Antonaș Mădălin Optimizarea Senzorului De Blocare A Centurii De Siguranță [620806]

PROIECT DE DIPLOMĂ
Optimizarea senzorului de blocare a
centurii de siguranță

Absolvent: [anonimizat] :
Design Industrial

Coordonat or știin țific:
Prof. dr. ing. Anca BARSAN

Brașov
2020

Str. Universit ății 1
500068 – Brașov
tel.: (+40) 268 .473.113
f-dpm @unit bv.ro | www.unitbv.ro /dpm

2

Cuprins
1. Introducere ––––––––––– ––––––––––– –––––– 3
1.1 Justificare temă aleasă ––––––––––– ––––––––––– ––––- 3
1.2 Isoricul centurii de siguranță ––––––––––– ––––––––––– –– 3
1.3 Definiția centurii de siguranță ––––––––––– ––––––––––– –- 6
1.4 Definirea compunentelor centurii de siguran ță ––––––––––– –––––- 7
1.5 Cerințe generale ale ce nturilor de siguranță ––––––––––– –––––– 10
1.6 Principiul de funcționare al centurilor de siguranță ––––––––––– ––– 11
1.7 Clasificarea centurilor de siguranță ––––––––––– ––––––––– 20
1.8 Principiul de functionare al sistemului de bloca re țintă ––––––––––– –- 22
1.9 Scopul proiectului ––––––––––– ––––––––––– –––––- 23
2. Modelare ––––––––––– ––––––––––– ––––––- 24
2.1 Schite -solutii propuse pentru noul produs ––––––––––– ––––––– 24
2.2 Model 3D ––––––––––– ––––––––––– ––––––––– 26
2.3 Elaborarea desenului de execu ție al carcasei ––––––––––– –––––- 28
2.4 Procesul de func ționare al noului model ––––––––––– –––––––- 29
2.5 Simulare ––––––––––– ––––––––––– ––––––––– 31
2.6 Materiale, tehnologia producerii senzorului ––––––––––– –––––– 31
3. Testarea in laborator a prototipului ––––––––––– ––––––– 35
3.1 Determinarea numarului de produse necesare testării ––––––––––– –– 36
3.3 Alegerea si pregatirea produselor pentru testare ––––––––––– –––– 38
3.4 Reglement ări internaționale ––––––––––– ––––––––––– –- 38
3.5 Cerințele de testare ale clientilor ––––––––––– ––––––––––- 41
3.6 Poze comparative în urma testării ––––––––––– –––––––––– 46
3.7 Interpretarea datelor ––––––––––– ––––––––––– ––––- 54
3.8 Produs final ––––––––––– ––––––––––– –––––––– 56
4. Concluzii si contribuții personale ––––––––––– –––––––– 57
A. Concluzii ––––––––––– ––––––––––– ––––––––– 57
B. Contribuții personale ––––––––––– ––––––––––– ––––- 57
Bibliografie ––––––––––– ––––––––––– ––––––- 59

3

1. Intr oducere

1.1 Justificare tem ă aleas ă
Tema proiectului meu de diplom ă este denumită “Optimizarea senzorului de
blocare a centurii de siguranță ” și este rezultatul parcurgerii practicii din timpul
anilor de studii universitari , in cadrul unei firme produc ătoare de sisteme de siguran ță
pentru automobile .
Motivul alegerii acestei teme derivă din dorin ța de documentare și profesa re
în domeniul automotive , deoarece este un domeniu foarte diversificat , într-o continuă
evolu ție și în care angaja ții se pot dezvolt a pe plan personal .

1.2 Isoricul centurii de siguran ță

1930 O parte din medicii din SUA își echipează proprii le mașini cu o
lungime de chingă care sus ține zona bazin ului și încep să solicite
producătorilo r să le adauge pe noile mașini produs e.
1954 Sports Car Club of America impune ș oferilor concurenti să poarte
centu ri pentru bazin .
1955 Societatea Inginerilo r Automotive (SAE) infiin țează Comitetul pentru
centuri de siguranță pentru
autovehi cule.
1956 Volvo comercializează ca accesoriu
centura în diagonală în două puncte.
Ford și C hrysler oferă centuri pentru
bazin valabile pentru locurile din fată
ca opțiune la unele m odele.
1957 Volv o oferă ancor e pentru centurile in diagonal ă în 2 puncte pentru
locurile din față.

Fig.1 .1 Centur ă în diagonal ă
în dou ă puncte Volvo[1]

4

1958 Nils Bohlin , un inginer de proiectare
de la Volvo brevetează „Bazele
sisteme lor de restricționare adecvate
pentru ocupanți i auto”, mai cuno scut
sub numele de centură d e siguranță î n
trei puncte. Acesta cuprinde două
curele : o c urea pentru bazin și o curea
de umăr. Volvo introduce ancore
pentru centurile în diagonal ă în 2
puncte pentru locurile din spate. [3]
1959 Volvo introduce în Suedia o cent ură în 3 puncte pentru locur ile din
față, ca st andard. Prima centur ă în trei puncte vandut ă fiind într-un
Volvo PV544 în Suedia în data de 13 August.[2]
1962 Un prim sondaj privind eficac itatea centurilor de siguranta apare în
Marea Britanie și a arătat că acestea vor reduc e riscul de deces și de
răni grave cu 60%.
1963 Volvo introduce în SUA centura în 3 puncte pentru locurile din față ca
standard .
1964 Majoritatea producătorilor din SUA incep sa asigur e centur i pentru
bazin pentru locurile din față
1965 Devine oblig atorie montarea centurilor de siguranță pentru locurile
din fața pentru mașinil e construite în Europa.
1983 Începân d cu 31 ianuarie, este obligatoriu ca șoferii și p asagerii (adulți
și copii ) să poarte centurile de siguranță pentru o perioadă de
încercare de trei ani. Peste 90% dintre șoferi s -au conformat la acel
moment și încă o fa c.
1986 Ambele Camere ale Parlament ului votează copleșitor pentru a
menține permanent cerința.
Fig.1.2 Primul concept de
centur ă in trei puncte[2]

5

1989 Purtarea cen turilor de siguranță din spate devine obli gatorie pentru
copiii sub 14 ani.
1996 Centuri de siguranță adaptate microbuzelor și autocar elor car e
transportă grupuri de copii în e xcursii organizate. (Se impun scaune
orientate spre directia de mers – nu sunt permise cele orienta te în
lateral)
2001 Centurile de siguranță trebuie montate la toate microbuzele și
autocarele.
2003 20 de ani de la devenir ea obligator ie a purtarii centur ilor de siguranță
– 50.000 de vieți salvate.
2006 Toți copiii care căl ătoresc în mașini (cu foarte pu ține excepții) trebuie
să utilizeze o acorare pentru copii i sub 12 ani adecvata , după care
trebuie să folosească centura d e siguranță pentru adulți.
2006 Pasagerii cu vârsta de peste 14 an i trebuie să fo losească centurile de
siguranță în autobuze , autocare și microbuze de peste 2.540 kg
greut ate neîncărcată .[3]

6

1.3 Defini ția centurii de siguranță

Centura de sigura nță este u n aranjament de curele
cu o cataramă de fixare, dispozitive de reglare și
atașamente care est e capabil să fie ancorat la
interiorul unui vehicul cu motor și est e conceput
pentru a diminua riscul de ră nire a purtăt orului său,
în caz de coliziune sau de dec elerare bruscă. a
vehiculu lui, prin limitarea mobilității corpului
purtătorului.
Un astfel de aranjament este, în general, denumit
ansamblu de curea , care cup rinde, de asemenea,
orice dispozitiv p entru absorbția de energie sau
pentru retragerea centurii.[4]

Fig.1.3 Centură de
siguran ță[5]

7

1.4 Definirea com punentelor centurii de siguran ță

1. Chinga

O componentă flexibilă proiectată pe ntru a ține
corpul ș i pentru a transmite tensiunile la ancoraj ele
centurii.

2. Cataramă

Un dispozitiv cu elib erare rapidă care pe rmite
purtătorul să fie ținut de cen tură. Catarama poate
încorpora dispozitivul de reglare .

3. Dispozitiv de reglare a centurii

Dispozitiv care permite reglarea centurii în fu ncție de cerințel e pu rtătorului și de
poziția scaunului. Dispozitivul de r eglare p oate face p arte din cataramă, sau din
retractor sau orice altă parte a centurii de siguranță.

4. Dispozitiv de pre tensionare

Dispoz itiv suplimentar sau integrat, ca re strânge
centuri a de siguranță pentru a reduce slăbirea
centurii în timpu l unei s ecvențe de a varie.

Fig.1.4 Ching a[5]
Fig.1.6 Retragerea chingii[8]
Fig.1.5 Dispozitiv de eliberare a
chingii -cataramă[7]

8

5. Atașamente

Piese ale a nsamblului centurii, inclusiv componentele de fixare necesare, care îi
permit să fie at așate la ancorajele centurii.

6. Dispersator de energie

Dispozit iv conceput pentru a dis persa energia independent sau împreună cu chinga.

7. Retractor

Dispozitiv pentru depo zitarea unei părți sau a
întregii chingi a unei centuri de siguranță.
Acestia sunt de patru tipuri :

a.Retractor fără b locare (tipul 1)
Un retractor din c are cureaua este extrasă la
întreaga lungime de o forț ă externă mică și
care n u oferă nic io ajustare pentru lung imea
chingii extrase.

b.Retractor cu deblocare manuală (tip ul 2)
Un retractor care necesită funcționarea manua lă a unui dispozitiv de către uti lizator
pentru a debloca retrac torul pentru a obține ext ragerea dorită și care se blochează
automat atunci când operațiunea menționată înc etează.

c.Retractor cu blocare automată (tip ul 3)
Un retractor care permite extrager ea curelei la lungimea dorită și care, atunci când
catarama este fix ată, ajustează automa t cureaua la purtător.
Extragerea ulterioară a curelei este prevenită fără interven ția vo luntară a purtătorului.

d.Retractor cu blocare de urgență (tip ul 4)
Un retrac tor care în condiții normale de conducere nu restricționează libertat ea de
Fig.1.7 Retractor[9]

9

mișcare de căt re purtătorul centuri i de siguranță. Un astfel de dispozitiv are
compone nte de reglare a lungimii care reglează automat chinga in func ție de purtător

și un mecanism de blocare a cționat în caz de urgență :
• decelerarea vehiculului (sensi bilitate unică).
• o combin ație de dece lerare a vehiculu lui, mișcare a centurii sau o rice alt mijloc
automa t (sensibilitate multiplă).[4]

8.Dispozitiv de reglare a centurii pentru înălțime:

Un dispozitiv care perm ite poziția în înălțime a
buclei superioare a u nei chingi pentru a fi
ajustată în conform itate cu ceri nțele
purtătorului individual și poziția scaunului. Un
astfel de dispozitiv poate fi considerat ca o
parte a centurii sa u o parte a a ncorei chingii .

9.Ancore pentru ching ă

Piese ale structurii vehiculul ui sau ale structur ii scaun ului sau a oric ărei alte părți ale
vehicu lului la care trebuie asigurate ansambl urile centurilor de siguranță.

10.Sistem de reținere

Un sistem care combină un scau n fixat pe struc tura vehiculului prin mijloace
adecvate și o centur ă de siguranță pent ru care este amplasată cel p uțin un ancoraj pe
structura scaunului.[4]

Fig.1.8 Dispozi tiv de re glare[10]

10

1.5 Cerin țe generale a le centurilor de siguran ță

Centurile de siguranță trebuie instalate astfel încât, atunci când sunt u tilizate
corespunzător, să reducă riscul de vătămare corpora lă în caz de accident. Acestea
trebuie să fie instalate astfel încât:

• Curelele să nu presupu nă o configurație periculoasă;
• Riscul ca o curea poziționat ă corect să alunece de pe umărul unui purtător ca
urmare a mișcării sale înainte să fie redus la minim .
• Riscul de deteriorare a curelei prin contactul cu părți ascuțite ale vehiculului
sau a struct urii scaunului sa fie redus la minim .
• Proiectarea și instalarea fiecărei centuri de siguranță prevăzut ă pentru fiecare
scaun trebuie să asigure un acces cât mai uș or pentru utilizare .
• În cazul în care s pătarul scaunului po ate fi rabatat pentru a permite a ccesul în
spatele vehiculului sau către portbagaj, după readucerea acestora în pozi ția
inițială de sigur anță, func ția centurilor nu trebuie sa fie afectată .
• Nu trebuie să împiedic e instalarea corectă a sistemelor de siguranță pentru
copii recomanda te de pr oducător .
• Componentele rigide, cum ar fi catarame le, dispozitive de reglare și
atașamente le, nu trebuie să crească riscul de vătămare corporală a
purtătorului sau a altor ocupanți ai vehiculului în caz de accident.
• Dispozitivul de eliberare a chingii – cataram a, trebuie să fie poziționat într -un
loc vizibil și la îndemân ă pentru utilizator și trebuie proiectat astfel încât să
nu poată fi actionat accidental . Dispozit ivul de elibera re a c hingii trebuie să
fie, de asemenea, amplas at în așa fel înc ât sa permit ă cu ușuri ntă acționarea
acestuia de către un eventua l salvator .[6]

11

1.6 Principiul de func ționare al centuril or de siguranță

Cel mai eficient dispozitiv de sa lvare a vietilor omenesti al unui vehicul este
centur a de siguranță. Centura de siguranță reduce fatalitatea cu 45%. Lucrând
împreună cu airbag -urile în coliziune, centura de sigura nță oferă pasagerilor un grad
suplimentar de siguranță și ii poate feri pe aceștia de posibilele leziuni .
Cu cât viteza d e depla sare este una mai mare, cu atât centura de siguranț ă are
un rol mai important . Conform studiil or, viteza de 45 km / h este suficient ă să
proiecteze prin parbriz persoanele care nu utilizează centur a de si guranță cu o forță
de 30 ori ma i mare decât propria greutate[11]
În acest ca pitol, vom examina tehnologia centurilor de siguranță pentru a
vedea de ce sunt una dintre cele mai importante tehnologii din orice mașină .
Momentul accidentului
Ideea de bază a ce nturii de siguranță este foarte simplă : împiedică pasagerii
să se deplasez e cu viteza inainte si sa aiaba impact cu interiorul mașinii atunci când
mașina se oprește brusc. Dar de ce s -ar întâmpla acest lucru în primul rând? Pe scurt,
din cauza inerției.
Inerția este tendința un ui obiect de a c ontinua să se miște până când altceva
funcți onează împo triva acest ei mișcări. Altfel spus, inerția es te rezis tența fiecărui
obiect la schimbarea vitezei și direcției de deplasare. Lucrurile în mod natural v or să
contin ue deplasarea.
Dacă o mașină se deplas ează cu viteză de 50 de km / oră, inerția vrea să-și
continue drumul de 50 km / ora într-o singură di recție. Rezistența aerului și frec area
cu drumul încetinesc automobilul constant, însă puterea motorului compensează
oarecum această pierdere de energie.

12

Orice este în mașină, inclusiv șoferul și pasage rii, are inerție proprie , care este
separată de inerți a mașini i. De exe mplu în timplul deplas ării unui autovehicul cu 50
km / or ă viteza soferului și viteza ma șinii sunt axproximativ egale, acest luc ru ofe ră
șoferu lui senzatia că el și mașina se mișcă ca o singu ră unitate .
Dacă mașina s -ar lovi de un zid , rezistența acestuia ar duce mașina la o oprire
bruscă, dar viteza soferului va rămâne aceeași. Fără centura de siguranț ă, șoferul este
proiectat catre directia de deplasare cu viteza de 50 km / ora. Energia inertiala este
preluata direct de corpul uman provoc and leziuni
Indiferent de ce se înt âmplă într -un accident de o rice natur ă, un obiect
exercit ă o forță asu pra șoferul ui pentru a il opri , dar în funcție de locul și modul în
care este aplica tă forța, sunt șanse ca acesta s ă fie fatală sau s -ar putea alege cu răni
grave . Centura de siguranță distribuie si disperseaz ă inerția pasagerului reducând
șansele de văt ămare major ă .[4]
Reducerea la minim a răniri i pasagerului
În ultima s ecțiune, am văzu t că de fiecare dată când o mașină ajunge la o
oprire bruscă, și pasagerul ajunge la o oprire bruscă. Scopul centurii de si guranță este
de a răspândi forța d e oprire pe p ărți mai rezistente ale corpului uman pentru a reduce
la mini m daunele.
1.Expunerea pelvisului și a claviculei în timpul acidentului
O centură de s iguranță tipic ă
este form ată dintr -o chinga care trece
peste pelvis și este rutata peste umăr .
Cele două secțiuni d e centură sunt bine
fixate pe cadrul mașinii p entru a ține pe
aceștia în scaunele lor.
Când cureaua este purtată corect, ea va
aplica cea mai mare parte a forței de
oprire pe c lavicul ă și asupra pelvisul .
Deoar ece ce nturile se extind pe o
Fig1.10. Zonele corpului uman care preiau cele
mai mari forte în timpul unui accident[12]

13

secțiune largă a corpului , forța nu este concentrată într -o zonă mică, deci nu poate
face la fel de multe daune.

2. Permiterea deplas ării u șore către direcția impactului

În plus, cureaua centurii de siguranță
este realizată dintr -un mate rial mai
flexibil . Acest lucru perm ite ca oprirea
sa nu f ie chiar atât de bruscă deoarece
centurile de siguranță permit
deplasarea ușoară înainte.

3. Deformarea caroseriei
Zonele deformabil e ale caroseriei unei
mașini diminueaz ă considerabil impactul . În
loc ca întreaga mașină să ajungă la o oprire
bruscă atunci când lovește un ob stacol,
caroseria absoarbe o parte din forța de imp act
prin consumarea energiei prin de formare .
Scheletul mașinii este mult mai rezistent pentru
protejarea pasagerilor , iar zonele deformabile
protejeaz ă pasagerii doar dacă aceștia se
deplas ează in acela și timp cu scheletul mașinii
– adică dacă sunt fixați pe scaun cu ajut orul
centur ii de siguranță.[13]

Fig.1.9 Deplasarea ușoară înainte
în tim pul accidentului[12]
Fig.1.11 Disiparea for ței
impactului pr in deformarea
caroseriei[13]

14

Cel mai simplu model de centură d e siguranță constă intr-o lungime de chingă cu
prinderi de scheletul vehiculului. Aceste cur ele fixează pasageru l în scaun , ceea ce
este foarte sigur, dar nu este foarte confortabil.
Centurile de s iguranță ale mașinii au capac itatea de a se extinde și de a se retrage –
permite aplecarea ușoara înainte, în timp ce centura rămâ ne destul de stabil a, dar într –
o coliziun e, centura se strânge brusc și va ține în loc utilizatorii acesteia . În secțiunea
următo are, este prezentat dispoz itivul care face posibil acest lucru.[12]
Extragerile și retrage rile
Într-un sistem tipic al centuri lor de siguranță, chinga este conectată la un mecanism –
retractor. Elementul central din r etractor este o bobin a, care este atașat ă la un capăt al
centurii. În i nteriorul retractorului, un arc aplică pe bobină o forță de rotație sau un
cuplu. Acest lucru faciliteaza rotirea bobin ei, astfel încât chinga să stea intins ă.

În momentul extragerii chingii , bobina se rotește din vederea care con ține arcul în
sensul invers acelor de ceasornic, cee a ce face ca și arcul atașat să se deplaseze în
aceeași direc ție. În acest punct arcul est e sub tensiune și tinde să revină la form a sa
inițială . Arcul se va strânge, rotind bobina în sensul invers acelor de ceasornic până
când chinga revine în jurul bobine i.
Arc spirală

Fig.1.12 Arc în s pirală care rotește bobina pentru a
menține c hinga centurii de siguranță adunat ă[14] Bobin ă

15

Retractor ul are un mecanism de blocare care oprește bobina să se rotească atunci
când mașina este implicată într -o stare de avarie , frana brusca sau deplasare
accelerat ă a pasagerului fa ță de retractor . Există două tipuri de sisteme de blocare în
uz cur ent astăzi:
1. Sisteme declanșate de acceleratii al e mașinii
2. Sisteme declanșate de deplasari accelerate ale pasagerului impreuna cu
chinga
1. sisteme declanșate de acceleratii ale mașinii
Primul fel de sistem blocheaz ă bobina atunci când ma șina accelere aza sau
decelerează brusc.
Figur a de mai jos arată cea mai sim plă versiune a acestu i design.
Elementul central de opera re din
acest mecanism este un pendul ponderat .
Când mașina se opreșt e brusc, inerția face
ca pendulul să se deplasez e înainte. Partea
superioar ă a pendulului actioneaza ca o
parghie si se prinde de un dinte al unei roți
dințat e cu clichet, atașată la bobin ă, iar în
acest mome nt angrenajul nu se mai poate
roti în sensul acelor de ceasornic , fara a
mai permite chingii s ă iasă. În momen tul rerager ii chingii in retract or pendulul rev ine
în pozitie initial ă, iar angrenajul se rotește în sensul opus acelor de cea sornic , iar
partea superioara a pendulului se decupleaz ă de roata din țată.

Fig.1.13 Blocarea sistemulu i cu ajutorul unei
greutați[14]

16

2. Sisteme declanșate de deplasari accelerate ale pasagerului impreuna
cu chinga
Cel de -al doilea tip de s istem blochează bobina atu nci când chinga e ste
extras ă brusc . Forța de activa re este viteza de rotație a bobinei . Diagrama prezintă o
configurație comună.
Elementul central de operare din acest proiect este o pârghie pivotant ă pond erată
montată pe bobina ro tativă. Când bobina se învârte lent, forta inertiala este pre a mica
sa roteasca parghia din pozitia de
echilibru . Pozitia de echillibru este
asigurata de un arc . Atunci când
chinga este extras ă brusc , învârtind
bobina mai r apid, forța centrifugă
strange arcul , iar capătu l pârgh iei
este arunc at spre exterior.

Maneta exti nsă împinge o piesă cu
came montată pe carcasa
retrac torului. Cama este conectată la
un clichet pivotant printr -un știft
glisant. Pe măsură ce piesa cu came
se deplasează spre stâ nga, știftul se
mișcă de-a lungul unei caneluri în
carcasa . Bobina prin zavor se
blochează în carcasa angrenajului,
împiedicând rotirea în sens ul acelor
de ceasorn ic.

În unele sisteme mai noi de centuri de siguranță, un dispozitiv de pretensionare

Fig.1.14 Blocarea sistemului cu came[14]
Camă
Pârgie pivotantă
Clichet
Știft glisant

17

funcționează, d e asemenea, p entru a strân ge cureaua centurii. Acest sistem pregateste
pasagerul pentru impact intr -o pozitie corecta. În secțiunea următoa re, va fi preze ntat
modul în care funcționează aceste dispozitive.[14]

Pretensionare

Ideea de bază a unui dispozitiv de pretensionare este de a elimina orice
slăbire a chingii centurii în caz de accident. În timp ce mecanismul de bl ocare
convențional într -un retractor împiedică centura să se extindă ma i departe,
pretensionatorul retrage pasagerul in scau n prin retra gerea chingii (Fig. 1.6). Această
actiune ajută la deplasarea pasagerului în poziția optimă de accident în scaunul său.
În mod norm al, dispozitivele de pretensionare funcționează î mpreună cu mecanisme
de blocare conve nționale, nu în locul lor.

Există o s erie de si steme de pretensionare diferite pe piață. Un ele sisteme de
pretensionare trag întregul mecanism retractor înapo i iar alții rotesc bobin a în sine. În
general, dispozitivele de pretensionare sunt c onectate la același procesor central de
control care activează airbag-urile mașinii. P rocesorul monitorizează senzorii de
mișcare mecanici sau electronici care răspund la decelerarea br uscă genera tă de
impact. Atunci când este detectat un impact, procesorul ac tivează dispozitivul de
pretensiona re și apoi airbag -ul.
Unele pretensionatoare sunt construite în jurul motoarelor electrice sau solenoidelor,
dar cele mai populare modele de astăzi folosesc p iroteh nica pentru a trage cu bandă
cureaua.

Elementul central al ace stui dispozitiv de pr etensio nare este o cameră de
ardere. În interiorul camerei, există o altă cameră de combustibil , cu material de
aprindere exploziv. Aceas tă cameră mai mică este echip ată cu doi electrozi, care su nt
conectați la procesorul central. Când procesorul detectează o col iziune, acesta aplică
imed iat un curent electric catre electrozi.

18

Scânteia de l a electrozi aprinde materialul exploziv . Materi alul exploziv genereaza o
cantita te mare de gaze. Gazul care arde generează o p resiune exterioară mare .
Presiunea apasă pe un pis ton care se sprijină în cam eră, conducându -l în sus la viteză
mare.
Un angrenaj de cr emalieră este fixat pe o parte
a pistonului. Când p istonul trage în sus,
angrenajul cu cremalieră angajează o roată
conec tată la mecani smul bobinei retractor.
Presinea generat a impinge un piston conectat la
un sistem tip roata – cremaliera. Roata este
conectat a la bobina care se roteste in directia
inversa a celor de cea sornic infasurand chinga
pe bobina.

Limitatoare de încărcare

În caz de accidente grave, când o m așină intră în coliziun e cu un obstacol la
viteză extrem de mare, centura de sigu ranță poate provoca daune grave. Pe măsură ce
viteza inerțială a pasagerului crește, este nevoie de o forță mai mare pen tru a opri
pasagerul. Cu alte cu vint cape, cu cât ai im pact mai rapid , cu atât cen tura de
siguranță va exercita o forta mai mare asupra pasagerului.
Unele sisteme cu centuri de siguranță utilizează limitatori de încă rcare pentru
a reduce la minim leziuni le provocate de centură. Id eea de bază a unui limitator d e
sarcină este de a disipa energia fortei inertiale de la pasager la centura . Cel mai
simplu limitator de sarcină este un pliu cusut în centura. Cusăturile care țin pliul în
loc sunt proiecta te să se rupă controlat atunci când s e apl ică o anumită cantitat e de
forță pe centură. Când cusăturile se de sprind, cingătura se desfășoară, permi țând
centurii să se extindă puțin mai mult.

Limitatorii de sarcină mai avansați se bazează pe o bară de torsiune d in
Fig.1.15 Dispozitiv de preten sionare
pirotehnic[14]

19

mecanismul retractor. Bara de torsiune se va răsuci atunci când se aplică suficientă
forță. Într-un limitator de sarcină, bara de torsiune este fixată pe mecanismul de
blocare pe un capăt și pe bobina rotativă pe celăl alt.

Într-un accident mai puțin sever, bara
de torsiune îș i va păstr a for ma și
bobina s e va bloca împreună cu
mecanismul de blocar e. Dar atunci
când se aplică o mare forță asupra
centurii (și prin urmare bobinei), bara
de torsiune se va răsuci ușor
consum ând energie . Acest lucru
permite ca chinga să se extindă
permi țând o mică deplasare a
pasagerului către direc ția impactului .

De-a lungul anilor, centurile de siguranță s -au dovedit a fi d eparte și cel mai
important dispozitiv de siguranță în mașini și camioane . Cu toate acestea, nu sunt în
niciun caz infailibile, iar ingine rii de sigur anță auto văd mult loc pentru îmbun ătățiri
în pro iectarea de astăzi. În viitor, mașinile vor fi ec hipate cu centuri si aira bag-uri
mai performante și cel mai probabil, tehnolog ii de siguranță complet no i. Desigur,
guver nele vor trebui să abor deze cea mai m are problemă a dispozitivel or de sig uranță
– ca oamenii să le utilizeze.

Fig.1.16 Principiul func ționării – bară
de torsiune[15]

20

1.7 Clasificarea centurilor de siguran ță

Centurile de siguran ță au mai multe cr iterii de clasificare cum ar fi :

A. Clasifica re după desti nație:

1. Centuri de siguran ță pentr u locurile din față

Retractoru l centuril or pentru locurile din fa ță este
montat de obicei pe stalpii laterali ai scheletului ma șinii cu
ajutorul unui șurub de prindere. În cazul unor anumite
modele de mașini, în general cele sport, retractorul centurii
se poate monta și în scaun .

1. Centuri de siguran ță pentru locurile din spate

În cazul centurilor de siguran ță pentru locurile din
spate unghiul de montare al retractorul ui difer ăde celedin fata
deoarece poate sa fie montat de scheletul mașinii d in zona
portbagaju lui.

B. Clasificare d upă tipu l montării :

1. Centuri de siguran ță-stânga
2. Centuri de siguran ță-dreapta
3. Centuri de siguran ță-mijloc . Acestea se int âlnes c în cele mai multe
cazuri montate în locul din mijloc al banchetei din sp ate, dar se g ăsesc
montate și în față în ca zul autovehiculelor destinate cu trei locuri în față.
Fig.1.17 Centură de siguran ță cu
prindere in 3 puncte -față[5]
Fig.1.18 Centură de sig uranță cu
prindere in 3 puncte -spate[5]

21

C. Clasificare după tipul de pretensionare :

Dispozitivele de pretensionare pot fi adăugate la oricare dintre punctele de ancorare a
centurii de sigu ranță. Acestea pot fi :

1. Dispozit ive de pretensionare montat e în retractor

Ideea unui pretensionator de retractor este de a strânge
orice slăbire a chingii centurii în caz de accident. Partea
principală a dispozitivului de pretensionare constă într-un
cartuș pirotehnic amplasat în interiorul retractorului .
În cazul unui impact puternic bilele din Fig.1.19 sunt
propulsate pe un tub la cap ătul c ăruia bilele forțează
blocarea centurii .

2. Dispozit ive de pretensionare montat e în cataramă

Este conectat la ansa mblul cataramei de siguranță cu un
cablu metalic . În caz de accident, impactul permite
generatorului de gaz sa îl elibereze, iar un piston care
este conectat de cablul metallic trage de ansamblul
cataramei și strânge centura de siguranță.

Fig.1.19 Dispozitiv de
pretensionare montat în
retractor[16]
Fig.1.20 Dispozitiv de
pretensionare montat la
cataramă[16]

22

1.8 Princ ipiul de functionare al sistemului de b locare țintă

Senzorul studiat în acest proiect aparține unui sistem de blocare cu ajutor ul unei greutati .

În momentul în care asupra senzorului se aplic ă o accelerare , o decelerare s au
o mo dificare a unghiului, masa de inerție, în cazul nost ru bila senzorului d e
accelerație este deplasată pe suportul carcasei senzoru lui pri n forță de inerție .
Senzorul de accelerație detectează acce lerația in orice direcție, iar bila forț ează
pârghia senzorului să se deplaseze în sus. Axul asigura pozitionare a in relatia cu
carcasa si permite rotatia parghiei . In momentul activ arii, vârful parghiei se cuplează
cu dinții unei roti pivotante , acest lucru duc ând la blocarea centurii. x y
Fig.1.21 Schemă sistem
blocat or

23

1.9 Scopul proiectului

Scopu l principal al proiectului constă în imbun ătățirea mecanismu lui de
bloca re a cen turii de siguran ță prin schimbarea design -ului sen zorului de blocare.
Odat ă cu trecerea timpului , cu cât este folosită mai mu lt centura de siguran ță
într-o maș ina, in interior ul senzorulu i de bl ocare se depun impurit ăți precum praf,
sare sau parti cule rezultate in ur ma contactului dintre componentele cen turii de
sigurant ă. Impurități le afecteaza func ționarea senzorului, implicit a centurii. Aceste
impurit ăți se depun in partea infer ioară a carcas ei care coin cide cu zona de contact
dintre bilă și carcasă.

Soluția tehnică presupune schimbarea designului senzorului pentru a permite
impurit ăților s ă fie eliminate di n senzor astfel încât bila s ă fie cât mai p uțin
influențată de ace ști factori , rezult ând o f uncționare mai bun ă pentru o perioad ă mai
lungă de timp .
Zona afectat ă
Fig.1.22 Senzoru l ce necesită îmbunărățirea

24

2. Modelare

2.1 Schite -solutii propuse pentru noul produs

Soluția A

Aceast ă soluție presu pune adăugarea unor găuri sub forma unor petale în zona
afectat ă . Această zonă a re o form ă conică cu v ârful acestuia în centrul gă urii de
formă ro tundă x.
Poiționarea în mașină :
-direcția 0 coinc ide cu direc ția de deplasare în față a unei mașini ;
-direcția 180 coincide cu direc ția de deplasare cu spatele a unei mașini ;
Găuri sub
form ă de petale
Fig.2.1 Schiț â Sol uța A

25

• În momentul în care o ma șina are o accelerare br uscă, bila din senzor de
deplasează pe direc ția 180 , iar în momentul unei decel erări br uște bila
senzorului se dep lasează pe direc ția 0. Pentru ca bila s ă evite c ât mai mult
trecerea peste găuri in momentul acti onării de nzorului, s pațiile dintre găurile
sub form ă de petale au fost p oziționa te în asa fel încât să coincid ă cu
direc țiile de deplasare a bilei în momentul accelerărilor s i decelerărilor unei
mașii care se deplaseaza pe dire cția înainte.

• Exist ă doua tipuri de directii in care senzorul este testat si in care bila tinde sa
se deplaseze : -direc tii principale (0,90,180,270)
-directii secundare (cele inte rmediare acestor a)
Aceste direc ții sunt prezentate în Fig. Schi ță carcasă Solutia B.
Soluția B

Fig.2.2 Schiț â Sol uța A

26

Alegerea noului concept
• Statistic , în timpul deplas ării un ei ma șini, aceasta a cceler ează și
decelereaz ă mai des decât își schimb ă direc ția de mers. Practic bila în
timpul acc elerării se va deplasa pe direc ția 180, iar în tim pul
deceler ării se va deplasa pe d irecția 0 datoit ă inerției.
• Tinând con t de aceste lucruri se alege Soluția A deoarece în ace st caz
bila este pentru o perioad ă mai mare de timp în contact cu suprafa ța
conic ă de la baza ca rcasei fată de cazul prezentat în Soluția B.

2.2 Model 3 D

Modelare a noului model s-a realizat cu a jutorul program ului CATIA
V5RS16 . Scara de proiectare este 1:1. În prog ram-ul de proiectare și modelare
CAT IA s-au proiectat elementele compo nente ce con tribuie la designul noului
concep t
• Carcasa senzorului de blocare;
• Găurile în for mă de petal ă;
• Pârghia pivotantă ;
• Axul;
• Bila.
În aceast ă etapa a avut lo c adaugarea materialulu i aferent f iecărui component .

Fig.2.3 Vedere de sus a carcasei Fig.2.4 Vedere perpendicular ă pe
supraf ața conului ca rcasei

27

Muchiile apărute în ur ma adăugării noilor găur i în form ă de petal ă au fost teșite
pentru a permite bilei o dep lasare cât mai lină pe suprafa ța conică .
Prin acest l ucru se evită eventualele blocări ale bilei în aceste găuri.

La rea lizarea noului model a trebuit ținut cont și de restu l componentelor din centura
de sigura nță. Datorită faptul ui căci în partea inferio ara a senzorului nu s e află alt
component al centurii, eventualele impurită ți care o sa fie eliminat e prin noile găuri
nu o sa afecteze func ționalitatea centurii.

Fig.2.5 Modelul 3D al senzorului îmbun ătățit

28

2.3 Elaborarea desenulu i de execu ție al carcasei

Pe baza model ului 3 D prezentat in subcapitolul a nterior a fost realizat desenul de
executie al noi carcase .
Datorit ă complexit ății componentei au fost realizate 1 2 proiec ții pentru a surprinde
toate detaliile produsului.
În aceast ă etapă au fost adăugate și verificate toate toleran țele pen tru ca noul pr odus
să aducă un grad de performanț ă cât mai ridicat.

Fig.2.6 Desenul de execuție al c rcasei

29

2.4 Procesul de func ționare al noului model

Noul model de senzor are urm ătorul
principiu de func ționare :
Senzorul de blocare 10 este alc ătuit din
carcas a senzorului 22, p ârghia 16 și masa
de iner ție în cazul nostu bila 18.
Zona de con tact dintre bil ă și calot ă este
o supr afață conic ă 20 unde bila se
deplaseaz ă in momentul actionarii
senzorului. P ârghia este alc ătuită din
brațul pârghiei 26 si v ârful pâr ghiei 28.

În fi g. este reprezen tată o sec țiune
transversal ă prin retractor . Acea sta
surprinde senzorul de blocare 10 și roata
dințată 12 care se învârte in momentul
extragerii chingii din retractor , aceasta
fiind conectat ă la bobina retractorului . În
poziție de repaus ace stea nu angrene ază.
În momentul actionarii unei accelera ții
asupra retractorului, bila 18 se
deplaseaz ă cu ajutorul inertiei in direc ția
opus ă direc ției de accelera ție a
retractorului . Bila se deplaseaza pe suprafa ța conica 20 . Aceasta acționeaz ă pârgia 16
care are o mi șcare de rota ție în jurul axului 24 . Vârful p ârghiei 28 intr ă în contact cu
dinții 14 ro tii dintate 12. Roata din țată în acest moment este blocat ă. Aceasta
bloche ază bobina retra ctorului, oprind extragerea chingii din retr actor.
Fig.2.7 Detaliu l A al noului senzor
Fig.2.8 Detaliu l B al noului senzor

30

Contact ul dintre bila 1 8 si p ârghia
16 este asigurat în punctul 32. În
momentul acceler ării bru ște, bila
se dep laseaz ă spre axul 24 și își
schimb ă punctu l de contact cu
pârghia în punctul 40 . În cazul
unei deceler ări bru ște bila se
deplaseaz ă spre v ârful p ârghiei ,
iar aceasta in tră în contac t cu
pârghia în punctul 30 . În
moment ul în care bil a este în
contact cu p ârghia în punct ul 30 sau 40,
pârghia este ridicat ă, aceasta pivot ând în jurul axu lui 24.

În figur ă este surprin să modificarea adusă senzorului inițial. Este vor ba de găurile 44
care permit impurit ăților s ă fie eliminate din senzor.

Fig.2.9 Detaliu l C al noului senzor
Fig.2.10 Detaliu l D al noului senz or Fig.2.11 Secțiun ea 5-5 din figura 2.10

31

2.5 Simulare

Modelul 3D al senzorului îmbun ătățit a fost simulat pentru testele de func ționare în
program ul Adams . În urma simul ării, rezultate ob ținute pentru s enzorul îmbun ătățit
sunt aproximativ egale cu rezultatele ob ținute în urma si mulării modelului inițial.
Simularea confirm ă faptul c ă noul model îmbunătă țit funcționează in pa rametrii
optimi.
În continuare noul concept trece la faza de prototip. S -au realizat un numar de mostre
care urme ază să treaca prin mai multe e tape de verificare, pentru a se stabili daca
noul model de senzor are o perform anță mai ridicată fa ță de senzoru l inițial.

2.6 Materiale, tehnologia producerii s enzorului

Bilele sunt fabricat e din oțel, iar acestea sunt produse pe plan international la ordinul
zecilor de m ilioane anual. Sunt lustruite cu un finisaj asemănător une i oglinzi pentru
a oferi mișcare r otativă de precizie la mașini, scule electrice, mo toare, transmisie de
putere și s ute de alte aplicații.
Procesul de fabricare consta in șase etape: Procesul de fab ricație a bilelor.

Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Etapa 5
Etapa 6
Fig.2.12 Etapele producerii bilei [17]

32

Etapa 1
Bilele metalice su nt fabricate din sârmă sau tijă de oțel. În timpul primului p as în
proces, sârma sau tija este tăia tă în bucăți. Volumul de material în această etapa este
puțin mai mare decât cel al bilei finite. Excesul de material este îndepărtat în etapele
ulterioare d e prelucrare. În această etapă, materialul nu a fost întărit și este oarecum
male abil. Acest lucru este important, astfel încât poate fi adus într -o formă sferică în
următoare a etapă de fabricație.

Etapa 2
Bilele sunt e xpuse unui proces de formare la re ce intr -o mașină antet. În stare rece,
materialul este plas at între două matrițe cu formă semisferic ă și modelat sub presiuni
între 10 și 20 tone. Este un proces de mare viteză și poate fi foarte zgomotos, în
special pentr u bile cu diametru mare, necesitân d protecție pentru urechi pentru
operatorii de mașini. In u rma acestui process se formează o formă s ferică numită
minge brută. Există un exces de material care încă mai are nev oie de îndepărtare.

Etapa 3
Excesul de material de la ecuator, trebuie să fie indepartat. Acest lucru se realizează
în procesul de intermitere . Acest lucru elimină o parte din excesul de material, dar
piesa nu este înc ă perfect rotundă, iar metalul este încă mo ale. Există două variante
diferite de prelucrare pe care producătorii le folosesc, dar ambele im plică rularea
bilelor între plăci metalic e.
Unii producători vor trece apoi bilele printr -un proces de măcinare. Mat erialul nu
este încă întărit. Această opera ție este similară cu procesul din etapa anterioară, dar
se folosește o piatră abrazivă de măcina re în locul plăcilo r metalice.

33

Etapa 4
Acum că bilele au eliminat excesul de material și sunt relativ rotunde, acest ea sunt
puse printr -un proces de trata re prin expunere la căldură pentru a se întări. Bilele sunt
încălzite la aproximativ 1.500 ° F și apo i stinse într -o baie de ulei. Sunt încălz ite din
nou la o temperatură mult mai scăzută de aproximativ 325 ° F.
După t ratarea termică, bilele sunt decolorat e și acoperite cu un strat de oxid . Pentru a
elimina depunerile excesive, bilele sunt trecute printr -un proces numi t detartrare.
Detartrarea p resupune utilizarea unui agent chimic, de obicei un compus acid.

Etapa 5
Acum că bile sunt dure și relativ rot unde, acestea se apropie de sfârși tul procesului
de fabricație. Următorul pas este să măcinăm bilele p entru a le mă ri și a îmbunătăți
geometria . Procedeul este similar procesului de șlefuire folosit anterior – bilele sunt
rulate între o placă de oțel și o roată pentru șlefuire fină.

Etapa 6
Ultima etapă îmbunătățește finisarea suprafeței și geometria. Se elimină can tități mici
de material, astfe l încât bilele să atingă toleranțele necesare.
Bilele sunt rulate î ntre două plăci de oțel, una fixă și una ro tativă la viteză mică.
Bilele devi n perfect rotunde și au un aspect asemănător unei oglinzi. Acestea sun t
spălate p entru a îndepărta impuritățile rămase, iar în cele din urmă le sunt verificate
dimensiunile.[17]

34

Carc asa si p ârghia sunt fabricate din mase plastice prin procesul de injec ție. Cea
mai r ăspândită știință de prelucrare a maselor plastice .
Injec ția maselor plastice reprezintă procesul de fabrica ție a pieselor, ob ținute prin
injec ția unui material plastic topit in interiorul unei matri țe. Tehnologia injec ției
maselor plastice este folosită pentru o gamă foarte la rgă de produse.

Pasii proce sului:
-Proiectarea matri ței și execu ția sa din metal sau aluminiu .
-Introducerea de material plastic într-un buncăr .
-Folosirea unui șurub elicoidal pentru mixarea materialului plastic .
-Introducerea materialului topit în matri țe si lăsarea acestuia să se r ăceasc ă.

Avantaje le injec ției plastice

-Folosirea procedeului în producția de serie ;
-Materialul plastic este un material cu o greutate nu foarte mare ;
– O matri ță se poate utiliza pentru peste un milion de produse fa bricat e.

Dezavantaje le injec ției plastice
-Nu orice piesă se poate realiza din palstic ;
-Are un impact negativ asupra mediului în cazul depozită rii incorecte ;
-Echipamentul necesar procesului are un pre ț ridicat.

Multitudinea aplicatiilor, unde p iesele din material plastic injectate pot sa fie folosite,
urcă tehnologi a pe primul loc în topul tehnologii lor cel mai des folosit e în fabricatra
interna țională de produse .

35

3. Testarea in laborator a prototipului

Pentru a v erifica dacă există o creștere a performan ței produsului îmbun ătățit față de
cel ant erior , urmeaz ă ca acestea să fie montate pe centur ile de siguran ță și suspuse
unor se cvențe de testare .
Testele vor avea loc într-un laborator de testare atestat conform reglement ărilor
interna țional e.
Centurile cu ce le două tipuri de senzo ri incorpora ți se monteaz ă pe dispozitivele din
laborato rul de testare . Aceste disposit ive verifică performan ța senzorului și
simuleaza imbatranire a centurilor de siguranta expunandu -le la:
-temp eratur i ridicare sau joase ;
– praf;
– umidita te;
– vibratii ;
– teste de soc;
– teste de anduranta extra gere retragere , etc.
Aceste teste au loc conform cerintelor reglementarilor interna tionale sau in functi e
de cerintele f iecarui client in parte.
In cazul acestu i studi u, vor fi trimise catre laborator pentru teste un nu mar de centur i
de siguranta cu senzorul initial incor porat egal cu un numar de centur i de siguranta
avand noul senzor. Acestea trebuie s ă îndeplinească secvent ele cerintelor de testare a
8 clienti.
.

36

3.1 Determinarea numarului de produse nec esare test ării

Pe baza unor rezultate ale unor teste de function are existente, cu ajuto rul programulu i
Minitab am determinat numarul de centur i de siguranta necesare testarii, pentru a obtine un
grad de confidenta a l rezultatelor obtinute de 95%.
Pentru pr oiect au fost realizate 2 teste de tip “2-Sample t ”.
“2-Sample t test” este unul dintre cele mai utilizate teste de ipoteză în lucrarea Six Si gma. Se
aplică pentru a compara dacă diferența medi ilor a două grupuri este într -adevăr semnificativă
sau dacă este întâmplătoare. Acest test compar ă populația (distribuirea valorilor ) a două
grupuri de date dintr-un anumit interval .
A. In cazul testului A , pe baza unor valori existente măsurat e în grade împar țite
în doua grupuri , se doreste aflarea numărului de centur i de siguran ță necesare
testării pentru o diferen ță a popula țiilor celor două grupuri egală 2 grad e.

Din grafic rezult ă un numar de centur i de siguranta necesare testarii egal cu 10
pentru a observa o diferenta de 2 grad e între cele două populați i. Fig.3.1 Grafic test A

37

B. In cazul testului b, pe b aza unor valori existente ale unor accelera ții,împăe țite
în două grupuri se dore ște aflarea numărului de centur i de siguran ță necesare
testării pentru o diferen ță a popula țiilor celor două grupuri egal ă cu 0.04g.

Din grafic rezult ă un n umar de centur i de siguranta necesare testarii egal cu 1 1
pentru a observa o diferent ă intre cele d ouă popula ții de 0.04g.
Deoarece la primul test au rezultat un număr necesar de centur i egal cu 10 , se vor folosi și în
cazul acesta 10 centuri , iar diferen ța va fi egală cu 0.036g.
Fig.3.2 Grafic test B

38

3.3 Alegerea si pregatir ea produselor pentru t estare

În urma aflării num ărului de centur i necesa re secven țelor de test reiese căci către laboratorul
de testare trebuie trimise un numar tot al de 160 de centur i de si guran ță.
-80 de centur i de siguran ță cu senzorul ini țial montat
-80 de centur i de sigu ranță cu senzorul îmbun ătățit
Deoare ce proiectul u rmărește diferen ța performan ței celor doi senzori în funcție de
cerințele a 8 clien ți, cele 1 60 de centur i au fost imp ărțite in 8 grupe egale . Fiecare grup ă fiind
format ă din 10 centuri de siguran ță cu senz orul initial incorporat și 10 centuri de siguran ță
cu senzorul imbu nătățit.
Pentru ob ținerea u nui gr ad de confiden ță cat mai ridicat , atât centurile de siguran ță
cât și cele dou ă tipuri de senzori au fost ale se din aceleasi loturi de produc ție.

3.4 Regle ment ări interna țional e

Senzorul îmbun ătățit , în cazul în care este aprobat, urmeaz ă sa fie instalat pe centuri
de sigurant ă pentru autovehic ule produse în Europ a. Acest fapt impune centurii de
sigura nță sa îndeplineasc ă cerin țele impuse de Comisia Economi că pent ru Europa
(ECE) prin Reglementarea nr. 16 ( ECE R16)
Conform ECE R16 fiecare centur ă de siguran ță produsă să inteplinească anumite
criterii , pentru a avea un anumit grad de performanță ce contribuie la salvarea vie ții.
Prin ECE R16 producători lor de centuri de siguran ță le este impus ca produsul l or
să satisf acă un număr de cerin țe de bază pentru a putea ajunge pe pia ță. Practic daca
o centură in urma producerii nu satisfice aceste cerin țe nu se mai poat e numi centura
de siguran ță. Scopul reglementă rii este de a nu permite unor producători sa trimi tă
spre folosintă un produs care nu este îndeajuns de eficient, iar in acest caz via ța
eventual ilor purt ători sa fie pusă în pericol .
În secven ța urmatoare sunt prezentate tipurile de teste pe care tipul de sistem de
blocare cu ajutorul unei greut ăți trebu ie să le îndeplinească conform ECE R16.

39

1. Teste de functiona re in stare noua;

Centura de blocare trebuie să func ționeze între anumiți parametr ii și sa fie
supus ă unor secven țe de test in laboratoare at estate din care re zultă performan ța
sistemului de blocare cu ajutorul unei greută ți în stare nou ă:

a. Teste pentru verificarea blocării la diferite accelerații
Acest test simuleaz ă accelerările si decelerările un ui autovehicul .
Centura de siguran ță este m ontată pe un dispozitiv în pozi ția de instalare ,
simulând intalarea din au tovehicu l.
Dispozitivul aplic ă asupra retractorului se o accelerare, și memoreaz ă
valoarea la care a blocat centura . Dispozitivul detecte ază și cazul în care centura nu
blochează .

b. Teste pentru verificarea blocării la înclinații
Acest test simuleaz ă momentu l când un autovehicul îsi modific ă unghiul
față de pozi ția normal ă, de exe mplu urcarea unei rampe, sau răsturnarea
autovehi culului.
Centura de siguran ță este monta tă pe un dispo zitiv în pozi ția de instalare ,
simul ând intalarea din au tovehicu l.
Dispozitivul înclină centura și extrage chi ngă în acela și timp pana în
momentul bloc ării, memor ând v aloarea de blocare .

2. Teste de îmbatr ânire;
Testel e de îmbatr ânire reprezintă o uzură accele rată a centurii de
siguran ță care simulează trecerea timpului peste c entura montată în autovehicul.

40

Testele de îmbătrânire necesare p entru acest proiect :

a. Test de durabilitate extra gere-retragere ;
Centura este montat ă pe dispozitivul de testar e în poziția de instalare, iar asupra
acesteia se aplic ă un numar repetat de extrageri si retrageri a chingii.
Acest test simulează momentul in care utilizatorul trage centura pentru utilizare .

b. Test de coroziune
Centura este expus ă unui mediu cu umidit ate crecută.

c. Expunere la temperatur ă
Centura e ste expus ă unor temperature înalte sau joas e pentru o anumită perioadă de
timp.

d. Expunere la praf
Asupra centurii se pulverizeaz ă o anumită cantitate de praf pentru un anumit interval
de timp.

e. Expune re la vibratii
Centura este supus ă uno r diferite t ipuri de vibra ții care imită vibra țiile din timp ul
deplasării autovehiculului.

3. Teste de function are dupa imbatranir e.
-Reprezintă repetarea testel or de funcționa re din stare a nouă.

41

3.5 Cerințele de testare ale clientilo r

Fiecare clien t produc ător de autovehi cule, be baza cerintelor din
reglementările interna ționale, își stabile ște propriile secv ențe de testare a centurilor
de siguranță , atât de funcționare cât și de îmbă trânire .
Prin stabilirea secven țelor de t estare, fiecare client hotărăște cât de
performantă dorește sa fie centura de s iguran ță pe care doresc s ă o monteze pe n oul
autovehiv cul produs. De exemplu dacă un client nu dorește să pună foarte mult
accent pe partea de siguran ță a pasag erilor, hotărăște un set de teste care necesită
doar inde plinirea cerin țelor din reglementările i nterna ționale. În caz ul în care unul
din clien ți dorește un grad mai ridicat de performan ță al centurii de siguranță , acesta
stabilește setul de teste care s ă satisfaca cerinț ele legale international e, iar pe langă
acestea poate s ă ceara un numar suplimentar de teste pentu verificarea performan ței
sau un număr suplimentar de cicluri din secven țele de imb ătrânire a centurii de
siguran ță. Asadar, clien ții pot solicita o performan ță cât mai ridicată a centurii de
sigurant ă, dar acest lucru îi va costa suplimentar la prețul final al achiziționarii
centurilor.

În secțiunea urmatoare , sunt prezentate opt secven țe de testare cerute de către 8
clienți diferi ți, care cuprind și clienț i care doresc un grad de performa nță cât mai
ridicat al centurii, dar și clien ți care nu pun at ât de mult accent pe acest aspect .

42

Seven țele de îmbătrânire al e fiec ărui client:

– Clientul 1:
• Teste de funcționare în stare nou ă:
• Teste p entru v erifica rea blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții
• Teste de îmătranire:
• Test de durabilitate extra gere-retragere ;
• Test de coroziune
• Expunere la tempera tură
• Expunere la praf
• Expunere la vibratii
• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții

– Clientul 2:
• Teste de funcționare în stare nou ă:
• Teste pe ntru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pen tru verificare a blo cării la înclina ții
• Teste de îmătranire:
• Test de coroziune ;
• Test de durabilitate extragere -retragere ;
• Expunere la temperatur ă
• Expunere la vibra ții
• Expunere la praf
• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite acce lerații
• Teste p entru verificare a bloc ării la înclina ții

43

– Clientul 3:
• Teste de funcționare în stare nou ă:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a blocării la înclinații
• Teste de îmătranire:
• Test de durabilitate extragere -retragere ;
• Expunere la vib rații
• Test de coroziune
• Expunere la temperatur ă
• Expunere la praf
• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclin ații

– Client ul 4:
• Teste de funcționare în stare nouă:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții
• Teste de îmătranire:
• Test de durabilitate extragere -retragere ;
• Test de coroziune
• Expunere la temperatur ă
• Expunere la praf
• Expunere la vibra ții
• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții

44

– Clientul 5:
• Teste de funcționare în stare nou ă:
• Teste pe ntru v erific area blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții
• Teste de îmătranire:
• Test de coroziune
• Test de durabilitate extrag ere-retragere ;
• Expunere la temperatur ă
• Expunere la praf
• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste p entru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a blocării la înclina ții

– Clientul 6:
• Teste de funcționare în stare nou ă:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții
• Teste de îmătranire:
• Cicluri termice ;

• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verific area bloc ării la înclina ții

45

– Clientul 7:
• Teste de funcționare în stare nou ă:
• Teste pentru verificare a blocării la diferite acceler ații
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții
• Teste de îmătranire:
• Expunere la vibratii
• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verific area bloc ării la înclina ții

– Clientul 8:
• Teste de funcționare în stare nou ă:
• Teste pentru v erificare a blocării la dif erite acc elera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții
• Teste de îmătranire:
• Expunere la temperatur ă;
• Test de corozi une
• Test de durabilitate extragere -retragere ;
• Expu nere la praf
• Expunere la vibr ații
• Teste de funcționare după îmbătrânire:
• Teste pentru v erificare a blocării la diferite accelera ții
• Teste pentru verificare a bloc ării la înclina ții

46

3.6 Poze comparative în urma te stării

În urma testelor, senzorii au fost investiga ți și fotografia ți cu ajutorul unui microscop .
Clientul 1:

În imagini le lini ilor C si F se observă o cantitate semnificativ ă de impurită ți în urma
îmbătrânirii . O parte dintre acestea au fo st eliminate din cauza expuner ii centurilo r la vibra ții
la sfârșitul secven ței de îmbătr ânire. În cazul senzorului imbunătățit acestea au putut fi
eliminate prin noi le găuri adăugate.
A

B

C

D

E

F

Fig.3.3 Poze comparative Client 1

47

Clientul 2

Se observă o cantitate superioară de impurită ți depuse în cazul senzorilor ini țiali
(liniile B , C, E) .
Prin g ăurile noilor senzori s-a reușit să se elimi ne o cantitate considerabilă de
impurită ți. A

B

C

D

E

F

Fig.3.4 Poze comparative Client 2

48

Clientul 3

Se observă o diferen ță mare intre cele doua tipuri de senzori . Găurile noului senzor
au permis apei murdare ajunse în acesta în urma se cvenței de expunere la mediu
umed , în timp ce în cazul senzorul inițial acest lucru nu a fost permis , în urma uscării
rezult ând petele eviden țiate în pozele liniilor A, C și E.A

B

C

D

E

F

Fig.3.5 Poze comparative Client 3

49

Clientul 4

În imagini le lini ilor A, C și F se observă o cantitate semn ificativ ă de impurită ți în
urma îmbătrânirii . În cazul senzorului imbunătățit acestea au putut fi eliminate prin
găurile adăugate noului senzor. A

B

C

D

E

F

Fig.3.6 Poze comparativ e Client 4

50

Clientul 5

În acest caz cantit atea de impur ități din cei doi senzori este aproximativ egală . A

B

C

D

E

F

Fig.3.7 Poze comparative Client 5

51

Clientul 6

În imagini le lini ilor A, C și F se observă o cantitate semn ificativ ă de impurită ți în
urma îmbătrânirii . În cazul senzorului imbunătățit acestea au putut fi eliminate prin
găurile adă ugate noului senzor. A

B

C

D

E

F

Fig.3.8 Poze comparative Client 6

52

Clientul 7

În urma îmbătr ânirii cerută de cli entul 7 care con ține doar secven țe de vibrații se observă că
în noul senzor există o cantitate mai mare de impur ități. În urma analizei rezultatelor
valorilor de blocare primate din laborat orul de testare , se va observa dacă a fost afectată
funcționarea acestuia .A

B

C

D

E

F

Fig.3.9 Poze comparative Client 7

53

Clientul 8

În imagini le lini ilor A, C și F se observă o cantitate semn ificativ ă de impurită ți în
urma îmbătrânirii . În cazul senzorului imbunătățit acestea au pu tut fi eliminate prin
găurile adăugate noului senzor. A

B

C

D

E

F

Fig.3.10 Poze comparative Client 8

54

3.7 Interpretarea datelor

În urma test ării cent urilor de sigurant ă, au fost colectat e și comparate datele din laboratorul
de testare a celor doi senzori .

Compararea valorilor de blocare a celor doi senzori
Toate valorile de blocare a fiec ărei secve nțe de test a u fost introdus e în programul Minitab .
Acestea au fost comparate prin diverse grafice. În figura de mai jos este prezentat un
exemplu în care pe axa y sunt prezente valorile de blocare , iar pe x num ărul acestora.

Se observă că valorile de blocare ale senzorului îmbun ătățit sunt mai restr ânse dec ât cele ale
senzorului initial , care sunt pozi ționate mai haotic.
x y Senzorul îmbunătă țit Senzorul î nițial
Fig.3.11 Grafic valori de blocare

55

Cu ajutorul programului Minitab au fost aflate Media si Deviatia Stan dard pentru fiecare tip
de test functional in parte.
Deviatia standard reprezinta distan ța euclidian ă a valorilor fa ță de media ari tmetic ă.
Devia ția standard are aceeasi unitate de masur ă cu media aritmetic ă și cu valorile setului de
date.

Valorile ob ținute în urma realizării mediei si a devia ției standard pentru fiecare tip de test, a l
fiecărui client pentru cele doua tipuri de senzori sunt prezentate in tabelul de mai jos.

În urma c omparării datelor ob ținute s -a constatat că modificarea adusă senzorului
initial a adus o îmbun ătățire tota lă a performan ței de funcționare a senzorului de
aproximativ 23% .

56

3.8 Produs final

Fig.3.12 Diferen ța carcaselor
Fig.3.13 Carcasă vedere A Fig.3.14 Carcasă vedere B
Fig.3.13 Carcasă vedere C

57

4. Concluzi i si contrib uții personale

A. Concluzii

Noul concept de senzor permite elimin area unei cantită ți considerabile de impurit ăți
prin găurile create , cu exceptia cazului Clientului 7 care a cerut o secven ță de teste
forma tă doar din expuneri la vibra ții. Cu toate acestea performan ța noului senzo r este
similară cu cea a senzorului initial.

Modificarea designului senzorului initial a adus o îmbun ătătire totală a performan ței
de funcționare a senzorului de aproximativ 23% .

În urma rezultatelor satisfacătoare obținute, senzorul îmbunăt ățit a ajuns să fie
produs în serie, iar în momentul d e față se găsește în unele centu ri de sigura nță a
noilor autovehicule produse de c ătre cei 8 clie nți.

B. Contribu ții personale

-Înțelegerea principiul ui de func ționare a unei centuri de siguran ță, si a
componentelor acesteia ;
-Înțelegerea punctelor ta ri și a celor slabe ale senzorului initial ;
-Realizarea în programul Catia a găurilor pentru eliminarea impurită ților a noului
concept peste un model de senzor standard existent.
-Stabilirea numărului de centuri necesar e pentru testare cu ajutorul programu lui
Minitab ;
-Participare la procesul de producer e a centurilor cerute;
-Înțelegerea secven țelor de testare ;
-Realizarea cerin țelor de testare a centurilor de sigura nță către laboratorul de testare ;
-Participarea la testele din laborator ;
-Înțelegerea disp ozitivelor de testare ;

58

-Utilizarea dispozitivelor pentru testarea unui num ăr de centuri ;
-Desfacerea centurilor după teste pentru investigare ;
-Investigarea centurilor ;
-Realizarea de poze cu ajutorul unui microscop ;
-Colectarea datelor obținute din laboratorul de testare ;
-Realizarea de grafice comparative cu ajutorul programului Minitab ;
-Aflarea procentului de im bunătă țire a noulu i senzor .

59

Bibliografie

[1] “Safety in Volvo Amazon ” http://www.volvoamazonpictures.se/safety/safety.php
– accesat la 12/06/2020
[2] “The Three -Point Seatbelt Turns 60, and It's a Damn Hero ”
https://www.caranddriver.com/news/a28775593/three -point -seatbelt -history/ – accesat
la 16/06/2020
[3] “The Royal Society for the Prevention of Acc idents ”
https://www.rospa.com/rospaweb/docs/advice -services/road -safety/vehicles/seatbelt –
history.pdf – accesat la 16/06/2020
[4] “Regulation No 16 of the Economic Commission for Europe of the United
Nations (UNECE) ” https://eur -lex.europa.eu/legal –
content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:4 2018X0629&from=EN – accesat la 16/06/2020
[5] “Car Builder Solutions ” https://www.carbuilder.com/uk – accesat la 16/06/2020
[6] “Addendum 15: UN Regulation No. 16 Revision 9 ”
https://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2018/R016r9e.pd
f- accesat la 16/06/2020
[7] “Massachusetts Encourages Seat Belt Use With Art Campaign ”
https://www.usnews.com/news/best -states/articles/2019 -06-17/massachusetts –
unveils -new-campaign -to-encourage -seat-belt-use – accesat la 16/06/2020

[8] Kia Sportage: Seat belts / Pre -tensioner seat belt –
https://www.ksportagegl.com/pre_tensioner_seat_belt -34.html – accesat la
16/06/2020
[9] https://www.safetyrestore.com/seat -belt-repair -service/69 -seat-belt-retractor.ht ml
– accesat la 16/06/2020
[10] INTRODUCTION AND SAFETY PRECAUTIONS
http://ww w.mahindraxylo.co.in/xylo%20d%20series/default.htm – accesat la
20/06/2020
[11] Scurtă istorie a centurii de siguranță care a salvat milioane de vieți
https://playte ch.ro/2018/centura -de-siguranta -masini -milioane -vieti/ – accesat la
20/06/2020

60

[12] Buckle Up or Else: Texas Supreme Court Holds Plaintiffs Responsible for
Failure to Wear Seat Belts https://www.thompsoncoe.com/publications/buckle -up-or-
else-texas -supreme -court -holds -plaintiffs -responsible -for-failure -to-wear -seat-belts/ –
accesat la 20/06/2020
[13] Car Crash Challenge: How to absorb the mechanical energy
https://www.ennomotive.com/car -crash -challenge/ – accesat la 21/06/2020
[14] How Seatbelts Work https://auto.howstuffworks.com/car -driving -safety/safety –
regulatory -devices/seatbelt3.htm – accesat la 21/06/2020
[15] Autoliv launches smart seat belts https://www.ins –
news.com/en/100/681/1326/Autoliv -launches -smart -seat-belts–.htm – accesat la
21/06/2020
[16] What Is Seat Belt Pretensioner? https://www.cnseatbelt.com/seat -belt-
pretensione r/ – accesat la 22/06/2020
[17] How are bearing balls made? https://insights.globalspec.com/article/12349/how –
are-bearing -balls-made – accesat la 22/06/2020
[18] Injectie mase plastice https://www.elj -automotive.ro/tehnologii/injectie -mase –
plastice -87.html – accesat la 22/06/2020