Bir hava yastığı, çarpışma durumunda otomobil sakinlerini ciddi yaralanmalardan korumak için tasarlanmış şişirilebilir bir minderdir. Hava yastığı, hava yastığı emniyet sistemi (ACRS) veya bir hava yastığı destek sistemi (SRS) olarak da bilinen şişirilebilir bir emniyet sisteminin bir parçasıdır, çünkü hava yastığı emniyet kemerleri tarafından sunulan korumayı desteklemek üzere tasarlanmıştır. Özellikle yan çarpmalarda, arka çarpmalarda ve rollover’larda yolcuyu güvenli bir şekilde yerinde tutmak için emniyet kemerleri gerekir. Bir çarpışma tespit edildiğinde, hava yastıkları maruz kalan kişiyi gazla doldurulmuş büyük bir yastıkla yastıklamak için anında şişirilir.
Tipik bir hava yastığı sistemi, bir hava yastığı modülünden (bir şişirici ya da gaz jeneratörü ve bir hava yastığı içeren), çarpma sensörlerinden, bir teşhis izleme ünitesinden, bir direksiyon bağlantı bobininden ve bir gösterge lambasından oluşur. Bu bileşenlerin tümü bir kablo demeti ile birbirine bağlıdır ve aracın aküsü ile çalışır. Hava yastığı sistemleri, kontak kapatıldıktan sonra veya akü bağlantısı kesildikten sonra yedek şarj tutar. Modele bağlı olarak, yedek güç kaynağı bir saniye ile on dakika arasında sürer. Sistemin çalışması için hayati öneme sahip bileşenler yıllarca durağan olabileceğinden, hava yastığı devresi her başlatma sırasında, genellikle her açılışta kısa bir süre yanan gösterge panelindeki bir ışıkla gösterilen dahili bir “kendi kendine test” yapar.
Çarpma sensörleri, araç bir çarpma veya çukurdan geçtiğinde veya küçük bir çarpışma durumunda hava yastığının şişmesini önleyecek şekilde tasarlanmıştır. Şişirme, dokuma bir naylon torba ve ayrılabilir plastik bir korna ped kılıfından oluşan bir modüle uyar . Modül, sırayla sürücü tarafı uygulamaları için direksiyon simidine ve ön yolcu uygulamaları için torpido gözünün üstüne sığar.
Saatte dokuz milde (saatte 14.48 kilometre) katı bir bariyere çarpmaya eşdeğer bir önden çarpışmada, otomobilin önünde bulunan çarpma sensörleri ani yavaşlamayı algılar ve bir başlatıcıyı çalıştıran bir elektrik sinyali gönderir (bazen ateşleyici veya maytap). Bir ampul gibi bir başlatıcı, itici odacığı ısıtan ve içine giren ince bir tel içerir. Bu , şişirici içinde sızdırmaz hale getirilmiş olan temel olarak sodyum azit olan katı kimyasal iticinin hızlı bir kimyasal tepkimeye girmesine neden olur (genellikle bir piroteknik zincir olarak adlandırılır). Bu kontrollü reaksiyon hava yastığını dolduran zararsız azot gazı üretir . Açılma sırasında genişleyen azot gazı, sıcaklığı düşüren ve yanma artığı veya külünün çoğunu gideren bir işlemden geçer .
Genişleyen azot gazı, naylon torbayı saniyenin yirmide birinden (1/20) daha az bir miktarda şişirir, plastik modül kapağını açarak ve işgalcinin önüne şişirerek bölünür. Yolcu torbaya temas ettiğinde, azot gazı torbanın arkasındaki açıklıklardan boşaltılır. Torba, saniyenin sadece onda biri (1/10) şişirilir ve darbeden hemen sonra saniyenin onda biri (3/10) ile söndürülür. Talk pudrası veya mısır nişastası hava yastığının içini hizalamak için kullanılır ve açıldığında hava yastığından serbest bırakılır.
Tarihçe
Hava yastığı, kökenini, 1941’in başlarında özetlenen ve ilk kez 1950’lerde patentli olan hava dolu mesanelere kadar izlemektedir. Erken hava yastığı sistemleri
Tipik bir sürücü tarafı hava yastığı direksiyon simidi kolonuna düzgün bir şekilde oturur. Bir çarpışma durumunda, çarpma sensörü şişirici kabına elektrikli bir kıvılcım gönderir ve azot gazı üreten kimyasal bir okuma başlatır. Gaz genişler, hava yastığını şişirir ve sürücüyü korur.
Tipik bir sürücü tarafı hava yastığı direksiyon simidi kolonuna düzgün bir şekilde oturur. Bir çarpışma durumunda, çarpma sensörü şişirici kabına elektrikli bir kıvılcım gönderir ve azot gazı üreten kimyasal bir okuma başlatır. Gaz genişler, hava yastığını şişirir ve sürücüyü korur.
temel olarak sıkıştırılmış veya ısıtılmış hava tankları, sıkıştırılmış azot gazı (N kullanarak, büyük ve hantal 2 ), freon, ya da karbon dioksit (CO 2 ). İlk sistemlerden bazıları tehlikeli yan ürünler yarattı. Belirli bir sistemde freon gazını ısıtmak için tabanca tozu kullanıldı, fosgen gazı (COCl) üretildi 2 ) -an son derece zehirli gaz.
1968 yılında, John Pietz, Talley savunma sistemleri için bir kimyager, sodyum azid (NaN kullanılarak bir katı itici öncülük 3 ) ve bir metalik oksit. Bu ilk azot üreten katı yakıt oldu ve kısa süre önce eski hacimli sistemlerin yerini aldı. Katı halindeki sodyum azit, büyük dozlarda alınması halinde toksiktir, ancak otomotiv uygulamalarında hava yastığı sistemi içindeki çelik veya alüminyum bir kap içine dikkatlice kapatılmıştır.
1960’lı yıllardan beri, kontrollü testlerde ve günlük kullanımda hava yastığı donanımlı otomobiller etkinlik ve güvenilirliği göstermiştir. Karayolu Güvenliği Sigorta Enstitüsü, 1985-1991 arasındaki verileri kullanarak federal hükümetin Ölümcül Kaza Raporlama Sistemi üzerine bir çalışma yaptı ve önden çarpışmalardaki sürücü ölümlerinin hava yastığı bulunan otomobillerde yüzde 28 oranında azaldığı sonucuna varıldı. Göre
Hava yastığı üretiminde ilk adım olan iticinin hazırlanması, sodyum azit ve bir oksitleyici birleştirmeyi içerir. İtici gaz daha sonra metal başlatıcı teneke kutu ve şişirme düzeneğini oluşturmak için çeşitli filtrelerle birleştirilir.
Hava yastığı üretiminde ilk adım olan iticinin hazırlanması, sodyum azit ve bir oksitleyici birleştirmeyi içerir. İtici gaz daha sonra metal başlatıcı teneke kutu ve şişirme düzeneğini oluşturmak için çeşitli filtrelerle birleştirilir.
1989 yılında General Motors tarafından yapılan bir başka çalışmada, önden çarpışmalarda kucak / omuz emniyet kemeri ve hava yastıklarının kombinasyonu sürücü ölümlerini yüzde 46, ön yolcu ölümlerini yüzde 43 azalttı.
Tüketicilerin artan güvenlik kaygılarına ve sigorta endüstrisi baskısına yanıt olarak, federal hükümet otomobil üreticilerini güvenlik özelliklerini yükseltmeye zorladı. İlk olarak, Ulaştırma Bakanlığı (DOT) yönetmelikleri, Amerika Birleşik Devletleri’nde satılan 1990 yılına kadar olan tüm araçların pasif bir emniyet sistemi ile donatılmasını gerektirir. ( Pasif kısıtlamaYolcu tarafından etkinleştirilmesi gerekmeyen sistemler – otomatik emniyet kemerleri ve / veya hava yastıklarının kullanılmasını içerir.) Araç üreticileri bir hava yastığı seçerse, yönetmelik 1994 yılına kadar sadece sürücü tarafında bir sistem gerektirir. Hava yastığı bulunan araçlarda, yolcu tarafında da pasif koruma bulunması gerektiğinde. Bir 1991 kanunu, 1998 model yılına kadar tüm otomobillerde ve 1999 yılına kadar hafif kamyon ve minibüslerde sürücü ve yolcu hava yastığı gerektirir.
İşlenmemiş içerikler
Yukarıda belirtildiği gibi, bir hava yastığı sistemi bir hava yastığı modülü, çarpma sensörleri, bir teşhis izleme birimi, bir direksiyon bağlantı bobini ve bir gösterge lambasından oluşur. Hem bu bölüm hem sonraki (“Üretim Süreci”) hava yastığı modülünün kendisine odaklanacaktır.
Bir hava yastığı modülünün üç ana bölümü vardır: hava yastığı, şişirici ve itici. Hava yastığı dokuma bir naylon kumaştan dikilir ve özel araç gereksinimlerine bağlı olarak farklı şekillerde ve boyutlarda gelebilir. Sürücü tarafındaki hava yastığı malzemesi, kumaşın açılma sırasında özellikle şişirici düzeneğinin yakınında kavurmasını önlemek için bir ısı koruma kaplaması ile üretilmiştir. Hava yastığını kaplamak için talk pudrası veya mısır nişastası da kullanılır; Her iki madde de kumaşın birbirine yapışmasını önler ve montajı kolaylaştırır. Daha yeni silikon ve üretan kaplı hava yastığı malzemeleri, çok az miktarda veya hiç ısı kalkanı kaplama gerektirmezler, ancak talk pudrası veya mısır nişastası muhtemelen hala bir işleme yardımcı maddesi olarak kullanılacaktır.
Şişirme kabı veya gövdesi damgalı paslanmaz çelikten veya dökme alüminyumdan yapılmıştır. Şişirme teneke kutusunun içinde, aralarında zımparalanmış seramik malzemeli paslanmaz çelik tel ağdan oluşan bir filtre tertibatı bulunur. Şişirici monte edildiğinde, filtre tertibatı itici kirlenmeyi önleyen bir sızdırmazlığı sağlamak için metal folyo ile çevrilidir.
İtici, siyah topaklar formunda, birincil olarak bir oksitleyici ile birleştirilen sodyum azittir ve tipik olarak, filtre düzeneği ve başlatıcı arasında şişirici kabının içine yerleştirilir.
Üretim Süreci
Hava yastığı üretimi, bitmiş son ürün olan hava yastığı modülünü oluşturmak için bir araya getirilen üç farklı montajdan oluşur. İtici gaz üretilmeli, şişirici bileşenler monte edilmeli ve hava yastığı kesilmeli ve dikilmelidir. Bazı üreticiler, hava yastıkları veya başlatıcılar gibi önceden yapılmış bileşenleri satın alır ve ardından tüm hava yastığı modülünü monte eder. İmalat işleminin aşağıdaki açıklaması sürücü tarafındaki hava yastığı modülü montajı içindir. Yolcu tarafı hava yastığı modülü tertibatları biraz farklı üretilmiştir.
Püskürtücü
İtici gaz, sodyum azitin tutuşturulduğunda yanmasına yardımcı olan bir madde olan bir oksitleyici ile birlikte karıştırılmış sodyum azitten oluşur. Sodyum azit, dış satıcılardan temin edilir ve gereksinimlere uygun olduğundan emin olmak için kontrol edilir. İncelemeden sonra ihtiyaç duyulana kadar güvenli bir yerde saklanır. Aynı zamanda, oksitleyici dış satıcılardan alınır, kontrol edilir ve saklanır. Farklı üreticiler farklı oksitleyiciler kullanır.
2 Depolamadan sonra, sodyum azit ve oksitleyici daha sonra karmaşık bilgisayarlı işlem kontrolü altında dikkatlice harmanlanır. Patlama olasılığı nedeniyle, toz işleme izole sığınaklarda gerçekleşir. Güvenlik sensörleri bir kıvılcım algıladığında, yüksek hızlı su basma sistemleri tüm odalara su uygular. Yedekli birkaç küçük tesiste üretim gerçekleşir, böylece bir kaza meydana gelirse, üretim durdurulmaz, sadece düşer.
3 Karıştırdıktan sonra, itici karışım depoya gönderilir. Presler daha sonra itici karışımı disk veya topak formunda sıkıştırmak için kullanılır.
Şişirme Sistemi
4 Metal teneke kutu, filtre tertibatı (içinde seramik malzeme olan paslanmaz çelik tel örgü) ve başlatıcı (veya ateşleyici) gibi şişirici bileşenler, dış satıcılardan temin edilir ve denetlenir. Bileşenler daha sonra oldukça otomatik bir üretim hattına monte edilir.
5 Şişirme alt tertibatı, şişirme tertibatını oluşturmak için itici ve bir başlatıcı ile birleştirilir. Lazer kaynak (CO kullanılarak 2 gaz) paslanmaz çelik şişirici alt montajlarını birleştirmek için kullanılırken , sürtünme atalet kaynağı alüminyum şişirici alt montajlarını birleştirmek için kullanılır. Lazer kaynağı, düzenekleri birlikte kaynaklamak için lazer ışınları kullanılmasını gerektirir, oysa sürtünme atalet kaynağı, yüzeyler birleşecek kadar ısınana kadar iki metalin birbirine sürtünmesini içerir.
6 Şişirme tertibatı daha sonra test edilip ihtiyaç duyulana kadar depoya gönderilir.
Hava yastığı
7 Dokuma naylon hava yastığı kumaşı dış satıcılardan temin edilir ve her türlü malzeme hasarı açısından incelenir. Hava yastığı kumaşı daha sonra uygun şekillerde kesilir ve iki tarafa doğru şekilde birleştirmek için içten ve dıştan dikilir. Hava yastığı dikildikten sonra, şişirilmiş ve dikiş kusurları için kontrol edilmiştir.
Hava yastığı modülünün son montajı
8 Hava yastığı tertibatı daha sonra test edilen şişirme tertibatına monte edilir. Daha sonra, hava yastığı katlanır ve ayrılabilir plastik korna ped kapağı monte edilir. Son olarak, tamamlanan modül montajı denetlenir ve test edilir.
9 Modül aksamları sevkiyat için kutular içinde paketlenir ve ardından müşterilere gönderilir.
Diğer bileşenler
10 Hava yastığı sisteminin kalan bileşenleri – çarpma sensörleri, tanı izleme ünitesi, direksiyon bağlantı bobini ve gösterge lambası – araç montajı sırasında hava yastığı modülü ile birleştirilir. Tüm bileşenler bir kablo demeti üzerinden bağlanır ve iletişim kurar.
Hava yastığı parçaları, dokuma naylondan kalıpla kesilir, birlikte dikilir ve perçinlenir. Torba daha sonra plastik modül kapağının içine sığacak şekilde dikkatlice katlanır.
Hava yastığı parçaları, dokuma naylondan kalıpla kesilir, birlikte dikilir ve perçinlenir. Torba daha sonra plastik modül kapağının içine sığacak şekilde dikkatlice katlanır.
Kalite kontrol
Hava yastığı üretiminin kalite kontrol yönü açık bir şekilde çok önemlidir, çünkü birçok yaşam güvenlik özelliğine bağlıdır. Kalite kontrolün kritik olduğu iki ana alan piroteknik veya itici testleri ve hava yastığı ve şişirici statik ve dinamik testleridir.
İtici gazlar, şişiricilere yerleştirilmeden önce, davranışlarını tahmin etmek için önce balistik testlere tabi tutulur. Temsil eden bir şişirici numunesi üretim hattından alınır ve 15.84 veya 79.20 galon (60 veya 300 litre) büyük bir tankta üretilen gazın yarattığı basıncı ölçen tam ölçekli bir şişirme testi ile doğru çalışma için test edilir milisaniye cinsinden. Bu, şişirici sisteminin belirli bir oranda bir miktar gaz üretme kabiliyetini göstererek uygun hava yastığı şişmesini garanti eder. Hava yastıklarının kendileri kumaş ve dikiş kusurları açısından incelenir ve sonra sızıntılara karşı test edilir.
Hataları belirlemek için üretim sürecinin her aşamasında otomatik denetimler yapılır. Bir hava yastığı üreticisi, tamamlanan şişiriciyi bilgisayarda depolanan ana yapılandırma ile karşılaştırmak için radyografi (x-ışınları) kullanır. Doğru konfigürasyonda olmayan şişiriciler reddedilir.
Gelecek
Hava yastıklarının geleceği son derece ümit verici görünüyor, çünkü uçak koltuklarından motosiklet kasklarına kadar pek çok farklı uygulama mümkün. Geleceğin hava yastıkları üretmek için daha ekonomik olacak
Çarpma sensörleri otomobilin önündeki birkaç noktaya yerleştirilebilir. Bu sensörler hava yastığı modülüne bir kablo demeti ile bağlanır. Bir hava yastığı sisteminin diğer iki önemli bileşeni, teşhis modülü ve gösterge lambasıdır. Diyagnostik modülü, otomobil her çalıştırıldığında bir sistem testi gerçekleştirir ve gösterge tablosuna monte edilen gösterge lambasını kısa süre yanar.
Çarpma sensörleri otomobilin önündeki birkaç noktaya yerleştirilebilir. Bu sensörler hava yastığı modülüne bir kablo demeti ile bağlanır. Bir hava yastığı sisteminin diğer iki önemli bileşeni, teşhis modülü ve gösterge lambasıdır. Diyagnostik modülü, otomobil her çalıştırıldığında bir sistem testi gerçekleştirir ve gösterge tablosuna monte edilen gösterge lambasını kısa süre yanar ve ağırlık olarak daha hafif; daha küçük ve daha entegre sistemleri içerecek; ve geliştirilmiş sensörler kullanacaktır.
Yan darbeli hava yastıkları, sürücü ve yolcu tarafı hava yastıklarına benzer şekilde çalışacak başka bir olasılıktır. Yan darbeli hava yastıkları büyük olasılıkla otomobilin kapı panellerine monte edilecek ve kafayı korumak için darbe sırasında pencereye doğru yerleştirilecektir. Kapı yapısının etrafındaki köpük dolgu maddesi ayrıca üst gövdeyi yandan çarpmak üzere yastıklamak için de kullanılabilir. Hava yastığı sistemini tamamlamak için baş ve / veya diz destekleri (enerji emici pedler) da araştırılmaktadır. Arka koltuk hava yastıkları da test ediliyor, ancak tüketici talebinin yüksek olması beklenmiyor.
Satış sonrası hava yastığı sistemleri – önceden yapılmış herhangi bir araca monte edilebilen genel sistemler – şu anda mevcut değildir. Bir hava yastığının etkinliği, bir çarpmanın konuşlandırmayı tetiklemek için yeterince şiddetli olup olmadığını algılayan sensörlerine bağlı olduğundan, bir sistemin belirli bir araba modelinin bir çarpışmada nasıl davrandığı tam olarak ayarlanmalıdır. Yine de şirketler gelecekteki güçlendirme için değiştirilmiş bir hava yastığı sistemi üretme ihtimalini araştırıyor.
Halen , gaz hacmini önemli ölçüde arttırmak için basınçlı atıl gaz ( argon ) ve bir iticiden ısının bir kombinasyonunu kullanan bir hibrit şişirici test edilmektedir . Daha az itici gaz kullanılabildiğinden, bu sistemler maliyet avantajına sahip olacaktır. Hava yastığı üreticileri, işsiz formunda toksik olan sodyum azit iticiyi ortadan kaldıracak sistemler de geliştiriyorlar. Hava yastığını koruyan ve açılmasını kolaylaştıran kaplamaların iyileştirilmesi için çalışmalar devam etmektedir. Sonunda torbalar hiç kaplamaya ihtiyaç duymayabilir.
Gelecekte, hava yastığının açılmasını belirli koşullara uyarlamak için “akıllı” sensörler adı verilen daha karmaşık sensörler kullanılacaktır. Bu sensörler, yolcunun büyüklüğünü ve ağırlığını, yolcunun bulunup bulunmadığını (özellikle yolcu bulunmaması durumunda konuşlandırmanın gerekli olmadığı yolcu tarafı hava yastıkları durumunda) ve sürücünün yakına yakın olması durumunda kullanılabilir. direksiyon simidi (direksiyon simidinin üzerine çökmüş bir sürücü hava yastığının açılmasından ciddi şekilde yaralanabilir).
Daha Fazla Bilgi
Chaikin, Don. Popüler Nasıl Yapılır? Haziran 1991, s. 81.
Frantom, Richard L. “Yolcu Güvenliğini Düşürüyor” Tasarım Haberleri. 2 Ekim 1989, sayfa 116-118.
Gottschalk, Mark A. “Mikroişlemeli Hava Yastığı Sensörü Kendini Test Ediyor” Tasarım Haberleri. 5 Ekim 1992, s. 26.
Grable, Ron. “Hava yastıkları: Yüzünüzde, Tasarımdan” Motor Trend. Ocak, 1992, sf. 90-91.
Haayen, Richard J. ” Çarşamba Gecesi Postası ” Hava Yastığı İçin Hava Geçirmez Kılıf ” . Kasım 1986.
Reed, Donald. “Hava Yastığının Babası” Otomotiv Mühendisliği. Şubat 1991, s. 67.
Sherman, Don. “Çantada,” Popüler Bilim. Ekim 1992, ss. 58-63.
Spencer, Peter L. “Hava Yastığı İle İlgili Sorun,” Tüketici Araştırması. Ocak 1991, s. 10-13.
- Glenn G. Whiteside