Video resumen SRS adaptativos
En lo relacionado con la seguridad pasiva secundaria el cinturón de seguridad fue una revolución.
Su capacidad de retención de los ocupantes unida a las cualidades de la estructura de la carrocería, también evolucionada con zonas deformables progresivas y habitáculo rígido, han supuesto una buena protección ante los daños físicos producidos durante un accidente.
Con la evolución del automóvil en todos sus aspectos técnicos se busca reducir más las lesiones en colisiones y, entre otros, aparecen los sistemas de retención suplementaria SRS adaptativos, tema de este artículo.
Protección de los ocupantes en colisión frontal y SRS
Se ve en la imagen un automóvil de lado con el conductor equipado con elementos, componentes y sistemas de seguridad pasiva secundaria, entre los que se encuentran los de retención suplementaria SRS.
Se ve en la animación una colisión frontal con la intervención de todo lo relacionado con la protección de los ocupantes, en este caso el conductor:
- Resalta el decelerómetro que valora la intensidad de la colisión, se representa por una bola con determinado peso que está en reposo a la derecha de un cilindro por la presión de dos muelles de distinta fuerza. Si la bola se desplaza por los efectos de un accidente frontal hacia la izquierda, hará contacto en el recorrido con dos sensores que informan al calculador electrónico de seguridad pasiva secundaria; el primero es para que actúe el pretensor pirotécnico y el segundo el airbag
- Al entrar en contacto el automóvil con el objeto causante de la colisión el primer elemento que interviene es el absorbedor, que se comprime.
- A continuación se va deformando progresivamente la zona delantera absorbiendo parte de la energía de la colisión.
- El cinturón de seguridad es la base de la protección de los ocupantes, es imprescindible llevarlo puesto y tensado.
- Si el asiento tiene reglaje longitudinal, como en este caso el del conductor, es necesario que quede bloqueado en su posición, sin desplazarse hacia adelante, es el asiento antideslizante.
- La inercia generada por la colisión hace que el cuerpo del conductor se desplace hacia adelante, y el rodillo inercial permite cierta extensión del cinturón hasta que se bloquea, sale unos 15 cm.
- Bajo el mullido de la banqueta hay una placa rígida en forma de cuña para reducir la tendencia del cuerpo a pasar hacia adelante bajo el cinturón, es el efecto antisubmarino el que se busca, pero al estar el cuerpo separado de la banqueta no se logra.
- A este nivel de la colisión el decelerómetro ha llegado al recorrido de actuación del pretensor pirotécnico, que controla el calculador electrónico, y hace que intervenga tensando fuertemente el cinturón lo que comprime el cuerpo contra asiento y banqueta, así se produce el efecto antisubmarino.
- La presión que ejerce el cinturón sobre pecho y abdomen es sumamente elevada por la actuación del pretensor, para reducirla se va deformando progresivamente el limitador de esfuerzo, es como un muelle que se va estirando por la presión del cuerpo del ocupante sobre el cinturón.
- El cuerpo se desplaza por el limitador hacia adelante y entonces se infla el airbag protegiendo la cabeza de posibles golpes y reduciendo su desplazamiento, disminuyendo los daños.
- La deformación de la parte delantera del automóvil empuja a la dirección y esta al volante, se dispone de un sistema retráctil que evita su intrusión en el habitáculo, incluso se separa del conductor.
- Si se han producido cortocircuitos en algún elemento eléctrico se corta la corriente afectada para evitar posibles incendios, también se corta la alimentación de la bomba eléctrica de combustible desde el depósito al motor.
- Probablemente el conductor esté frenando con fuerza lo que podría causarle daños en el pie y pierna izquierda por el empuje de la colisión, se evita al deformarse algún elemento del pedal de freno.
- Si el motor es delantero como en este coche, la deformación de esta zona de la carrocería le empuja hacia el habitáculo, para que no entre se incluye una guía que le desplaza hacia abajo. También se refuerzan las zonas donde impactan las ruedas para que no afecten al habitáculo.
- El habitáculo se diseña para que se mantenga lo más rígido posible en la colisión, conservando su estructura y el espacio habitable.
- Al mantenerse la estructura del habitáculo no afectada directamente por la colisión, se podrán abrir las puertas para facilitar la salida del automóvil, la asistencia y evacuación.
- De lo que se ha visto y explicado, los sistemas de retención suplementaria SRS son los pretensores pirotécnicos, airbag y el calculador de control, incluyendo para su actuación el decelerómetro y limitador de esfuerzo, este con funcionamiento mecánico.
Se han desarrollado las animaciones y explicaciones para ir entendiendo las actuaciones, pues han de ser ordenadas y muy rápidas para ir reteniendo y protegiendo a los ocupantes de forma efectiva.
Actuación de los sistemas SRS … y lesiones colaterales
Al tratar de proteger a los ocupantes, los sistemas de retención suplementaria SRS pueden inducir ciertas lesiones, estas son las principales y sus causas.
- En la imagen se ve al conductor de frente y de lado, también se representa el decelerómetro con sus dos recorridos para informar al calculador haciendo que intervengan el pretensor pirotécnico y airbag.
- Se produce una colisión frontal, al llegar a unos 15 km/h contra un muro rígido el decelerómetro informa para que el calculador haga intervenir al pretensor, al hacerlo provoca la extensión del limitador de esfuerzo para reducir la presión del cinturón en pecho y abdomen.
- Si la colisión es más intensa, al llegar a la deceleración equivalente a un impacto contra un muro rígido a unos 25 km/h, el decelerómetro informa al calculador que controla el inflado del airbag sumamente rápido, protegiendo la cabeza del conductor en este caso.
- Las intervenciones del pretensor asistido por el limitador más el airbag tienen como objetivo reducir lesiones graves, pero pueden ocasionar otras colaterales de menos intensidad.
- La actuación del pretensor, incluso con la extensión del limitador, genera fuertes presiones en pecho y abdomen que provocan lesiones.
- El asiento antisubmarino evita que se desplace el cuerpo hacia adelante bajo el cinturón, pero puede producir contusiones en la parte baja de los muslos y glúteos.
- Al inflarse el airbag a velocidad vertiginosa provoca fricciones en la parte interior de los brazos, como quemaduras superficiales, fuerte golpe en la cara y entrada de aire en la garganta a tal velocidad que llega a producir irritaciones.
- Estas lesiones colaterales han evitado otras más graves, pero, ¿es posible disminuir los efectos colaterales?
La intensidad de las lesiones colaterales tiene diversas variables, entre otras la fuerza de la colisión y constitución física de las personas.
SRS adaptativos
Para reducir las lesiones colaterales se diseñan los sistemas de retención suplementaria SRS para que entren en acción progresivamente, se va a ver con la imagen lateral del conductor.
- Además del conductor se ve el decelerómetro con cuatro secuencias de actuación desde la posición de reposo; P1, A1, P2 y A2.
- Se dispone de dos pretensores pirotécnicos P1 y P2 que actúan a distintas velocidades. Cada pretensor está asistido por su limitador L1 y L2.
- También hay dos airbag A1 y A2, con volúmenes y velocidad de inflado diferentes.
- A continuación se representa una fuerte colisión frontal resaltando la actuación cronológica de los SRS adaptativos.
- El decelerómetro informa al calculador para que intervenga el primer pretensor P1, que es asistido por su limitador L1, la presión sobre pecho, abdomen y glúteos es media.
- Llega el decelerómetro a la siguiente posición de su recorrido haciendo que el calculador accione el inflado del primer airbag A1 a velocidad media y hasta un volumen también medio. Las fricciones en brazos y efectos en la cara y garganta son medios.
- Sigue su recorrido el decelerómetro alcanzando la posición en la que informa al calculador para que actúe el segundo pretensor P2, que es asistido por el segundo limitador L2, la presión sobre pecho, abdomen, muslos y glúteos aumenta para retener al ocupante.
- La colisión es bastante fuerte y llega el decelerómetro a su máximo recorrido haciendo que el calculador accione la segunda fase del airbag inflado más rápido y a mayor volumen, las fricciones en brazos, golpe en la cara e irritación de garganta son superiores para proteger al ocupante.
- Los objetivos son reducir todo lo posible las lesiones colaterales adaptándolas proporcionalmente a la retención y protección según la intensidad de la colisión y constitución física de cada ocupante.
El diseño y puesta a punto de los sistemas SRS adaptativos es sumamente complejo, a lo que se añade que en la mayor parte de las colisiones frontales hay intentos del conductor de esquivar el accidente, lo que modifica la dirección e inercia generada en el decelerómetro que puede alterar las intervenciones de los SRS adaptativos.
Las cinco posiciones de los SRS adaptativos
Es un repaso de lo que se ha explicado sobre los SRS adaptativos.
- En la posición de reposo se ven los dos pretensores, sus dos limitadores, los dos airbag y el decelerómetro con las cuatro posiciones además de la de reposo en la que está.
- Al inicio de la colisión entra en acción el primer pretensor con su limitador, como indica la posición del decelerómetro. Se representan las posibles lesiones colaterales.
- A más fuerza de colisión entra en acción el primer airbag a velocidad de inflado y volumen medios. Se ve esta posición de actuación en el decelerómetro y las lesiones colaterales estimadas.
- Aumenta la intensidad de la colisión e interviene el segundo pretensor y su limitador, es la posición que indica el decelerómetro. Se resaltan las posibles lesiones colaterales.
- Más intensidad de colisión que hace intervenir al segundo airbag, inflado más rápido y llegando a mayor volumen. Es la posición del decelerómetro. Se ven las lesiones colaterales estimadas.
- Con estas actuaciones de trata de que las lesiones colaterales sean lo más proporcionadas para lograr la retención y protección más efectivas de los ocupantes.
Se ve en las imágenes como las lesiones colaterales van aumentando con la fuerza de la colisión que obliga a que los SRS adaptativos intervengan con más intensidad.
Evoluciones SRS adaptativos
Hay más aportaciones en todo lo que afecta a la protección de los ocupantes, entre estas las que afectan a sistemas de retención suplementaria SRS adaptativos.
En la animación se recrean como resumen de las explicaciones añadiendo más evoluciones.
- Las imágenes representan a un automóvil con motor delantero transversal y tracción (delantera) en planta y vista lateral sin ocupantes.
- Entran ocupantes dejando libre la plaza trasera izquierda, y hay equipaje en el maletero.
- Se produce un accidente frontal asimétrico contra un objeto con una parte deformable y otra rígida, es como se hacen los ensayos de colisión “crash test” simulando un golpe contra otro coche.
- Durante la colisión actúan todos los elementos y sistemas diseñados para reducir las lesiones, estos son los más importantes y después se citan los SRS adaptativos; deformación de la zona delantera de la carrocería, el habitáculo se mantiene rígido, los asientos delanteros antideslizantes quedan bloqueados, el volante se retrae, el pedal del freno cede, el motor y las ruedas delanteras se desplazan sin entrar al habitáculo y el equipaje tampoco puede entrar en el habitáculo.
- Entran en acción los pretensores pirotécnicos asistidos por sus limitadores y se inflan los airbag frontales (conductor y acompañante), actuando estos sistemas de forma adaptativa. Es efectivo el asiento antisubmarino en las plazas ocupadas.
- Se inflan los airbag de rodillas del conductor y acompañante para reducir las lesiones de impactos contra la parte baja del salpicadero.
- Al contar este coche con airbag en los cinturones traseros se inflan los de los pasajeros de estas plazas.
- Cada plaza dispone de sensor de ocupación para que los SRS adaptativos solamente intervengan en las plazas con pasajero, evitando que entren en acción en las plazas libres, como en este caso la trasera izquierda.
Como se ve, la evolución continua para lograr reducir los daños físicos producidos durante las colisiones.
Estas I + D + i van paralelas a las que se desarrollan para mejorar la seguridad activa o primaria, ya que es vital tratar de evitar el accidente.
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