¡Demuestra la verdad de una manera sencilla! Analice de manera integral el principio de funcionamiento de las airbags de automóviles
Para los propietarios de automóviles, las bolsas de aire son nuestra configuración de seguridad común en el automóvil. Este dispositivo de seguridad auxiliar de alta tecnología puede salvar la vida de los conductores y pasajeros en accidentes de tráfico severos.
Quizás el lector no lo sabe. Una patente de invención audaz en la década de 1950 no parecía ser un valor práctico en ese momento. Pero después de entrar en el siglo XXI, se usó ampliamente en los automóviles.
Precisamente gracias al uso combinado de airbags y cinturones de seguridad se ha reducido en un 67% la posibilidad de muerte de conductores y pasajeros en accidentes de tráfico graves, salvando la vida de cientos de miles de conductores y pasajeros cada año.
En las décadas previas a que aún no se haya demostrado plenamente que el airbag es confiable y práctico, una gran cantidad de logros científicos y tecnológicos interdisciplinarios han penetrado gradualmente en el proceso de investigación y desarrollo continuo, convirtiéndolo en un alto -TeCh Software y sistema de hardware en automóviles.
¿Por qué creo que el sistema de airbag tiene una estructura compleja, un diseño exquisito y contenido de alta tecnología?
La respuesta está en esta imagen, este problema le traerá el análisis de los principios básicos de las bolsas de aire. Al igual que en el número anterior, lo ayudaremos a comprender total y completamente sus principios de funcionamiento a través de imágenes intuitivas y métodos de análisis prácticos.
Para evitar que el contenido técnico sea demasiado complejo y provoque que los lectores se cansen y no puedan comprenderlo completamente, el autor ha separado el contenido del cinturón de seguridad que está estrechamente relacionado con el sistema de bolsas de aire. El futuro, el autor puede hacer un análisis gráfico especial de este contenido.
¿Qué es el sistema de airbag?
El airbag al que solemos referirnos en realidad tiene un nombre profesional incomprensible:
Sistema de retención suplementario (SRS, ¿auxiliar? sistema de retención?).
De hecho, airbags are just a component in the airbag system. Antes de que se unificara el nombre, varios fabricantes le habían dado diferentes descripciones profesionales, como Sistema de retención con colchón de aire (ACRS) y Sistema de retención inflable suplementario (SIR).
然而，它们本质上是相同的汽车安全设备。
本文将使用众所周知的“安全气囊系统”代替其正式名称“辅助约束系统”。
安全气囊系统是汽车被动安全系统中最重要的子系统。 Su objetivo principal es restringir y amortiguar el cuerpo del ocupante después de una colisión del vehículo y el sistema de cinturones de seguridad, protegiendo así su seguridad personal.
Su principio de funcionamiento también es muy simple y se puede describir vívidamente como: cuando el automóvil sufre una colisión grave o un accidente de vuelco, el sistema de bolsa de aire se activará rápidamente y "explotará" una gran "bolsa de aire" suave con una función de amortiguación ", coopera con la función de restricción del cinturón de seguridad para evitar que los conductores y pasajeros caigan por colisiones mortales con objetos en el automóvil.
Dependiendo de su función, los airbags se dividen en diferentes tipos, que se expanden en posiciones clave dentro y fuera del coche. 高端车配备10以上的安全气囊不足为奇。
Clasificaciones diversificadas para garantizar la seguridad
Tipos de bolsas de aire
Los lectores están más familiarizados con las bolsas de aire delanteras en el volante, pero en realidad, las bolsas de aire El producto can be subdivided into many types according to the function. 本节将为大家全面分类，逐一分析其特点。
1. Airbags frontales
Los airbags frontales están ubicados en el volante y el tablero del automóvil y se utilizan para proteger al conductor y a los pasajeros delanteros en caso de una colisión grave. 它的保护功能主要是针对来自前方的强烈冲击，这种安全气囊并不能为乘员提供侧面和后部的保护。
Debido a que la probabilidad de colisión delante del vehículo es mayor, ¡las bolsas de aire delanteras en la parte delantera se asignan en la mayoría de los países para la configuración de automóviles!
Verá sus características en la vista de simulación detrás de nosotros: dado que el airbag frontal tiene un tiempo de funcionamiento muy corto y se agota rápidamente después de desplegarse, si el vehículo sufre posteriormente una colisión secundaria, el airbag no lo hará. jugar cualquier protección.
前排安全气囊可细分为:驾驶员安全气囊(DAB)和乘客安全气囊(PAB)。
2.侧气囊(SAB)
侧气囊一般位于汽车座椅或车门内。 Cuando el vehículo sufre una fuerte colisión lateral, las bolsas de aire laterales se activarán rápidamente, expandiéndose en el estrecho espacio entre la puerta y el asiento, y esta bolsa de aire se mantendrá por más tiempo.
Su función principal es proteger la cabeza o el torso de los pasajeros de este lado para evitar que puedan lesionarse al chocar con objetos del coche.
Los airbags laterales también tienen sus propias funciones:
Algunos airbags se centran en la protección lateral del pecho y el torso del pasajero, algunos se centran en la protección lateral de la cabeza del pasajero y otros ambos. Los airbags tienen ambas funciones.
Algunos componentes de las bolsas de aire laterales bien diseñados también pueden proporcionar amortiguación con diferentes durezas según las características fisiológicas de las diferentes partes del cuerpo humano.
Para la cavidad pélvica relativamente suave y la parte inferior del abdomen del pasajero, la bolsa de aire proporciona una amortiguación más suave, mientras que para el pecho protegido por las costillas, la bolsa de aire proporciona una amortiguación más pesada.
Clasificación de los airbags
3. Airbags laterales de cortina (cabina)
Los airbags laterales de cortina generalmente están dispuestos en el panel interior encima de la puerta. El nombre de su se desarrolla en un tubo delgado y cubre toda la ventana del automóvil, que se asemeja a una cortina.
no solo reacciona a las colisiones, sino que algunos productos son muy sensibles al volcado del vehículo. Cuando ocurren los dos casos anteriores, las airbags de la cortina lateral comenzarán rápidamente de arriba a abajo, enfocándose en proteger las cabezas de los pasajeros.
En diversas colisiones laterales y accidentes de vuelco, las bolsas de aire laterales de cortina pueden reducir la tasa de mortalidad de los pasajeros con lesiones cerebrales graves en un 45%.
En comparación con las bolsas de aire delanteras, este tipo de bolsas de aire no solo pueden mantenerse inflables durante mucho tiempo, sino que también tienen un rango de protección más amplio. ¡Algunos modelos incluso pueden proporcionar protección lateral para hasta tres filas de pasajeros!
Los airbags de cortina lateral generalmente se usan junto con las airbags laterales mencionadas anteriormente.
(Los siguientes tipos de airbags generalmente están equipados en los modelos de gama media a alta)
4. Airbag denominado (KAB)
El continuo Aumento de las necesidades del sistema, proporcionando a los conductores y a los pasajeros productos de protección más integrales equipados gradualmente con automóviles.
Cuando los ingenieros recopilaron estadísticas sobre pruebas de choque a largo plazo y casos de accidentes de tráfico, descubrieron que aunque los airbags frontales pueden proteger muy bien el torso y la cabeza de los pasajeros, las colisiones graves casi siempre causan daños a la víctima. cuerpo. ¡Provoca graves daños en la rodilla!
Los airbags de rodilla generalmente se despliegan en el panel de instrumentos delantero. Su función principal es evitar que el panel de instrumentos colapsado apriete severamente las rodillas del ocupante cuando la parte delantera del vehículo está severamente deformada.
5. Bolsas de aire centrales
Las bolsas de aire centrales se pueden expandir en el medio del automóvil. Su función es evitar que los pasajeros choquen entre sí debido a colisiones graves.
6. Airbags de cinturón de seguridad
Los airbags de cinturón de seguridad están dispuestos en los cinturones de seguridad y tienen como función principal ampliar el área de contacto con el cuerpo del ocupante cuando se activan y despliegan, y amortiguan. Los cinturones de seguridad después de que se tensen.
7. Bolsas de aire para peatones
Las bolsas de aire para peatones son productos de bolsas de aire que solo han aparecido en los últimos años y solo están equipados con modelos de lujo de alta gama. No protege la seguridad de los conductores y pasajeros del automóvil. Su función principal es reducir el daño físico de estos últimos cuando el vehículo de motor choca con los peatones.
Principales componentes del sistema de airbag
El sistema de airbag se compone principalmente de tres componentes, a saber: unidad de control del airbag, sensor y módulo de airbag.
Una breve comprensión de los conocimientos básicos de esta sección ayudará a los lectores a leer fácilmente el contenido de demostración de simulación que se presentará más adelante.
1. Unidad de control del airbag (ACU)
Ordenador físico del airbag
La unidad de control del airbag (ACU), comúnmente conocida como ordenador del airbag, está compuesta por Un procesador de computadora, modelos, módulos de entrada y salida son los componentes de control de núcleo de todo el sistema de airbag.
El algoritmo de programación de software de este "cerebro" realizará juicios lógicos basados en la información transmitida por los sensores relevantes y, en última instancia, decidirá si se activa el airbag.
Además, la computadora airbag también proporciona un servicio de energía de repuesto para que el sistema diagnostice todo el sistema en cualquier momento. Cuando una falla en el sistema, se registrarán los detalles de la falla y la luz de falla advierte al usuario.
Por supuesto, la computadora airbag también es responsable de enviar datos relevantes a otros sistemas de vehículos.
2.
根据不同的功能，在汽车的不同位置部署各种传感器。
Para garantizar que la bolsa de aire no se despliegue accidentalmente, el programa lógico de la computadora de la bolsa de aire no activará el despliegue de la bolsa de aire basándose en la información de colisión transmitida por un solo sensor.
La siguiente es una lista de varios sensores que deben tener los sistemas de bolsas de aire convencionales (los sistemas de bolsas de aire avanzados usan más sensores y el autor los analizará más adelante):
Aunque el antiguo y nuevos sensores Las funciones son ligeramente diferentes, pero los objetivos de funcionamiento de todos los sensores son los mismos, sin excepción, convertir las características de movimiento físico detectadas del vehículo en señales eléctricas y transmitirlas rápidamente a la computadora de control de la bolsa de aire.
◥Sensor y ACU del sistema de airbag
①Sensor de colisión externo
El sensor de colisión exterior, como componente de detección de colisión más directo, está dispuesto en la parte delantera, trasera y lados del vehículo la posición clave del contorno.
② Sensor de aceleración
El sensor generalmente se instala en el automóvil. Al medir los cambios en la aceleración midiendo el desplazamiento inercial de la pequeña calidad interna, las características de movimiento se convierten en. una señal eléctrica.
Por ejemplo, una colisión positiva puede causar una desaceleración rápida, y la colisión lateral causará una aceleración rápida.
③ El sensor sensor
La dirección de la dirección causada por el sensor giroscópico (como la rotación del vehículo no está controlada), convierte las características de movimiento del movimiento en una Señal eléctrica, exportada a la computadora de la computadora airbag.
Cuando el vehículo con el sensor se voltea, la señal del sensor es la misma que la señal del sensor de aceleración, lo que será definido por la computadora del airbag como un accidente por vuelco. En este momento, el airbag de cortina lateral comenzará a proteger a los pasajeros en el automóvil.
④ Ocupación del asiento de sensores
En el sistema temprano de airbag, no existe tal sensor. El sensor de ocupación del asiento se utiliza para controlar el desarrollo de bolsas de aire con mayor precisión. Cuando no hay pasajeros en el asiento, ¡el sistema de airbag no comenzará!
El sensor generalmente se despliega en el asiento delantero, y sus funciones se realizan a través de la detección de presión.
⑤ Sensor de velocidad de la rueda
El sensor de velocidad de la rueda está equipado con una posición de la rueda y el vehículo circula a velocidad a través de la señal electromagnética.
¿El vehículo conduce y excede la velocidad mínima del arranque del airbag?
¡Esta información es uno de los datos más básicos a los que la computadora Airbag debe referirse para operaciones y juicios lógicos!
3. El módulo de airbag
El proceso de inflación de la bolsa de aire debe ser rápida y precisa.
因此，气囊模块不仅是充满气体的弹性气囊，而且具有复杂的结构。 Consta de cuerpo analógico y airbag.
①充气装置
两种充气机的◥激活过程？ Modo de encendido constante
Aunque el sistema de airbag se considera una tecnología de protección de seguridad "pasiva", su principio de funcionamiento es en realidad muy "activo" y "violento".
El dispositivo de encendido está hecho de materiales inflamables con cables de resistencia. Cuando se conecta la corriente, su alta temperatura encenderá una sustancia combustible fuerte.
我们可以形象地把它比作一个微型的“电雷管”，整个充气过程更像是炸药爆炸。 其实两者的基本工作原理是完全一样的。
请记住这个比喻，后面会用到。
Como se muestra en la figura anterior, la explosión a pequeña escala de la máquina de ignición atravesará la primera tableta explosiva, lo que conduce directamente a una gran cantidad de productos químicos fuertes y fáciles de quemar en el inflable. (compuesto principalmente de nitrato de amonio y nitiko 胍, respetuosos con el medio ambiente) Inicie la segunda explosión violenta, la segunda etapa de la explosión producirá una gran cantidad de nitrógeno y luego fluirá hacia la bolsa de aire.
高压气体使安全气囊瞬间膨胀，冲破容器，迅速弹出。 它的平均展开时间只有20毫秒，弹出速度高达近300 km/h！
Ya sabes, el parpadeo de nuestros seres humanos es de aproximadamente 200 milisegundos. ¡Tal expansión puede construir completamente un muro blando para proteger la vida en la etapa inicial del movimiento de inercia humana!
② cuerpo del airbag
La estructura del cuerpo del airbag
Para garantizar que los airbags se puedan desarrollar sin problemas cuando se necesitan, el cuerpo del airbag utiliza telas de polibamina antienvejecimiento y de alta durabilidad, tienen bajos coeficientes de fricción y los fabricantes también preestablecen polvo lubricante (generalmente talco en polvo o almidón de maíz).
这也是我们看到安全气囊展开后驾驶室内冒白烟的原因。
Lectores, ¡eso no es fuego!
El cuerpo de la bolsa de aire se almacena en un módulo de bolsa de aire estrecho de manera bien plegada, y se reserva una estructura trasera para permitir que el gas escape del puerto de escape, que se utiliza para amortiguar las fugas de aire después de que se activa la bolsa de aire. completamente desplegado.
Condiciones de activación
Los diferentes tipos de bolsas de aire tienen diferentes condiciones de activación. Para ahorrar espacio, el autor solo enumera algunas de las condiciones desencadenantes que necesita conocer en el siguiente escenario de accidente simulado:
Consejo: recuerde, cada condición desencadenante individual no puede forzar a la computadora de la bolsa de aire a realizar un despliegue seguro. Decisión de bolsa de aire!
①speed
¿Recuerdas el sensor de velocidad de la rueda que mencionamos antes?
La condición de activación absoluta para los airbags frontales y las colisiones frontales es que la velocidad de conducción absoluta sea de aproximadamente 50 km/h o más (los diferentes sistemas son ligeramente diferentes).
②Ángulo
Para el caso de simulación de la siguiente sección, el sensor de colisión frontal que estamos a punto de presentar solo tiene un ángulo de 30 grados (60 grados en total) a cada lado de La línea central del vehículo.
③Aceleración
El sensor de aceleración que mencionamos anteriormente transmite datos como referencia por la computadora de la bolsa de aire.
La condición desencadenante es que el valor absoluto de la aceleración durante la colisión es de alrededor de 40 g o más.
¿Hay pasajeros en el asiento?
Un sistema de bolsa de aire equipado con un sensor de ocupación del asiento determinará si es necesario desplegar la bolsa de aire en función de si hay un pasajero en el asiento.
Por supuesto, el algoritmo de activación actual de las bolsas de aire de los automóviles se ha vuelto más complejo. Cuanto más modelos de bolsas de aire múltiples de alta gama, más detallados son los datos que deben medirse de manera integral. Esta sección enumera solo unas pocas condiciones de activación ejemplar para proporcionar a los lectores una comprensión más profunda del principio.
Mejor estilo cognitivo
Demostración de simulación del sistema de airbag
Después de comprender el contenido del capítulo anterior, veamos el sistema de airbag producido por el autor Trabajo dinámico animación de simulación. Creo que todos pueden entender su principio de trabajo de manera intuitiva y sistemática.
型 Típico accidente de tráfico de colisión frontal? Diagrama dinámico de simulación de funcionamiento del sistema de airbag
En este "accidente", debido a una operación incorrecta por parte del conductor, el lado delantero derecho del automóvil chocó contra la barandilla de la carretera.
En el momento de la colisión, debido a la violenta colisión, el sensor de colisión delantero derecho fue el primero en responder. Al mismo tiempo, los componentes relacionados, como los sensores de velocidad de las ruedas, los sensores de aceleración y los sensores de ocupación de los asientos, también envían los datos que capturan a la computadora del airbag.
Una gran cantidad de datos básicos se resume y clasifica en la cola de procesamiento de la computadora del airbag. El chip de la computadora realiza juicios lógicos basados en estos datos básicos en tiempo real y las reglas de operación preestablecidas por el fabricante. El autor dio una fórmula vívida y simple:
①Condición de velocidad (√) + ②Condición de ángulo (√) + ③Aceleración (√) + ④ Si hay pasajeros en el asiento (√) = Despliega inmediatamente el airbag frontal del conductor (resultado del cálculo).
La computadora del airbag envía inmediatamente instrucciones de activación e implementación a las bolsas de aire en ubicaciones designadas. ¿Todavía recuerdas el "detonador eléctrico" que el autor te pidió que recordara?
Una pequeña explosión puede causar otra deflagración más grande. . . . . .
¡Así de simple!
A través de los conocimientos básicos mencionados anteriormente, no es necesario utilizar muchos idiomas para analizar este vínculo que realmente simula el principio de funcionamiento del airbag.
No solo es necesario comprender cómo funcionan juntos los componentes de todo el sistema, sino que también es necesario conocer los detalles del funcionamiento interno de cada componente (como, por ejemplo, cómo se despliega el airbag).
Consejo: a veces, cuando tenemos un accidente de tráfico, el airbag no se despliega. Después de leer este gráfico, tendrá el concepto de condiciones de activación en su mente.
A veces, no es culpa del vehículo, sino que el resultado de la colisión no constituye una condición desencadenante integral para el despliegue del airbag.
Sugerencias prácticas para lectores
Las siguientes son algunas sugerencias prácticas sobre bolsas de aire resumidas por el autor basadas en los malos hábitos de los propietarios de automóviles nacionales (limitadas por el espacio, este artículo no las analizará). , pero responder a comentarios e intercambios):
1. El asiento del pasajero no debe ser utilizado por niños (aunque haya un asiento de seguridad para niños, debe estar prohibido);
2. Nothing is allowed in the position where the airbag deploys Blocking, including some fancy dash pads, low-quality seat covers, curtains, etc.
3. En principio, no se permite reparar todos los componentes del airbag, es decir, solo reemplazarlos sin repararlos.
4 Al conducir, trate de no ajustar demasiado el asiento; , y el volante debe estar alineado con el Mantenga una cierta distancia entre su pecho;
5 Lectores a quienes les gustan las actividades todoterreno extremas, apaguen el sistema de bolsa de aire antes de participar en dichas actividades (algunas. Los SUV y camionetas tradicionales tienen este interruptor de función. Los vehículos sin esta función pueden apagarse manualmente);
6. Cuando se enciende la luz de falla de la bolsa de aire, busque asistencia de mantenimiento lo antes posible.
Información del autor
El rendimiento de seguridad de los automóviles se ha convertido en la consideración principal para un número considerable de consumidores al comprar automóviles, y el sistema de bolsas de aire también puede reflejar la seguridad general del automóvil. coche desde un lado.
El sistema de bolsas de aire en este ejemplo es solo de un nivel de configuración medio. Las configuraciones del sistema de bolsas de aire más avanzadas no solo tienen más bolsas de aire y sensores, sino que también requieren computadoras de bolsas de aire más complejas y sofisticadas.
Se han desarrollado algunos sistemas de airbag avanzados, que controlan de forma inteligente la intensidad de despliegue del airbag según las condiciones físicas específicas del conductor y los pasajeros en el momento del accidente para proteger al máximo al conductor y a los pasajeros. medida.
Pero no importa desde qué aspecto, el airbag solo pertenece al sistema de retención auxiliar, lo que también demuestra que es solo un método de seguridad auxiliar. Si no usa un cinturón de seguridad, su rendimiento de protección se reducirá considerablemente o incluso completamente ineficaz.
Además de las estadísticas de víctimas de accidentes de tráfico, el autor solo da la razón más directa: en la evolución práctica a largo plazo de los airbags, existe una rama de la práctica teórica, que espera reemplazar por completo los incómodos Cinturones de seguridad, pero el resultado final fue una falla completa.
Por lo tanto, se recuerda a los lectores que si no usa el cinturón de seguridad, ¡ni siquiera el avanzado sistema de bolsas de aire del automóvil de más alta gama podría salvarle la vida en un accidente de tráfico grave!
¡Les deseo a mis lectores un buen viaje!
Este artículo es de Autohome, el autor de Autohome, y no representa la posición de Autohome.