Подушки безопасности (Airbag) — особенности, принцип работы и назначение

Подушки безопасности (Airbag) — это эластичные ткани или другие материалы, которые плотно упакованы в разных местах вашего автомобиля. В большинстве автомобилей есть подушки безопасности на передней приборной панели, а у многих автомобилей и вдоль боковой части автомобиля. Эти мешки сжимаются и хранятся в небольшой области. Когда происходит авария, они обеспечивают систему амортизации для людей в машине, которая поможет не вылететь наружу в случае аварии. Хотя это не всегда спасёт вас от серьезных травм или смерти, во многих случаях амортизация пассажиров может оказаться весьма целесообразной.

Первая конструкция Airbag была запатентована в 1951 году, но автомобильная промышленность очень медленно применяла эту технологию аж до 70-х.

Airbag в современных автомобилях

Безопасность в автомобилях — работа систем, которые представлены в двух вариантах: активной и пассивной. Рассмотрим подробнее второй тип систем.

Основной компонент пассивной системы — ремни безопасности. Ремнями безопасности оснащаются все автомобили, предназначенные для эксплуатации по дорогам общего пользования. Вариантов ремней предлагалось достаточно много. На сегодняшний момент, выпускающиеся автомобили оснащаются инерционными трёхточечными ремнями.

Пассивная система удерживает людей в салоне на пассажирских местах. Служит «щитом» при ударе, перевороте или резком торможении. В качестве дополнительного элемента этой системы машины оборудуются подушками безопасности — AirBag.

Подушки безопасности делятся на несколько типов. Большая часть — фронтальные. Наименее распространенные — коленные. Есть варианты боковых и типа «шторы».

В зависимости от того, какого типа подушки, их размещают в нескольких местах. В некоторых комплектациях подушки предусматриваются для всех пассажиров. Самостоятельно системой безопасности они не выступают. Без фиксации людей ремнём безопасности, подушки могут нанести травму или стать причиной смертельного случая.

Нет единого мнения по установке детского удерживающего устройства на переднем пассажирском сиденье. Но большинство автопроизводителей не рекомендуют это делать. Поэтому лучше изучить руководство по эксплуатации своей машины. Возможность отключения AirBag зависит от марки и модели транспортного средства.

Как они работают?

• Каждая отдельная подушка безопасности сдувается и упаковывается в отсек, расположенный в приборной панели, рулевом колесе, сиденье или в другом месте.
• Передний Airbag включает в себя большой нейлоновый мешок, который накачивается и быстро сдувается в случае серьезного лобового столкновения.
• Срабатывание подушки безопасности контролируется датчиками, которые обнаруживают возникновение и серьезность аварии. Когда контроллер определяет, что Airbag должен быть развёрнут, система запускает блок инфлятора, он в свою очередь сжигает химикаты, которые производят много инертного газа для раздувания мешка.
• Когда мешок надувается, он разрывает открытые крышки на приборной панели, взлетая перед пассажиром. В то же время голова и верхняя часть пассажира движутся со значительным усилием в сторону надутого мешка. Когда голова пассажира соприкасается с подушкой безопасности, она начинает сдуваться через вентиляционные отверстия в основании. Это смягчает движение головы вперед. Весь процесс происходит в мгновенье ока, примерно за 100 миллисекунд.
• В процессе развёртывания будет много дыма, пыли и шума, и пассажир может не знать, что подушка сработала. Это нормально.

Как происходит срабатывание «аэрбега»

Принцип работы подушек безопасности можно условно разделить на несколько этапов:

• Столкновение транспортного средства с другим объектом.
• Автоматическое срабатывание электронных датчиков, которые запускают следующий механизм.
• Система получает сигнал от электронного блока управления и происходит срабатывание детонатора (заряда из таблеток натриевой кислоты), вследствие чего газ (аргон или озон) нагревается и под высоким давлением (до 250 мПа) вырывается наружу. Однако перед этим он проходит через специальный металлический фильтр и остужается.
• Происходит резкое заполнение подушки, и она раскрывается через 30 миллисекунд после того, как сработавшие датчики отправили сигнал.

• Водитель или пассажир авто ударяется головой об «аэрбег», который значительно гасит энергию полученного удара. Благодаря этому на человека приходится всего 10% остаточного удара.
• Подушка «опадает».

Говоря о том, как работают подушки безопасности, стоит учитывать конструктивные особенности автомобиля, так как в некоторых машинах есть всего 2 «аэрбега», тогда как в других аварийные элементы установлены практически в каждой плоскости.

Датчики столкновения

Наиболее важными частями успеха системы подушек безопасности являются датчики столкновения. Эти небольшие части электроники предназначены для того, чтобы сообщить, когда автомобиль повреждается в результате несчастного случая. Они реагируют на несколько разных наборов стимулов, включая внезапную остановку и повышенное давление (когда куски автомобиля перемещаются из-за силы столкновения) и т. д.

Сенсоры подушек безопасности, расположенные в передней части кабины, контролируются различными типами датчиков, которые измеряют:

1. скорость колеса
2. состояние пассажира
3. давление и удар тормозов
4. и другие индикаторы состояния авто

Датчики передают сигналы в блок управления подушкой безопасности, который анализирует данные и может управлять функциями безопасности, такими как:

1. блокировка ремня безопасности
2. автоматические дверные замки
3. развёртывание подушки безопасности.

В автомобиле используется два типа датчиков — электрические и механические.

Некоторые используют электромеханический механизм «шарик и трубка», который в основном состоит из небольшой трубки, содержащей выключатель цепи и шар, удерживаемые вместе небольшим магнитом. Когда происходит столкновение, шарик выталкивается из магнита и катится вперед в трубке, нажимая выключатель, который замыкает электрическую цепь.

Другие электрические конструкции в принципе аналогичны, используя металлический ролик или подпружиненные грузы вместо шара, или в новых автомобилях — акселерометр для отключения датчика.

Механические датчики работают независимо от электрической системы и реагируют аналогично электрическим датчикам, с конструкцией, которая приводит в действие ударник, запускающий небольшой взрыв после аварии.

Поскольку механический датчик не требует источника питания, его нельзя отключить, как электрический датчик, когда аккумулятор отсоединен.

Успех системы подушек безопасности зависит от того, что датчики столкновения работают, не только точно, но и очень быстро, поэтому это самая дорогая и технологически продвинутая часть системы подушек безопасности.

Что собой представляет «аэрбег»

Устройство подушки безопасности довольно простое. Условно изделие можно разделить на три составные части: сумку, датчики удара и газогенератор (систему надува).

Сумка

Представляет собой тонкую, многослойную, нейлоновую оболочку (толщиной не более 0,4 мм) способную выдерживать большие кратковременные нагрузки. Сумка расположена в специальной шине, которая закрыта специальной накладкой из ткани или пластика.

Датчики удара

Эти компоненты, как правило, располагаются в передней части машины. Они отвечают за своевременное срабатывание подушки безопасности автомобиля, то есть именно эти сенсоры активируют ее сразу после столкновения с объектом на скорости более 20 км/ч. Однако при этом учитывается также и сила удара, поэтому пневмоподушка может сработать даже в стоящем авто, если столкновение было достаточно сильным.

Датчики устанавливаются двух типов:

• Ударные (фиксируют удар, который приходится на кузов).
• Датчики пассажирского сидения (благодаря им можно исключить срабатывание системы, если помимо водителя в машине больше никто не находится).

Помимо датчиков в системе также часто дополнительно устанавливаются акселерометры (помогают определить положение авто).

Газогенератор

Первоначально эти элементы были оснащены всего одним пиропатроном, из-за чего было очень сложно регулировать подачу газа в подушку исходя из габаритов и положения сидящего в машине человека. Однако современные «аэрбеги» имеют 2 пиропатрона. Первый (основной) выпускает 80% газа (так называемая мягкая посадка), второй подключается только в том случае, если столкновение было слишком сильным и человек нуждается в более жесткой подушке.

Все 3 составляющие пневмоподушки должны быть исправными, только в этом случае можно гарантировать, что защитные элементы сработают безотказно.

Когда срабатывают подушки безопасности?

Чтобы водительская или пассажирская подушка сработала, должны быть соблюдены следующие минимальные требования:

• Автомобиль должен ехать со скоростью более 25 км / ч.
• Угол удара находится примерно в тридцати градусах по обе стороны от центральной линии автомобиля (всего около 60 градусов).
• Сила замедления, по меньшей мере, равна той, которая возникает при столкновении автомобиля с неподвижным барьером со скоростью около 25 км / ч.

Примечание: Передние подушки безопасности не будут разворачиваться в случае столкновения со стороны, сзади или при опрокидывании, поскольку они не обеспечивают дополнительной защиты.

История создания

Первые прототипы современных подушек безопасности появились еще в 1941 году, однако война нарушила планы инженеров. К разработке airbag специалисты вернулись уже после окончания военных действий.

Интересно, что к созданию первых подушек безопасности причастны сразу два инженера, работавших на разных континентах отдельно друг от друга. Так, 18 августа 1953 года американец Джон Хетрик получил патент на изобретенную им систему защиты от ударов о твердые элементы в салоне автомобиля. Спустя всего три месяца – 12 ноября 1953 года – аналогичный патент был выдан немцу Вальтеру Линдереру.

Идея создания устройства, смягчающего удар при аварии, пришла Джону Хетрику после того, как он на своем автомобиле стал участником дорожно-транспортного происшествия. В машине в момент столкновения находилась вся его семья. Хетрику повезло: удар был не сильный, поэтому никто не пострадал. Тем не менее, произошедший случай произвел сильное впечатление на американца. На следующую ночь после аварии инженер закрылся у себя в кабинете и принялся за чертежи, по которым в дальнейшем были созданы первые прообразы современных устройств пассивной безопасности.

Изобретение инженеров с течением времени подвергалось все новым и новым доработкам. В итоге первые серийные варианты появились в автомобилях марки Ford в 70-х годах ХХ столетия.

Другие виды подушек безопасности

Двухступенчатые подушки безопасности — это более разумное поколение подушек безопасности, которые оптимизируют уровень развёртывания подушки безопасности в соответствии с серьезностью аварии.

Боковые и шторные подушки безопасности помогают защитить пассажиров от травм головы, шеи и грудной клетки во время боковых ударов и опрокидывания.

Коленные подушки защищают нижние конечности от травм, вызванных ударом с панелью приборов.

Возникающие проблемы

Передние подушки безопасности предназначены для защиты людей от взрослых. Поскольку дети меньше, они рискуют получить травму от её срабатывания. Поэтому они не должны занимать переднее сиденье, если в машине есть Airbag для пассажира.

В авто не должны быть установлены принадлежности, которые могут ограничивать развёртывание Airbag-а или стать ракетой во время его срабатывания.

Системы подушек безопасности обычно имеют контрольную лампу с индикатором. Если лампа не погаснет сразу после запуска или включается во время вождения, сверьтесь с руководством по эксплуатации и проверьтесь на СТО. Система обнаружила ошибку.

Если вы этого не сделаете, подушки могут неожиданно сработать во время ремонта, особенно во время электромонтажных работ. Это может привести к серьезным травмам, поэтому оставьте ремонт квалифицированным специалистам.

Подушки безопасности разворачиваются с взрывной силой и далеки от больших пушистых подушек, которые могут себе представить некоторые люди. Не редко остаются небольшие травмы и ссадины от контакта с подушкой.

Несколько изготовителей транспортных средств определяют срок службы компонентов подушек безопасности. Обычно загорается сигнальная лампа подушки безопасности, и компоненты должны быть заменены, прежде чем она погаснет.

Месторасположение в машине

Чтобы определить, где и какие подушки есть в автомобиле, вовсе необязательно открывать техническую документацию. Правила обязывают производителей обозначать их местонахождения гравировкой или биркой.

Так, узнать, если ли те или иные подушки в вашем автомобиле можно следующим образом:

• Фронтальные обозначаются гравировкой на центральной части рулевого колеса и на щитке выше бардачка;
• Коленные обозначаются аналогично. Гравировку можно найти под рулевой колонкой и под секцией бардачка;
• Боковые подушки и шторки выдают себя биркой. Правда искать ее придется внимательно, так как производители любят их прятать в угоду эстетике.

Кстати, при покупке б/у авто не стоит ориентироваться лишь на обозначения. Подушки одноразовые, а автомобиль уже мог побывать в ДТП. Поэтому лучше смотреть на отделку салона рядом с обозначениями airbag. Если есть трещины, дырки или следы ремонта обшивки, скорее всего подушек там уже нет.

Выключение подушек безопасности

Подушки безопасности разработаны таким образом, что их не нужно включать, но иногда их можно отключить. Это связано с соображениями безопасности, поскольку есть случаи, когда они могут нанести больше вреда, чем пользы.

Когда автомобиль включает в себя возможность отключения подушек безопасности пассажира, механизм деактивации обычно располагается на пассажирской стороне приборной панели.

Процедура снятия Airbag-а со стороны водителя, как правило, более сложная, и после неправильной процедуры может вызвать срабатывание подушки безопасности. Если вы обеспокоены тем, что защитная подушка с водительской стороны может нанести вам вред, для её отключения следует обратиться к специалисту.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

История AirBag: авто без опасности

Человек – это все (надпись на немецких правах) Разгон, удар, и…тишина. Новенький автомобиль, встретившись с бетонным кубом, в один миг превратился в груду железа. За процессом «гибели» машины наблюдают несколько десятков специалистов, все происходящее детально фиксирует цифровая аппаратура. То, что в реальной жизни зачастую приводит к трагедии, здесь — научная работа. Сам «крэш-тест» длится секунды, а вот с данными, полученными в его результате, предстоит работать долго. Из салона разбитого автомобиля специалисты извлекают манекены — датчики, установленные в их «телах», позволят ответить на главный вопрос — останутся ли живы реальные водитель и пассажиры, случись подобное на самом деле.

То, что автомобиль должен быть не только быстрым и комфортным, но и безопасным, конструкторы поняли давно. Первой на пути решения этой проблемы стала фирма Volvo, серийно оснастившая свои машины ремнями безопасности в 1957 году. Но скорости росли, автомобилей становилось все больше, и пропорционально увеличивалось количество аварий. В 1969 году с подачи президента Джонсона было решено оснащать каждый выпускаемый в США автомобиль средствами пассивной безопасности. Это и послужило толчком к созданию устройства, которое существенно расширило понятие о том, каким должно быть современное и безопасное средство передвижения.

Строго говоря, идея уберечь водителя от удара и перегрузок во время аварии с помощью надуваемой фронтальной подушки пришла из авиации. Подобное устройство было запатентовано еще в 40-х годах, а вот применение нашло именно в автомобиле, правда, гораздо позже.

Воплощение красивой идеи спасения жизни водителя требовало новых технологий. В пятидесятых годах были сконструированы первые газовые генераторы, которые позволяли надуть подушку за приемлемое время — порядка 50 миллисекунд. В 1973 году подушка безопасности (называлась она Air Cushion Restraint System, что можно перевести как «скрытая воздушная подушка») появляется на автомобиле Chevrolet Impala, но лишь в качестве эксперимента. До массового внедрения системы было еще очень далеко.

Первой европейской компанией, начавшей серийно ставить «эйрбэги» на свои автомобили, стала Mercedes-Benz. Более двухсот «крэш-тестов» понадобилось заводу, чтобы зимой 1980 года Mercedes S-class с подушкой безопасности увидел свет. С тех пор только в Америке, согласно исследованиям, эти устройства спасли более 14200 человеческих жизней.

А что внутри?

Современная подушка безопасности сделана из тонкой и прочной нейлоновой ткани и управляется при помощи бортового компьютера За режимом движения самого автомобиля следят датчики ускорения, расположенные в передней части кузова. Как только они фиксируют слишком быстрое замедление автомобиля, вызванное внешней силой (попросту, столкновение), они посылают тревожный сигнал на компьютер. Тот, в свою очередь, отдает команду на раскрытие подушки.

Важно отметить, что датчики контролируют ситуацию автономно, дублируя показания друг друга. Надежно сработать во время аварии так же необходимо, как и застраховаться от ложного «пуска»! Наполнить обычным воздухом за тысячные доли секунды десятки литров объема «эйрбэга» было бы нереально. В системе наполнения содержится соль натриевой кислоты, которая при взрыве пиропатрона превращается в большой объем азота. Он-то и позволяет подушке безопасности раскрыться почти мгновенно. Чтобы смягчить встречу с человеком, во избежание травм последнего, часть газа выходит из специальных отверстий в подушке – так эффективней гасится кинетическая энергия тела.

Последняя тенденция в этих системах безопасности — это подушки, способные ограничивать объем своего развертывания. Вся идея заключается в том, что разных людей требуется защищать по-разному. Система датчиков, встроенных в сиденье, еще в начале движения определит ваши параметры – рост, вес, — и уже исходя из них будет решать, стоит ли раскрывать подушку в полную силу. А сенсорные датчики от GM, которыми компания оснастила автомобили Buick Lucerne и Cadillac DTS 2006 модельного года, способны распознать позу седока в момент аварии, тем самым оптимизируя параметры срабатывания подушек безопасности.

Ну а если нерадивые родители решат посадить на переднее сидение маленького ребенка, да еще без детского кресла, тогда система вообще не сработает – в таких случаях подушка безопасности способна нанести больше вреда, чем пользы!

В современном автомобиле число «эйрбэгов» может перевалить за десяток. Фронтальные подушки расположены в ступице рулевого колеса, и в передней панели перед пассажиром. Догадаться об их наличии можно лишь по соответствующим надписям на этих элементах – меток для разрыва пластика нет и в помине. Эстетика!

От боковых ударов, которые считаются одними из самых опасных, водителя и пассажиров призваны защищать подушки, встроенные в боковины спинок, или , перекрывающие собой оконный проем двери, помогут сберечь при ДТП голову. Ноги, и, в особенности, колени передних седоков во время аварии страдают особенно сильно – ведь им предстоит недружественная встреча с передней панелью, смещающейся в салон, да и рулевая колонка тоже может нанести серьезные травмы. Подушки безопасности, по форме напоминающие валики, устанавливаются в нижней части панели приборов, и при раскрытии снижают риск получения тяжелых травм.

Датчики, отвечающие за работу системы, также постепенно «умнеют». Автомобиль после удара отбросило в сторону? Ничего, значит боковые подушки не «испустят дух» в течение еще нескольких секунд, чтобы защитить экипаж при многократном опрокидывании машины — за это отвечает датчик переворота. А специалисты автомобильного отделения Siemens VDO предложили оригинальное решение сенсорных датчиков безопасности, которые ориентируются еще и на звуки (!) ДТП, и на основе их анализа отдают сигналы исполнительному средству.

Подушка — не игрушка

Подушка безопасности – отнюдь не панацея, хранящая от всех бед водителя и пассажиров.

Сработать должным образом и попытаться защитить человека, попавшего в аварию, она может только совместно с другими средствами пассивной защиты. Такими, например, как ремень безопасности. Мнение, что подушка может эффективно работать «и так», ошибочно! Если лобовую аварию на 50 км/час можно сравнить с прыжком плашмя в пустой бассейн с высоты 5-ого этажа, то подушка лишь «наполнит» этот бассейн небольшим количеством воды. У непристегнутого члена экипажа шансов выжить в серьезной аварии особо не прибавится, даже если его машина оборудована «эйрбэгом» — ничем не зафиксированный в кресле, он может попросту не выдержать выстрел подушки, наполняющейся газом на скорости 300 м/c! Так что при всем многообразии средств безопасности, главным хранителем своей жизни и здоровья остается сам человек и его разум.

Манекены, побывавшие в «аварии» на «крэш-тесте», тщательно проверят, и если все в порядке, им дадут возможность «испытать себя» на прочность еще раз. У человека такой возможности может и не быть.

!—>!—>!—>

Источник https://npfgeoprom.ru/obuchenie/kak-srabatyvaet-podushka-bezopasnosti.html

Источник

Источник

Источник