Tubes métalliques de précision pour les systèmes de sécurité automobile

Le saviez-vous ? Les tubes métalliques aident à mettre "l'air" dans les airbags !

De tous les systèmes d'une automobile qui utilisent des pièces métalliques, les plus importants sont peut-être les divers systèmes de sécurité automobile. En plus des caractéristiques de base du véhicule - des rétroviseurs, phares, réflecteurs et clignotants aux systèmes de freinage, de direction et de suspension - les systèmes de sécurité automobile incluent désormais un menu plus complet de capacités actives conçues pour aider les conducteurs à détecter les obstacles, contrôler le véhicule et éviter les collisions. Par exemple, il existe des systèmes conçus pour aider à détecter la fatigue du conducteur, alerter les conducteurs des objets sur leur chemin, maintenir une distance de sécurité par rapport aux autres véhicules et maximiser la vision au-delà de la portée des phares et dans les virages de la route.

Pourtant, la sécurité automobile dépend toujours de certains composants « passifs » très élémentaires – tels que les ceintures de sécurité, les habitacles renforcés et les zones de déformation conçues pour absorber et dissiper la force – pour aider à protéger les occupants en cas de collision. Un autre ajout à la liste des systèmes de sécurité automobile passifs est l'airbag, qui à la fin du XXe siècle est devenu une exigence dans toutes les voitures, camions légers et fourgonnettes. Et peut-être étonnamment, les tubes métalliques de précision jouent un rôle important dans cette technologie.

Comment fonctionnent les systèmes d'airbag ?

L'airbag tire son origine des vessies remplies d'air décrites dès 1941 et brevetées pour la première fois dans les années 1950. (En savoir plus sur l'histoire de l'airbag.) Conçu pour fonctionner en tandem avec les ceintures de sécurité, l'airbag est simple dans son concept :il s'agit d'un coussin gonflable conçu pour aider à protéger les occupants de l'automobile contre les blessures graves en cas de collision. Et selon la National Highway Traffic Safety Administration, les airbags ont sauvé près de 28 000 vies depuis 1998; la NHTSA calcule que l'utilisation d'une ceinture de sécurité et d'un airbag réduit le risque de décès de 61 %.

Le système d'airbag typique se compose d'un module contenant l'airbag en nylon gonflable lui-même et d'une cartouche de gonflage, qui intègre un initiateur électronique qui allume un propulseur solide et le transforme en azote gazeux inoffensif pour gonfler l'airbag. Ces systèmes de sécurité automobile comprennent également des capteurs de collision, une unité de surveillance de diagnostic, une bobine de connexion et un voyant lumineux. Tous les composants sont interconnectés par un faisceau électrique et alimentés par la batterie du véhicule.

Dès qu'une collision commence, les capteurs de collision détectent une décélération soudaine et, si la collision est suffisamment grave, envoient une étincelle électrique à la cartouche de gonflage, déclenchant une réaction chimique qui produit de l'azote gazeux, qui se dilate pour déployer et gonfler l'airbag en moins d'un vingtième de seconde. L'airbag est complètement gonflé pendant seulement un dixième de seconde et est presque dégonflé de trois dixièmes de seconde après l'impact.

Quel est le rôle des tubes métalliques dans ces systèmes de sécurité automobile ?

Des tubes métalliques de différentes tailles sont utilisés dans les systèmes d'airbags. Par exemple, de gros tubes métalliques avec un diamètre extérieur de 25 à 65 mm et des perforations sont utilisés pour les cartouches de gonflage qui contiennent le propulseur. Cependant, nous nous intéressons davantage aux très petits tubes qui jouent un rôle central dans les capteurs utilisés dans les systèmes d'airbags.

Les capteurs de collision qui indiquent à un airbag quand se déployer sont peut-être la partie la plus importante de ces systèmes de sécurité automobile. Après tout, vous voulez être sûr qu'un airbag se déploiera quand il est censé le faire ; de même, vous ne voulez pas qu'il se gonfle accidentellement en raison des conditions environnementales.

Un capteur de collision couramment utilisé pour ces systèmes de sécurité automobile est la conception électromécanique « boule et tube amortis par gaz ». Ici, le capteur est constitué d'une petite bille d'acier maintenue à une extrémité d'un tube métallique par un aimant; à l'autre extrémité du tube se trouvent deux contacts ouverts (un interrupteur). Lorsqu'un crash d'une force suffisante se produit, il secoue la bille d'acier qui se détache de l'aimant. La balle roule le long du tube métallique jusqu'au bout et ferme le circuit, ce qui déclenche le déploiement de l'airbag en une milliseconde.

Les capteurs de collision d'aujourd'hui sont calibrés pour empêcher l'airbag de se gonfler lorsque la voiture passe sur une bosse ou un nid-de-poule, ou en cas de collision mineure. Une partie de l'étalonnage correct de ces systèmes de sécurité automobile consiste à s'assurer que les pièces du capteur, y compris les tubes, sont aussi précises que possible. Les tubes métalliques utilisés dans les capteurs de collision doivent répondre à des exigences dimensionnelles et fonctionnelles, avec des coupes nettes et des tolérances d'épaisseur et d'excentricité très étroites. Le tube métallique doit également pouvoir conserver ses caractéristiques et résister à des conditions environnementales difficiles.

Il existe d'autres types de capteurs de collision, et de nombreux véhicules plus récents sont équipés de capteurs de collision à semi-conducteurs qui produisent un signal électronique lorsqu'ils sont secoués. Les constructeurs automobiles développent également des systèmes d'airbags adaptatifs dont la vitesse et la force de déploiement peuvent varier en fonction de la taille de l'occupant, de la position assise et de la vitesse d'impact.

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