Как работают подушки безопасности в автомобиле: устройство и принцип работы

Производители автомобилей стараются всеми силами обезопасить своих клиентов, оборудуя транспортные средства различными системами безопасности. Теперь даже бюджетные комплектации включают ABS и ряд прочих мер. Но ранее на протяжении долгого периода времени единственным решением оставался ремень безопасности. Причем это стало обязательным условием при посадке в автомобиль, в некоторых современных моделях даже двигатель нельзя завести, если не пристегнуться.

Позднее добавились подушки безопасности. Это более мягкое решение, которое позволяет сохранить человеку жизнь. В современных автомобилях их количество варьируется от 2 до 7, а то и 8 штук. Но как работает подушка безопасности? Любого пытливого автолюбителя просто не может не заинтересовать такая система безопасности!

Чистой воды механика

Прежде чем начать разбор работы подушек безопасности, стоит освежить в памяти законы механики. Как известно, любой движущий объект обладает импульсом (масса, помноженная на скорость) и под воздействием какой-либо силы он движется. Но стоит только силе прекратить оказывать на него воздействие, объект не остановится тут же, а будет продолжать движение, снижая скорость. Это зовется инерцией. В случае автомобиля движущей силой является двигатель.

Все незакрепленные объекты в машине, включая водителя и пассажиров, при торможении тоже продолжат движение, равное скорости транспортного средства. Для их остановки требуется в течение определенного промежутка времени приложить силу. Ее значение очень велико в случае аварии, поскольку остановка автомобиля происходит резко, тогда как у тел сохраняется инерция, которая не заканчивается мгновенно.

Функциональность мягкой защитной системы

Как и ремни безопасности, подушки служат в качестве мягкой опоры, дабы облегчить последствия от аварии. Их цель остановить движение водителя или пассажиров, причем за максимально возможный короткий промежуток времени, причем как можно равномернее. Знание того, как работают подушки безопасности в автомобиле, позволит лишний раз задуматься о собственной безопасности.

Устройство

Столь важный элемент системы безопасности обладает не таким уж и сложным строением. Его все можно условно поделить на три главные составляющие, которые в совокупности обеспечивают сохранность человека в случае аварии. Главные компоненты представлены:

• сумкой;
• датчиками удара;
• газогенератором (система надува).

Весь комплекс компактно укомплектован и располагается таким образом, что с салона его не увидеть. Каждый из этих компонентов очень важен для слаженной работы всей системы.

Но особой чувствительностью отличается именно сенсор, ведь именно от его решения зависит, когда будет выпущена подушка. Можно считать, что от него зависит судьба всех, кто находится в автомобиле.

Сумка

Это важный аксессуар, собственно, за счет чего она и зовется подушкой. Это тонкая нейлоновая оболочка толщиной 0,4 мм, состоящая из нескольких слоев. Она может выдерживать краткосрочные нагрузки. Причем благодаря сверхпрочному материалу подушка способна воспринимать довольно большую кратковременную силу. Обычно она располагается в специальной шине, которая закрыта пластиковой накладкой либо тканью.

«Улавливатель» удара

Многим владельцам интересно знать, как работают датчики подушек безопасности, но далеко не каждый понимает их предназначение. А между тем, важность этих электронных устройств не стоит недооценивать! Как правило, они располагаются именно в передней части любого автомобиля. Их назначение заключается в том, чтобы система сработала оперативно. Ведь в случае столкновения автомобиля с другим транспортным средством или твердым препятствием важная каждая секунда.

При этом датчики могут быть двух разновидностей:

1. Ударные – регистрируют нагрузку на кузов.
2. Датчики пассажирского сидения – их наличие позволяет исключить срабатывание в тех случаях, когда в автомобиле нет никого, кроме водителя.

Сенсоры рассчитаны на срабатывание при скорости более 20 км/ч. Тем не менее система еще рассчитана таким образом, что сработает даже тогда, когда транспортное средство просто стоит на месте в случае сильного удара.

Но кроме датчиков, машины могут оснащаться акселерометрами, которые позволяет определить положение автомобиля.

Система надува

По-другому она зовется как газогенератор. Его суть заключается в наполнении оболочки защитного устройства газом. В его состав входит пиропатрон, который, собственно, и запускает механизм. Здесь уже интересен вопрос о том, как работает датчик удара подушек безопасности?

По сути, здесь происходит замыкание контактов устройства при определенных обстоятельствах, что и приводит к срабатыванию исполнительных органов. Они в свою очередь наполняются подушки газом.

Изначально система включала лишь один этот элемент, но в современных «аэрбегах» их уже 2. Первый считается основным и обеспечивает выпуск 80% газа. Второй же — пиропатрон, подключается в случае сильного столкновения, когда человеку нужно более жесткая подушка.

Все эти составляющие должны быть в исправном состоянии, дабы обеспечить безотказное срабатывание системы.

Принцип работы подушек безопасности

На чем же основана работа подушек безопасности? При столкновении автомобиля с каким-либо препятствием в автоматическом режиме срабатывают датчики, которые приводят к оперативному раскрытию нейлоновой оболочки. Это происходит настолько быстро, что ни один человек не способен зафиксировать этот момент.

О том, как работает подушка безопасности в машине, мы уже имеем представление, но что самое интересное – при раскрытии она стремится заполнить все пространство между водителем (пассажиром) и элементами автомобиля во избежание сильного удара о них. Иными словами при ДТП защитная система обеспечивает своего рода изоляцию человека от жесткого соприкосновения с рулем, стойками, панелью и прочим. То есть удар приходится на мягкую подушку, что не сулит тех повреждений, что могли быть в случае столкновения с более твердой поверхностью.

В любом случае можно избежать травм полностью либо избежать тяжелых последствий в отношении организма. Ко всему прочему подушки позволяют исключить внутренние травмы, когда органы соударяются о кости в случае резкого замедления. Между прочим, это одна из причин гибели людей при ДТП. Яркий тому пример – удар мозга о костную ткань черепа.

Важное замечание

Стоит обратить внимание на один важный момент – подушки безопасности срабатывают лишь один раз и при первом ударе. А ведь ДТП может сопровождаться несколькими последовательными столкновениями. Ну и наконец, не следует забывать о том, что все механизмы, по сути своей, одноразовые!

По поводу того, как работает подушка безопасности, можно еще сказать следующее. При повседневных поездках срабатывание защитной системы полностью исключено, поскольку ее работоспособность в полной мере зависит от датчиков. А они настроены не абы как, а с грамотным подходом, учитывающим множество факторов. Иными словами, подушки раскрываются только при определенных обстоятельствах – ДТП. И если проезжая мимо какого-либо препятствия, задеть его зеркалом (пусть даже это собьет его), то подушки все равно не раскроются – существенного повода нет.

Типы подушек

К счастью, в наше время уже практически не встретить автомобилей, которые бы производились без подушек безопасности за самым редким исключением. В зависимости от комплектации их количество варьируется, но как минимум 2 из них точно присутствуют. Обычно их от 2 до 7, в машинах премиум класса их может быть 8, 9, а то и 10.

Пассивная фронтальная безопасность

Это самая распространенная разновидность и такие подушки включены в базовую комплектацию большинства современных автомобилей – для водителя и переднего пассажира. Данная мера позволяет избежать серьезных последствий в случае лобового столкновения.

Как работает подушка безопасности фронтального типа? По сути, принцип срабатывания общий, единственное различие заключается в локализации удара кузова. В данном случае система активируется при лобовом столкновении, включая косой удар в переднюю часть корпуса.

К тому же благодаря таким подушкам замедление человека происходит не так стремительно, следовательно, организм испытывает меньшие нагрузки. В свою очередь это снижает риск получения травм внутренних органов.

Водительская подушка располагается в центральной части руля, в то время как пассажирская – в верхней области передней панели. При этом каждая из них отличается своими размерами, ведь расстояние между водителем и рулевым колесом значительно меньше, нежели дистанция головы пассажира и панели. Локализация подушек обозначена значком или надписью airbag.

Боковые подушки. Особенности

Как работают боковые подушки безопасности у «Мерседеса» или любой другой модели автомобиля? Они могут располагаться как спереди, так и позади салона. Поводом для их активации служит боковой удар в кузов. Такими пневмоподушками обычно оснащаются более дорогие комплектации автомобилей. В этом случае в зону защиты попадают следующие части тела при боковом столкновении:

• плечи;
• грудная клетка;
• живот;
• таз.

Передние пневмоподушки располагаются внутри сидений, а задние интегрированы в боковую обшивку салона. В отличие от фронтальных подушек боковые получили не такое широкое распространение, опять-таки, в силу дороговизны такой комплектации. Тем не менее есть недорогие модели автомобилей, где тоже есть такой вид пассивной безопасности – Lada Vesta, Renault Logan, Datsun On-do.

Такие транспортные средства требуют соблюдение определенных правил перевозки грузов, поскольку следует учитывать, как работают подушки безопасности. Следовательно, недопустимо располагать в карманах дверей сильно выпирающие предметы. При ДТП они будут не только создать помехи в работе защитной системы, но и угрожать самому человеку.

Защитные шторки

По сути, эти элементы тоже можно считать головными подушками безопасности, поскольку и рассчитаны для защиты этой самой важной части тела от боковых ударов, включая разлет осколков стекла. Автомобили, как правило, оснащаются двумя типами шторок:

• лишь для первого ряда;
• для обоих рядов (переднего и заднего).

Их локализация приходится на боковую часть потолка салона, соответственно, над самими окнами. При ударе в бок автомобиля шторки раскрываются таким образом, чтобы полностью закрыть собой боковые стекла. То есть обеспечивается защита от осколков, ударов о стойки и прочих твердых предметов.

Коленные пневмоподушки

Эти элементы призваны защитить колени водителя в случае лобового столкновения. Они актуальны для автомобилей средней ценовой категории, а это C-класс. Среди них это Volkswagen Golf и Suzuki SX4. И такие системы уж точно присутствуют в более дорогом автомобиле Toyota LC200 и ему подобным.

Как работают боковые подушки безопасности, нам теперь понятно, но где находятся коленные элементы? Они обычно спрятаны под рулем и торпедой. Для автомобилей, оснащенных этой подушкой, тоже характерны определенные требования, касательно обеспечения правильной безопасности. То есть водителю необходимо отрегулировать свое сидение – оно должно быть на расстоянии не менее 10 см до нижней части панели.

Сочетание подушек и ремней

Кто-то из автолюбителей считает, что раз уже есть подушки безопасности, то ремни – это уже лишняя мера, и можно обойтись без нее. Однако это мнение человека, у которого скудный запас по части автомобильной безопасности. Умники при этом идут на различные хитрости, дабы обмануть датчик в случае не пристегнутого ремня (если он есть). Достаточно пропустить ремень за спину и спокойно защелкнуть замок.

Вот только делать это крайне нежелательно. Подушки безопасности разрабатывались для совместной работы с ремнями! Стоит только представить, что в случае ДТП спасительная подушка вырывается из своего убежища со скоростью до 200-300 км/ч! А это просто не может уберечь от тяжелых травм. Стоит запомнить – ремни без подушек обеспечат безопасность, чего нельзя сказать о самих подушках в отсутствие ремней!

Некомпетентность водителей

Работает ли подушка безопасности при непристегнутом ремне? Подобным вопросом интересуется каждый, кому просто лень каждый раз пристегиваться, ведь он едет на малой скорости. К сожалению и такие личности встречаются. Но возвращаясь к вопросу, можно утверждать одно – на дорогих моделях они не сработают в случае, когда ремень не пристегнут. В отношении других же автомобилей это не играет роли, и подушка может выстрелить.

Но если разобраться, то исходя из того, что подушка развивает стремительную скорость, то если водитель не пристегнут, ему не избежать тяжелых травм, о чем уже было упомянуто. По этой причине на хороших автомобилях подушки и не срабатывают, если ремень не «подключен».

Но при этом важно учитывать, в каком состоянии находится вся система, и если имеются какие-либо неполадки, то и с пристегнутым ремнем подушки могут не сработать. Главное следить за своим автомобилем и не игнорировать ошибки, которые появляются на приборной панели.

Зачем в машине нужны подушки безопасности: принцип работы, виды и условия срабатывания

Подушки безопасности — один из главных атрибутов современного авто. Трудно поверить, но еще 40 лет назад никто из лидеров индустрии и не думал их устанавливать, а сейчас система SRS (оф. название) обязана быть во всех выпускаемых автомобилях. По крайней мере без них сертификата NHTSA производителю не видать.

Многие автолюбители также понимают, что это устройство может спасти их жизнь и делают выбор в пользу более безопасных моделей.

Так что перед покупкой важно интересоваться, сколько подушек безопасности предусмотрено комплектацией, а чтобы быть подкованным в этом вопросе, предлагаем ознакомиться не только с сухой теорией устройства «эирбэгов», но и их видами, местами установки, возможными неисправностями и даже сроком службы (актуально при покупке б/у машины).

Когда и как появились подушки безопасности

Впервые о создании подушек задумались еще в 40-х, правда не для автомобилистов, а военных пилотов. Но дальше патентов дело не пошло. В конце 60-х Ford и Crysler также начали работать в этом направлении, но с одним огрехом — подушки воспринимались как альтернатива ремням безопасности.

Точку в этом вопросе вскоре поставили GM, выпустив 10 000 автомобилей, оснащенных подушками. Статистика показала только 7 смертельных случаев (и то, один от инфаркта). Только тогда в NHTSA это восприняли, как перспективное направление и приняли закон об обязательном наличии Airbags в каждом авто.

А так как американский рынок был тогда крупнейшим, европейские и японские производители быстро подстроились и вскоре начали выкатывать собственные наработки в этом направлении.

Историю можно закончить 1981 годом. Mercedes-Benz выпускает W126, где подушки устанавливались в паре с натяжителями ремней. Такое решение позволило нивелировать до 90% от силы удара. Лучшего результата пока, увы, достичь не удалось.

Устройство

Прежде чем мы разберемся с принципом работы подушек безопасности, давайте проведем небольшой экскурс по основным элементам система SRS, так как сама подушка — это еще не все.

• Датчики удара. Их устанавливают спереди, по бокам и сзади кузова. Их задача фиксировать момент столкновения и быстро передать информацию ЭБУ;
• Газогенератор или система наддува. В ее состав входят два пиропатрона. Первый обеспечивает подачу 80% газа, наполняющего подушку, а второй 20%. Последний срабатывает только при серьезных столкновениях;
• Сумка (подушка). Это та самая белая ткань, а точнее нейлоновая оболочка. Материал выдерживает огромные кратковременные нагрузки и очень легок, благодаря чему быстро раскрывается под давлением газа.

Также в систему входит датчик пассажирского кресла, чтобы в момент столкновения система знала — нужно выпускать пассажирскую подушку или там никого нет.

Плюс иногда в состав SRS входит акселерометр, который определяет переворот авто.

Принцип работы современных Airbag

Благодаря своей толщине и мягкости, в связке с ремнями, подушка выполняет три функции:

• не позволяет человеку удариться головой о руль или торпедо;
• гасит инерционную скорость тела;
• сохраняет от внутренних травм, вызванных резким замедлением.

На последнем стоит заострить внимание. При столкновениях на высоких скоростях инерционная сила такова, что внутренние органы ударяются о кости, что вызывает их разрывы и кровоизлияния. Например, такой удар мозга о череп, зачастую, имеет фатальный характер.

Как работает система SRS уже можно догадаться по устройству, тем не менее стоит повторить:

1. Во время ДТП датчик удара фиксирует столкновение и передает его ЭБУ.
2. ЭБУ дает команду газогенератору.
3. Вылетает помпа пиропатрона и газ под давлением подается в металлический фильтр, где остужается до нужных температур.
4. Из фильтра он поступает в сумку.
5. Под воздействием газа, сумка резко увеличивается в размерах, прорывает обшивку автомобиля и надувается до заданных размеров.

Все это происходит за 0.3 секунды. Этого времени достаточно, чтобы «поймать» человека.

Кстати, именно поэтому кузов авто должен деформироваться гармошкой. Так он не только гасит инерцию, но еще дает время системе SRS спасти человека от серьезных увечий.

После срабатывания, в течение пары минут подушка полностью сдуется, дабы обеспечить доступ спасательных служб или чтобы водитель смог самостоятельно покинуть салон автомобиля.

Виды и типы подушек безопасности

После 1981 года разработки подушек не закончились. Теперь, в зависимости от класса автомобиля, производители могут предложить разные варианты компоновки системы SRS, которые минимизируют травмы при разных вариантах ДТП.

Можно выделить следующие версии:

Фронтальные

Самый распространенный вид, встречающийся даже в самых бюджетных автомобилях. Как понятно по названию, они защищают водителя и пассажира спереди при фронтальном столкновении.

Главная задача этих подушек — смягчить инерцию, чтобы пассажиры не ударились о торпеду и руль. Они могут отличаться по размерам в зависимости от расстояния между торпедой и передними креслами.

Сами по себе они не откроются, даже если по ним случайно ударить. Но существует определенная техника безопасности. Например, пассажиру не стоит держать в руках поклажу, а при установке детского кресла нужно деактивировать подушку пассажира специально предусмотренной кнопкой.

Центральные

Данный вид появился несколько лет назад, и нет, подушка расположена не на центральной консоли, а между передними креслами. Таким образом она служит упругим барьером между водителем и пассажиром.

Активация происходит только при боковом ударе, и главная задача данной airbag не допустить, чтобы водитель и пассажир ударились головами друг об друга.

Кстати, во время испытания выяснилось еще эта подушка минимизирует травмы во время переворота авто на крышу. Но устанавливают их только на автомобили премиального класса.

Боковые

Эти airbag активируются при боковом столкновении и защищают водителя и пассажиров от травм плеч, таза и туловища. Они не такие большие, как фронтальные, но, судя по результатам краш-тестов, способны гасить до 70% силы удара.

К сожалению, на автомобилях бюджетной категории данная разновидность подушек не встречается, так как технология предусматривает сложную установку в стойки или спинки кресел.

Шторки (головные)

Шторки или как их еще называют — головные подушки, также призваны защищать участников движения от травм и осколков стёкол во время бокового удара. Их помещают вдоль оконной рамы и стоек, тем самым, прежде всего, защищая голову. Встречаются только на автомобилях премиального сегмента.

Коленные

Учитывая, что фронтальные подушки защищают только голову и туловище водителя и пассажира спереди, на ноги приходилась большая часть травм. Особенно это касалось коленей. Поэтому производители предусмотрели в этой области отдельную подушку. Они срабатывают одновременно с фронтальными подушками.

Единственное, при наличии данного виду airbag, водитель должен следить за расстоянием между коленями и торпедой. Оно всегда должно быть больше 10 см. Иначе, эффективность такой защиты будет низкой.

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.

При каких условиях срабатывает система защиты

Также стоит обозначить следующий момент — подушки не срабатывают просто так. Поэтому, когда вы едете, они никогда не вылетят вам в лицо без причины. Более того, даже при ДТП на скорости до 20 км датчик не даст сигнал выпустить подушки, так как сила инерции еще слишком незначительна.

Отдельно стоит отметить случаи, когда автовладелец решит произвести ремонт обшивки салона в местах расположения подушек. Чтобы не произошло случайного раскрытия и последующей за этим травмы, следует скинуть клеммы с аккумулятора, а уже потом браться за ремонт.

Неисправности

Как и все бортовые системы, подушки привязаны к ЭБУ и диагностируются бортовой сетью. Если есть неисправность, водитель узнает об этом по мигающему значку на приборной панели.

Неисправности могут заключаться в:

• Ошибке или сбое работы системы;
• Неправильном подключении Airbag;
• Окислении проводов или контактов (частый случай после мойки);
• Выходе из строя датчика удара;
• Отсутствии сигнала от блока управления, ремней, подушек или датчика;
• Неисправности предохранителей (возможно отошел контакт);
• Неправильной установке новых подушек или рулевого колеса.

При любых неисправностях следует обращаться в сервис. Так как самостоятельно узнать реальное техническое состояние подушек можно будет только в момент аварии, что чревато печальными последствиями.

Также стоит иметь ввиду, что при покупке старого автомобиля (от 15 лет) подушки придется менять однозначно, так как заряд патрона за эти годы уже «выдохся». Сегодня замена только одной подушки стоит от 10 000 рублей. Если безопасность в приоритете, возможно стоит поискать авто по моложе.

Источник https://fb.ru/article/474164/kak-rabotayut-podushki-bezopasnosti-v-avtomobile-ustroystvo-i-printsip-rabotyi

Источник https://autovogdenie.ru/podushki-bezopasnosti-airbag-avto.html

Источник

Источник