Hava yastiğI si̇stemi̇ - yapisi ve çalişma prensi̇bi̇

Pasif güvenlik sistemleri, bir kaza durumunda yolcuların mümkün olan en iyi şekilde korunmasını sağlama görevine sahiptir. Günümüzde çok çeşitli hava yastıkları mevcuttur ve bunlar artık tüm araç sınıflarında standart olarak sunulmaktadır. Bu sayfada, modern bir emniyet sisteminde hangi bileşenlerin bulunabileceğini ve hava yastıklarının ve emniyet kemeri gergilerinin acil bir durumda sürücüleri yaralanmalara karşı nasıl koruduğu açıklanmaktadır. Bu bilgiler, pasif güvenlik sistemlerinde sorun giderme ile ilgili önemli bilgilerle desteklenmektedir.

Çalışmalarında araç servislerine profesyonel destek sağlamak için, aşağıdaki teknik bilgiler ve uygulamaya yönelik ipuçları HELLA tarafından hazırlanmıştır. Bu web sitesinde sağlanan bilgiler, yalnızca uygun şekilde eğitilmiş uzman personel tarafından kullanılmalıdır.

Hava yastiğI si̇stemi̇ SRS

Bu bölümde hava yastığı sistemini ele almak istiyoruz. Tek tek bileşenleri, görevlerini, tetikleme sürecini ve sorun gidermedeki olası adımları açıklayacağız. Hava yastığı sistemlerinin piyasaya sürülmesinden bu yana, teknoloji son yıllarda hızla geliştiğinden, bileşenleri ve süreçleri genel olarak açıklayacağız.

Belirli araçlardaki sistemler hakkında daha ayrıntılı bilgi edinmek için, her zaman araç üreticisinin bilgileri dikkate alınmalıdır. Bakım ve teşhis çalışmaları yalnızca eğitimli, yetkin personel tarafından gerçekleştirilmelidir.

Bu çalışmaları gerçekleştirirken, tüm yasal ilkelere ve yönergelere uyulmalıdır. Bir hava yastığı sistemi için ilk fikirler, 1960’larda ortaya çıktı. O zamanlar, hava yastığının şişirilmesi için gerekli süre, en büyük engeldi. Bu sorun, basınçlı hava ile çözülmeye çalışıldı. Ancak bu seçenek gereksinimleri karşılamamıştır. 1970’lerin başında, piroteknik itici gazların yardımıyla, hava yastığının öngörülen sürede şişirilmesiyle ilk başarılar elde edildi.

İlk hava yastığı sistemleri 1970’lerin ortasında ve 1980’lerin başında üst sınıf araçlarda kullanılmıştır. 1980’lerin sonunda, ön yolcu hava yastığı tanıtıldı ve bunu baş ve yan hava yastıkları gibi diğer varyantlar izledi. Günümüzde, motorlu araçlardaki hava yastığı sistemleri standart donanım olarak sunulmaktadır.

Hava yastiğinin çalişma prensi̇bi̇

Gösterge panelindeki hava yastığı uyarı lambası

Hava yastığı kontrol ünitesi

Kontrol ünitesi hava yastığı sisteminin kalbidir ve araca merkezi olarak yerleştirilmiştir. Genellikle gösterge paneli alanında, orta tünelde yer alır.

Aşağıdaki görevleri yerine getirir:

Kazaların algılanması.
Sensörler tarafından gönderilen sinyallerin zamanında algılanması.
Gerekli ateşleme devrelerinin zamanında tetiklenmesi.
Araç aküsünden bağımsız bir kondansatör vasıtasıyla ateşleme devrelerinin güç beslemesi.
Tüm sistemin kendi kendine arıza teşhisi yapması.
Hata belleğinde oluşan hataları kaydetme.
Sistemin arızalanması durumunda hava yastığı gösterge lambasının yakılması.
CAN veri yolu üzerinden diğer kontrol ünitelerine bağlantı.

Çeşitli çarpışma testlerinden elde edilen bilgiler, modern kontrol ünitelerinde saklanır. Bu bilgi, bir kazanın “çarpışma şiddetine” göre sınıflandırılmasını sağlar.

Bu bağlamda, aşağıdakiler arasında bir ayrım yapılır:

Çarpışma şiddeti 0 = hafif kaza, hiçbir hava yastığı açılmaz
Çarpışma şiddeti 1 = orta derecede kaza, hava yastıklarının ilk kademede açılması mümkündür
Çarpışma şiddeti 2 = ciddi kaza, hava yastıkları ilk kademede açılır
Çarpışma şiddeti 3 = çok ciddi kaza, hava yastıkları birinci ve ikinci kademede açılır

“Çarpışma şiddetine” ek olarak, kontrol ünitesi ayrıca tetikleme stratejisi için kazanın yönü (kuvvetin etkisi), örneğin 0°, 30° ve kaza türü hakkındaki bilgileri de dikkate alır. Ayrıca, yolcuların emniyet kemerlerini takıp takmadıkları hakkındaki bilgiler de dikkate alınır.

Çarpışma sensörleri

Hava yastığı sistemine ve mevcut hava yastıklarının sayısına bağlı olarak, çarpışma veya hızlanma sensörleri doğrudan kontrol ünitesine veya aracın önüne veya yanına uydu olarak monte edilir.

Ön sensörler her zaman çift olarak mevcuttur. Bunlar genellikle yay / kütle sistemine göre çalışan sensörlerdir. Bu sistemde, sensörde bir ağırlık silindiri bulunur ve standartlaştırılmış ağırlıklarla doldurulur. Ağırlık silindirinin etrafına bronz bir yay bandı sarılır ve uçları ağırlık silindirine ve sensör gövdesine bağlanır. Bu, ağırlık silindirinin sadece kuvvet belirli bir yönden uygulandığında hareket etmesini sağlar. Bir kuvvet uygulanırsa, ağırlık silindiri bronz yayın kuvvetine karşı yuvarlanır ve bir kontak aracılığıyla kontrol ünitesine giden devreyi kapatır. Kendi kendine arıza teşhisi için sensörde ayrıca yüksek empedanslı bir direnç bulunur.

Hareket sensörleri için bir başka yapı seçeneği de silisyum kütle (silikon bileşiği) kullanılmasıdır. Bir kuvvet uygulanırsa, sensördeki silisyum kütle hareket eder. Sensördeki kütlenin asılı kalma şekli nedeniyle, elektrik kapasitansında kontrol ünitesi için bilgi görevi gören bir değişiklik meydana gelir.

Bu sensörler, hızlı algılama özelliklerinden dolayı, yandan çarpma durumunda kontrol ünitesine mümkün olan en kısa sürede bilgi sağlamak için kullanılır.

Basınç sensörleri de kullanılmaktadır. Bunlar kapılara monte edilir ve bir kaza durumunda kapıların içindeki basınç değişimine tepki verirler. Bu basınç sensörlerinin kullanıldığı araçlarda, söküldükten sonra kapı sızdırmazlık folyolarının düzgün bir şekilde takılması çok önemlidir. Bir kaza sırasında yanlış takılmış bir kapı contası nedeniyle bir basınç kaybı meydana gelirse, basınç sensörlerinin işlevi bozulabilir.

Çarpışma sensörlerini takarken, daima sensör üzerindeki bir okla gösterilen montaj yönüne dikkat edin. Tetikleme eşiği yaklaşık 3-5 g’lık bir ivmedir. Güvenlik nedeniyle, istemeden açılmayı önlemek için, birbirinden bağımsız çalışan iki sensörün her zaman hava yastıklarının açılması için gerekli bilgileri iletmesi gerekir. Emniyet sensörü, güvenlik sensörü olarak görev yapar.

Emniyetli güvenlik sensörü

Emniyet sensörü, hava yastıklarının yanlışlıkla açılmasını önleme görevine sahiptir.

Ön sensörlerle seri olarak bağlanır. Emniyet sensörü hava yastığı kontrol ünitesine entegre edilmiştir. Reçine dolu bir tüpteki dilli kontaktan ve dairesel bir mıknatıstan oluşur. Açılan dilli kontak, üzerine halka şeklindeki mıknatısın yerleştirildiği reçine dolu bir tüpte bulunur. Mıknatıs, muhafazanın ucundaki bir yay tarafından tutulur. Bir kuvvet uygulanırsa, mıknatıs reçine dolu boru üzerinde yay kuvvetine karşı kayar ve dilli kontağı kapatır. Böylece, hava yastıklarının ateşlenmesi için olan kontak kapatılır.

Hava yastiğinin yapisi

Sürücü koltuğunun arkasındaki hava yastığı

Direksiyon simidi hava yastığı, yaklaşık 67 l hacme sahip bir hava yastığından, hava yastığı tutucusundan, jeneratör taşıyıcısındaki jeneratörden ve hava yastığı kapağından (direksiyon simidi kapağı) oluşur. Bir kaza durumunda, jeneratör kontrol ünitesi tarafından ateşlenir. Bu durumda, ince bir tel bir ateşleme akımı ile ısıtılır ve ateşleme peletini (fitilini) ateşler.

İşlem devam ederken patlama değil, itici gazın yanması gerçekleşir. Bu itici gaz, sodyum azotürden yapılmıştır. Yanma sırasında oluşan gaz genleşir ve oksitleyici (örneğin bakır oksit veya demir oksit gibi oksijen açığa çıkaran bir madde) ile reaksiyona girerek, hava yastığını dolduran neredeyse saf nitrojeni oluşturur. Sodyum azidin toksisitesi nedeniyle, diğer azid içermeyen katı yakıtlar da itici olarak kullanılır. Bunlar reaksiyona girdiklerinde sadece nitrojen oluşturmazlar, aynı zamanda karbondioksit (yaklaşık %20) ve su buharı (yaklaşık %25) oluştururlar. İtici gaz genellikle yanma odasında hava geçirmez şekilde paketlenmiş tabletler şeklinde bulunur.

Hangi itici gazın kullanılacağı, hava yastığının ne kadar büyük olduğuna ve açılma hızının ne kadar yüksek olması gerektiğine bağlıdır. Ateşlemenin ardından meydana gelen kimyasal reaksiyon, yanma odasında 700 °C’lik sıcaklıklara neden olur. Ortaya çıkan gaz, yaklaşık 120 bar basınçla bir filtre süzgecinden geçer. Bu durumda, araçtaki yolcuları tehlikeye atmamak için çıkıştaki sıcaklık 80 °C’nin altına düşecek şekilde soğutma yapılır. Meydana gelen gürültü, bir tüfek sesine benzer. Hava yastığının tamamen şişmesi yaklaşık 30 ms sürer. Daha yeni sistemler iki aşamalı gaz jeneratörleri kullanır. Kontrol ünitesi, kazanın şiddetine bağlı olarak iki ateşleme fitilini birbiri ardına ateşler. Ateşlemeler arasındaki aralık ne kadar kısa olursa, hava yastığı o kadar hızlı şişer. Her durumda, yolcuları araçtan güvenli bir şekilde kurtarmak için her iki gaz jeneratörü de her zaman ateşlenir.

Ön yolcu hava yastığı veya yan hava yastığı için hibrit jeneratörler kullanılır. Bu tip jeneratörlerde yanan gaza ek olarak ikinci bir gaz kaynağı da kullanılır. Bir basınçlı kapta yaklaşık 220 bar basınçta %96 argon ve %4 helyum gaz karışımı bulunur. Basınçlı kap bir membran ile kapatılmıştır. Hava yastığı açılırsa, itici gaz, zarı delen ve gazın dışarı akmasına izin veren bir pistonu hareket ettirir. Yanma sırasında üretilen gaz, basınçlı kaptaki gazla karışır, bunun sonucunda çıkış sıcaklığı yaklaşık 56 °C'dir. Ön yolcu hava yastığı yaklaşık 140 l’lik bir hacme sahiptir ve yaklaşık 35 ms’de tamamen şişer.

Süreç, yan hava yastıkları (göğüs hava yastığı) için benzerdir; ancak deformasyon yollarının (buruşma bölgesi) olmaması nedeniyle, gaz jeneratörlerinin çok daha hızlı ateşlenmesi ve hava yastıklarının şişirilmesi gerekir. Yaklaşık 50 km/saat hızla yandan bir çarpma durumunda, jeneratörler yaklaşık 7 ms sonra ateşlenmeli ve hava yastığı 22 ms sonra tamamen şişirilmelidir. Yan hava yastıkları kapı döşemesine veya koltuk sırtlığına yerleştirilmiştir. Baş hava yastıkları söz konusu olduğunda, şişirilebilir boru şeklindeki yapı ile şişirilebilir perde arasında bir ayrım yapılır. “Şişirilebilir boru şeklindeki yapı” baş hava yastığı için ilk tasarım şekliydi. Ön kapıların üzerindeki tavan döşemesinden açılan bir “sosis” gibi görünüyordu. “Şişirilebilir perde” aracın üst yan tarafının tamamı boyunca uzanır. Tavan çerçevesine, araç kapılarının üzerine monte edilmiştir.

Hava yastığı

Hava yastığı çok sağlam, yıpranmaya karşı dayanıklı poliamit dokuma kumaştan oluşur. Kolayca açılmasını ve cilt ile nazikçe temas etmesini sağlamak için, düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir. Hava yastığını korumak ve “yapışmasını” önlemek için, açılma sırasında beyaz bir bulut olarak görülebilen bir talk pudrası ile kaplanmıştır. İç kısımda, şişirildiğinde hava yastığının şeklini koruyan tutma ipleri vardır. Arka tarafta gazın kaçabileceği çıkış açıklıkları vardır.

Hava yastığının 2 farklı katlama şekli vardır: Standart katlama ve yıldız şeklinde katlama. Yıldız şeklindeki katlamanın sürücüye doğru daha küçük bir uzantısı vardır ve araçtaki yolcular doğru konumda oturmuyorsa (“konum dışı”) avantajlıdır.

Sarmal yay

Sarmal yay, rijit direksiyon kolonu ile hareketli direksiyon simidi arasındaki bağlantıyı kurar. Ayrıca direksiyon simidinin dönüş hareketi sırasında hava yastığı kontrol ünitesi ile gaz jeneratörü arasındaki bağlantının güvenceye alınmasını sağlar. İletken folyo, her durumda dönme hareketini her yönde 2,5 tur takip edebilecek şekilde sarılmıştır.

Sarmal yayı sökerken ve takarken özel dikkat gösterilmelidir. Direksiyonun orta konumda ve tekerleklerin düz ileri konumda olduğundan emin olunmalıdır. Sökülen sarmal yay bükülmemelidir.

Koltuk doluluk algılaması

Koltuk doluluk algılaması, hava yastığının açılmasını daha hassas bir şekilde kontrol etmek ve hava yastıklarının gereksiz yere açılmasını önlemek için kullanılır. Koltuğun dolu olup olmadığını kontrol etmenin farklı yolları vardır. Basınç sensörleri ve elektronik değerlendirme ünitesinden oluşan sensörlü matlar kullanılmaktadır. Sensörlü matlar sadece ön yolcu koltuğuna veya son teknoloji sistemlerde sürücü koltuğuna ve arka koltuklara entegre edilebilir. Ayrıca kızılötesi ve ultrasonik sensörler de kullanılabilir. Bunlar, iç aydınlatma/dikiz aynası alanına monte edilirler ve hem koltuk doluluğunu hem de ön yolcunun oturma konumunu izler. Bu şekilde, “konum dışı” uygun olmayan bir oturma konumu da tespit edilir.

Koltuk doluluk algılama sisteminden gelen bilgiler, hava yastıklarının açılmasını ve emniyet kemeri gergilerinin ve aktif koltuk başlıklarının etkinleştirilmesini etkiler. Hava yastığı sistemi, bir kaza durumunda bireysel koltukların dolu olup olmadığını algılar ve ilgili koruma sistemleri devreye girmez.

Hava yastığı kabloları

Hava yastığı kablolarını ve konnektörlerini daha kolay tanımak için hava yastığı konnektörleri parlak sarı renktedir.

Konnektörün içinde, hava yastığı sistemi üzerinde çalışılıyorsa hava yastığının kazara açılmasını önleyen bir kısa devre köprüsü bulunur. Bu, örneğin statik şarjın bir sonucu olarak ortaya çıkabilir.

Kısa devre köprüsü, konnektör bağlantısı kesildiğinde, fiş içindeki iki kontağı bağlayan ve böylece mevcut potansiyelleri azaltan bir kontaktır.

Emniyet kemeri gergisi

Emniyet kemeri gergisinin görevi, bir kaza durumunda “emniyet kemeri boşluğunu” gidermektir. Bu kemer boşluğu bol, havadar kıyafetlerden veya “rahat” bir oturma konumundan kaynaklanır. Emniyet kemeri gergisi, kemer tokasına veya kemer makarasına entegre edilebilir. Emniyet kemeri gergisi, kemer tokasına takılmışsa, örneğin aşağıdaki bileşenlerden oluşur: Geri sarma borusu, halat, piston, gaz jeneratörü ve ateşleme peleti. Bir kaza durumunda, hava yastığında olduğu gibi gaz jeneratörü ateşlenir. Gaz yayılır ve geri sarma borusundaki pistonu hareket ettirir. Piston ve kemer tokası arasındaki kablo bağlantısı nedeniyle, kemer tokası aşağı doğru çekilir ve böylece kemer boşluğu emniyet kemeri sisteminden dışarı doğru çekilir. Emniyet kemeri gergisi kemer makarasına entegre edilmişse, emniyet kemeri boşluğu bir geri sarma mekanizması vasıtasıyla giderilir.

Burada bir tetikleme durumunda, bir dizi bilyeyi harekete geçiren bir jeneratör yeniden ateşlenir. Bilyeler, kemer makarasına bağlı bir çıkrık mekanizmasını döndürür. Dönüş hareketinin bir sonucu olarak, kemer kesin olarak tanımlanmış bir yol boyunca geri çekilir. Bilyeler daha sonra herhangi bir hasara neden olmamak için bu amaçla sağlanan bir kaba düşer.

Bir diğer seçenek, “Wankel motor prensibi”dir. Bu yöntemle, gerici tetiklendiğinde itici gaz dönme nedeniyle oluşan gevşekliği ortadan kaldıran bir rotoru çalıştırır. Bir kaza anında göğüs üzerine binen yükü azaltmak için sürücü ve ön yolcu emniyet kemerlerine kemer kuvveti sınırlayıcısı takılmıştır.

Kemer kuvveti sınırlayıcı

Kemer kuvveti sınırlayıcılar, hava yastığında olduğu gibi bir gaz jeneratörü yardımıyla yüksek ve düşük kuvvet seviyesi arasında geçişin gerçekleştiği uyarlanabilir otomatik kayış mekanizmalarıdır.

Emniyet kemeri gergisi ile hava yastığı arasındaki optimum koordinasyon sayesinde, araçtaki yolcuların kinetik enerjisi tüm kaza süreci boyunca yavaşça dağıtılır ve yükler azaltılır.

Akü kapatma sistemi

Kısa devre ve buna bağlı araç yangınları riskini önlemek için, bir kaza durumunda akünün araç elektrik sistemiyle bağlantısı kesilir.

Bu, bir kesme rölesi veya bir gaz jeneratörü aracılığıyla yapılır. Akü bağlantısı kesme sinyali, hava yastığı kontrol ünitesinden gelir. Gaz jeneratörü burada emniyet kemeri gergisine benzer şekilde çalışır. Tetikleme aracılığıyla, bağlantı terminali içindeki akü ile bağlantı kablosu arasındaki bağlantı kesilir.

Hava yastiğI si̇stemi̇ üzeri̇nde test ve ariza teşhi̇s çalişmalari

Prensip olarak, hava yastığı sistemi üzerindeki çalışmaların sadece yetkili ve uzman personel tarafından gerçekleştirilebileceği unutulmamalıdır.

Tüm yasal ve üreticiye özgü düzenlemelere uyulmalıdır. Aynı durum, açılmış veya eski hava yastıklarının bertaraf edilmesi için de geçerlidir. Atölyedeki tüm çalışanların mümkün olduğunca eğitilmesi önerilir, çünkü hava yastığına doğrudan bağlı olmayan birçok iş, hava yastığının veya emniyet kemeri gergisinin sökülmesini gerektirir. Örneğin, gösterge paneli üzerinde çalışırken.

Diğer sistemlerdeki arıza teşhisi ve sorun gidermede olduğu gibi, burada da bir görsel inceleme ile işe başlanmalıdır. Hava yastığı sisteminin tüm görünür parçalarında hasar olup olmadığı ve fiş kontaklarının doğru şekilde bağlanıp bağlanmadığı kontrol edilmelidir. Yaygın bir arıza, ön koltukların çevresindeki emniyet kemeri gergilerine veya yan hava yastıklarına olan zayıf bir fiş bağlantısıdır. Koltuklar ileri ve geri hareket ettirildiğinde fiş bağlantıları gevşer ve bu da kontak dirençlerine neden olur. Ancak, sarmal yay da başlıca arıza nedenlerinden biridir. Yay, direksiyon simidi her döndürüldüğünde yük altında kaldığı için bozulabilir. Her durumda, uygun bir arıza teşhis cihazı gereklidir. Görsel incelemede hatalı bir fiş bağlantısı tespit edilirse, hata belleği arıza teşhis cihazı ile silinmelidir.

Görsel incelemede herhangi bir arıza tespit edilmezse, arıza teşhis cihazı ile hata belleği okunmalıdır. Sistemde meydana gelen hatalar genellikle kendi kendine arıza teşhisi ile tespit edilir ve hata belleğine kaydedilir. Hata belleğine “sinyal hatalı, sinyal çok düşük veya sinyal çok yüksek” hatalarından biri kaydedilmişse, arızanın olası bir nedeni örneğin arızalı bir kablo olabilir. Bu durumda, sensörler ve kontrol ünitesi arasındaki kablo bağlantıları bir multimetre ile kesintisizlik ve şasiye kısa devre açısından kontrol edilebilir. Sensörleri ve fiş bağlantılarını ve kontrol ünitesindeki pin atamasını belirlemek için üreticiye özgü bilgiler ve devre şemaları gereklidir. Prensip olarak, araç aküsünün kutup başlarının çıkarılmasına ve sensörlerin ve kontrol ünitesinin kablo demetinden ayrılmasına dikkat edilmelidir. Test kablolarını konnektörlere bağlamak için “kendi yaptığınız” test adaptörleri (bükülmüş ataşlar) kullanılmamalıdır. Bunlar hassas fiş kontaklarına zarar verebilir ve fark edilmeyen yeni arızalara neden olabilirler. Fiş kontaklarına uyan ve doğru kontağın kurulmasını sağlayan özel probların kullanılması daha mantıklıdır.

Hiç yararlı değil