Cum se face airbag-ul- material, proces de producție, fabricare

Un airbag este o pernă gonflabilă concepută pentru a proteja ocupanții automobilului de rănirea gravă în caz de coliziune. Airbag-ul face parte dintr-un sistem de reținere gonflabil, cunoscut și sub denumirea de sistem de reținere a pernei de aer (ACRS) sau un sistem suplimentar de siguranță pentru airbag (SRS), deoarece airbag-ul este proiectat să suplimenteze protecția oferită de centurile de siguranță. 

Centurile de siguranță sunt încă necesare pentru a ține pasagerul în siguranță, în special în impacturile laterale, impacturile din spate și răsturnările. După detectarea unei coliziuni, airbag-urile se umflă instantaneu pentru a amorti ocupanții expuși cu o pernă mare cu gaz.

Un sistem tipic pentru airbag constă dintr-un modul de airbag (care conține un generator de umflare sau generator de gaz și un airbag), senzori de avarie, o unitate de monitorizare a diagnosticării, o bobină de conectare a volanului și o lampă indicatoare. Aceste componente sunt toate interconectate printr-un cablu și alimentate de bateria vehiculului Sistemele de airbag-uri dețin o încărcătură de rezervă după ce contactul a fost oprit sau după deconectarea bateriei. În funcție de model, alimentarea cu energie de rezervă durează între o secundă și zece minute.

Deoarece componentele vitale pentru funcționarea sistemului pot sta latente de ani de zile, circuitul airbag-urilor efectuează un "auto-test" intern în timpul fiecărei puneri în funcțiune, fiind de obicei indicat de o lumină pe panoul de instrumente care luminează scurt la fiecare pornire.

Senzorii de zgomot sunt concepuți pentru a împiedica umflarea airbag-ului atunci când autovehiculul trece peste o bumă sau o gură de adăpost sau în cazul unei coliziuni minore. Dispozitivul de umflare se potrivește într-un modul care constă dintr-o pungă de nylon țesută și o carcasă din colț de plastic pentru corn. Modulul, la rândul său, se potrivește în volan pentru aplicațiile din partea șoferului și deasupra compartimentului pentru torpedou pentru aplicațiile pasagerului din față.

Într-o coliziune frontală echivalentă cu lovirea unei barieră solidă, la 9 km pe oră (14,48 kilometri pe oră), senzorii de avarie localizați în partea din față a autovehiculului detectează decelerarea bruscă și trimit un semnal electric care activează un inițiator (numit uneori un declanșator petardă). Ca un bec, un inițiator conține un fir subțire care se încălzește și pătrunde în camera propulsorului.

Acest lucru determină ca propulsorul chimic solid, în principal azida de sodiu , sigilat în interiorul dispozitivului de umflare să sufere o reacție chimică rapidă (denumită în mod obișnuit un lanț pirotehnic). Această reacție controlată produce azot inofensiv, gaz care umple airbagul. În timpul desfășurării, gazul de azot care se extinde suferă un proces care reduce temperatura și îndepărtează cea mai mare parte a reziduurilor de ardere sau a cenușii.

Gazul de azot expandant umple punga de nylon în mai puțin de o secundă (1/20) de secundă, despicându-și capacul de plastic și umflat în fața ocupantului. În timp ce pasagerul intră în contact cu punga, gazul de azot este ventilat prin orificiile din spatele pungii. Punga este complet umflată pentru o singură zecime (1/10) de secundă și este aproape deflatată cu trei zecimi (3/10) o secundă după impact. Talc de praf sau amidon de porumb este folosit pentru a linia interiorul airbag-ului și este eliberat din airbag în momentul în care este deschis.

Istorie

Airbag-ul își urmărește originea la veziculele umplute cu aer descrise încă din 1941 și brevetate în prima jumătate a anilor '50. Sisteme de aerisire timpurie

Un airbag tipic al șoferului se potrivește perfect pe coloana volanului. În cazul unei coliziuni, senzorul de avarie trimite o scânteie electrică la recipientul de umflare, introducând o reacție chimică care produce gaz de azot. Gazul se extinde, umflă airbagul și protejează șoferul.

Un airbag tipic al șoferului se potrivește perfect pe coloana volanului. În cazul unei coliziuni, senzorul de avarie trimite o scânteie electrică la recipientul de umflare, introducând o reacție chimică care produce gaz de azot. Gazul se extinde, umflă airbagul și protejează șoferul.

erau mari și voluminoase, în primul rând folosind rezervoare de aer comprimat sau încălzit, cu gaz comprimat azot (N ), freon, sau dioxid de carbon (CO ). Unele dintre sistemele timpurii au creat produse secundare periculoase. Un sistem particular folosit pistol pulbere pentru a încălzi gaz freon, producând fosgen gaz (COCI ) -an gaz extrem de toxic.

Unul dintre primele brevete pentru airbag-uri pentru automobile a fost acordat inginerului industrial John Hetrick în 18 august 1953. Conceput de Hetrick după un accident aproape în 1952, designul a cerut un rezervor de aer comprimat sub capotă și pungi gonflabile pe direcție roată, în mijlocul tabloului de bord și în compartimentul pentru torpedou pentru a proteja ocupanții scaunelor din față și pe spatele scaunului din față pentru a proteja pasagerii din spate.

Forța unei coliziuni ar propulsa o greutate glisantă înainte pentru a trimite aer în saci. Mulți inventatori și cercetători au urmat exemplul, explorând toate modelele ușor diferite, astfel încât traseul tehnic existent de la primele desene sau modele până la sistemul actual este imposibil de remarcat cu certitudine.

In 1968, John Pietz, un chimist pentru Talley Defense Systems, pionier un propulsor solid utilizând azidă de sodiu (NaN ) și un oxid metalic. Acesta a fost primul motor propulsor solid generat de azot și, în curând, a înlocuit sistemele vechi, mai voluminoase. Azida de sodiu în stare solidă este toxică dacă este ingerată în doze mari, dar în aplicațiile auto este sigilată cu grijă în interiorul unui container din oțel sau aluminiu din sistemul airbag.

Începând cu anii 1960, mașinile echipate cu airbag, în teste controlate și în uz cotidian, au demonstrat eficacitatea și fiabilitatea. Institutul de Asigurări pentru Siguranța Autostrăzilor a efectuat un studiu privind sistemul de raportare a accidentelor accidentale al guvernului federal, utilizând date din 1985 până în 1991, și a concluzionat că decesele cauzate de șofer în coliziuni frontale au fost reduse cu 28% în cazul automobilelor echipate cu airbag-uri. Conform

Prepararea propulsorului, prima etapă în fabricarea airbagurilor, implică combinarea azidei de sodiu și a unui oxidant. Propulsorul este apoi combinat cu canistrul de inițiator metalic și cu diverse filtre pentru a forma ansamblul de umflare.

Prepararea propulsorului, prima etapă în fabricarea airbagurilor, implică combinarea azidei de sodiu și a unui oxidant. Propulsorul este apoi combinat cu canistrul de inițiator metalic și cu diverse filtre pentru a forma ansamblul de umflare.

un alt studiu efectuat în 1989 de către General Motors, combinația centurilor de siguranță cu bandă / umăr și a airbag-urilor în coliziuni frontale a redus cu 46% mortalitatea șoferilor, iar mortalitatea față de pasagerii cu 43%.

Ca răspuns la preocupările crescute privind siguranța consumatorilor și la presiunea industriei de asigurări, guvernul federal ia forțat pe producătorii de automobile să își îmbunătățească caracteristicile de siguranță. În primul rând, regulamentele Departamentului de Transport (DOT) impun ca toate autoturismele, începând cu modelul anului 1990, vândute în Statele Unite să fie echipate cu un sistem de reținere pasivă. ( Restricție pasivă sistemele - care nu necesită activare de către ocupant - implică utilizarea centurilor automate de siguranță și / sau utilizarea airbag-urilor.) Dacă producătorii de autovehicule aleg un airbag, atunci reglementările necesită doar un sistem de conducere până în anul 1994, atunci când mașinile echipate cu airbag trebuie să includă și o protecție pasivă pe partea pasagerului. O lege din 1991 impune airbag-uri pentru șoferi și pasageri în toate autoturismele până în anul modelului 1998 și în camioane ușoare și camionete până în 1999.

Materie prima

După cum sa menționat mai sus, un sistem airbag constă dintr-un modul airbag, senzori de avarie, o unitate de monitorizare a diagnosticării, o bobină de conectare a volanului și o lampă indicatoare. Atât această secțiune, cât și următoarea ("Procesul de fabricație") se vor concentra pe modulul airbag-ului însuși.

Un modul airbag are trei părți principale: airbag-ul, agitatorul și propulsorul. Airbag-ul este cusut dintr-o țesătură de nylon țesut și poate fi în diferite forme și mărimi în funcție de cerințele specifice ale vehiculului. Materialul airbagului din partea conducătorului auto este fabricat cu un strat de protecție împotriva căldurii pentru a proteja țesătura de arsuri, în special în apropierea ansamblului de inflamator, în timpul desfășurării.

Praf de talc sau amidon de porumb este, de asemenea, utilizat pentru a acoperi airbag; fie o substanță împiedică lipirea țesăturii și face mai ușor asamblarea. Materialele airbag mai noi cu silicon și urethan necesită acoperire scuipă de căldură puțin sau deloc, deși pulberea de talc sau amidonul de porumb probabil va fi încă utilizată ca un ajutor de procesare.

Canisterul sau corpul de umplutură este fabricat fie din oțel inoxidabil, fie din aluminiu turnat. În interiorul recipientului de umflare se află un ansamblu filtru format dintr-o plasă de sârmă din oțel inoxidabil cu material ceramic întins între ele. Când dispozitivul de umflare este asamblat, ansamblul filtrant este înconjurat de folie metalică pentru a menține o etanșare care împiedică contaminarea cu propulsor.

Propulsorul, sub formă de pelete negre, este în principal azida de sodiu combinată cu un oxidant și este de obicei localizată în interiorul recipientului de umflare între ansamblul filtrant și inițiator.

Procesul de fabricație

Producția de airbaguri implică trei ansambluri separate separate care se combină pentru a forma produsul finit, modulul airbag. Propulsorul trebuie fabricat, componentele de umflare trebuie asamblate, iar airbag-ul trebuie tăiat și cusut. Unii producători cumpără componente deja fabricate, cum ar fi airbag-urile sau inițiatorii, și apoi montați modulul airbag complet. Următoarea descriere a procesului de fabricație este pentru ansamblul modulului airbag al șoferului. Ansamblurile modulului airbag pe partea pasagerului sunt produse ușor diferit.

Propellant

  • 1 Propulsorul constă din azida de sodiu amestecată împreună cu un oxidant, o substanță care ajută azida de sodiu să ardă când este aprinsă. Azida de sodiu este primită de la vânzătorii externi și inspectată pentru a se asigura că respectă cerințele. După inspecție, acesta este plasat într-un loc sigur de depozitare până când este necesar. În același timp, oxidantul este primit de la furnizori din exterior, inspectat și depozitat. Producătorii diferiți folosesc diferite oxidatoare.
  • 2 De la depozitare, azida de sodiu și oxidantul sunt amestecate cu grijă sub control computerizat sofisticat. Din cauza posibilității de explozie, prelucrarea pulberilor are loc în buncăre izolate. În cazul în care senzorii de siguranță detectează o scânteie, sistemele de deturnare de mare viteză vor perturba camere întregi cu apă. Producția are loc în mai multe facilități redundante, astfel încât, dacă se produce un accident, producția nu va fi oprită, ci doar scăzută.
  • 3 După amestecare, amestecul de propulsor este trimis la depozitare. Apoi, presele sunt folosite pentru a comprima amestecul de propulsor în formă de disc sau peleți.

Ansamblul de umflare

  • 4 Componentele de umflare, cum ar fi canistra metalică, ansamblul de filtre din plasă de sârmă din oțel inoxidabil cu material ceramic interior și inițiator (sau ignitor), sunt primite de la furnizori din exterior și inspectați. Componentele sunt apoi asamblate pe o linie de producție foarte automatizată.
  • 5 Subansamblul de umflare este combinat cu propulsorul și cu un inițiator pentru a forma ansamblul de umflare. Sudarea cu laser (folosind gazul de CO ) este utilizată pentru îmbinarea subansamblurilor de umflare a oțelului inoxidabil, în timp ce sudura inerțială de frecare este utilizată pentru îmbinarea subansamblurilor de umflare a aluminiului. Sudarea cu laser presupune utilizarea fasciculelor laser pentru sudarea ansamblurilor, în timp ce sudarea inerțială prin frecare implică frecarea a două metale împreună până când suprafețele devin suficient de fierbinți pentru a se uni.
  • 6 Ansamblul de umflare este apoi testat și expediat la depozitare până când este necesar.

Airbag

  • 7 Țesătura din țesătura de nylon țesută este recepționată de la furnizori din exterior și inspectată pentru orice defecte materiale. Țesătura pentru airbag este apoi tăiată în forme adecvate și cusută, intern și extern, pentru a se lega corespunzător pe cele două fețe. După ce airbag-ul este cusut, acesta este umflat și verificat pentru orice imperfecțiune a cusăturii.

Asamblarea finală a modulului airbag

  • 8 Ansamblul airbag este apoi montat pe ansamblul de infiltrare testat. Apoi, airbag-ul este îndoit și se instalează capacul de colmatare din plastic. În cele din urmă, ansamblul modulului complet este inspectat și testat.
  • 9 Ansamblurile de module sunt ambalate în cutii pentru expediere și apoi trimise clienților.

Alte componente

  • 10 Componentele rămase ale sistemului airbag - senzorii de avarie, unitatea de monitorizare a diagnosticării, bobina de conectare a volanului și lampa indicatoare - sunt combinate cu modulul airbag în timpul montării vehiculului. Toate componentele sunt conectate și comunică prin cabluri.

Elementele airbag sunt tăiate din nylon țesut, cusute împreună și nitate. Punga este apoi pliată cu grijă astfel încât să se potrivească în interiorul capacului modulului plastic.

Elementele airbag sunt tăiate din nylon țesut, cusute împreună și nitate. Punga este apoi pliată cu grijă astfel încât să se potrivească în interiorul capacului modulului plastic.

Control de calitate

Aspectul de control al calității producției de airbag-uri este, evident, foarte important, deoarece multe vieți depind de caracteristica de siguranță. Două domenii majore în care controlul calității este esențial sunt testele pirotehnice sau propulsive și testele statice și dinamice ale airbag-urilor și ale agitatorului.

Propulsanții, înainte de a fi introduși în inflatoare, sunt supuși mai întâi testelor balistice pentru a prezice comportamentul lor. Un eșantion reprezentativ de inflatoare este extras din linia de producție și testat pentru o funcționare corectă printr-un test de inflație la scară largă, care măsoară presiunea generată de gazul generat într-un rezervor mare de 15,84 sau 79,20 galoane (60 sau 300 litri) în milisecunde. Aceasta oferă o indicație a capacității sistemului de umflare de a produce o cantitate de gaz la o anumită rată, asigurând o umflare corespunzătoare a airbag-urilor. Airbag-urile în sine sunt inspectate pentru imperfecțiuni ale țesăturilor și cusăturii și apoi testate pentru scurgeri.

Inspecțiile automate sunt efectuate în fiecare etapă a liniei procesului de producție pentru a identifica greșelile. Un producător de airbag utilizează radiografia (raze X) pentru a compara dispozitivul de umflare completat cu o configurație principală stocată în computer. Orice inflator fără configurația corespunzătoare este respins.

Viitorul

Viitorul pentru saci de aer pare extrem de promițător, deoarece există multe aplicații diferite, de la scaune de aeronave până la căști de motocicletă. Airbag-urile viitorului vor fi mai economice pentru a produce

Senzorii de zgomot pot fi localizați în mai multe locuri pe partea frontală a autovehiculului. Acești senzori sunt conectați la modulul airbag cu cablaj. Alte două componente cheie ale unui sistem airbag sunt modulul de diagnosticare și lampa indicatoare. Modulul de diagnosticare efectuează un test de sistem de fiecare dată când autovehiculul este pornit, aprindând scurt lampa de control montată pe tabloul de bord.

Senzorii de zgomot pot fi localizați în mai multe locuri pe partea frontală a autovehiculului. Acești senzori sunt conectați la modulul airbag cu cablaj. Alte două componente cheie ale unui sistem airbag sunt modulul de diagnosticare și lampa indicatoare. Modulul de diagnosticare efectuează un test de sistem de fiecare dată când autovehiculul este pornit, aprindând scurt lampa de control montată pe tabloul de bord.

și greutate mai ușoară; va implica sisteme mai mici, mai integrate; și vor folosi senzori îmbunătățiți.

Airbagurile cu impact lateral reprezintă o altă posibilitate care ar funcționa similar cu airbagurile pentru șofer și pasager. Airbagurile cu impact lateral vor fi cel mai probabil montate în panourile ușii mașinii și vor fi deplasate spre fereastră în timpul impactului pentru a proteja capul. Spălarea spumă în jurul structurii ușii ar fi de asemenea utilizată pentru a amortiza corpul superior într-un impact lateral. Supravegherea capului și / sau a genunchiului (plăcuțe de absorbție a energiei) care completează sistemul airbag sunt, de asemenea, investigate. Airbagurile pentru scaunele din spate sunt, de asemenea, testate, dar nu este de așteptat ca cererea consumatorilor să fie ridicată.

Sistemele de generare a airbagurilor după cumpărături, care pot fi instalate pe orice vehicul deja construit, nu sunt disponibile în prezent. Deoarece eficacitatea unui airbag depinde de senzorii săi, care recunoaște dacă un accident este suficient de sever pentru a declanșa desfășurarea, un sistem trebuie să fie precis adaptat la modul în care un anumit model de mașină se comportă într-un accident. Totuși, companiile explorează posibilitatea viitoare de a produce un sistem de airbag modificat pentru modernizare.

Un agitator hibrid este în prezent testat, care utilizează o combinație de gaz inert sub presiune ( argon ) și căldură de la un agent de propulsie pentru a extinde semnificativ volumul gazului. Aceste sisteme ar avea un avantaj de cost, deoarece ar putea fi folosit mai puțin carburant. Producătorii de airbaguri dezvoltă, de asemenea, sisteme care ar elimina propulsorul azidat de sodiu, care este toxic în forma sa nedespărțită. De asemenea, se lucrează la îmbunătățirea acoperirilor care păstrează airbag-ul și facilitează deschiderea acestuia. În cele din urmă, este posibil ca pungile să nu aibă nevoie de acoperire.

În viitor, senzori mai sofisticați, numiți senzori "inteligenți", vor fi utilizați pentru a adapta desfășurarea airbag-ului în anumite condiții. Acești senzori pot fi utilizați pentru a detecta mărimea și greutatea ocupantului, indiferent dacă ocupantul este prezent (în special în cazul airbag-urilor pentru pasageri în cazul în care desfășurarea poate fi inutilă dacă nu există pasageri) și apropierea conducătorului auto de volan (un șofer prins peste volan poate fi rănit grav de un airbag).