Pentru pasagerii din spate, poziționarea airbagurilor se va face pe spătarul scaunelor din față care sunt ajustabile, fapt care determinăun grad ridicat de complexitate pentru proiectarea și execuția tehnologiăa pentru a asigura păstrarea unghiului corect.

Pe lângă aceste aspecte, au fost aduse modificări atât în întărirea structurii autovehiculului cât și în funcționalitatea mecanică a centurii de siguranță. De altfel, și scaunul autovehiculului a devenit o piesă importantă de luat în calcul pentru securitatea pasivă, acestea suferind o serie de modificări majore astfel încât în caz de accident vătămarea corporala a ocupantului să fie cât mai redusă. În cazul accidentelor foarte dure, dacă scaunul cedează atunci pasagerul poate fi ejectat chiar dacă purta centura de siguranță

Majoritatea producătorilor optează pentru sistemul centură de siguranțăcu pretensionare, care fixează pasagerul în scaun la sesizarea oricărui șoc. Acest sistem este problematic deoarece nu s-a reusit înca obținerea unor rezultate satisfăcătoare în conformitate cu testele federale de siguranțăFMVSS.

Ingineria siguranței pasive diferă de la producător la producător astfel că fiecare constructor are o viziune proprie asupra tipului de structură de șasiu și de modul de deformare al acestuia, unii optând pentru o structură foarte rigidă și cu un grad de deformare ridicat pentru partea frontală a autovehiculului. În funcție de șasiu se adoptă metoda care să confere siguranță în interiorul habitaclului.

Proiectarea și producerea manechinelor pentru coliziune reprezintă o mică industrie cu un înalt nivel tehnologic. Aceste manechine permit producătorilor măsurarea efectelor unei coliziuni și realizarea unor vehicule mai sigure.

Proiectarea și producerea de manechine pentru coliziuni, care permit producătorului realizarea unor vehicule mai sigure a devenit o mică industrie, însă de înalt nivel tehnologic. Principalii producători mondiali sunt First Technology, o campanie britanică, care are o sucursală, inclusiv o fabrică, în Plymouth și Robert Denton Inc. din USA. Manechine complete și părți de rezervă se livrează în aproximativ 500 de unități pe an. Sunt disponibile șase dimensiuni ale manechinelor – toate variante de Hybrid III – manechine copii în diferite faze pentru testarea scaunelor destinate lor, manechine pieton și manechine pentru coliziunile laterale în diferite variante. Inițial, copiii manechin au avut tendința de a nu fi decât un “sac de fasole”, dar First Technology a dezvoltat un model foarte instrumentat CRABI (Child Restraint and Air-Bag Interaction dummy), acest manechin simulând un copil în vârstă de 6 luni. În acest moment un manechin Hybrid IV (THOR) este în cercetare și dezvoltare în cadrul unui contract al Departamentului Transporturilor USA și Universitatea din Michigan.

Chiar dacă au devenit foarte sofisticate aceste manechine înăa nu reușesc să simuleze în întregime corpul uman. Elementele esențiale pentru un manechin sunt greutatea și centrul de greutate. Creierul uman fiind un organ foarte complex, cu multe necunoscute, nu a putut fi reprodus pentru a putea fi simulate efectele asupra acestuia în caz de impact, dar se pot măsură accelerațiile unghiulare și liniare la nivelul capului.

Pentru a obține rezultate cât mai relevante și performante, First Technology experimentează dezvoltarea unor manechine cu oase din fibră de carbon sau asemănător modelului Kevlar, una dintre cele mai renumite fibre sintetice. Aceste materiale au capacitatea de a simula într-o măsură mult mai apropiată de realitate care sunt efectele rezultate prin acțiunea unor forțe de zdrobire. De asemenea, aceste materiale se încadrează mai bine în parametri dintre greutate și densitate.Apariția acestor tehnologii au creat în domeniu posibilitatea dezvoltării unor aplicații moderne și sofisticate, cum ar fi cutia toracică din materiale compozite, manechine cu mai multe canale. O altă direcție de dezvoltare are în vedere realizarea manechinelor pentru testarea în coleziuni și răsturnări laterale, numiți manechini oblici.

Din punct de vedere al durabilității trebuie menționat faptul că în realizarea unui manechin există o diferență între biofidelitatea și durabilitatea unui manechin. De regulă, cu cât este mai biofidel un manechin, cu atât el devine mai puțin fiabil, iar aceste materiale compozite ar trebui să mărească durabilitatea odată cu menținerea biofidelității.

Un procedeu important în proiectarea auto este simularea computerizată apreciată mai ales pentru faptul că scurtează programul de cercetare și sunt mai economice din punct de vedere financiar. Cu toate acestea, companiile recurg la ambele metode de testare, considerându-le mai de grabă complementare. Dintre toate tipurile de testări, cel mai aplicat este testul de impact al toracelui în condițiile unei viteze de 24 km/h. În acest test calculul de rezistență al cutiei toracice se măsoară prin înmulțirea accelerației blocului de test cu masa blocului de test, iar în final prin intermediul unui traductor se măsoară comprimarea coastelor. Astfel, simularea testelor fizice în completarea celor realizate prin simulare pe calculator sunt aproape întotdeauna necesare pentru obținerea rezultatelor vizate.

Totodată, principalii actori de pe piață (First Technology, Robert Denton etc)au remarcat interesul companiilor constructoare de autovehicule pentru dezvoltarea și folosirea unor manechine pietoni.

Eforturile depuse de către producătorii de autovehicule și de specialiștii companiilor în domeniul securității pasive a vehiculelor nu au fost niciodată atât de mari, și reflectă interesul public în privința fiecărui aspect.

Sisteme de protejare a vieții pasagerilor unui autovehicul

În anul 1952, în Statele Unite, I.W. Hetrick a brevetat un sistem gonflabil care în cazul unor decelerații mari ale autovehiculului se umflă automat. La un an distanta, R. Hodges a brevetat un sac gonflabil care era poziționat pe planșa de bord a autovehiculului. Sistemul utiliza butelii de gaz sub presiune, iar în cele din urmă după diferite îmbunătățiri, airbagul, a fost preluat de către marii constructori americani de automobile dar și de Mercedes-Benz. În Statele Unite mai ales, airbagul are o importanță deosebită deoarece centura de siguranțănu este obligatorie.

Punctul de pornite pentru generalizarea sistemelor de siguranță în habitaclu este marcat în anul 1981 de către Mercedes-Benz care introduce pentru prima oară sistemul airbag pe modelul S-Class. Tendinta este confirmată câțiva ani mai târziu, odată cu apariția modelului R 19 de la Renault dotat cu sistem airbag.

În Statele Unite nefiind obligatorie purtarea centurii de siguranță, proiectanții au trebuit să dezvolte saci gonflabili de volum mai mare: 70 de litri pentru șoferi și 130-180 de litri pentru pasageri. Din cauza volumului mare, acesta prezintă un pericol foarte mare pentru ocupanții care au capul sau toracele în apropierea airbagului datorită violenței cu care era umflat acesta. Aceasta situație apare foarte frecvent în cazul frânării bruste dinaintea impactului, fiind extrem de periculoasă pentru persoanele de talie mică.

Renault a optat pentru un model de airbag cu un volum mic cuprins între 30 și 60 de litri pentru conducătorul auto și 80-100 litri pentru pasager pentru a evita pericolele prezentate mai sus.Împreună cu centura de siguranta, acest airbag este foarte eficient și nu prezintă alte pericole la adresa ocupanților.

În figura 3.2 se prezintă soluția aleasă de către Mercedes-Benz pe modelul E-Class pentru protecția pasagerului utilizând airbaguri și centuri de siguranță.

Sursa: Mercedes

Fig.3.2. 1 – senzori frontali; 2 – airbag în două trepte pasager față; 3 – dispozitiv de declanșare cu senzor; 4 – recunoaștere prezență pasager, cu clasificare greutate și recunoaștere automată scaun pentru copil; 5 – sensor suplimentar pentru airbag lateral(sidebag); 6 – sidebag în scaun; 7 – pretensionare cu limitator de forță adaptiv; 8 – airbag geamuri(windowbag); 9 – sidebag locuri spate; 10 – pretensionare cu limitator adaptiv spate; 11 – airbag în două trepte conducător.

Trendul în domeniul siguranței pasagerului este spre airbaguri inteligente. În cazul airbagurilor inteligente umflarea acestora se face mult mai precis și progresiv. Airbagurile viitorului vor avea în componența acestora senzori cu ultrasunete sau infrarosu și senzori de greutate ce vor permite controlarea gradului de umplere al sacului cu gaz în funcție de mai mulți factori cum ar fi poziția pe scaun și greutatea ocupantului.

În privința generatoarelor de gaz se urmărește utilizarea altor combustibili solizi, evitând astfel folosirea azidei de sodiu(NaN3). Această substanță este una foarte toxică și ridică probleme mari în protejarea mediului.

O nouă tehnologie care săînlocuiască generatoarele pe gaz, pe bază de azotură de sodiu, este dezovoltata. Aceasta tehnologie oferă un randament mai bun din punct de vedere al volumului de gaz generat.

Cel mai mare dezvoltator al tehnologiei airbagurilor din punct de vedere al cotelor de piață este Autoliv. Autoliv este lider european și în domeniul centurilor de siguranță. Pentru dezvoltarea sistemelor de siguranțănecesară fiecărui autombil în parte, Autoliv, dispune de 9 centre de dezvoltare și cercetare.

În România, Autoliv deține fabrici în Brașov, Lugoj, Sfântu Gheorghe, Reșița și Onești, județul Băcău, cea din urmă fiind deschisă de suedezi în primul trimestru din 2017. Pe lângă unitățile de producție a componentelor auto, suedezii mai dețin la nivel local centre de inginerie și dezvoltare în Brașov, Iași și Timișoara, dar și un centru european de competențe IT și numeroase funcții suport pentru subsidiarele Autoliv din România și din Europa, potrivit unor informații anterioare.

„Autoliv România are în prezent 11.300 de angajați și estimăm că vom finaliza anul în curs cu aproximativ 11.480 de oameni, prin creșterea personalului din departamentele de producție și inginerie, în vederea implementării proiectelor noi din 2018. Situațiile financiare pe 2017 nu au fost încă finalizate, astfel că nu putem comunica valoarea cifrei de afaceri și a investițiilor realizate“, au declarat oficialii Autoliv România.

Compania Autoliv România a realizat în 2016 o cifră de afaceri de peste 3,5 miliarde de lei (787,5 milioane deeuro), un profit net de aproximativ 114 milioane de lei (25,3 milioane de euro), cu un număr mediu de 8.961 de angjați, potrivit site-ului Ministerului Finanțelor. Rezultatele financiare obținute de suedezi au clasat compania Autoliv pe locul doi în topul celor mai mari producători de componente auto din România în 2016, după Continental.

Autoliv produce în fabricile locale centuri de siguranță, chingă pentru centurile de siguranță, generatoare de gaz pentru airbag, module de airbag, dar și airbaguri și volane, în principal pentru piețele externe, pentru clienți precum BMW, Volkswagen, Renault sau Ford, potrivit unor informații furnizate anterior de companie.

Subansamblele sistemelor de reținere și protecție a pasagerilor.

3.2.1 Concepția sistemului de reținere.

Proiectarea sistemului de reținere se face ținând cont de următoarele cerințe:

activarea sistemului de reținere numai în cazul unui șoc suficient de violent;

optimizarea sistemului de reținere;

neagresivitatea sistemului de reținere în cazul activării în configurații nenominale (ex: activarea airbagului când capul este întors).

Declanșarea sistemului de reținere cu pretensionare și a airbagului sunt independente unul față de celălalt și depinde de violența șocului. Cele două sisteme se activează după criterii diferite. În timp ce sistemul cu pretensionare se activează atunci când sistemul de detecție constată că violența șocului necesită utilizarea acestuia, sistemul airbag se declanșează și trebuie să fie umflat în momentul în care pasagerul îl loveste.

Activarea sistemului de pretensionare se face atunci când autovehiculul întâmpină unșoc echivalent cu un impact contra unui zid rigid la o viteza între 10 și 15 km/h, iar sistemul airbag se activează la un șoc echivalent cu impactul cu un zid rigid la o viteză de 20 km/h.

Optimizării sistemului de reținere îi corespund trei faze :

Simularea pe calculator;

Încercări dinamice tip catapultă (pe sanie);

Încercări pe vehicul.

Prin simulări pe calculator se pot optimiza sistemele de reținere. Aceste simulări se faccu programe specializate Madymo,Pam Safe. Folosirea acestor softuri permite simularea decelerației apărute în cazul unui impact real asupra unui habitaclu în care sunt ocupanți. Un alt avantaj al simulării pe calculator este ca se poate optimiza siguranță pasagerilor prin simularea diferitelor sisteme de reținere și a mai multor configurații la un cost redus.

Încercările de tip catapultă vin în completarea simulărilor pe calculator, acestea validându-le pe cele din urmă. Aceste încercări presuspun un șasiu rigid care este supus la decelrările apărute în habitaclu în timpul unui șoc real. Șasiul este echipat cu elemente din caroseria vehiculului și cu manechine ce simulează ocupanții.

După ce sistemul de reținere este optimizat prin încercări dinamice, se vor face încercări și pe autovehicul. Incercările constau în supunerea a 5-10 autovehicule echipate cu sisteme de retine la teste de coliziune, având o configurație de impact apropiată de realitatea rutieră.

Pe lângă dezvoltarea modului de reținere a pasagerilor, se mai execută și o serie de incercări de tipul Out of Position. Acestea au rolul de a asigura că sistemul nu acționează agresiv, în special airbagul, în momentul acționăriiatunci când ocupantul nu se poziționează corect în interiorul habitaclului.

3.2.2 Regulamente și directive în vigoare.

Sisteme de reținere frontală trebuie să respecte următoarele directive:

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);

Constructorul trebuie sățină cont și să respecte aceste reglementări pentru fiecare din vehiculele comercializate de acesta. Procesul de omologare se susține de către constructor la Ministerul Transportului. Conformitatea constructorului cu aceste reglementări este verificată în laboratoare autorizate internațional (CESAR- Romania) prin efectuarea mai multor încercări.

3.2.3 Ansamblul centură de siguranță

Generalități

Prin menținerea pasagerilor în scaun în timpul unui impact cu ajutorul unor sisteme de reținere, s-a constatat că rata accidentarilor grave s-a redus considerabil. Aceste sisteme de reținere poartă numele de centură de siguranță. La început dotarea autovehiculelor cu centuri de siguranțăeste opțională. Cu trecerea timpului și datorită faptului că sistemul a fost perfecționat, utilizarea acestuia a devenit obligatorie în majoritatea tărilor în momentul de față.

Ca multe alte sisteme adoptate de industira automotivă din industria aviației, și centura de siguranțăa fost folosita prima oară în aviație. Modelele inițiale aveau doar două puncte de prindere și constau printr-o chingă pozițonată peste abdomenul pasagerului, de unde și numele centura de siguranță în două puncte. Cu timpul acest sistem a fost îmbunătățit, chinga trecând atât peste abdomenul pasagerului cât și peste umărul acestuia. Acest sistem s-a numit centura de siguranță în trei puncte. O categorie aparte este alcătuită din centurile de siguranțăcare se folosesc în automobilele de curse, acestea fiind centuri de siguranțăde tip ham.

Modul de funcționare a centurii de siguranță:

Retractorul acționat mecanic

Centura de siguranță este alcatuită dintr-o chingă care este conectată la un mecanism retractor. La un capăt al chingii se află elementul central al mecanismul retractor numit ax sau bobină (mosor). Mecanismul retractor are într-o parte un arc care acționează cu o forță mare de rotație asupra axului. Mosorul se rotește în sens antiorar în momentul extragerii chingii din retractor. Această rotire a mosorului duce la tensionarea arcului elicoidal. Această tensionare face ca arcul să tindă spre forma inițială, opunându-se derulării centurii și astfel chinga stă fixă pe pasager.

În partea opusă a arcului elicoidal, retractorul are un mecanism de blocare, acesta blochează axul în momentul unei coliziuni. Prin blocarea axului chinga este fixă și astfel pasagerul nu poate să se deplaseze din scaun.

Pentru blocarea axului se folosesc două mecanisme:

Sistemul de înclinație, aceste sistem este declanșat de mișcarea autovehiculului;

Sistemul de decelerare, acest sistem este declanșat de mișcarea centurii propriu – zise.

Sursa Howstuffworks

Fig. 3.3. Retractor al cărui sistem de blocare este format dintr-un pendul

Prima categorie, blochează mișcarea mosorului în momentul în care autovehiculul decelerează brusc. În se prezintă schematic această versiune de sistem de blocare.

Mecanismul de blocare este alcătuit dintr-un pendul. În momentul în care autovehiculul tinde să se încline la un unghi mai mare decât cel prevăzut de normele auto, indiferent de motiv, pendulul iese din poziția acestuia actionând un zăvor care angrenează cu sectorul dințat clipsat de pe axul retractorului. Prin acționarea zăvorului se blocheazămișcarea de rotație în sens antiorar al axului până în momentul în care tensiunea din chingă scade. După disiparea tensiunii din chingă sectorul dințat se va roti în sens orar iar zăvorul va ieși din angrenare. Acest sistem garantează siguranță unui pasager în timpul rostogolirii autovehiculului deoarece chinga rămâne blocată atâtă timp cât pendulul este în afara locașului acestuia.

Al doilea tip de mecanism de blocare stopează mișcarea de rotație 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 rotație a acestuia.

Partea principală a acestui tip de mecanism de blocare este o pârghie cu gheară care se rotește sub acțiunea forței centrifuge – pârghia montată pe mosor are o mișcare de rotație proprie în jurul unui ax și o alta, tot de rotație, împreună cu mosorul. Când mosorul are o viteză de rotație mică pârghia nu se rotește în jurul axului pe care este articulată, un resort menținând-o în poziția inițială. Dacă viteza mosorului este mare, se derulează brusc centura, forța centrifugă care ia naștere datorită masei pârghiei, în capătul opus celui de fixare prin resort, va genera o mișcare de rotație a acesteia în jurul axului pe care este montată. Capătul liber al pârghiei va acționa asupra unei came montate în carcasa retractorului. Cama este conectată cu un clichet prin intermediul unui știft. Dacă cama se deplasează spre stânga, știftul se va deplasa într-o decupare a clichetului, aducându-l pe acesta în angrenare cu sectorul dințat atașat de mosor și împiedicând mișcarea de rotație, în sens antiorar, a mosorului, deci derularea centurii.

Retractorul cu blocare comandată electronic

Acest rectractor este pozitionat pe spătarul scaunelor care sunt dotate cu centuri de siguranță. Acest tip de mecanism intră în funcțiune în momentul în care sistemele clasice de blocare a retractorului nu sunt în stare de funcționare.

Acest retractor se blochează în următoarele cazuri:

În cazul unei decelarații care să depășească un anumit prag setat,

În urma declanșării elementelor pirotehnice din componența sistemelor de siguranță,

Înclinarea peste un anumit prag setat al autovehiculului.

Sursa Renault

Fig. 3.4. Schema captorului pentru blocarea mecanismului retractor (jos); retractorul cu comandă electronică (sus)

Datorităintegrării unui senzor optic în modulul electronic, acesta funcționează ca un sistem autonom. În momentul unui impact în urma căruia se declanșează sistemele pirotehnice, retractorul centurii de siguranțăeste blocat printr-o comandă trimisă de la calculatorul airbagului.

Cu ajutorul acestui sistem calculatorul poate determină starea autovehicului, în termini de deceleratie și înclinare. Acest sistem, numit captor optic, este alcăutit dintr-o sferă 3, poziționatăîntr-un scaun conic 2. În cazul în care această sferăîși părăsește poziția de repaus în urma unor accelerări sau înclinări ale vehiculului, celula optică 1 trimite un semnal către modulul de comandă. Acest semnal are rolul de a bloca centura de siguranță.

Metoda de funcționare a acestui sistem este următoarea: electromagnetul retractorului 2 este alimentat cu curent, poziția b, deci resortul 1 este tensionat și parghia 3 nu intră în angrenare cu roata dințată 4. În această poziție b, retractorul permite mișcarea liberă a chingii centurii de siguranță.

Dacă sfera își părăsește poziția de echilibru din scaunul conic atunci captorul optictrimite un semnal de întrerupere a energiei electrice către electromagnetul 2. În această situație arcul o să tindă să revină într-o poziție detensionată, această detensionare angrenează parghia 3 cu roata dințată 4 poziția a. În această pozitie a, retractorul se blochează și nu permite extragerea chingii.

Mecanismul de pretensionare a centurii de siguranță

Centurile de siguranță clasice au o eficiență limitată datorită principiului de funcționare.

În momentul în care chinga este tracționată aceasta se tasează pe axul retractorului. Tasarea poate însemnă până la 70 mm în cazul unui șoc sever și mai mică în cazul șocurilor mai ușoare. Această tasare se traduce printr-o deplasare mai mare a pasagerului față de scaun și reduce distanță dintre capul pasagerului și volan sau bordul mașinii.

De asemenea, există și un joc între centura și corp, acest joc are ca rol sporirea confortului ocupantului dar produce același efect de mai sus.

Prin pretensionarea centurii în momentului unui șoc se reduc cele două efecte. Pretensionarea centurii mai are un avantaj și anuma acela ca reduce riscul de submarinaj, efectul prin care pasagerul alunecă pe sub centura. Acest fenomen apare în cazul unui impact frontal.

Forța concentrată în centură este repartizată dinspre bazin spre coloana vertebrală.La aceastăsarcină,coloana nu poate rezista. Ideal este menținerea bazinul ocupantului de către centura de siguranțăcare are în plus anumite bosaje specifice de protecție.

Pretensionarea are ca principal rol eliminarea oricărei stări de detensionare a chingii centurii de siguranță, mulând astfel chinga pe corpul pasagerului. Această pretensionare, prin forța cu care actionează, pozitioneaza pasagerul în poziția optimă pe scan, în cazul unei coliziuni. Acest sistem este proiectat pentru a lucra împreună cu mecanismele clasice destinate blocării centurii.

În prezent există mai multe modele de pretensionare, unele tensionează sistemul, tragându-l înspre inapoi, altele rotesc doar axul retractorul trăgând chinga înapoi în retractor.

Aceste pretensionări sunt conectate la aceeași unitate electronică care controlează și airbagul. În momentul unui impact, decelarația va depăși un anumit prag stabilit. În urma depășirii acestui prag procesorul trimite un semnal de activare către pretensionare și apoi un alt semnal către airbag. Exista o diversitate de sisteme de pretensionare, unele fiind pe baza de motoare electronice, iar cele mai des utilizate sunt cele pirotehnice.

Pretensionarea pirotehnică are ca element principal camera de ardere. În interiorul camerei de ardere se află un generator de gaz(MGG –micro gas generetor). Generatorul de gaz este declanșat prin intermediul a doi electrozi conectați la calculatorul mașinii (ECU).

În continuare se vor prezenta un sistem pretensioner care acționează prin tragere asupra închizătorului centurii de siguranță și un sistem integrat în mecanismul retractor al centurii de siguranță.

Pentru primul model, principalele subansamble ale sistemului de pretensionare sunt:

generator de gaz pe bază de propergol;

piesa metalică de fixare;

cablu de tracțiune cu piston;

Sursa Autoliv

Fig. 3.5 Pretensioner care acționează asupra închizătorului centurii

Pretensionarea funcționează prin aplicarea unui impuls electric transmis de sistemul de detecție care declanșează combustia. Prin combustia propergolului în câteva milisecunde se produce un gaz sub presiune care antrenează un piston aflat într-un cilindru. Prin antrenarea pistonului închizătorul centurii este tras în jos. Deplasarea închizătorului anulează plusul de chingă, iar după deplasarea inchizatorului în jos un zăvor blochează cablul astfel încât să poată prelua sarcinile din centură.

Timpul de declanșare este cuprins în intervalul 10-20 milisecunde de la începutul impactului.

Acest prag de activare este echivalent cuun șoc frontal cu un zid de beton la o viteză de 12 km/h.

Pretensionarea dureaza aproximativ 5 milisecunde.

Fig. 3.6 poziția închizătorului centurii înainte și după acționarea pretensionerului

Pretensionarea are o cursa de 60 mm pentru pretensionerul din generația a doua iar pentru cel din generația a treia această pretensionare ajunge la 100 mm.

Forța introdusă în sistem în urma pretensionării este de 350 daN. Efortul care apare în urma unui impact cu un zid solid la o viteza de 57 km/h este de 1800 daN.Cantitatea de explozibil necesară detonării este de 700 mg.

În urma unui șoc, procesorul modulului de comandă aplică electrozilor o tensiune, rezultând o scânteie. Această scânteie aprinde materialul exploziv, care prin combustia sa genereazăo anumită cantitate de gaz. În urma detonării materialului exploziv, are loc o creștere a presiunii în camera de ardere, presiune care aplică o anumită forță asupra unui piston.

Pentru pretensionarele care acționează asupra axului din retractor, .6, tensionarea chingii se face prin declanșarea microgeneratorului de gaz 1. În urma deflagratiei bilele sunt proiectate printr-un tub de ghidare 2. Datorită mișcării cu viteză a bilelor coroană de pretensionare 4 este antrenatăîntr-o mișcare de rotație.Această coroană de pretensionare este fixată de axul retractorului, care prin rotire tensionează chinga. Bilele sunt reținute într-un colector. Colectorul are rolul de a împiedica ajungerea bilelor în habitaclul mașinii și transformarea acestora în proiectile.

Fig. 3.7 Schema mecanismului de pretensionare integrat în retractorul centurii de siguranță. 1 Generator pirotehnic.2Tub de proiectare.3Cameră de recuperare.4Coroană de pretensionare.

Limitatorul de efort

În caz de șocuri puternice, centura de siguranță poate produce leziuni grave ocupanților. În funcție de deplasarea datorată inerției, gradul acestor leziuni produse de centură sunt tot mai puternice.

Pentru a contracara aceste leziuni survenite pasagerilor, unele centuri de siguranță folosesc un sistem numit limitator de efort. Acest limitator de efort are ca principal rol reducerea tensiunii din chingă, dacă asupra acesteia acționează forțe mari.

Un astfel de sistem constă în fabricarea chingii prin aplicarea unor pliuri cusute. În momentul unui impact pliurile din chingă se vor descoase treptat iar chinga se va alungi disipând forțele din chingă. Prin descoaserea acestor pliuri forțele care acționează asupra toracelui ocupantului vor fi reduse.

Un alt sistem de limitare a efortului are ca și componente o bară de torsiune în interiorul axului retractorului. Un capăt al barei de torsiune este fixat în mecanismul de blocare iar celălalt capăt este fixat în axul retractorului. Bara de torsiune nu se va deforma în cazul coliziunilor ușoare dar va permite blocarea axului de către mecanismul de blocare. În cazul coliziunilor puternice bara de torsiune se va torsiona permițând rotirea axului, acesta la rândul său permițând exatragerea chingii din interiorul retractorului puțin câte puțin.

Retractorulcare are în componență limitatoare de efort este format dintr-un retractor normal dar care are în plus sistemul de limitare a efortului figura 3.8. Sistemul este compus dintr-o bară de torsiune poziționată în axul retractorului(pe care se înfășoară chinga). Această bară este fixată la un capăt de ax, iar în celălalt capăt de portzăvor.

Fig. 3.8 Schema unui mecanism RLE cu bară de torsiune. 1 Știfturi. 2 Bobină.3 Bară de torsiune. 4 Port zăvor.5 Zăvor.

Prin tensionarea chingii, bara de torsiune se va torsiona și va absorbii o parte din energie, reducând astfel efortul aplicat toracelui. În funcție de efortul pe care centura îl aplică asupra toracelui se proiectează diametrul și materialul barei pentru a obține rezultate satisfăcătoare.

Retractorul cu limitare de efort intră în funcțiune după 40-60 milisecunde de la declanșarea impactului, oprindu-se pe la 80-120 milisecunde.

Acest sistem este proiectat pentru a reduce forța care acționează asupra umărului la valori cuprinse intre 4 și 6 kN. Acest sistem permite extragerea din retractor a 300 mm de chinga în cazul unui impact.

Ajustarea înălțimii de prindere a centurilor. Centuri de siguranță ancorate de scaun.

Sistemului de reglare a înălțimii punctului de prindere pe stâlp a centurii de siguranță, conferă un confort sporit pasagerilor de talii diferite de cea medie și asigură un plus de protecție prin asigurarea funcționării corecte a centurii de siguranță.

Prin prinderea acestor sisteme de structura de rezistență a autovehicului, acestea capătă o multitudine de avantaje față de modelele clasice. Printre avanateje se pot enumera, o mai bună poziționare a chingii care trece peste umărul pasagerului în jurul corpului, iar în cazul răsturnării autovehiculului în urma unui accident se reduce riscul ca pasagerii să lovească plafonul cu capul.

Sursa Skoda – manual de utilizare

Fig. 3.9 Mecanism de reglare a punctului de prindere a centurii pe stâlp

În cazul în care chinga care trece peste umărul ocupantului este prinsă de spătarul scaunului atunci trebuie acordată o atenție sporită modului de prindere a scaunului de podeaua automobilului.

Sursa Autoliv

Fig. 3.10. Centură de siguranță ancorată de structura scaunului

Traumatismele cervicale de tipul „whiplash” apar în urma coliziunilor în lanț, într-un mediu de circulație continuă. Impactul în urma acestei carambol este de obicei la viteze de 10-20km/h. Comportamentul gâtului în timpul unui impact din spate a fost studiat. În timpul impactului corpul este reținut de spătarul scaunului în timp ce capul se deplasează orizontal și înapoi, orpindu-se în tetieră.

În cazul în care tetiera nu este suficient ridicată sau este prea înclinată, capul antrenează gâtul într-o mișcare de arc de cerc spre înapoi. În urma unui astfel de eveniment pasagerul poate să sufere mai multe traumatisme, vătămarea ligamentelor, vaselor sangvine și chiar și centri nervoși. Poziționarea tetierei este crucială pentru a garanta protecția optimă, aceasta trebuie să fie cât mai aproape de cap și suficient de înaltă.

Tetierele active sunt proiectate și produse special pentru a combate riscurile de vatamare prezentate mai sus. Tetiera functioneaza pe un principiu mecanic, aceasta ridicandu-se și deplasandu-se simultan atunci când partea superioara a torsului ocupantului impinge în scaun în urma unei coliziuni din spate. Acest mecanism este realizat de un sistem montat în interiorul spatarului scaunelor din fata. Datorită acestui sistem distanța dintre capul pasagerului și tetieră este micșorată, rezultând o tensiune în zona cervicală redusă.

Acest sistem cântărește aproape un kilogram și datorită poziționării sale în partea superioară a spătarului permite amplasarea airbagului lateral puțin mai jos. Mișcarea tetierei este una repetitivă nefiind necesarăînlocuirea acesteia în urma unui impact. În timpul impactului tetiara poate ajunge la o deplasare de 20 mm pe verticală și deplasarea de avansare poate depăși 60 mm.

Pentru omologarea acestui nou sistem de protejera a gâtului în caz de impact, încercările au fost efectuate la o viteză cuprinsăîntre 8-22 km/h. Pentru a putea determina cu exactitate forțele de forfecare de la nivelul gâtului a fost folosit un manechin Hybrid III special modificat pentru aceste teste. Au fost înregistrate pe scara NIC (criteriul de traumatism cranian- neck injury criterion) fortele care acționează asupra capului în raport cu torsoul.

Respectivul criteriu, chiar dacă nu reprezintă o normă oficială, a fost stabilit la un indice de 50 de către comunitate științifică. NIC 50 reprezintă o deplasare de 50 mm, de la această valoare statistic pot apărea pericole la nivelul gâtului. Acest sistem, prin implementarea sa a contribuit la reducerea cu aproximativ 60% din leziunile cervicale.

O eficiență bună a tetierei este atinsă dacă aceasta se aflăîntr-o poziție corectă.Poziția corectă constă în asigurarea că muchia superioara a tetierei și vârful capului pasagerului vor fi întotdeauna cel puțin la același nivel.

Ansamblul AIRBAG

Noțiuni de bază

Orice corp sau obiect aflat în miscare are un moment de inertie, și deci tinde să își mențină viteza și direcția. Acest obiectîși continuă deplasarea dacă asupra sa nu acționează o forță exterioară. Automobilul în circulație este privit ca un ansamblu de obiecte, acest ansamblu incluzând atât automobilul propiru-zis, obiectele existente în acesta cât și pasagerii.

În timpul unui impact aceste obiecte o săîși mențină mișcarea și deci trebuiesc impiedicate în a-și continua deplasarea.

Pentru a opri un obiect aflat în mișcare, asupra acestuia trebuie acționat cu o forță pentru o anumită perioadă de timp. În timpul unui impact, dat fiind faptul ca apare schimbarea bruscă a stării automobilului din mișcare în repaus, pasagerii nu se opresc odată cu autovehiculul și este necesară o forță foarte mare pentru a îi reține. Scopul sistemelor de reținere este de a ajuta la stoparea mișcării obiectelor sau ocupanților astfel reducând pagubele sau vătămările.

Rolul airbagului este acela de a face trecerea pasagerilor între starea de mișcare și cea de repaus fără a provoca leziuni acestora. Airbagul este montat între pasager și un alt obiect contondent, volan în cazul impactului frontal, ușa în cazul impactului lateral etc, iar acesta trebuie să se declanșeze în 0.01 secunde.

Sursa Volkswagen

Fig. 3.11Sistem de protecție cu 8 airbaguri: frontal, lateral-toracic, lateral-perdea

Airbagul este un ansamblu format din următoarele elemente:

Sacul, care este fabricat din fire naylon. Acesta este montat împachetat în volan, bord, uși sau scaune.

Comanda de umflare a sacului este dată de senzorul de impact.Când senzorul detectează o decelerație a automobilului echivalentă cu cea a unui impact dintre un vehicul și un zid rigid la o viteza de 16-24km/h, acesta dă comanda de umflare a scaului.

Sistemul este proiectat pentru a corespunde specificațiilor tehnicie ale automobilului. Airbagul este proiectat pentru a scăpa pasagerii de efectele coliziunii și de a nu produce alte leziuni.

În funcție de datele trimise de la senzorii de impact, microprocesorul sistemului de control al airbagului le va analiza și va declanșa airbagul dacă situația o impune.

Senzorii de impact au mai multe variante constructive: unii simt modificări de presiune, alții simt decelerarea. Acești senzori transmit unității de control un semnal electric care indică intensitatea undei de șoc produsă în urma coliziunii.

Pe baza informației primite de la un accelerometru, senzorul transmite un semnal către unitatea de control a airbagului. Acest semnal confirmăcă un impact a avut loc atunci când circuitul electric este închis datorită unui contact mecanic format dintr-o masă suspendată. Umflarea sacului rezultă din reacția chimică dintre NaN3 (azotat de sodiu) și KNO3 (nitrat de potasiu). Rezultatul acestei reacții este azotul sub forma gazoasă. Aceasta reacție este una exotermă și în urma exploziei rezultă umflarea sacului.

Sistemul care duce la umflarea sacului este alcătuit dintr-un combustibil solid, cu o viteză de ardere foarte mare și care generează un volum mare de gaz. Viteza cu care se umflă airbagul este de aproximativ 320 km/h. După aproximativ o secundă gazul este evacuat din sac prin niște orificii special proiectate pentru a putea permite dezumflarea acestuia și astfel permițând pasagerului să se miște. Sacul este dotat cu un șurub care permite evacuarea gazului dacă nu este lovit de pasager.

Sursa Daicel

Fig. 3.14 Generator de gaz pentru airbaguri frontale

Fig. 3.15 Principalele elemente componente ale unui sistem airbag

În figura de mai jos este prezentată unda de impact care a rezultat în urma coliziunii dintre un automobil cu viteza de 50 km/h și o bariera de beton. Pe grafic se poate observa că această undă are o durată foarte mică de doar 0.1 sec, momentul optim în care airbagul trebuie comandat să se umfle fiind marcat pe figură.

Dacă acest moment nu este nimerit perfect atunci pasagerul se poate alege cu răni foarte grave în urma ciocnirii dintre acesta și un airbag aflat în expansiune. Nici o deschidere prematură nu este de dorit deoarece aceasta duce la reducerea semnificativă a eficienței airbagurilor.

Fig. 3.16Succesiunea evenimentelor în caz de accident frontal, deschiderea airbagului.

În imaginea de mai sus se pot vizualiza diferitele etape derulate în cazul unui impact frontal. Aceste etape nu durează mai mult de o secundă. Airbagurile sunt proiectate astfel încât imediat după umflarea și atenuarea șocului pasagerului, acestea să se dezumfle într-un timp foarte scurt astfel pentru a facilita evacuarea automobilului. Declanșarea prea timpurie a airbagului are consecințe grave deoarece pasagerul o să lovească un airbag parțial dezumflat.

Sistemul de airbag este o parte importantă a securității automobilului și trebuie proiectat și executat foarte bine. Pentru o bună funcționare a acestui sistem esențial securității autovehicului, trebuiesc respectate următoarele reguli:

Pentru orice intervenție executată la sistemul airbag trebuie, fie că este înlocuirea airbagului sau doar a unor părți se vor folosi doar piese originaleși certificate de către producătorul automobilului. În urma unor coliziuni, airbagurile trebuiesc înlocuite. Aceste piese trebuiesc înlocuite doar cu piese și accesorii care au fost proiectate astfel încât să functioneze corect împreună cu restul sistemelor montate pe mașină.

În cazul accidentelor ușoare, care au rezultat cu avarierea unei părți a automobilului unde sunt montați senzorii de impact dar nu și declanșarea airbagaurilor, contează foarte mult piesele și calitatea reparațiilor. Orice modificare adusă mașinii modifică unda de impact și poate duce la declanșarea cu întârziere a airbagului, făcându-l inutil sau chiar periculos. Este posibil ca în urma reparațiilor să se declanșeze airbagul pentru un impact relativ ușor pentru care în mod normal sistemul nu s-ar activa sau este posibil ca acesta să nu se mai activeze deloc dacă partea reparată nu a mai fost conectată la restul componentelor.

Prin adăugarea altor elemente suplimentare cum ar fi Bullbar-ul se produce un șoc mult mai puternic în cazul coliziunilor deoarece acesta fiind atașat direct în șasiu, toată forța impactului este transmisă către părtile rezistente ale șasisului și nu se disipează prin deformarea părtilor componente ale automobilului. Aceasta rezultând în deschiderea prematură a airbagului sau chiar declanșarea atunci când nu este necesar.

Prin adăugarea kit-urilor de tunning, capota de carbon sau spoilere, acestea fiind mai ușoare vor modifica unda de impact și există riscul ca airbag-ul să se dechidă mult prea târziu sau deloc.

Principalele componente din compoziția unui airbag sunt componentele chimce, NaN3, KNO3 și SiO2. Amestecul acestor componenete este aprins de un impuls electric acesta ducând la o explozie, care va genera un volum de gaz bine stabilit care va umple sacul.

2 NaN3 –> 2Na + 3N2 (la 300° C)

Aprinderea azidei de sodiu(NaN3) generează o explozie care eliberează un volum precalculat de azot în stare gazoasă. Acest gaz va umfla sacul. În urma acestei reacții rezultă și o cantitate de sodiu solid, substanță care este periculoasă deoarece se aprinde instantaneu în contact cu apa. Pentru neutralizarea acestui pericol este necesară o altă reactie de oxidare-reducere care va elimina sodiul în stare solidă.

Fig. 3-17 Sistemul de umflare utilizează combustibili solizi și un dispozitiv de aprindere

Din prima reacție rezultă sodiu(Na), și nitratul de potasiu(KNO3) care în urma unei a doua reacții sau reacție secundară, generează o cantitate de azot.

10 Na + 2 KNO3 –> K20 + 5 Na2O + N2

Reacția secundară va genera o cantitate de azot. Această cantitate suplimentară de azot este în stare gazoasă. Această reacție mai generează și oxid de potasiu și oxid de sodiu(acestea sunt în stare solidă). Cele două substanțe în stare solidă vor intra într-o a treia reacție cu dioxidul de siliciu. Această reacție va forma un silicat alcalin, care chimic este stabil și inofensiv, deoarece nu are proprietăți inflamabile.

K2O + Na2O + SiO2

Pericolul din utilizarea airbagurilor este cauzat de substanta NaN3, o substanță care este foarte toxică, de 30 de ori mai toxică decât arsenicul. Fiecare generator de gaz conține aproximativ 100g de substanță. Cantitatea maximă de azida de sodiu admisă, cantitate care nu pune în pericol mediul de lucru este de 0.2 mg/m3 de aer. Folosirea acestei substanțe în fabricarea airbagurile ridică o problemă de mediu pentru viitor deoarece vor trebui recuperate toare airbagurile uzate.

Tot procesul de detonare și dezumflare a airbagului durează aproximativ 0.4 secunde. Acest timp este suficient pentru prevenirea apariției unor leziuni serioase pentru ocupanții autovehiculului. Pudra de talc este folosită de obicei pentru a păstra sacul airbagului pliat și lubrifiat.

Airbaguri dual-stage

Cele mai multe autovehicule construite după anul 2000 au în dotare un sistem de airbaguri frontale denumit "dual-stage" (in 2 trepte). Airbagurile dual-stage conțin 2 încărcături explozive care se pot declanșa independent (fie simultan fie decalat în timp).

Acest sistem este folosit atunci când pasagerul nu poartă centura de siguranță și o declanșare la presiune maximă ar cauza leziuni acestuia. Un microprocesor calculează care este cantitatea optimă de gaz necesară pentru a preveni apariția ranilor suplimentare. De asemenea, acest sistem este proiectat pentru a declanșa unul sau mai multe airbaguri la diferite presiuni pentru a preveni anumite situații periculoase la adresa pasagerilor, dacă un pasager este mai corpolent, sau dacă un pasager are o anumită afecțiune care necesită ajustarea presiunii.

Sistemul dual-stage față de cel single-stage este în faptul ca acesta are 2 încărcături explozive. Cele două încărcături sunt diferite din punct de vedere al incărcăturii explozive deoarece au roluri diferite. Una dintre aceste încărcături este mică iar cealaltă este mare. Raportul dintre cele doua încărcături este 30-70%. în momentul impactului, procesorul din unitatea care controlează sistemul airbag decide care dintre cele două încărcături să detoneze sau chiar ambele deodată. Deoarece timpul de detonație este foarte mic nu putem sesiza dacă a avut loc doar o explozie sau au avut loc ambele. O informație foarte prețioasă este aceea ca în anumite situații airbagul chiar dacă a fost declanșat se mai poate umfla încă o dată.

În cazul sacului cu volum mic calculatorul comandă un singur generator de gaz. Volumul sacului este limitat de niște cusături care rezistă la presiunea gazului. Prin declanșarea și a celui de al doilea generator de gaz sacul se umflă la capacitatea sa maximă.Dacă scaunul nu se afla într-o pozitie optimă, airbagul nu se va umfla la capacitate maximă.

Un contact montat pe șinele scaunelor permite unității care comandă airbagul să determinarea poziției scaunului.

Fig. 3.18 Airbagul cu umflare a sacului în trepte

Acest sistem este periculos pentru echipele de salvare sau oricine încearcă să acorde primul ajutor în caz de accident. La mașinile dotate cu airbaguri dual-stage nu ai de unde săștii dacă un airbag declanșat se mai poate activa și tocmai acest motiv se impun luarea unor măsuri suplimentare de siguranță. Deconectarea bateriei nu asigura 100% eliminarea riscului unei a doua activări a sistemului de airbag deoarece prin deconectarea bateriei începe procesul prin care condensatorii incep să se descarce și curentul scade încet. Din acest motiv este posibil ca pentru un interval de timp sistemul să fie activ și să declanșeze airbagurile.

Dezactivarea airbagului

Deoarece există posibilitatea ca anumite categorii de pasageri să fie răniți grav sau chiar uciși, categorii precum copii sau persoanele cu un fizic slab dezvoltat, NHTSA(Asociatia Nationala a Traficului pe Soselele din SUA) a elaborat un set de reguli în anul 1997 care impuneau constructorilor de autovehicule și constructorilor de echipamente destinate siguranței, dezvoltarea și utilizarea unor airbaguri care să dezvolte o forță de umflare a sacului cu aproximativ 20-35% mai mică decât cele standard.

Începând cu anul 1998 dealerii și unitățile de servisare autorizate pot să dezactiveze unul sau ambele airbaguri frontale dacă pasagerul poate fi încadrat în urmatoarele categorii de risc:

Pentru locul șoferului și cel al pasagerului aflat în dreapta – dacă persoanele prezintă afectiuni medicale pentru care umflarea sacului este mai periculoasă decât impactul în absența acestuia.

Pentru locul șoferului – dacă prin poziția acestuia la volan nu se poate asigura o distanță minimă de 25 cm între piept și capacul sub care este airbagul

Pentru locul pasagerului aflat în dreapta șoferului – dacă acele persoane trebuie să transporte copii în vârstă de până la 3 ani.

Unitatea electronică de comandă – Arhitectură și funcționalitate

Calculatorul central, montat pe tunelul caroseriei și având forma unei cuti electronice, are următoarele funcții:

Captarea semnalului de impact;

Sesizarea tipului de impact (frontal, rostogolire, lateral)

Sincornizarea declanșării airbagurilor și pretensionărilor astfel încât acestea să se producă la momentul oportun.

Fig. 3.22 Procesorul sistemului airbag

Exită două tipuri de module electronice, având funcții și grade de complexitate diferite. Primul și cel mai simplu modul conține senzorii pentru airbag și pretensionare, partea electronică care monitorizează declanșarea airbagurilor și sistemul de declanșare. Al doilea modul electronic este mai complex și conține senzori electromecanici de securitate, un accelerometru și un decelerometru, circuitul de aprindere, circuit de diagnosticare și de memorare a defecțiunilor apărute, un acumulator pentru a avea o rezervă de energie, o linie proprie de diagnosticare și un circuit care comandă un bec martor la bordul automobilului.

a

b

Fig. 3.21 Senzorul de decelerație: a cu mărcitensiometrice, b cu element piezoceramic

Senzorul decelerometru, va sesiza accelerația negativă. În fig. 3.21 sunt prezentate două tipuri de senzori, unul pe bază de marci tensiometrice, iar celălalt folosește un cristal piezoelectric.La modificarea bruscă a vitezei automobilului, masa seismică se va mișca, iar senzorul va genera un semnal de ieșire. Acest semnal de ieșire în cazul senzorului cu cristal piezoelectric este o sarcină electrică, iar în cazul senzorului cu marci tensiometrice va consta într-o modificare a rezistenței.

Circuitele electronice monitorizează și reactioneazăla aceste modificări atunci când este cazul, adică atunci când semnalul atinge un prag stabilit. Datorită faptului că diferența dintre cele două sisteme poate fi compensată prin metode software, acest sistem prezintă un avantaj major deoarece poate fi folosit pe orice model de autovehicul fără a necesita o proiectare specifică.

Senzorii trebuie să dispună de o sursă de energie independentă în cazul în care în momentul impactului bateria mașinii este distrusă. Această sursă autonomă provine de la un condensator de capacitate mare.

În cazul unui impact lateral se folosesc senzorii de presiune care au rolul de a detecta schimbările de presiune de la nivelul cavităților ușilor. Acești senzori dau semnalul care declanșează airbagurile laterale. Dispozitivul care sesizează presiunea este alcătuit din două cavități, una din aceste cavități este închisă și servește ca presiune de referință. În cazul unei coliziuni, o membrană siliconată se va deforma în urma variației presiunii externe, fapt care va genera o variație de rezistivitate. Cu acest senzor se pot măsură variații cuprinse între 20 și 200 milibari, generând un semnal echivalent de 160-180 dB.

Pentru aceste modele de senzori, firma Siemens a dezvoltat un criteriu de testare:

Impactul dintre biciclist și ușile laterale ale unui automobil;

Loviturile aplicate automobilului cu piciorul;

Folosirea de obiecte rigide pentru a deschide ușa;

Trântirea ușilor;

Test de sunet prin montarea unor difuzoare puternice atât în uși cât și în afara acestora.

Inhibarea eventuală a declanșării modulelor destinate pasagerului din dreapta conducătorului în funcție de informațiile primite de la sistemul detecție prezență pasager (DPP);

Indicarea pentru conducător a situației detectate de sistemul detecție prezență pasager (DPP) prin intermediul unui martor în tabloul de bord.

Tetiere active

Scaunele vechi care aveau o banchetă plană, în caz de coliziune puteau face ocupantul să alunece pe dedesubtul centurii de siguranță.

Pentru a evita această situație, numită imersiune, la banchete se adaugă o cantitate suplimentară de burete în partea anterioară sau li se oferă o înclinare mai mare contracarând cufundarea ocupantului și prin urmare și alunecarea acestuia pe sub centură.

Un alt element adăugat la scaune și care a evoluat este tetiera.

încă din anii 30 ai secolului al XX-lea s-a observat că un impact din partea din spate a vehiculului, contraforțele care acționează asupra ocupanților le-ar putea provoca răni în zona cervicală. Acest lucru se producea în special la vehiculele vechi, deoarece scaunele lor nu protejau suficient capul pasagerilor.Capul ocupanților în timpul unui impact din partea din spate a mașinii se deplasează înapoi pe deasupra spătarului. Într-o coliziune la doar 13Km/h capul se deplasează 45 cm; acest lucru este echivalent cu o accelerație de până la 7G în % de secundă provocând răni deosebit de grave în zona cervicală.

Pentru a evita acest lucru, în măsura posibilului, a fost dezvoltată tetiera reglabilă.Dacă este corect ajustată, tetiera are rolul de a diminua riscul de rănire.Chiar și cu acest element, există un număr mare de traumatisme cervicale cauzate de reglarea incorectă a tetierelor sau de faptul că acestea nu intră în contact cu capul.Pentru a reduce și mai mult numărul de răni cervicale, a fost proiectată tetiera activă.

Într-o coliziune posterioară a vehiculului, ocupantul este împins în spătarul scaunului. Astfel, crește presiunea asupra părții dorsale și lombare a scaunului.Această presiune este utilizată pentru a impulsa articulația tetierelor făcând ca acestea să se încline rapid înainte.Atunci când tetierele se deplasează, acestea se apropie de capul ocupantului reducând în mod semnificativ riscul de a suferi răni cervicale.

Fig. 3.22Tetiera activă.

Coloane de volan cu deformare controlata, pedale pliabile

În trecut, coloana de direcție a autovehiculelor era o bară din otel foarte robustă care în caz de coliziune frontală se deplasa spre interiorul habitaclului, ceea ce mărea riscul de a produce răni grave conducătorului auto.

În același timp, vehiculul era fabricat din materiale rigide, lucru care mărea de asemenea riscul rănirii.

În prezent, coloanele de direcție sunt dotate cu unul sau mai multe elemente telescopice care se retrag atunci când cutia de direcție este împinsă spre conducătorul auto.

Chiar și așa, în cazul unor accidente deosebit de grave, o coloană de direcție complet retrasă poate provoca răni conducătorilor auto.

Suporturile coloanei sunt dotate cu puncte de rupere forțată care permit o deformare specifică ce deviază elementul departe de poziția conducătorului auto.

Și volanele de direcție se deformează și deviază de la zona conducătorului auto în afara dotării cu un “cub suport care se retrage” care în caz de accident se deformează absorbind o parte a energiei care altfel ar putea ajunge la corpul conducătorului auto.

Fig. 3.23Coloana volan deformată în urma unui accident .

Numeroaselor studii privind coliziunile indică faptul că toate pedalele pot provoca răni în partea superioară și inferioară a picioarelor.

În cazul unor accidente grave, s-a observat faptul că partea inferioară și superioară a picioarelor pot fi lovite sau chiar pot fi prinse între podeaua vehiculului și pedale din cauza deplasării în spate a acestora.

Din acest motiv, grupurile de pedale sunt în prezent concepute astfel încât, în cazul unui accident deosebit de grav, să se îndepărteze de picioarele conducătorului auto.Materialul din care sunt fabricate pedalele sunt metale ușoare sau din material plastic pentru a se îndoi sau rupe în loc de a imobiliza picioarele conducătorului auto.

Fig. 3.24Pedala deformabilă. În caz de accident de retrage în sus, și se rupe ușor fiind din materiale plastice.

3.2.5.Sistem pentru oprirea motorului; deconectarea automata a bateriei

La vehiculele la care bateria este montată în interiorul habitaclului sau în portbagaj, se poate include un sistem de deconectare a bateriei în caz de accident.

Acest sistem de deconectare întrerupe conexiunea electrică între bateri, motorul de demaraj și alternator.Într-o situație de accident prin care s-ar putea produce un scurt-circuit la cablul care unește cele trei elemente, deconectarea evită posibile incendii.

În cazul unui impact din spate, activarea deconectorului se va produce dacă este necesară activarea pretensoarelor centurilor.

Practic pot exista două sisteme de deconectare a bateriei:

Detonator de deconectare a bateriei

Releu de deconectare a bateriei

Fig. 3-25Borna activa. Se deconecteaza automat în caz de accident

Poziția corectă de conducere.

În urma cercetărilor s-a demonstrat că o distanță cuprinsăîntre 5 și 9 cm față de volan prezintă riscuri majore. O poziție corectă în habitaclu în timp ce autovehiculul rulează este de aproximativ 25 cm între sternul conducătorului și centrul volanului.

Obținerea unei poziții corecte la bordul autovehicului se realizează prin ajustarea poziției executând următoarele manevre:

Se mută scaunul înapoi, astfel încât să se obțină o poziție bună de condus și un acces facil la pedale și comenzile de pe planșa de bord,

Se inclină ușor spătarul scaunul înspre înapoi,

Coloana volanului trebuie să fie orientată înspre pieptul conducătorului și nu înspre capul sau gâtul acestuia.

Declanșarea airbagului poate provoca leziuni grave sau chiar uciderea unui copil în cazurile în care acesta este prea aproape sau dacă nu este asigurat cu un sistem de reținere. De asemenea, copilul poate fi proiectat înspre planșa bordului atunci când autovehiculul frânează brusc. Toate acestea au creat un sistem de reguli diferit pentru copii.

Pentru protecția copiilor din autovehicul în urma studiilor au reieșit următoarele reguli:

Pentru copii cu vârsta până în 12 ani, aceștia vor sta doar pe scaunele speciale amplasate pe bancheta din spate și asigurați cu centura de siguranță

Pentru copii cu vârsta până în 1 an și o greutate sub 9 kg, aceștia nu au voie să stea pe scaunul pasagerului din dreapta șoferului dacă autovehiculul este prevăzut cu airbag frontal sau lateral chiar dacă sunt așezați în scaune speciale,

Persoanele cu vârsta intre 1 an și 2 ani, acestea pot sta pe scaunul pasagerului din dreapta conducătorului prevăzut cu airbag lateral doar în scaune special ancorate de scaunul vehiculului, iar acesta să fie deplasat cât mai înspre înapoi posibil.

Functionarea integrata a sistemelor de siguranta

Funcționarea în timpul unui impact:

În funcție de modul în care se produce un impact, unitatea de control a sistemului airbag decide ce elemente trebuie activate.

Fig. 3.26Unitatea de comandă a sistemelor de protecție.

Aceste elemente de activat nu trebuie să fie aceleași în cazul unei coliziuni frontale, laterale, oblice sau din spate.

În cazul unui impact frontal pot exista diferite scenarii pentru acționarea sistemului airbag.

În funcție de gravitatea accidentului, pot fi activate doar pretensoarele centurilor sau pretensoarele și airbagurile din față pentru conducătorul auto și însoțitor.

Senzorii de impact ai sistemului vor transmite un semnal de coliziune foarte scăzut la unitatea de control a sistemului care va evalua necesitatea de a activa pretensoare sau airbaguri.

Fig. 3.27Senzori de impact frontali.

Nu se va activa niciun element pirotehnic astfel încât centurile de siguranță sunt cele care vor menține ocupanții pe poziție.

Impact cu viteză medie

Dacă viteza de impact este medie, bara de protecție nu va fi suficientă pentru a absorbi energia cinetică absorbită parțial de zonele de deformare din structura vehiculului. În acest caz, senzorii de impact interni ai unității de control și/sau cei externi vor transmite un semnal la unitatea de comandă echivalentă cu forța impactului. Cu aceste informații unitatea de comandă va activa pretensoarele centurilor care vor reduce spațiul liber între centuri și corpul ocupanților.

Fig. 3.28Airbaguri declanșate în caz de accident.

Impact cu viteză mare

În cazul unui impact cu un element rigid la 60km/h vor treceJ 60 milisecunde de la începutul impactului până când vehiculul se oprește complet. În acest timp, ocupanții nu au timp de reacție și este mult mai mult decât timpul de care dispune sistemul pentru ca toate elementele să funcționeze. Exemplificare în cele ce urmează:

0 milisecunde

Survine impactul și bara de protecție începe să absoarbă energia impactului.

Sursa: Audi

Fig. 3.29Caroseria preia șocul în mod controlat.

10 milisecunde

Prin semnalele de coliziune captate de senzorii de impact ai sistemului și evaluate de unitatea de control, se activează atât pretensorul centurii conducătorului auto cât și cel al însoțitorului, ajustând centură la corpul conducătorului auto. În timp ce zonele deformabile ale structurii vehiculului continuă să absoarbă energia impactului.

Fig. 3.30Umflarea airbagului – 45 milisecunde.

15 milisecunde

Se activează detonatoarele airbagului conducătorului auto și al însoțitorului. Zonele deformabile continuă să absoarbă energie.

50 milisecunde

Airbagul conducătorului auto s-a umflat de tot și corpul conducătorului auto s-a deplasat înainte.

Structura vehiculului continuă să se deformeze și să absoarbă energia cinetică.

60 milisecunde

S-a umflat de tot airbagul însoțitorului și corpul acestuia s-a deplasat înainte.

80 milisecunde

S-a întins centura de siguranță a conducătorului datorită acțiunii limitatorului de efort, lăsând corpul să se deplaseze înainte până când este reținut de airbagul care s-a dezumflat deja parțial.

100 milisecunde

S-a întins centura de siguranță a însoțitorului datorită acțiunii limitatorului de efort lăsând corpul însoțitorului să se deplaseze înainte până când este reținut de airbagul care s-a dezumflat deja parțial.

Pentru a face o comparație cu un gest pe care toată lumea îl face, 100 milisecunde este timpul în care clipim o dată.

160 milisecunde

Energia cinetică a impactului a fost absorbită complet și vehiculul s-a oprit.

Impactul din lateral

În cazul unui impact lateral pot exista diferite condiții pentru acționarea sistemului airbag. În funcție de gravitatea accidentului, se pot activa doar pretensoarele centurilor sau pretensoarele și airbagurile laterale sau, pentru cap, dintr-o parte sau alta.

Fig. 3.31Fortele în cazul unui impact lateral

Senzorii de impact laterali ai sistemului vor transmite un semnal de coliziune foarte redus la unitatea de control a sistemului airbag, care va evalua necesitatea de a activa pretensoarele sau airbagurile.

În cazul unei coliziuni laterale la viteză mare, de la începutul impactului până când vehiculul se oprește complet trec 60 milisecunde. Observăm că față de impactul frontal durata este de aproape trei ori mai redusă. Dealtfel, partea deformabilă a caroseiei care absoarbe șocul este aproape inexistentă în părțile laterale ale autovehiculelor.

Timpul este mai mic decât în cazul unui impact frontal deoarece ocupanții sunt mai aproape de structura vehiculului. În acest timp, ocupanții nu au timp de reacție și este mult mai mult decât timpul de care dispune sistemul pentru a face să funcționeze toate elementele necesare.

0 milisecunde

Survine impactul și structura deformabilă începe să absoarbă energia cinetica a coliziunii.

5 milisecunde

Unitatea de control a sistemului a evaluat semnalele care provin de la senzorii de impactului și se produce activarea airbagurilor și a pretensoarelor de pe partea impactului.

între timp, zonele deformabile din structura vehiculului continuă să absoarbă energia impactului.

15 milisecunde

Pretensorul a întins complet centura eliminând spațiul liber dintre curea și corpul ocupantului împiedicând mișcarea excesivă a acestuia.

25 milisecunde

Dacă este necesar, se întinde centura de siguranță a conducătorului datorită acțiunii limitatorului de efort; lăsând corpul acestuia să se deplaseze ușor spre partea impactului până când începe să fie reținut de airbagul care s-a dezumflat deja parțial.

40 milisecunde

Pungile airbagurilor s-au dezumflat complet și corpul ocupanților revine la poziția inițială.

Până în acest moment, structura vehiculului a continuat să absoarbă energia cinetică a impactului.

60 milisecunde

Energia cinetică a impactului a dispărut complet și vehiculul s-a oprit.

Impactul din spate

În funcție de vehicul și de intensitatea impactului, sistemul poate funcționa în diferite moduri.

Impact la viteză mică – în cazul producerii unui accident la viteză redusă, bara de protecție spate va fi suficientă pentru absorbirea energiei cinetice a impactului.

Senzorii de impact ai sistemului vor transmite un semnal de coliziune foarte scăzut la unitatea de control a sistemului airbag, care va evalua nevoia de a activa pretensoarele sau airbagurile.

Nu se va activa niciun element pirotehnic, astfel încât tetierele sunt cele care vor împiedica deplasarea capului ocupanților prea mult în spate.

Impact cu viteză medie – dacă viteza impactului este medie, bara de protecție și structura de deformare programată trebuie să absoarbă energia cinetică.

În acest caz, senzorii de impact față și cei interni ai unității de control vor transmite un semnal procesorului unității de comandă echivalent cu forța impactului.

Cu aceste informații, unitatea de comandă nu va activa încă niciunul dintre elementele pirotehnice ale sistemului.

Impact cu viteză mare – în cazul unei coliziuni la viteză mare, datorită informațiilor primite de la senzorii de impact sistemul se va limita la activarea pretensoarelor centurilor pentru a imobiliza mai bine ocupanții.

3.4.1.Efecte nefaste ale folosirii a sistemelor de siguranță pasivă

Airbag

Riscul impactului sacului de aer cu capul, dacă pasagerul autovehiculului este aproape de sistem în timpul declanșării. Pozițiile incorecte ale pasagerului pe banchetă pot de asemenea să ducă la vătămări ale capului și gâtului în cazul declanșării airbagului. Ultimele generații de airbaguri numite „adaptive airbag” au în componența lor senzori de scanare a prezenței și poziției pasagerilor în habitaclu, în scopul prevenirii vătămării acestora.

Pretensioner

Efectul principal este o declanșare însoțită de deteriorarea chingii. Acest efect devine periculos și în cazul în care sistemul de reținere este ținut cu mâna în timpul declanșării.

Zone de deformare controlată

Rata de accelerare negativă, denumită și decelerare, reținere sau frânare; este efectul care provoacă probleme în timpul coliziunilor deoarece odată cu vehiculul trebuie să se oprească și pasagerii.

Cu cât vehiculul se va opri mai repede, cu atât forța pe care trebuie să o suporte ocupanții și riscul de a fi răniți va fi mai mare.

Un factor important în cadrul securității pasive este deformarea caroseriei și un caz special este compatibilitatea autovehiculelor.

Fig. 3.32Bara de protecție față – comparație.

Acest risc crește dacă cele două vehicule au mase diferite.

Într-o coliziune în care cele două automobile au aceeași masă, forțele se împart în aceeași măsură.

Dacă vehiculele au mase diferite, cel mai ușor dintre acestea va fi supus unor forțe mai mari; astfel încât accelerația negativă va fi mai mare și prin urmare riscul ca ocupanții vehiculului să fie răniți va fi mai mare.

Diferențele de înălțime și de greutate dintre camioane și autoturisme au constituit întotdeauna o problemă de siguranță în trafic, mai ales în cazul producerii unei tamponări frontale. Din legile fundamentale ale dinamicii rezultă că în cazul impactului a două corpuri de mase diferite variația impulsului este mai mare la corpul cu masă mai redusă. Din punct de vedere al compatibilității o influență deosebită o are linia de contact și rigiditatea caroseriei.

Fig. 3.33Zonele dure la autoturism și camion.

Din punctul de vedere al siguranței pasive, a structurilor de impact și protecție a cabinei, caroseriile trebuie să fie astfel proiectate încat să permită o reducere a potențialului forței de impact concentrate prin dispersarea și absorbția energiei de impact pe o suprafață mărită a părții frontale.

În cazul unui impact, forțele se distribuie uniform asupra cabinei, sus prin pragurile și suporturile laterale, respectiv stâlpii frontali, iar jos prin cadrul podelei sau lonjeroane. În aceste condiții deformările celulei pasagerilor sunt mai reduse. În plus, gradul de agresivitate cu care structura respectivă acționează asupra celuilalt potențial vehicul implicat în coliziune este diminuat.

Fig. 3.34Dispersia energiei de impact

În cazul uni accident, autocamionul va transforma adesea un automobil într-o capcană mortală. Pentru a preveni acest lucru și pentru a maximiza protecția oferită de zonele de deformare controlată ale automobilului, Volvo Trucks a proiectat sistemul de protecție antiîmpănare față (FUPS).

Fig. 3.35Volvo sistemul de protecție antiîmpănare față (FUPS).

Fig. 3.36Analiză cu elemente finite a deformației barei de antiîmpănare

Fig. 3.37Zona de deformare controlată

Sistemul FUPS previne intrarea autoturismelor sub partea din față a camionului în cazul unei coliziuni frontale, reducând astfel riscul de vătămare corporală gravă a pasagerilor autoturismului și mărind astfel șansele de supraviețuire ale acestora.

Dispozitive de antiîmpănare

Sunt structuri care se atașează barelor de protecție. Dispozitivele antiîmpănare se montează în partea din față pentru vehiculele din categorie N2 și N3 și pentru vehiculele din categoria O3 și O4 se montează și în partea din spate.

Aceste dispozitive se montează doar la autovehiculele mari și au rolul de a preveni intrarea sub vehicul în cazul unui impact frontal sau din spate a autotorismelor, motoretelor sau bicicletelor.

Bara de protecție împotriva pătrunderii sub camion are rolul unui strat absorbant de încrețire cu o adâncime de 200 mm, care reduce în mod considerabil gradul de penetrare în habitaclul autoturismului. Cu bara de protecție a camionului situată la același nivel cu cea a unui autoturism obișnuit, zona de deformare a autoturismului este utilizată în mod optim. Sistemul FUPS este complet integrat în structura cabinei autocamionului. O zonă de deformație mai lungă cu 600 mm poate salva adițional ~12.000 de oameni de răni severe și deces pe an în traficul European. Acest concept însemnă și scăderea sarcini utile și competivitate, alta distribuție a greutății. Pentru a realiza zonă de deformație fără reducerea competivității, trebuie schimbat legislația să permite o lungime mai mare a camioanelor.

La autocamione în zona barei de protecție față și la nivelul șasiului rigiditatea K = 12000..16000 kN/m, în zona cabinei K = 6000 kN/m iar la structura de antiîmpănare 50000…60000 kN/m.

3.6.1 Standarde internaționale bare de protecție pentru camioane

Sunt structuri care se atașează barelor de protecție. Dispozitivele antiîmpănare se montează în partea din față pentru vehiculele din categorie N2 și N3 și pentru vehiculele din categoria O3 și O4 se montează și în partea din spate.

Aceste dispozitive se montează doar la autovehiculele mare și au rolul de a preveni intrarea sub vehicul în cazul unui impact frontal sau din spate a autotorismelor, motoretelor sau bicicletelor.

Antiîmpănare în partea din față este asigurată și de anumite părți ale șasiului sau a caroserieri. Prin forma și amplasare acestora, în cazul unui impact frontal acestea pot să impiedice pătrunderea unui autovehicul sub vehiculele din categoria L,M și N

tabel1

Categoria N2 – vehicule concepute și construite pentru transportul de mărfuri având o masă maximă care depășește 3,5 t, dar nu depășește 12 t.

Categoria N3 – vehicule concepute și construite pentru transportul de mărfuri având o masă maximă ce depășește 12 t.

Categoria O3 – remorci având o masă maximă care depășește 3,5 tone, dar nu depășește 10 t.

Categoria O4 – remorci avînd o masă maximă care depășește 10 t.

FMVSS- Federal Motor Vehicle Safety Standards (Federația pentru standardele de siguranță pentru autovehicule)

ECE- Economic Commission for Europe (Comisia Economică pentru Europa)

3.6.2 Bara de protecție față în conformitate cu Directiva 2000/40/EC (ECE R93)

Conform directivei europene ECE R93 dispozitivul antiîmpănare față trebuie să fie de forma unei traverse cu o înălțime de minim 100 mm pentru vehiculele din categoria N2iar pentru cele din categoria N3 o înălțime de minim 120 mm. Marginile laterale ale traversei nu trebuie să prezinte îndoituri înspre înainte, muchiile acesteia să prezinte o rază de cel puțin 2,5 mm. În cazul în care dispozitivul poate ocupa mai multe poziții, acesta trebuie să fie prevăzut cu un sistem care să asigure fixarea sigură în poziția de funcționare dorită. Șuruburile sau niturile sunt acceptate doar dacă sunt rotunjite și să nu fie în afara suprafeței cu mai mult de 10 mm. Traversa trebuie să aibă o suprafață exterioară netedă sau ondulată orizontal. Dispozitivului antiîmpănare fațătrebuie săîndeplinească condițiile de rezistență la forțe longitudinale. Rezistența se verifică static, prin compresarea părții exterioare în diverese puncte cu diferite forțe.

Fig. 3.38Bara de protecție față

Aceste verificări pot fi efectuate fie pe un banc de încercări special fie pe un vehicul echipat cu dispozitivul antiîmpănare.

Pe parcursul încercării trebuie blocată deplasarea longitudinala pentru vehicul sau pentru o structură separată a sa. În cazul în care probele se fac pe vehicul, acesta trebuie pozitionat pe o suprafață plană, netedă și dură, să fie gol și cu roțile din față poziționate pentru mersul în linie dreaptă, iar pneurile să fie umflate conform recomandărilor producătorului.

Se marchează punctele în care se vor aplica forțele. Punctele P1 vor fi amplasate la o distanță de maxim 200 mm în interior față de planul vertical exterior tangential la anvelopă. Punctele P2 vor fi amplasate simetric față de planul vertical longitudinal median al vehicului, și distanța dintre ele să se situeaze în intervalul 700 mm și 1200 mm. Înălțimea punctelor P1 și P2 trebuie să fie maxim de 600 mm.

În fiecare din aceste puncte se aplică separat o forță de încercare. Condițiile impuse sunt următoarele; să atingă valoarea impusă în cel mai scurt timp și să reziste solicitării cel punțin 0,2 secunde. Pentru punctele P1, forța trebuie să fie de jumătate din greutatea maximă admisă a tipului de vehicul pentru care este proiectat, dar să nu depășească 80 kN și se aplica succesiv pe direcție orizontală. Pentru punctele P2, forta se aplică tot succesiv și pe direcție orizontală, diferența este valoarea forței care trebuie să fie egală cu toată greutatea maximă admisă a vehicului dar să nu depășească 160 kN.Dacă punctele de aplicare a forței nu se deplaseaăa înspre spatele vehiculului cu mai mult de 400mm atunci se consideră că dispozitivul antiîmpănare față are o rezistență suficientă. Dispozitivele antiîmpănare față trebuie să aibă o gardă la sol nu mai mare de 400 mm iar lățimea să nu depășească gabaritul transversal la nivelul anvelopelor roților axei față.

Traversa din care este construit dispozitivul antiîmpănare trebuie să aibăînălțimea secțiunii de minim 100 mm și cu un modul de rezistență la încovoiere de cel puțin 20 cm3.

Bara de protecție spate în conformitate cu Directiva 70/221/CEE (ECE R58)

Pe acelasi principiu ca și dispozitivele față, cele din spate vor fi construite cu o lățime egală cu distanța dintre extremitățile laterale ale roților axei spate. Este permisă reducerea acestei distanțe cu cel mult 100 mm față de fiecare extremitate laterală. Îndoiturile spre spate ale dispozitivului și muchiile ascuțite nu suntpermise.

Fig. 3.40Bara de protecție spate.

Folosirea dispozitivului antiîmpănare este obligatorie dacă:

Vehiculul, prin construcția sa, poate să depășească viteza de 30 km/h

Dacăînălțimea platformei de încarcare depășește distanța de 700 mm

Distanța dintre spatele platformei și centrul ultimei axe este mai mare de 1000 mm

3.6.3. Bara de protecție spate în conformitate cu Directiva 2006/20/EC

Fig. 3.41Bara antiîmpănare ampalsată în spate.

În cazul în care autovehiculul nu are încărcătură, atunci garda la sol a dispozitivului antiîmpănare spate nu are voie să depășească valoarea de 500 mm.

Rezistența dispozitivului este evaluată prin aplicarea în diverse puncte a unor forțe. Forța (P2) aplicaăa este o forță orizontală echivalentă cu 50% din greutatea totală a autovehicului dar nu trebuie să depășească valoarea de 100kN. Aceasta forță se aplică succesiv în două puncte poziționate simetric față de planul median longitudinal și la o distanță cuprinsăîntre 700 și 1000 mm între ele.

O altăîncercare la care mai este supusă bara antiîmpănare constă în aplicarea unei forțe(P1) orizontale succesive. Această forță este echivalentă cu 12.5% din greutatea totală a autovehicului și nu trebuie să depășească valoarea de 25kN. Forța este aplicată în două puncte situate la 300 mm în interior față de extremitatea laterală a roții.

Dacă în timpul încercărilor sau după, dispozitivul se distanțează cu maxim 400 mm înspre autovehicul atunci rezistența dispozitivului antiîmpănare spate este una corespunzătoare.

Viitorul sistemelor de protecție.

Sistemele de protecție a ocupanților continuă să evolueze ca și restul sistemelor montate pe vehicule.

Fiecare producător de autovehicule sau echipamente utilizează moduri diferite pentru a atinge aceleași obiective.

Unii decid pentru un număr ridicat de airbaguri montate pe vehicul, în timp ce alții insistă pe îmbunătățirea sistemelor deja instalate sau pe încorporarea unor sisteme noi.

Să vedem câteva exemple:

Fabricantul norvegian HTS a dezvoltat în special pentru gravide sistemul BASEFE care permite fixarea centurii sub burta acestora.Acesta constă dintr-o periniță care se prinde de centura convențională și poate fi utilizată pe orice tip de scaun.

Renault a dezvoltat un sistem de pretensoare adaptabile alcătuit din două pretensoare în loc de unul. În urma impactului, unitatea de control activează primul pretensor eliminând golul dintre centură și ocupant. Dacă impactul este sever, poate activa al doilea pretensor după câteva miimi de secundă, imobilizând ocupantul de scaun, reducând astfel posibilele răniri. Acest sistem se gaseste pe Reanult Megane, începând din 2005.

La rândul său, în ceea ce privește airbagurile laterale și cortină, Opel alătură activării și umflării nevoia de a le menține ceva mai mult timp cu aer în interior.Din acest motiv, va adăuga vehiculelor sale un rezervor de rezervă de gaz pentru fiecare airbag lateral sau cortină pentru a le menține umflate până la 7 secunde.

Nissan și Toyota proiectează montarea airbagurilor între capetele ocupanților locurilor din spate pentru a evita să se lovească între ei în cazul unor coliziuni laterale.

Fig. 4.1 Airbag între capetele ocupanților locurilor din spate.

Pe de altă parte, Delphi și Toyota, tot pentru ocupanții locurilor din spate, dezvoltă un airbag cortină pentru locul dintre capete și tetiere în cazul unui impact din spate.

Inițial pentru vehicule decapotabile, Audi, Ford, Volvo și Delphi dezvoltă airbaguri pentru cap; care în cazul Volvo este instalat în ușă și se umflă de jos în sus.

În cazul Ford se montează în tetierele scaunelor, în timp ce Audi supradimensionează airbagul lateral montat în spătarul scaunului.

Altă soluție Audi pentru vehicule decapotabile este instalarea unui sistem mecanic de protecție antirăsturnare format din bare rigide.

Fig. 4.2 Bare de protecție anti-rasturnare.

În repaus este susținut de o pârghie cu cârlig fixată de doi electromagneți. Atunci când unitatea de control detectează un impact sau pericol de răsturnare, activează electromagneții care eliberează blocarea pentru ca barele folosite să se întindă cu 80 mm sub efectul unui arc în 0,25 secunde.

După ce este desfășurată, nu mai poate reveni singură, din cauza unui ancoraj, dar poate fi rearmată manual și așezată din nou în poziția inițială.

Pentru îmbunătățirea protecției prin acțiunea centurilor, Renault și Ford instalează airbaguri chiar în centuri. Renault le va instala în partea centrală a centurilor ca airbag față pentru ocupanții de pe locurile din spate.

Ford, pe de altă parte, le va monta în partea torsului pentru a proteja zona coastelor și clavicula în cazul în care cureaua exercită o forță mare asupra acestor zone ale corpului.

Totodată, s-au realizat progrese și în ceea ce privește protecția pietonilor în caz de accidentare. Spre exemplu cum lucrează Fiat și Toyota.Până acum au fost înlocuite anumite piese de tablă cu altele din plastic mai puțin agresive pentru pietoni.

S-a modificat și proiectarea barei de protecție din față pentru a se evita prinderea pietonilor sub vehicul în caz de accidentare, ei sunt astfel împinși ușor spre partea superioară a capotei, unde rănirile produse sunt mai ușoare.

În viitorul nu foarte îndepărtat se vor instala airbaguri în partea din spate, între acesta și parbriz pentru a evita lovirea pietonilor direct de vehicul, ci de airbagul capotei.

Fig. 4.3 Alarma de prevenire a accidentului – Mercedes.

Timpul calculat de sistem până la impact se face menținând viteza relativă neschimbată.

Siemens oferă tehnologia în camere folosite pentru a detecta prezența și poziția ocupanților, deși aceasta nu este cea obișnuită sau cea mai corectă.

TRW oferă pretensoare cu motor electric pentru tensarea și detensarea centurilor de siguranță.

Fig. 4.4 Sistem de anticipație a impactului – Mercedes

Cu această tehnologie și elemente, Mercedes instalează un sistem care anticipează un posibil impact. Prin intermediul reacției conducătorului auto și a comportamentului vehiculului, unghiul de rotire a volanului, deriva caroseriei, acționarea ESP etc.

Cu toate aceste informații sistemul de reținere se pregătește pentru un posibil impact. Activează motoarele electrice ale pretensoarelor pentru a elimina spațiul liber dintre centură și corpul ocupantului.

În cazul montării scaunelor electrice, le va așeza în poziția cea mai adecvată pentru acționarea sistemului airbag, în afară de faptul că ia în considerare poziția ocupanților datorită informațiilor furnizate de camerele interioare.

Dacă în cele din urmă accidentul nu se produce, sistemul va repoziționa scaunul în poziția inițială și va detensiona centurile de siguranță făcând să funcționeze din nou motoarele electrice ale pretensoarelor în sensul contrar funcționării prealabile.

Mercedes lansează în prezent, la clasa E și C, airbagul pelvian. Evitând astfel sechelele grave în acea zonă în cazul unui impact lateral.

5. Studiu de caz – Proiectarea autoturismului

5.1. Studiu comparativ de nivel.

Prezentul studiu are ca scop analizarea dimensiunilor de gabarit si a parametrilor de putere si turatie ale unor autovehicule ce au caracteristici tehnice apropiate de cele ale autoturismului dat prin tema de proiect.

Calitatile automobilelor se evidentiaza in contextul influentelor reciproce cu factorii exteriori si de exploatare. De aceea aprecierea unui automobil trebuie facuta prin considerarea tuturor cauzelor exterioare care determina schimbarea durabilitatii si fiabilitatii lui in procesul de exploatare.

Calitatea drumurilor ,conditiile climatice ,regimurile tipice de deplasare si incarcare si

calificarea conducatorului auto evidentiaza conditiiile de exploatare. Intretinerea tehnica are drept scop mentinerea durabilitatii automobilelor prin prevenirea defectiunilor sau prin reducerea intensitatii lor ,iar reparatiile inlaturarea defectiunilor.

Toti acesti factori sunt in corelatie stransa si se influenteaza reciproc ,determinand in cele din urma calitatea automobilului. Gradul de concordanta dintre constructia generala ,conditiile de exploatare si durabilitate ,reprezinta indicele principal de apreciere al automobilului. Deci ,este necesar sa se cunoasca in amanunt aceste dependente in scopul obtinerii unor constructii cat mai rationale ,cat mai productive si cat mai economice ,pentru a satisface cat mai bine cerintele transportului cu automobile.

Stabilitatea proceselor de functionare care au loc in agregatele si sistemele automobilului,rezistenta constructiei la distrugeri determinate de oboseala ,uzura sau coroziune ,stabilitatea calitatilor fizico-chimice ale materialelor utilizate ,precum si calitatile tehnice ale constructiei reflecta posibilitatile potentiale ale automobilului proiectat. Acesti parametri intervin atat in faza de proiectare cat si in cea de fabricatie si constituie cauzele interne care determina durabilitatea si fiabilitatea automobilelor.

Prin aceasta tema de proiect, se urmărește proiectarea unui autoturism cu 5 locuri, echipat cu un motor MAS 100kW, 5500 rot/min.

In urma studiului de piata realizat, am gasit mai multe modele cu date apropiate de tema aleasa.

RENAULT – CLIO III – 2.0I 16V (138 HP)

KIA – CEE'D SW II- 1.6 16V GDI (135 HP)

SKODA – FABIA II – 1.6 I 16V (105 HP)

OPEL – ZAFIRA B (FACELIFT 2008) – 1.8 XER (140 HP)

RENAULT – MEGANE II GRANDTOUR – 2.0 I 16V (136 HP)

5.2. Calculul dinamic al autoturismului

5.2.1. Alegerea parametrilor de baza ai autovehiculului

In partea anterioara, am văzut mai multe soluții de autovehicule similare cu tema aleasa careexista in practică. Am ales unul dintre ele, care cred că se apropie cel mai mult de tema aleasă, șivoi prezenta in continuare principalele caracteristici – care au fost alese si pentru calcululdinamic al autovehiculului meu.

Ford Fiesta VI – 1,6 1.6 Ti-VCT (120 Hp)

5.2.2. Calculul parametrilor dinamici ai autovehiculului

Am adoptat următoarele dimensiuni de gabarit:

Ecartament: – față: Ef: = 1405mm

– spate: Es : = 1385mm

-ampatament: A. : = 2472mm

-lungime: L : = 3773mm

-lățime: l : = 1640mm

-înălțime: Ha : = 1417mm

-masa proprie: m0 : = 965kg

Nl : = 5 – nr. de locuri;

mp : = 75kg – masa medie a unui pasager:

mb : = 30kg – masa medie a bagajului unei persoane:

mt : = m0 + Nl× (mp + mb)

mt = 1490 kg -masa totală a autovehiculului:

Ga : = g×mt Ga = 14616.9 N -greutatea totală a autovehiculului;

Repartiția greutății pe punți: Repartiția greutății pe pneuri:

-pe puntea față: -pe puntea față:

m1 = 745 kg mf = 372.5 kg

-pe puntea spate: -pe puntea spate:

m2 = 745 kg ms = 372.5 kg

Alegerea pneurilor:

Datorită destinației autovehiculului, se adoptă tipul de anvelope:

175/60 – R14 conform STAS 626/1 – 71,

având viteza maximă de rulare recomandată Vmax=190 km/h.

Calculul razei dinamice:

Se adoptă:

λ := 0.953 -coeficient de deformare al pneului;

λ = 0.945 .. 0.955 -pentru pneurile de înaltă presiune:

B := 175mm -lățimea balonului:

d := 14in -diametrul exterior al jenții:

H=60 mm -înălțimea balonului pneului;

rs=237.8 mm -raza statică a roții;

rd : = λ× rs -raza dinamică a roții;

5.2.3. Trasarea caracteristicii externe a motorului

Pn = 100 kW

np = 5500 rot/min -turația nominală motorului;

nmax := 1.1×np -turația maximă a motorului;

nmax =6050 rot/min

Ce = 0.45 .. 0.65 -coeficient de elasticitate al motorului;

Ca = 1.1 .. 1.3 -coeficient de adaptabilitate al motorului;

Ke := 0.128 e = 0.125 .. 0.150

Ce:= Ke × np0.2

Ce = 0.568

nm := Ce×np

nm =3125.369 rot/min -turația de moment maxim al motorului;

Ca := 1.5 – 0.5×Ce

Ca = 1.216

Curba de variație a puterii motorului se calculează cu relația următoare:

α α = 0.842

β β = 0.842

= 0.842

Momentul efectiv:

Consumul specific:

Consum orar:

[kg/h]

Turația de putere maximă:

np =5500 rot/min

Determinarea pozitiei centrului de greutate:

a1 = 1236 mm

b1 = A – a1

b1= 1236 mm

5.2.3. Calculul vitezei maxime:

Se adoptă:

f := 0.012 -coeficientul de rezistență la rulare:

ηtr := 0.92 -randamentul transmisiei;

ρ:= 1.225 kg/m3 -densitatea aerului;

Cx := 0.408 -coeficient de aerodinamicitate;

K=0.25 kg/m3 -coeficient de rezistență la înaintare

A' := Ef×Ha A' = 1.991×m2 -suprafața frontală a automobilului;

Pr := ηtr×Pn Pr = 92 kW -puterea necesară învingerii rezistenței la rulare;

Pa = K×S Vmax3 -puterea necesară învingerii rezistenței aerului;

PR = Pa + Pr -puterea la roțile motoare;

PVmax = 100 kW

A=352.553 m2/s2

B= 184916.386 m2/s2

Vmax= 197.675 km/h Vmax=54.91 m/s

Calculul raportului de transmisie al transmisiei principale:

Raportul din reductorul central se determină impunând realizarea vitezei maxime pe un drum orizontal căptușit cu îmbrăcăminte asfaltică de bună calitate.

i0=2.615

5.2.4. Determinarea rapoartelor de transmitere din cutia de viteze:

ψmax×Gt×Vcr1 = ηtr×Pm

PM = 62.5×kW -puterea corespunzătoare momentului maxim;

αmax = 17 .. 20°

αmax = 17° -unghiul maxim de urcare pe rampă;

ψmax = f×cos(αmax) + sin(αmax)

ψmax = 0.304

Vcr=12.947 m/s -viteza critică de urcare a rampei;

Raportul în treapta I:

ik1 = 1.928

Se adoptă: ik1 = 3.8

Raportul in treapta I din cutia de viteze se verifică pe de o parte din condiția tracțiunii maxime la roata la urcarea rampei maxime , iar pe cealaltă parte din condiția de aderentă a roților motoare pe panta maximă:

Verificarea condiției de urcarea rampei maxime:

Mmax = 225.16 Nm

ik1 ≥ 2.707

Deci condiția de stabilitate se verifică.

Verificarea condiției de aderență:

Se adoptă:

ϕ = 0.8 -coeficient de aderență:

ik1 ≤ 4.748

Deci condiția de aderență se verifică.

Nr. treptelor din cutia de viteze este 5 din care ultima treaptă este suprapriza.

n = 4 -nr treptelor din cutia de viteza înainte de suprapriza.

Raportul în treapta a II-a: Raportul în treapta a III-a:

ik2 = 2.722 ik3 = 1.949

Raportul în treapta a IV-a: Raportul în treapta a V-a:

ik4 = 1.396 ik5 = 1

Determinarea vitezelor maxime pe trepte:

Treapta I:

V1max=52.02 km/h

Treapta II:

V2max=72.63 km/h

Treapta III:

V3max=101.405 km/h

Treapta IV:

V4max=141.581 km/h

Treapta V:

V5max=197.675 km/h

5.2.6. Performantele autovehiculului:

Caracteristica de tracțiune

Reprezintă variația vitezei pe trepte de viteza in funcție de viteza de deplasare.

Forța la roată:

Vitezele la roata în funcție de treapta de viteză calculate sunt prezentate în tabelul de

mai jos:

Caracteristica forței la roată în funcție de treptele de viteze este prezentată în tabelul

de mai jos:

Caracteristica dinamică:

Caracteristica dinamică a automobilului reprezintă dependența dintre factoruldinamic în funcție de viteză, pentru toate treptele cutiei de viteze utilizate.

Caracteristica dinamică folosește la stabilirea performanțelor maxime ale autovehiculului cum sunt:

– viteza maximă;

– panta maximă ce poate fi învinsă;

– rezistența totală maximă a drumului;

– valoarea maximă a aderenței.

Factorul dinamic reprezintă exprimarea sintetica a disponibilului mașinii , după scăderea rezistentelor la înaintare din forța la roată:

Accelerația se determină cu relația:

g=9.81 m/s2

unde : δ -reprezintă coeficientul maselor in mișcare de rotație pentru o treapta a cutiei de viteze:

Jm→ .. 0.2 Jm = 0.2 -momentul de inerție al motorului

Jr → .. 10 Jr = 10 -momentul de inerție al roții

δ1= 1.35

δ2= 1.243

δ3= 1.188

δ4= 1.16

δ5= 1.146

Inversul accelerației este prezentat in tabelul urmator:

Determinarea timpului si spațiului de demaraj:

Timpul de demaraj se calculează cu relația de mai jos, valorile fiind prezentate in tabelul următor.

-timpul de demaraj

Spațiul de demaraj este calculat cu relația de mai jos:

-spațiul de demaraj

Valorile sunt prezentate în tabelul următor:

Bilanțul de putere:

Reprezintă egalitatea dintre puterea la roata și puterea necesară învingerii rezistentei la înaintare:

Pr = Gt×f×V×cos(α) -puterea necesară învingerii rezistenței la înaintare;

Pp = Gt×V×sin(α) -puterea necesară învingerii rezistenței pantei;

Pa = K×S×V3 -puterea necesară învingerii rezistenței aerului;

-puterea necesară demarajului;

PR = Pp + Pr + Pa + Pd -ecuația bilanțului de putere;

Bilanțul de putere se calculează pentru unghiurile:

α = 2° α = 5° α = 10° α = 17°

5.2.7. Parametrii de franare si stabilitate ai autovehiculului

Aprecierea capacității de frânare se face cu ajutorul deceleratiei maxime și a spațiului de frânare minim care se determina cu ajutorul relațiilor ;

dacă se consideră că viteza inițială de la care se începe frânarea este va1 [m/s] și frânarea este totală (viteza la sfarsitul frânarii va2 este 0) și are loc pe drum orizontal ( a = 0) cu motorul decuplat și neglijandu-se rezistența aerului si rezistența la rulare.

Timpul real de frânare se determină cu relația :

Stabilitatea autovehiculului

viteza critica de rasturnare a atovehiculului in viraj pe un drum cu inclinare transversala β=0°

unde :

viteza critica de derapare a atovehiculului in viraj pe un drum cu inclinare transversala β=0°

Graficele rezultate la calculul dinamic sunt prezentate în secțiunea „Desene”, în planșa nr. 1.

5.3. Calculul suspensiei fata

5.3.1 Justificarea Soluției Constructive

Suspensia autoturismului a fost proiectată cu scopul de a oferi comfortul necesar ,

siguranța în funcționare, fiabilitate și reparabilitatea ușoară . Este necesar ca să îndeplinească cîteva condiții:

Să atenueze sarcinile dinamice ce se transmit de la drum.

Să imprime oscilațiilor caracterul dorit (asigurînd prin aceasta confortabilitatea necesară).

Să transmită forțele care acționează asupra roților și asupra cadrului (caroseriei). Suspensia automobilelor este compusă din elemente elastice , dispozitivele de ghidare și elementele de amortizare.

Fig. 5.1. Suspensie autoturism tip patrulater cu brate inegale.

Elementele elastice contribuie la micșorarea sarcinilor dinamice verticale . Ca soluție constructivă la autoturismul proiectat, am adoptat cea cu arcuri elicoidale ,acesta prezentând unele avantaje față de cea cu arcuri lamelare (simplitatea construcției , elasticitate mai mare etc.).

Dispozitivele de ghidare transmit componentele orizontale ale forțelor dintre roți și drum, și momentele acestor forțe , la caroserie , determinînd și caracterul deplasării roților în raport cu caroseria și în raport cu drumul . Ca soluție constructivă am adoptat cea tip brate inegale.

Suspensia fata cat si spate a automobilului cuprind un element de stabilizare care micșorează înclinarea transversală a părții suspendate . Are rolul de a mări stabilitatea și ținuta de drum . Acest element poartă denumirea de bară stabilizatoare.

5.3.2 Alegerea regimurilor de calcul

Se calculeaza arcul elicoidal si amortizorul tinind cont de incarcarea statica dar si dinamica a autovehiculului. Incarcarea statica este greutatea totala a vehiculului repartizata pe fiecare roata in parte, tinand cont de repartizarea pe punti, incarcarea maxima autorizata, dar si un coeficient de siguranta.

5.3.3 Calculul fortelor pe puntea fata

Calculul reactiunilor pe cele doua punti

α1= 0.50

α2= 0.50

Z1 =α1 × Ga + ×Ga ×x Z1 = 11328.12N – reactiunea dinamica pe puntea fata

Z2 =α2 × Ga + ×Ga ×x Z2 = 11328.12N – reactiunea dinamica pe puntea spate

5.3.4 Calculul arcului elicoidal

Se alege materialul:

OLC 60Si15A Stas 795

Se alege:

Dm = 115mm – diametrul mediu al arcului

F = 5664.06N

β = 1.5 – coeficient de siguranta

Fmax = β ×F Fmax = 8496.09N

Fig. 5.2. Dimensiunile de calcul ale arcului -1

h = 250 mm – cursa de funcționare a arcului

k = 1.01

Calculul de dimensiune al arcului:

d = 14. 34 mm

Se alege: d = 15 mm

i = 7.67 -indicele arcului

Calculul la deformații :

Rigiditatea impusa arcului

c = 0.01 N/mm

Fig. 5.3. Dimensiunile de calcul ale arcului -2

Stabilirea numarului de spire active

G = 8.5×100MPa modulul de elasticitate transversala a materialului arcului

spire

Se adopta: n = 5 spire

Sageata maxim a arcului

δmax = 157.07 mm

Se adopta: δmax = 200 mm

Sageata de montaj a arcului:

δ1= 133.33 mm

Se adopta: δ1= 150 mm

Elemente geometrice ale arcului

Numarul total de spire

nr = 1.5 numarul de spire de reazem

nt = n + nr nt = 6.50 spire

Lungimea arcului blocat

Hb = nt×d Hb = 97.50 mm

Pasul arcului în stare libera

Δ ≥ 0.1×d Δ ≥2.2

Δ =2.5 mm

t =57.50mm

Lungimea arcului în stare libera

H0 =Hb + n×(t – d) H0 =310.00mm

Lungimea arcului montat

H1 =H0 – δ1 H1 =160.00mm

Lungimea arcului la sarcina maxima

Hm =H0 – δmax Hm =110.00mm

Diametrul exterior al arcului

D =Dm + d D =130.00mm

Diametrul interior al arculu

Di =Dm – d Di =100.00mm

Unghiul de înclinare a spirei, în stare libera

α = 9.04°

Lungimea sârmei pentru arc

ls =2377.90mm

Sageata de blocare

δb = δmax + n×Δ δb =212.50 mm

Forta de blocare

Fb=9027.10 N

Se verifica:

5.3.5 Calculul amortizorului

Coeficientul de functionare al telescopului se noteaza cu C si este cuprins intre urmatoarele valori:

D = 0.25 – gradul de amortizare

k – rigiditatea suspensiei

m'2 – masa suspendata a automobilului gol

m2 – masa suspendata a automobilului incarcat

Forta efectiva de amortizare

β = 40° unghiul de inclinare a telescopului

F = 6183 N forta activa

i este raportul de transmitere a fortelor de la roata la amortizor si se calculeaza cu relatia i=l2/l1

i = 1.342

Coeficientul efectiv de rezistenta al amortizorului

Fa = 10831.73 N

Ca= 7835.16

Calculul sectiunii minime al pistonului telescopului:

sap =1.22 kg

Calculul sectiunii suprafetei active a pistonului

v = 0.7 coeficient de debit

A= 28.53

Debitul Q prin orificiul de trecere de sectiune A

Vm= 0.3 m/s viteza medie a pistonului

Q = v×A×Vm

Q = 5.99

Calculul suprafetei efective de racire a suprafetei amortizorului

Ar = π×D×(0.5×D+1)

Ar = 117.91 mm2

Calculul lucrului mecanic transformat in caldura in timpul t

t = 1 h

L = Fa×Vm×t

L = 3249.52 J

Calculul gradientului termic

Tm = 20 temperatura mediului ambiant

α = 300 coeficient de schimb de caldura

Tmax = 39.15

Calculul frecventei oscilatiiolor statice

v = 3.82 oscilatii pe minut

5.4 Transmisia finala la puntea fata

5.4.1 Funcțiunile diferentialului

La deplasarea automobilului in viraj, roata motoare exterioara parcurge un spatiu mai mare decat roata motoare interioara virajului.

Diferentialul permite ca rotile motoare ale aceleasi punti sa se roteasca cu viteze unghiulare diferite, dand astfel posibilitatea ca la deplasarea automobilului in viraje sa parcurga spatii de lungimi diferite.

Daca rotile motoare ar fi montate pe acelasi arbore deplasarea automobilului in conditiile mentionate nu este posibila fara alunecarea si patinarea rotilor ceea ce conduce la uzura rapida a anvelopelor, la cresterea consumului de combustibil si la manevrarea mai dificila a directiei.

Pentru eliminarea acestor dezavantaje, respective pentru a da posibilitate rotilor motoare sa se roteasca cu viteze unghiulare diferite, in functie de conditiile de deplasare ale automobilului, fiecare roata se va monta pe cate un arbore separate, legati prin intermediul diferentialului.

In transmisia automobilelor, diferentialul poate fi dispus intre rotile puntii motoare, precum si intre punti la automobile cu mai multe punti motoare in scopul inlaturarii “circulatiei de puteri”.

5.4.2 Conditiile impuse diferentialului

Sa distribuie momentul motor intre roti sau intre punti intr-un raport care sa asigure

automobilelor cele mai bune calitati de exploatare;

Sa aiba dimensiuni de gabarit cat mai reduse.

Dimensiunile de gabarit ale diferentialului au o importanta deosebita, acesta fiind dispus in carterul puntii din spate sau in interiorul reductorului distribuitor.

Conditiile deosebit de severe in aceasta privinta sunt impuse diferentialelor montate intre roti, deoarece dimensiunile sunt in stransa legatura cu dimensiunile coroanei transmisiei principale care are dimensiunile de gabarit riguros limitate.

5.4.3 Clasificarea diferentialelor si tipuri constructive

Din punct de vedere al numarului de trepte de reducere a turatiei,diferentialele pot fi:

simple

duble

Diferentialul simplu are doar o treapta de reducere, constanind in angrenajul conic pinion de atac – coroana diferentialului Se folosesc pentru punti motoare ce trebuie sa transmita momente mici si medii, autoturisme, autoturisme de teren, si camioane mici.

Diferentialul dublu are 2 trepte de reducere, constanind in angrenajul conic pinion de atac – coroana diferentialului, si mai au un angrenaj final in butucul rotii. Se folosesc pentru punti motoare ce trebuie sa transmita momente mari, autocamioane cum asa utila mare. Rapotul final in acest caz este suma celor 2 rapoarte. (Transmisia principala si cea finala).

Diferentialele se mai pot clasifica si dupa mai multe criterii:

Dupa tipul angrenajelor folosite diferentialele pot fi:

cu roti dintate conice;

cu roti dintate cilindrice.

Dupa principiul de functionare diferentialele pot fi:

simple;

blocabile;

autoblocabile.

Dupa valoarea momentului transmis la rotile motoare:

diferentiale simetrice;

diferentiale asimetrice.

Dupa locul de dispunere a diferentialelor in transmisia automobilului pot fi:

diferentiale dispuse intre rotile aceleasi punti motoare;

diferentiale dispuse intre puntile automobilelor cu mai multe punti motoare

5.4.4 Cinematica mecanismului planetar diferențial

Mecanismele planetare au în componența și roți cu axe mobile. Daca gradul de mobilitate al acestor mecanisme este M = 1 se numesc mecanisme planetare simple iar daca gradul de mobilitate este M > 1, mecanisme planetare diferențiale.

Diferențialul este un mecanism utilizat la automobile, tractoare dar și la mașini unelte, având ca scop divizarea unei mișcari la doi receptori sau cuplarea a doua mișcari și transmiterea la un receptor .

Diferențialul automobilului are ca scop adaptarea mișcarilor roților motoare la configurația drumului. Mecanismul se compune din arborii 1 și 8, numiți planetari, legați de roțile 3 și 5, numite planetare, doua roți 9, numite sateliți, legate de crucea sateliților 4, montata în carcasa 2. Carcasa 2 se rotește în raport cu baza (șasiul automobilului), primind mișcarea de la angrenajul conic cu dinți curbi numit pinion de atac 7 și coroana diferențialului 6, solidarizata cu carcasa 2.

La mersul în linie dreapta, când roțile întâmpina rezistențe egale, ansamblul 6-2-4-9-3-5-1-8 formeaza un rigid cu mișcare de rotație , transmisa de la angrenajul 7- 6 la roțile motoare. În aceasta situație, roțile sateliți 9, prin dinții lor, au efect de pana, solidarizând carcasa 2 cu roțile planetare 3 și 5.

La mersul în curba, roata aflata spre interiorul curbei (spre centrul de curbura) întâmpina o rezistența mai mare; daca n-ar exista diferențialul, s-ar torsiona arborele motor sau ar patina roțile.

Existând diferențialul se permite ca cele doua roți motoare sa se roteasca cu viteze diferite. Dinții sateliților aflați în contact cu roata planetara de pe arborele planetar al roții din spre interiorul curbei , primesc forțe mai mari de la aceasta roata, astfel ca se rotesc în jurul axelor lor, transmițând la cealalta planetara o turație mai mare. De exemplu, daca se vireaza la dreapta , roata B este frânata de rezistența solului, la rândul ei roata planetara 5 este frânata și cum carcasa 2 se rotește în continuare, între 5 și 9 apar forțe mai mari ca în situația anterioara, forțe ce determina rotirea sateliților 9 în jurul axelor lor.

Ei vor continua sa transmită mișcarea de la carcasa la roata 3 , dar acum vor transmite și mișcări suplimentare din cauza rotirii în jurul axelor proprii. În acest fel, roata A se va roti mai repede ca roata B, ceea ce este necesar la parcurgerea curbelor.

La mersul pe teren neuniform iar roțile A și B întâmpina rezistențe deosebite, roata aflata în zona cu frecare mare, se va roti mai încet sau chiar se oprește, iar cealaltă, se va roti mai repede, patinând sau făcând o groapa în sol, înrăutățind condițiile de mers. Pentru a se evita aceste situații, la unele automobile și tractoare se prevede posibilitatea blocării diferențialului, la comanda, pentru a se asigura turații egale și a ieși din zona (în linie dreapta).

5.5. Procesul de fabricare al butucului rotii

5.5.1. Generalitati:

Butucul rotii este o piesa foarte importanta in constructia autovehiculului, deoarece in ea se fixeaza roata fata prin intermediul prezoanelor si transmite momentul motor de la planetara la roata. Fiind o piesa foarte diversificata, planul de fabricare e complex si necesita aplicarea unor tehnologii de prelucrare complexa. Fiind o piesa de tip arbore, se pot elabora procese tehnologice tip cu productivitatea ridacata, consum redus de scule, dispozitive practive, documentatie tehnologica simpla, eficienta tehnico-economica ridacata. Cu toata diversitatea pieselor de tip arbore, pentru executarea lor este necesara rezolvarea anumitor probleme comune, variabile pentru difereite clase de arbori, cu particularitaile impuse de caracteristicile claselor respective.

5.5.2. Conditii tehnice si functionale

Arborii planetari ai autovehiculelor dupa criteriul constructiv functional pot fi cu flanse, cu brate de antrenare, utilizati la cuplajele homocinetice( cazul in care punctea de directie e si motoare), cu roata dintata centrala sau simplu numai cu caneluri la ambele capete

Principalele conditii tehnice prevad urmatoarele: abaterile de la concentricitatea suprafetelor cilindrice exterioare se admit de maximum 0.5 mm; bataia radiala a suprafetelor cilindrice exterioare cu caneluri si de sprin fata de supragata gulerului flansei sa nu depaseasca 0.1 mm; suprafata laterala interioara a flansei trebuie sa fie perpendiculara pe suprafata fusului

5.5.3. Materiale si semifabricate

La alegerea materialului pentru arborii planetari, trebuie avut in vedere, ca uneori acestia se executa dintr-o singura bucata cu rotile centrale si ca atare trebuie sa se tina seama si de cerintele pentru rotile dintate.

Arborii planetari se executa de preferinta din oteluri cu continut mediu de carbon de tipul 45C10, 35Cni15X, 41MoC11X, etc; STAS 791-79 supusi tratamentului de imbunatatire. Dupa tratament duritatea piesei trebuie sa fie 380-440HB. Canelurile se durifica prin calire CIF urmata de revenire obtinandu-se o duritate de 40-46 HRC.

Arborii planetari se prelucreaza in faza de semifabricate prin forjare si matritare la forma apropiata de piesa finita

5.5.4. Stabilirea succesiunii operatiilor si fixarea bazelor de asezare

Aspecte particulare si etapele principale ale procesului tehnologic. Arborii planetari din punct de vedere tehnologic fac parte din categoria arborilor lungi in trepte. In cazul arborilor planetari cu flanse, tehnologia de fabricatie este mai simpla decat in cazul arborilor cu brate.

In principiu la prelucrarea arborilor planetari se executa urmatoarele grupe de operatii: alegerea si prelucrarea bazelor de asezare; strunjirea de degrosare si de finisare pentru realizarea formei constructive; executarea canelurilor; rectificarea canelurilor; prelucrarea suprafetelor interioare a capului sferic si a cailor de rulare in cazul flansei planetare.

BIBLIOGRAFIE

1. Asandei, C., Cercetări asupra dinamicii evenimentelor rutiere pieton – automobil, teza de doctorat, Brașov, 2001.

2. Avramescu, N., ș.a., Dinamica accidentelor grave de circulație 1990-1999, M.I. direcția Poliției Rutiere, 2000.

3. Preda, I., Ingineria asistată pentru autovehicule, Editura Universității Transilvania, Brașov, 1998

4. Rau, H., Erweiterte Analysemoglichkeiten von Fussgangerunfallen mit Hilfe der rechnerischen Simulation suf der Basis des Mehrkorpersystems MADYMO, Vuf. 5/1998.

5. Rau, H., Kuhnel, A., Burg, H., Fussganger chwindikeiten und Zeugenansagen Dekra-Fachschriftenschibe, Vuf. 8/1976.

6. Rau, H., Otte D., Schulz B., Coliziuni autoturism – pieton în domeniul superior al vitezelor. Rezultate cu manechine în domeniul 70 – 90 km/h., Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik, 12/2000.

7. Colectie de regulamente 12-95 ale ONU.

Regulamentul nr.12 al ECE-ONU. Protecția conducătorului fată de volan la impact

Regulamentul nr.14 al ECE-ONU. Ancorarea centurii de siguranță

Regulamentul nr.16 al ECE-ONU. Centuri de siguranță și sisteme de reținere pentru adulți

Regulamentul nr.17 al ECE-ONU. Rezistența scaunelor și ancorajelor la autoturisme

Regulamentul nr.21 al ECE-ONU. Amenajarea interioară

Regulamentul nr.25 al ECE-ONU. Rezemătoare de cap

Regulamentul nr.26 al ECE-ONU. Proeminențe exterioare la autoturisme.

Regulamentul nr.29 al ECE-ONU. Protecția ocupanților cabinelor vehiculelor utilitare

Regulamentul nr.32 al ECE-ONU Comportarea structurii vehiculului la coliziunea spate

Regulamentul nr.33 al ECE-ONU. Comportarea structurii vehiculului la coliziune frontală

Regulamentul nr.42 al ECE-ONU Bare de protecție față și spate

Regulamentul nr.44 al ECE-ONU. Dispozitive de protecție pentru copii

Regulamentul nr.58 al ECE-ONU. Dispozitive de protecție antiîmpănare spate.

Regulamentul nr.61 al ECE-ONU. Proeminențe exterioare la autocamioane.

Regulamentul nr.73 al ECE-ONU. Dispozitive de protecție antiîmpănare laterală.

Regulamentul nr.80 al ECE-ONU. Scaunele autobuzelor și ancorarea lor

Regulamentul nr.93 al ECE-ONU. Protecția și montarea dispozitivelor antiîmpănare față

Regulamentul nr.94 al ECE-ONU. Protecția ocupanților la coliziune frontală

Regulamentul nr.95 al ECE-ONU. Protecția ocupanților la coliziune laterală

8. Șoica, A., Asandei, C., Aspecte privind coliziunile de tipul autoturism – pieton, Conferința NAV-MAR-EDU, Constanța, 2001.

9. Șoica, A., Stadiul actual al cercetărilor în domeniul reconstituirii accidentelor de circulație, Referat nr. 1 din teza de doctorat, Brașov, 2000.

10. Șoica, A., Tehnici de modeare dinamică a impactului autoturism – pieton, Referat nr. 2 din teza de doctorat, Brașov, 2001.

11. Tecușan, N., Ionescu, E., Tractoare și automobile, Editura Didactică și Pedagogică, 1982.

12. Untaru, M., și colectiv, Dinamica autovehiculelor, Reprografia Universității Transilvania Brașov, 1986.

13. Untaru, M. Câmpianu,V. Seitz N. Soare,I.–Automobile, Editura Didactică si Pedagogică, București, 1968

14. Untaru,M. s.a.– Calculul si construcția automobilelor, Editura Didactică si Pedagogică, București

15. Ciolan,Gh. Preda,I. Peres,Gh.–Cutii de viteze pentru automobile, Editura Didactică si Pedagogică, R.A. București, 1998

16. Untaru,M. s.a.–Dinamica Autovehiculelor pe Roți, Editura Didactică si Pedagogică, București–1981

17. Marincaș D. Abăităncei D. – Fabricarea și Repararea Autovehiculelor Rutiere, Editura Didactică și Pedagogică, București – 1982.

18. Untaru,M. Poțincu,Gh. Stoicescu,A. Pereș,Gh. Tabacu,I. Dinamica autovehiculelor pe roți. Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981.

19. Untaru,M. Frățilă,Gh. Poțincu,Gh. Seitz,N. Tabacu,I. Pereș,Gh. Macarie,T. Calculul și construcția automobilelor. Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982.

20.https://www.google.ro/search?biw=1920&bih=920&tbm=isch&sa=1&ei=qLRPXLeWKO6jrgSf0JbgCA&q=autoturism+vs+camion&oq=autoturism+vs+camion&gs_l=img.3…34030.44083..44630…0.0..0.111.1696.20j1……1….1..gwswiz-img…….0i30j0i8i30j35i39j0j0i67j0i24.gc3UgpclpvY21.https://www.japantimes.co.jp/news/2014/11/21/business/corporatebusiness/explosive-mix-takata-air-bag-factories/#.XE-0Y1wzaUk

21.https://www.japantimes.co.jp/news/2014/11/21/business/corporatebusiness/explosive-mix-takata-air-bag-factories/#.XFgwkc2xW71

22. https://www.scribd.com/doc/230106210/Referat-Gabor-Andrei-Airbag-Audi

23. https://www.scribd.com/doc/251814158/Sisteme-de-siguranta-activa-sipasiva-pdf

24.https://www.google.ro/search?biw=1680&bih=936&tbm=isch&sa=1&ei=_DBYXN26BsaYkwXCwofgDA&q=airbag+inflation&oq=airbag+inflation&gs_l=img.3…0.0..7447…0.0..0.0.0…….1……gws-wiz-img.lmnQWq-dWz025.https://www.google.ro/search?biw=1920&bih=920&tbm=isch&sa=1&ei=0rNPXPL4COvyqwGE76jIAg&q=forte+la+impact+lateral&oq=forte+la+impact+lateral&gs_l=img.3…13655.24630..25190…0.0..0.107.1959.22j2……2….1..gws-wizimg…..0..35i39j0j0i67j0i30j0i5i30j0i19j0i30i19j0i8i30i19j0i24j0i10i24.R7OX_dEThwA#imgdii=53WvyL9wWBGu3M:&imgrc=m_o4rd3gapsVLM:

25. https://www.altgradauto.ro/Tot-ce-vrei-sa-stii-despre-testele-de-impact

26. https://www.smarts4k.com/air-bag-inflation/

27.https://auto.howstuffworks.com/car-driving-safety/safety-regulatory-devices/airbag1.htm

28. https://ro.wikipedia.org/wiki/Pern%C4%83_de_aer

29.https://www.auto-bild.ro/stiri/7-lucruri-pe-care-nu-le-stiai-despre-airbag-79249.html