SISTEMA DE AIRBAG — ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO

Nesse capítulo abordaremos o sistema de airbag. Gostaríamos de explicar os componentes individuais, as respectivas funções, o processo de acionamento e possíveis passos durante a detecção de erros. Uma vez que, após a introdução dos sistemas de airbag, a tecnologia se desenvolveu rapidamente nos últimos anos, iremos descrever os componentes e os procedimento de uma forma geral.

Para obter informações mais pormenorizadas sobre sistemas em veículos específicos, devem ser sempre consideradas as especificações do fabricante de veículos. Os trabalhos de manutenção e diagnóstico somente podem ser realizados por pessoal treinado e qualificado.

Nesse processo, devem ser observados todos os princípios e diretrizes. Foi na década de 60 que surgiram as primeiras ideias de um sistema de airbag. Nessa altura, o grande obstáculo era o tempo disponível, no qual a bolsa de ar tinha que ser inflada. Foi realizada uma tentativa para resolver o problema com ar comprimido. Porém, essa possibilidade não satisfazia as exigências. Os primeiros sucessos surgiram no início da década de 70 através da ajuda de cargas pirotécnicas propelentes para inflar a bolsa de ar no tempo predefinido.

Os primeiros sistemas de airbag foram incorporados em meados da década de 70 e início da década de 80, em veículos de topo de gama. No final da década de 80 foi introduzido o airbag do acompanhante e, gradualmente, seguiram-se outras variantes, como por exemplo, os airbags para cabeça e os airbags laterais. Nos dias de hoje, os sistemas de airbag representam equipamentos de série em veículos.

O módulo de comando é a parte essencial do sistema de airbag e está instalado centralmente nos veículos. Geralmente ela se encontra na área do painel, no túnel central.

Ela desempenha as seguintes funções:

• Detecção de acidentes.
• Detecção atempada de sinais emitidos pelos sensores.
• Acionamento atempado dos circuitos de ignição necessários.
• Fornecimento de energia dos circuitos de ignição por meio de um condensador, independente da bateria do veículo.
• Autodiagnóstico de todo o sistema.
• Memorização de erros ocorridos na memória de erros.
• Ativação da luz de controle do airbag em caso de falha do sistema.
• Ligação a outros módulo de comando via CAN-Bus.

Dependendo do sistema e do número de airbags existentes, os sensores de impacto ou de aceleração estão instalados diretamente no módulo de comando ou como satélites na parte dianteira ou lateral do veículo.

Os sensores frontais existem sempre em pares. Tratam-se, geralmente, de sensores que operam segundo o sistema massa-mola. Nesse caso, dentro do sensor está situado um rolo que é preenchido com pesos normalizados. Esse rolo está envolvido por uma mola de bronze, cuja extremidade está fixada no rolo e na carcaça do sensor. Isso permite ao rolo somente um movimento, se a força incidir a partir de uma determinada direção. Em caso de incidência de força, o rolo rola contra a força da mola de bronze e fecha o circuito elétrico para o módulo de comando por meio de um contato. Para o autodiagnóstico está adicionalmente situado no sensor um resistor de alta impedância.

O sensor Safing tem como função evitar o acionamento involuntário dos airbags.

Ele está conectado em série com os sensores frontais. O sensor Safing está integrado no módulo de comando do airbag. Ele é composto por um contato reed em um tubo preenchido com resina e por um ímã anular. O contato reed aberto se encontra em um tubo preenchido com resina, sobre o qual o ímã anular é colocado. O ímã é retido por uma mola na extremidade da carcaça. Em caso de incidência de força, o ímã desliza contra a força de mola sobre o tubo preenchido com resina e fecha o contato reed. Assim, o contato para acionar o airbag está fechado.

O airbag do volante é composto por uma bolsa de ar cujo volume é de aprox. 67 l, um suporte da bolsa de ar, um gerador no suporte de gerador e por uma cobertura de airbag (cobertura do volante). Em caso de acidente, o gerador é acionado pelo módulo de comando. Nesse processo, uma corrente de ignição aquece um arame fino que, por sua vez, aciona o detonador.

Isso não resulta em uma explosão, mas em uma combustão da carga propulsora. Essa carga propulsora é composta por azida de sódio. O gás gerado durante a combustão se expande e reage com o oxidante (agente que fornece oxigênio, por exemplo, óxido de cobre ou óxido de ferro) para formar nitrogênio quase puro, que enche a bolsa de ar. Devido à toxicidade de azida de sódio também são usados outros combustíveis sólidos como carga propulsora, que não contêm azida. Esses reagem não só com o nitrogênio, como também com o óxido de carbono (aprox. 20%) e vapor de água (aprox. 25%). Geralmente, o agente propulsor está situado na câmara de combustão, em forma de pastilhas e hermeticamente embalado.

Em airbags laterais, também conhecidos por "Thorax-Bag", o processo é semelhante, porém, em consequência da falta de caminhos de deformação (estrutura deformável) são necessários um acionamento dos geradores de gás e um enchimento das bolsas de ar mais rápidos. Em caso de um acidente lateral, a uma velocidade de aprox. 50 km/h, após 7 ms deve ocorrer um acionamento dos geradores e após 22 ms, a bolsa de ar deve estar completamente cheia. Os airbags laterais estão instalados no revestimento da porta ou no encosto do banco. Relativamente a airbags para cabeça, é possível distinguir entre os modelos Inflatable Tubular Structure (ITS) e Inflatable Curtain (cortina inflável). O ITS foi o primeiro airbag para cabeça. Parecia uma „salsicha“ que se desdobrava do revestimento do teto sobre as portas frontais. O modelo "Inflatable Curtain" se estende por toda parte lateral superior do veículo. Esse tipo de airbag é instalado no quadro do teto, acima das portas do veículo.

A bolsa de ar é constituída por um tecido de poliamida muito durável e resistente ao envelhecimento. Esse tem um coeficiente de atrito baixo para um desdobramento fácil e um contato suave com a pele. Para proteger a bolsa de ar e para evitar que ela "grude", a mesma é empoada com talco. Durante o acionamento esse talco é visível em forma de uma nuvem branca. No interior estão situadas cintas de retenção, que mantêm a bolsa de ar no seu formato pretendido durante o enchimento. Na parte traseira estão situadas as abertura de saída que permitem a dissipação do gás.

Existem 2 tipos de dobragem da bolsa de ar: a dobragem padrão e a dobragem em estrela. A dobragem em estrela possui uma expansão menor em direção ao motorista e isso constitui uma vantagem quando os ocupantes do veículo não se encontram na posição sentada correta (Out of Position).

A espiral de contato estabelece a conexão entre a coluna de direção rígida e o volante móvel. Ela também permite assegurar a conexão entre o módulo de comando do airbag e o gerador de gás durante o movimento giratório. A folha condutora está enrolada de maneira a ser capaz de acompanhar o movimento giratório em 2,5 revoluções em todas as direções.

Devem ser tomadas precauções especiais aquando da desmontagem e montagem da espiral de contato. É necessário assegurar que a direção se encontre na posição central e as rodas na posição de marcha em linha reta. A espiral de contato desmontada não pode ser torcida.

Para poder controlar melhor o uso de airbags e evitar um acionamento desnecessário, é usado um reconhecimento de ocupação do banco. O reconhecimento de ocupação do banco pode ser realizado de diversas formas. São usados sensores de ocupação, constituídos por sensores de pressão e um sistema eletrônico de avaliação. Os sensores de ocupação somente podem estar integrados no banco individual do acompanhante ou, nos sistemas mais modernos, também no banco do motorista e nos bancos individuais traseiros. Também é possível o uso de sensores de infravermelho e ultrassom. Esses são instalados na área da lanterna interna / espelho retrovisor e monitoram tanto a ocupação do banco como a posição sentada do acompanhante. Assim sendo, também é reconhecida uma posição sentada „Out-of-Position“ menos favorável.

As informações do reconhecimento de ocupação do banco têm influência sobre o acionamento do airbag, do pré-tensionador do cinto de segurança e sobre os apoios de cabeça ativos. Se os lugares individuais não estiverem ocupados, tal é reconhecido pelo sistema de airbag e os respectivos sistemas de proteção não são ativados durante um acidente.

Para facilitar o reconhecimento dos cabos do airbag e conectores, os conectores têm uma cor amarelo-viva.

No interior dos conectores está situada uma ponte de curto-circuito que evita um acionamento inadvertido em caso de trabalhos no sistema de airbag. Tal pode ocorrer, por exemplo, devido a cargas estáticas.

Relativamente à ponte de curto-circuito, trata-se de um contato que, separando a conexão por engate, conecta ambos os contatos no interior de conector, reduzindo assim possíveis potenciais existentes.

O pré-tensionador do cinto de segurança tem como função eliminar a folga do cinto de segurança, em caso de acidente. Essa folga do cinto de segurança resulta do uso de roupa larga e leve ou de uma posição sentada "relaxada". O pré-tensionador do cinto de segurança pode estar integrado no fecho do cinto de segurança ou no carretel do cinto. Se o pré-tensionador do cinto de segurança estiver instalado no fecho do cinto de segurança, ele é composto, por exemplo, pelos seguintes componentes: cilindro, cabo, pistão, gerador de gás e detonador. Em caso de acidente, o gerador de gás é acionado, tal como no airbag. O gás se expande e move, consequentemente, o pistão no cilindro. Devido à conexão de cabo entre o pistão e o fecho do cinto de segurança, o fecho do cinto de segurança é puxado para baixo, eliminando assim a folga do cinto de segurança do sistema de retenção. Se o pré-tensionador do cinto de segurança estiver integrado no carretel do cinto, a folga do cinto de segurança é eliminada através de um sistema de enrolamento mecânico.

Em caso de acionamento é novamente acionado um gerador, que coloca uma série de esferas em movimento. As esferas giram uma bobina que está conectada ao carretel do cinto. Através do movimento giratório, o cinto é retraído por uma distância definida com precisão. Em seguida, e para não causar quaisquer danos, as esferas caem em um reservatório previsto para esse fim.

Uma outra possibilidade é o princípio do motor Wankel. Em caso de acionamento, a carga propulsora move um pistão rotativo, que por sua vez elimina a folga do cinto de segurança através do movimento giratório. De forma a reduzir a força exercida sobre o tórax em caso de um acidente, é instalado um limitador da força do cinto de segurança no cinto do motorista e do acompanhante.

De forma a evitar curto-circuitos e, consequentemente, incêndios em veículos, a bateria é desconectada da rede de bordo durante um acidente.

Tal ocorre através de um relé de separação ou um gerador de gás. O sinal para a desconexão da bateria provém do módulo de comando de airbag. Nesse processo o gerador de gás funciona de forma semelhante ao pré-tensionador do cinto de segurança. Através do acionamento, a conexão entre a bateria e o cabo de conexão é desconectada no interior do borne conectado.

Se não forem detectadas quaisquer anomalias através da inspeção visual, a memória de erros deverá ser lida com o equipamento de diagnóstico. Erros que tenham ocorridos no sistema são, geralmente, detectados através do autodiagnóstico e armazenados na memória de erros. Se um dos seguintes erros estiver armazenado na memória de erros, "Sinal defeituoso", "Sinal demasiado pequeno", "Sinal demasiado grande", uma possível causa de erro é, por exemplo, um cabo com defeito. Nesse caso é possível verificar com um multímetro as conexões de cabos entre os sensores e o módulo de comando quanto a passagem e conexão à massa. Para a localização dos sensores e conexões por engate, assim como para a ocupação dos pinos no módulo de comando, são necessários esquemas de conexões e informações específicas do fabricante. Geralmente se deve ter em atenção que a bateria do veículo é desconectada e que os sensores e o módulo de comando são desconectados do chicote elétrico. Para a conexão dos cabos de teste aos conectores, não devem ser usados adaptadores de teste "improvisados" (clipe de escritório desdobrado). Esses podem danificar os conectores de encaixe sensíveis e podem ser provocados novos erros, sem que seja notado. Recomenda-se o uso de pontas de teste que encaixem nos contatos dos conectores e nas quais é assegurado um contato correto.