Компания Daimler провела измерения приборной панели в зоне ослабления действия подушек безопасности.

Интеграция пассажирских подушек безопасности в современные приборные панели автомобилей требует тщательно разработанных зон ослабления, обеспечивающих контролируемое срабатывание в случае аварии. Эти зоны ослабления, часто называемые разрывными или распорными швами, должны надежно разрываться под давлением, создаваемым надувающейся подушкой безопасности, сохраняя при этом достаточную структурную целостность во время нормальной эксплуатации автомобиля. Поэтому точное измерение и проверка этих зон ослабления имеют решающее значение для безопасности пассажиров, долговечности изделия и соответствия автомобильным стандартам. В данной статье описываются принципы проектирования, методы измерения, методы испытаний и процедуры контроля качества, связанные с зонами ослабления подушек безопасности на приборной панели.

Системы безопасности автомобилей значительно улучшились за последние годы, и подушки безопасности стали основополагающим компонентом защиты пассажиров. В системах подушек безопасности со стороны пассажира модуль подушки обычно располагается под приборной панелью. При срабатывании приборная панель должна развернуться предсказуемым образом, чтобы подушка безопасности быстро раскрылась без образования опасных обломков.

Для обеспечения контролируемого открытия производители добавляют элементы, снижающие сопротивление воздуха, на обратную сторону подложки приборной панели. Эти элементы могут быть изготовлены методом лазерной резки, механической резки, из формованных тонкостенных секций или скрытых отрывных швов. Поскольку эффективность открытия во многом зависит от размера и однородности этих зон снижения сопротивления воздуха, на всех этапах разработки и производства необходимы точные методы измерения.

Зона ослабления на приборной панели выполняет несколько ключевых функций:

• Это обеспечивает контролируемый разрыв во время срабатывания подушки безопасности.
• Это предотвращает непредсказуемое распространение трещин.
• При нормальном использовании он сохраняет свой эстетический вид.
• Оно сохраняет свою прочность в течение длительного времени при термических и механических нагрузках.
• Это снижает риск травмирования пассажиров от отсоединившихся частей.

Для наложения корректирующего шва необходимо сбалансировать два противоречащих друг другу требования:

• Высокая прочность конструкции при нормальной эксплуатации транспортного средства.
• Низкое сопротивление разрыву при срабатывании подушки безопасности.

Для достижения этого баланса теперь требуется тщательный контроль толщины стенок, геометрии швов, свойств материала и производственных допусков.

Типичная конструкция приборной панели состоит из нескольких слоев:

• Покрытие поверхности: наружный декоративный слой изготавливается из ПВХ, ТПО (термопластичного олефина), ТПУ (термопластичного полиуретана), кожи или искусственной кожи.
• Пенополиуретановый слой: слой полиуретановой пены обеспечивает мягкость и поглощение энергии.
• Подложка: Конструкционная подложка обычно изготавливается из полипропилена (ПП), смесей АБС-пластика или стекловолокнистых армированных пластиков. Анемометрические свойства, как правило, закладываются в подложку, а иногда, в меньшей степени, и в пенопластовый слой.
• К типам конструкций, снижающих эффективность подушек безопасности, относятся:
  • Лазерная гравировка: энергия лазера удаляет материал с обратной стороны приборной панели, создавая контролируемую остаточную толщину.
  • Механическая обработка: режущий инструмент создает канавки или V-образные швы.
  • Уменьшение толщины при литье: уменьшенная толщина непосредственно интегрирована в формованный компонент.

Критические параметры измерения следующие:

• Остаточная толщина стенки: это наиболее важный параметр для эффективности срабатывания подушки безопасности. Если толщина слишком велика,
  • Подушка безопасности может сработать очень медленно.
  • Может возникнуть избыточное давление.
  • Возможно возникновение неисправности при включении питания.

Если толщина слишком мала,

• Возможно преждевременное растрескивание.
• Могут возникать дефекты внешнего вида.
• Долговечность снижается.

Типичные значения остаточной толщины стенки варьируются от 0,2 мм до 1,0 мм в зависимости от материала и конструкции.

• Геометрия водосточного желоба: Измерения включают в себя:
  • глубина канавки
  • ширина канавки
  • Угол канавки
  • Радиус у основания водостока
• Непрерывность швов: Непрерывное ослабление швов обеспечивает предсказуемое распространение растяжек.
• Распределение толщины материала: Однородность толщины в зоне нанесения оказывает существенное влияние на характер разрушения.
• Целостность поверхности: Измерительные системы также должны проверять следующее:
  • Отсутствие видимых следов погружения
  • Во избежание ошибок при чтении.
  • Отсутствие нежелательных трещин

Основные методы измерений следующие:

• Ультразвуковое измерение толщины: В настоящее время ультразвуковые датчики широко используются для неразрушающего измерения толщины стенок. Принцип действия заключается в том, что высокочастотные звуковые волны проходят через материал и отражаются от внутренних поверхностей.
• Оптические измерительные системы: для определения геометрии канавок используются лазерные сканеры и системы структурированного света.
• Компьютерная томография (КТ): Промышленные системы КТ обеспечивают детальную визуализацию внутренних органов.
• Механическое исследование: Разрушающее исследование остается одним из наиболее точных методов оценки геометрии шва.
• Координатно-измерительные машины: Эти системы используются для проверки размеров и позиционирования швов формованных деталей.

К основным проблемам, связанным с измерениями, относятся:

• Изменчивость материала: Термопласты обладают усадкой и термическим расширением, что может влиять на результаты измерений.
• Сложная геометрия: панели приборов имеют сильно изогнутые поверхности, что затрудняет позиционирование датчика.
• Многослойная структура: Различные слои материала создают неопределенность измерений, особенно в ультразвуковых системах.
• Производственные допуски: отклонения, возникающие при литье под давлением, могут изменять локальную толщину и геометрию шва.
• Факторы окружающей среды: температура и влажность могут влиять как на свойства материалов, так и на точность измерений.

Одних измерений недостаточно без проверочных испытаний на срабатывание подушек безопасности:

• Статические испытания на срабатывание: Модуль подушки безопасности срабатывает в контролируемых условиях:
  • Высокоскоростные камеры запечатлели момент открытия.
  • Оценивается поведение разрывного шва.
  • Проводится оценка процесса формирования детали.
• Условия окружающей среды: Образцы тестируются в следующих условиях:
  • Высокая температура
  • Низкая температура
  • Воздействие влаги
  • УФ-старение

Это обеспечивает долговременную надежность.

• Испытания на вибрацию и прочность: Приборные панели проходят циклы испытаний на прочность, чтобы убедиться в стабильности слабых мест на протяжении всего срока службы автомобиля.

Автомобильные производители применяют методы статистического контроля процессов для мониторинга качества продукции. Основные параметры этих методов следующие:

• Средняя остаточная толщина стенки
• индекс производственных возможностей
• Повторяемость и воспроизводимость измерений.
• Анализ тенденций

Процедуры измерения и проверки эффективности работы подушек безопасности зависят от различных автомобильных стандартов и правил. Например,

• Федеральные стандарты безопасности транспортных средств FMVSS 208 — Защита пассажиров при столкновении
• UNECE R21 Единые правила, касающиеся утверждения внутреннего оборудования транспортных средств.
• ISO 11452 Дорожные транспортные средства — Методы испытаний компонентов на электрические помехи, вызванные узкополосным излучением электромагнитной энергии.
• Специфические инженерные стандарты производителей оригинального оборудования (автопроизводители часто разрабатывают собственные требования к проверке, которые превышают установленные законом минимумы).

В заключение, поддержание строгого контроля технологического процесса и жестких стандартов тестирования имеет решающее значение для создания безопасных и эффективных панельных подушек безопасности. Измерение зон ослабления панелей пассажирских подушек безопасности является критически важным аспектом автомобильной техники безопасности. Точный контроль остаточной толщины стенок, геометрии канавок и однородности материала напрямую влияет на эффективность срабатывания подушки безопасности и защиту пассажиров. Строгий контроль технологического процесса и соблюдение жестких стандартов тестирования необходимы для получения безопасного и надежного продукта.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляя им необходимые передовые услуги по тестированию и оказывая помощь в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по измерению параметров приборной панели в зоне ослабления подушек безопасности.