Подушки безопасности: виды, устройство, назначение и принцип работы

Безопасность при вождении — один из первых вопросов, которым стоится озаботиться будущему водителю при покупке автомобиля. Среди всех элементов безопасности ключевое место занимают подушки безопасности. Качественные подушки могут уберечь от удара даже при непристегнутых ремнях.

Практически все современные автомобили выпускаются с расчётом на последующую установку подушек безопасности, поэтому не стоит заранее волноваться о том, «куда их установить» и «есть ли для них место в автомобиле». Именно принцип различия подушек по расположению в салоне лежит в основе основной классификации подушек безопасности.

Фронтальные

Как становится понятно из названия, предназначены они для погашения импульса при лобовом столкновении. Подушка водителя расположена в рулевом колесе, а пассажирская спрятана в панели. Основной целью фронтальных подушек является предотвращение травмирования самых уязвимых мест на теле: головы и шеи. Подушка поглощает порядка 90% всего импульса, а также значительно смягчает контакт лица с находящейся перед ним поверхностью.

Боковые (шторки)

Как правило, шторки располагаются в крайних полостях сидений водителя и пассажира. В отличие от фронтальных, боковые подушки безопасности призваны смягчить последствия удара для корпуса в целом, а не только для верхней части тела. Также различают водительские и пассажирские подушки. В норме для каждого стоит по две шторки(они находятся по краям от головы).

Головные(шейные)

Их так же стоит по две на каждого. Представляют собой разновидность боковых, но более специализированную. Призваны защитить от бокового удара именно голову. Находятся в крыше автомобиля, как со стороны дверцы, так и в центре.

Коленные

Достаточно недавно появившаяся разновидность подушек, основной целью которой является защита от травм хрупкого коленного сустава. Со стороны водителя находятся под рулём, со стороны пассажира в районе бардачка. Стоит по две.

Центральные

Кроме этого, все подушки можно условно также разделить на пассажирские и водительские. Дело в том, что водительское место, как правило, несколько отличается от пассажирских средним расстоянием между телом и ближайшими твердыми поверхностями в момент столкновения. Самое серьёзное различие заключается врасстоянии от тела водителя до рулевого колеса, которое сильно разнится с расстоянием между пассажиром и приборной панелью.

Имеют место и другие небольшие различия в расстояниях. В связи с этим, при установке подушек безопасности их размер и скорость полного срабатывания должны подбираться с учётом их расположения и конструкционных особенностей автомобиля. К счастью, в настоящее время в продаже уже начинают появляться подушки, работу которых можно идеально отрегулировать исходя из множества параметров, среди которых есть даже такие, как рост и вес водителя.

В настоящий момент ведутся разработки нового вида подушек безопасности, предназначенных для задних пассажиров. Толчок для начала разработок — частые травмы среди задних пассажиров, которых ремни безопасности не всегда спасают от удара. Причина, по которой подушки для задних пассажиров ещё не созданы заключается в ещё более значительных, в отличие от передних мест, колебаниях расстояний между пассажиром и внутренними поверхностями автомобиля. Это подразумевает, что принцип работы задних подушек хоть и будет основываться всё на том же пиропатроне и выбросе газа, неизвестно, сколько технических модификаций придётся претерпеть им до своего окончательного воплощения в жизнь. Однако с учётом существующих достижений в области разработок систем безопасности, можно быть уверенными, что они появятся в продаже уже в ближайшие годы.

Устройство

В устройстве любой airbag можно выделить три основных элемента:

• Модуль подушки безопасности, включающий непосредственно саму подушку и сопутствующие ей механизмы фиксации и срабатывания(пружина, контактное кольцо и пиропатрон).
• Датчики удара(деформации).
• Модуль контроля работы системы.

Модуль контроля включает в себя систему регистрации данных от датчиков столкновения, систему диагностики состояния подушек безопасности(их исправности) и систему оповещения водителя в случае обнаружения неисправности в работе системы(сигнальную лампу).

Датчики деформации представляют собой устройства, которые стоят в разных участках частях машины и сработают при чрезмерно резких изменениях в скорости движения автомобиля.

Основными элементами модуля подушки безопасности являются разъем подушки безопасности, часовая пружина и контактное кольцо(для подушки, устанавливающейся в рулевое колесо), пиропатрон, газогенерирующий элемент, крышка и сама подушка. Подушка безопасности производится из тонкого нейлона толщиной порядка полумиллиметра, который обладает достаточной прочностью для торможения летящего по инерции тела водителя(пассажира).

Устройство подушки безопасности

Пиропатрон представляет собой детонирующее устройство, которое своей детонацией способствует выбросу из газогенерирующего элемента газа, раздувающего подушку за доли секунды.

Часовая пружина является специфическим для рулевой airbag элементом, который способствует бесперебойной подаче питания на модуль и его связь с модулем контроля. Разъём подушки обеспечивает подключение модуля к системе контроля, а так же оповещение о наличии проблем в работоспособности подушки при плохом подключении.

Крышка подушки безопасности(она же заглушка) является декоративным элементом, скрывающим подушку безопасности от глаз до момента срабатывания.

Принцип действия

В общих чертах, принцип работы airbag таков: после удара авто сработают датчики, которые находятся в машине. Как только они сработают и пошлют сигнал в устройство управления airbag, последнее определяет, сколько и какие airbag нужно активировать. Затем, подаётся сигнал и срабатывает пиропатрон, находящийся в airbag, раздувая подушку.

Теперь более подробно. При попадании автомобиля в аварию, в результате удара машина приобретает нехарактерное для неё ускорение, а так же получает повреждения. Резкое изменение скорости в результате удара — условия срабатывания подушек безопасности. Указанные изменения моментально фиксируется соответствующими датчиками. Датчики передают информацию в модуль управления, откуда сигнал идёт уже на конкретные модули подушек безопасности.

Сколько времени это занимает? Как правило, время срабатывания составляет порядка 15-25 миллисекунд. Такой короткий промежуток времени обусловлен необходимостью надува подушки прежде, чем она произведёт контакт с телом. В противном случае, удар о подушку будет не только не смягчающим, но может стать причиной серьёзных травм, и даже смерти. Такие случаи имели место на первых этапах истории развития подушек безопасности. Современные airbag лишены этих недоработок. Помимо мгновенного раскрытия, они имеют и такую особенность строения, как газоотводные отверстия. Это значит, что подушка начинает сдуваться почти сразу после срабатывания, тем самым компенсируя чрезмерное давление на тело пострадавшего не давая ему задохнуться(в случае с фронтальными подушками).

Безусловно, устанавливать или нет подушки безопасности на своё авто — личный выбор каждого. Однако, исходя из многолетней статистики аварий, не следует отказываться от установки airbag без наличия на то веских причин. Если же есть сомнения, нужна ли вам подушка безопасности, то лучше всего запастись уверенностью, посмотрев видео и почитав соответствующую литературу.

sonic39 Blog Воздушные подушки безопасности airbag. Устройство, принцип работы, обслуживание

Система подушек безопасности включает в себя три главных компонента:

• непосредственно сами модули подушек безопасности
• датчики определения удара
• электронный блок управления.

Модуль каждой подушки безопасности содержит в себе блок наполнения (обычно специальный пиропатрон) и лёгкую нейлоновую подушку с калиброваными отверстиями. Модуль водительской подушки безопасности находится в центре рулевого колеса, а пассажира — в приборной панели. Полностью наполненная газом водительская подушка имеет примерно диаметр большого надувного пляжного мяча. Пассажирская же может быть в два-три раза больше, так как дистанция между сидящим спереди пассажиром и приборной панелью гораздо больше, нежели расстояние между водителем и рулём. Подушка мгновенно наполняется газом от сработавшего пиропатрона, затем она сдувается в заданном темпе через калиброванные, тщательно рассчитанные по сечению отверстия, для того, чтобы после удара человек не был зажат в салоне и мог самостоятельно освободится. Наполненная продуктами горения от сработавшего пиропатрона подушка будет тёплая или немного горячая – это нормально.

Некоторые автомобили, начиная с конца 90-х годов 20-го века стали оснащаться, помимо подушек, также системой подтяга (аварийного натяжителя) ремня безопасности. При определении ЭБУ удара и выдачи сигнала на активацию подушек безопасности, также одновременно выдаётся сигнал на активатор натяжителя ремня. Следует иметь в виду, что ремни безопасности с системой аварийного натяжения являются одноразовыми, неремонтируемыми изделиями, и в случае их срабатывания либо какой либо неисправности подлежат замене.

Датчики фронтального удара расположены в передней части автомобиля и/или салоне. Автомобили могут быть оснащены одним и более датчиками, которые активируются под воздействием сил, возникающих при лобовом или близком к лобовому ударе. Датчики измеряют степень замедления, с которой машина сбрасывает скорость. Именно поэтому замедление автомобиля, при котором датчики активируют подушки, варьируется в зависимости от характера столкновения. Подушки безопасности не должны срабатывать при внезапном торможении или при езде по неровным поверхностям. На самом деле, максимальный уровень замедления при экстренном торможении составляет лишь незначительную часть от уровня, достаточного для приведения подушек безопасности в действие.

При наличии в салоне боковых подушек в машине дополнительно устанавливаются датчики бокового удара, а ЭБУ более сложен, так как определяет не только сам факт удара, но и его направление, и выдаёт команду на активацию нужных в данной ситуации подушек.

Электронный блок управления следит за исправностью системы подушек безопасности. При включении зажигания производится кратковременная проверка целостности нитей накала пиропатронов подачей незначительного напряжения на них, которое не может вызвать срабатывание, но достоверно определяет исправность цепей. Если блок обнаружит неисправность, загорится лампочка, предупреждающая водителя о необходимости доставки автомобиля в авторизованный центр обслуживания для диагностики системы подушек безопасности (самостоятельно вмешиваться в работу системы настоятельно не рекомендуется из-за наличия пиротехнических элементов в конструкции). Большинство блоков управления имеют в своей схеме небольшую электрическую ёмкость (конденсатор), которой достаточно для активации подушек при резком и полном обесточивании бортовой сети автомобиля.

Некоторые автомобили без задних сидений, такие как пикапы и кабриолеты, либо задние сиденья которых слишком малы для установки детских сидений, имеют ручной переключатель on/off (вкл/выкл) для переднего пассажира, установленный на заводе. Такие переключатели для водительской и пассажирской подушки безопасности могут быть установлены квалифицированным обслуживающим персоналом по запросу владельца транспортного средства, если он отвечает определённым государственным критериям и имеет разрешение.

Сперва большинство автомобилей комплектовалось лишь одной водительской подушкой безопасности (DAB), установленной в рулевом колесе и защищающей водителя (который имеет больше шансов получить травмы). На протяжении 90-х годов подушки для передних пассажиров (PAB), а затем раздельные боковые подушки (SAB), помещаемые между пассажирами и дверью, стали обычной практикой. Сейчас можно встретить достаточно недорогие семейные автомобили, оснащённые 8-ю подушками безопасности.

Воздушная подушка переднего пассажира

Воздушная подушка переднего пассажира находится над бардачком передней панели.Воздушная подушка переднего пассажира намного больше, чем воздушная подушка руля, и раскрывается с еще большей силой. Передние пассажиры должны всегда отодвигать сиденье по возможности дальше назад и занимать в нем правильное положение, опираясь о его спинку.

Никогда не кладите какие-либо предметы на переднюю панель. Не лепите наклейки или украшения на коробку подушки. Это может помешать правильному ее раскрытию.

Очень важно, чтобы передние пассажиры были всегда пристегнуты ремнями безопасности, даже если Вы движетесь по стоянке или въезжаете в гараж. В случае резкого торможения автомобиля при опасности, пассажиры будут отброшены вперед

Если передний пассажир не будет пристегнут ремнями безопасности соответствующим образом, он окажется прямо в области раскрытия воздушной подушки. Это может привести к серьезному ранению.

Не позволяйте укладывать пассажиру на переднюю панель руки, ноги или голову. Не позволяйте детям, престарелым, больным и беременным женщинам сидеть на переднем сидении. Также не устанавливайте детскую ограничительную систему на переднее сиденье. Не устанавливайте зеркала и другие дополнения на лобовое зеркало. Эти предметы могут помешать раскрытию воздушной подушки или могут ударить вас при срабатывании SRS. Несмотря на то, что передние воздушные подушки разработаны так, чтобы раскрыться только при лобовых ударах, это может произойти и при любом столкновении, в случае если датчик зарегистрирует впереди удар необходимой силы.

Боковая и задняя воздушная подушки разработаны для срабатывания при боковом ударе в зависимости от силы, скорости или угла бокового удара или переворота. Иными словами, они сработают в случаях косых ударов или столкновений, при которых передняя часть автомобиля попадает под автомобиль с более высоким клиренсом от земли (автобус или грузовик), столкновений со столбами или переворотах. Поэтому всегда будьте осторожны. Если шасси автомобиля подвержено ударам ям или предметов на неровных дорогах или тротуарах, воздушные подушки могут сработать. Будьте осторожны при движении в местах непредназначенных для движения автомобилей.

Видеоматериал отражает суть использования активных систем безопасности в автомобилях и уделяет внимание некоторым важным моментам. Посмотрим

Будьте аккуратны. В следующей статье мы рассмотрим типовые схемы ДТП и разберем, кто в них виноват. Удачи вам.

В статье использовано изображение с сайта http://times.ua

Подушки безопасности для пешеходов

Разрабатываются опытные образцы подушек безопасности, расположенных снаружи автомобиля, перед ветровым стеклом.

Такие подушки раскрываются от сигнала сенсора переднего бампера и предотвращают удар головы пешехода о лобовое стекло (около 80 % смертей при столкновении).

Первым такую технологию получил автомобиль «Volvo V40». Подушка безопасности является частью системы «Pedestrian Detection» («Обнаружение пешехода»), способной обнаружить пешехода перед машиной или около неё. «Pedestrian Detection» состоит из расположенного в решетке радиатора датчика, камеры, находящейся на лобовом стекле за салонным зеркалом заднего вида, и компьютера, который анализирует полученные данные. Основной задачей является избежать столкновения с пешеходом.

Если столкновение произошло, то система «Pedestrian Detection» работает следующим образом: датчик фиксирует физический контакт с пешеходом, верхний конец капота, который ближе к лобовому стеклу, поднимается и одновременно выстреливает подушка безопасности, которая закрывает примерно треть лобового стекла и передние стойки.

Принцип действия

Воздушная подушка действует только при включенном замке зажигания. Она срабатывает немедленно в случае получения серьезного лобового или бокового удара. Скорость движения, при которой воздушные подушки раскроются, не имеет определенного значения. Скорее всего, вы этого не увидите. Вообще, работа воздушной подушки зависит от нескольких факторов, включая скорость автомобиля, углы и силу удара, твердость автомобиля или иного предмета, с которым столкнулась машина. Данные факторы определяют, пошлют датчики электрический сигнал на преобразователь или нет.

Несмотря на название, раскрытие подушек может нанести вред человеку, обычно царапины, синяки или переломы, потому что в при их срабатывании происходит выход огромной энергии.

Смертельные случаи

Срабатывание подушки безопасности представляет собой очень быстрое развёртывание большого предмета. В то время как подушки безопасности могут защитить пассажиров при надлежащих условиях, в иной ситуации они могут стать причиной ранений или даже гибели.

Подушки безопасности нового поколения раскрываются с меньшей энергией, но, несмотря на это, пассажиры должны находиться на расстоянии минимум 25 сантиметров от них, чтобы избежать нанесения ранений непосредственно самой подушкой безопасности в случае столкновения.

В 1990 году был зарегистрирован первый смертельный исход, связанный с использованием подушки безопасности. Пик подобных случаев пришёлся на 1997 год, когда в США было отмечено 53 подобных происшествия. В 1994 году компания TRW, специализирующаяся на выпуске автомобильных средств безопасности, представила первую наполняемую газом подушку со специальными датчиками и вскоре, способные раскрываться с меньшей силой подушки безопасности, получили широкое распространение. В 2005 году в пассажирских автомобилях появились подушки безопасности, состоящие из нескольких отдельных сегментов, наполняемых в зависимости от ситуации. К тому времени, количество смертельных случаев по вине подушек безопасности уменьшилось, в этом году (в каком ?) было отмечено 2 летальных исхода среди детей, жертв среди взрослых нет. Однако ранения, связанные с раскрытием подушек, остаются весьма распространёнными.

По данным Национальной администрации по безопасности дорожного движения (NHTSA) более 50 000 людей погибло в автомобилях, оснащённых подушками безопасности.. Большинство из них погибло бы даже если бы их автомобили не имели этих средств защиты, хотя узнать точное количество погибших непосредственно от подушек невозможно. Предположение NHTSA и других организаций заключается в том, что имеет смысл считать только те случаи, когда достоверно известно, что причиной гибели послужила подушка безопасности, а не те в которых она лишь могла быть причиной, иное также нелогично как утверждение, что каждый погибший в автомобиле, оснащенном подушкой безопасности, был убит именно ей. Достоверный ответ может быть дан лишь при наличии самой детальной информации о каждом случае, получение которой не представляется возможным.

По иронии судьбы, широкое использование подушек безопасности сделало работу служб спасения, пожарных и полиции значительно опаснее. Подушки, которые не были приведены в действие при столкновении, могут сработать через некоторое время, нанеся ранения или приведя к гибели спасателей, находящихся внутри автомобиля. К тому же, использование боковых подушек безопасности уменьшило количество мест, в которых спасатели могут использовать гидравлические ножницы либо другие режущие инструменты для безопасного удаления крыши или дверей автомобиля. Каждый спасатель должен быть надлежащим образом проинструктирован, как правильно деактивировать подушки безопасности и избегать потенциальных угроз

Хорошей мерой предосторожности является отключение аккумуляторной батареи автомобиля. Однако, на сегодняшний день большинство блоков диагностики работоспособности системы имеют устройства, которые содержат достаточно электрической энергии для приведения подушек безопасности в действие в случаях, когда основная аккумуляторная батарея выводится из строя при столкновении.

В Европе количество людей, не использующих ремни безопасности, весьма мало по сравнению с ситуацией в США, к тому же среднестатистический европеец меньше американца. Как прямой результат этих двух факторов, европейские подушки безопасности раскрываются с меньшей скоростью (примерно 200 км/ч), чем их американские аналоги (примерно 300 км/ч), и таким образом представляют собой меньшую угрозу жизни и здоровью пассажиров.

Также в ранних системах существовал риск получения тяжёлой баротравмы вследствие фактически взрывного раскрытия подушек в ограниченном объёме салона. Для борьбы с повышением давления салон автоматически разгерметизируют одновременно со срабатыванием подушки, выбивая или мгновенно опуская стёкла.

Куртка с воздушной подушкой безопасности для мотоциклистов

Новые просторы в безопасности мотоциклов открыла система интеграции воздушных подушек в куртку, к которой принадлежит шнур-активатор и патрон, наполненный спрессованным газом. При посадке на мотоцикл необходимо пристегнуться при помощи гибкой веревки к корпусу мотоцикла. Второй конец верёвки подсоединяется к запорной конструкции патрона, наполненного углекислым газом и находящегося в куртке. При падении и ударах мотоциклист, удалившийся от мотоцикла, тянет за собой крепёжный кабель и этим самым открывает патрон, что приводит к автоматическому надуванию воздушной системы куртки за 0,1 — 0,3 секунды. Куртка с воздушными подушками существенно уменьшает силу ударов по туловищу и эффективно защищает жизненно важные внутренние органы мотоциклиста, а также позвоночник, шею, ребра, ключицу, копчик.

Куртка с воздушными подушками для мотоциклистов и наездников — венгерское изобретение, которое изобрёл Штрауб Тамаш в 1976-м году.

Integrated Tubular Sidebag – Система защиты от бокового удара

Так в BMW раскрывается труба. На это уходит несколько миллисекунд.

Труба крепится мощными ремнями под панелью приборов и над задней дверью

Аббревиатура ITS расшифровывается как Integrated Tubular Sidebag (встроенная подушка-труба). ITS разработана в сотрудничестве с одной из аэрокосмических компаний. Подушка безопасности действительно представляет собой надувную трубу, а прячется она в стойке лобового стекла и в верхней части проема передней двери. На концах трубы – мощные ремни, которыми она крепится под передней панелью с одной стороны и в районе задней двери – с другой (см. фото).

Пиротехническое устройство трубы расположено под передней панелью. Активизируется система от датчиков удара (аналогичных тем, от которых срабатывают обычные боковые подушки безопасности). Когда трубу заполняет газ, она раздувается в диаметре в четыре раза. Одновременно сокращается длина трубы, что увеличивает ее жесткость в поперечном направлении. Причем труба располагается так, что и женщина ростом метр шестьдесят, и двухметровый верзила будут защищены одинаково: она натянется аккурат на уровне головы.

Эффективно ли применение новой подушки?

Приведем один пример. На BMW провели краш-тест, имитирующий боковое столкновение автомобиля с деревом. Сначала били обычный автомобиль. Датчики показали критерий тяжести повреждений головы равным 2500, что с “запасом” гарантирует смерть человека в реальных условиях.

На второй машине стояла система ITS. Результат: HIC равен всего лишь 330 пунктам, а это уже вполне безопасно.

Но дело не только в действующих на голову перегрузках и ударах головы о стойки кузова. Оказывается, ITS отлично защищает шею! Ведь при ударе в бок велик риск сломать шейные позвонки из-за резкого перемещения головы. А ITS работает еще и в роли подголовника.

Баварцы уверяют, что ITS прекрасно защищает пассажиров не только при столкновении с легковыми машинами, но и при наездах грузовиков, автобусов и больших джипов с “кенгуринами”. А поскольку ITS натягивается поперек оконного проема, то “труба” еще препятствует выпадению через окно при опрокидывании и даже частично защищает глаза от осколков битого стекла.

Итак, в ближайшее время ITS начнут серийно устанавливать на автомобили BMW. Интересно, что в салоне “пятерки” и “семерки” теперь можно будет насчитать до восьми подушек безопасности: две фронтальные, четыре боковые (на каждую дверь) и еще две – ITS для сидящих спереди.

История создания

В 1967 году, ключевой компонент был создан американцем Алленом Бридом. Этот момент стал толчком к массовому применению подушек. Элемент Брида выглядел как специализированный сенсор — электронный датчик, фиксировавший момент столкновения, после чего с него формировался сигнал на управляющий преобразователь и происходило срабатывание пневматики для раскрытия подушек.

Первое реальное применение на практике сохранено историей в 1971 году на базе компании Форд. Олдсмобиль Торонадо (Oldsmobile Toronado) оснащался системой пневматической безопасности, которая американцами была одобрена и принята на вооружение с большим энтузиазмом. Все дело в том, что в те времена, рядовые водители предпочитали не пристегиваться ремнями, а дополнительные средства собственной безопасности никогда не считались лишними.

Проведенные статистические мероприятия в 2009 году позволяют сообщить, что на прошлый год насчитывается более 6000 жизней, сохраненных благодаря подушкам безопасности. Солидная цифра, откидывающая все сомнения их применения.

Эффективны ли подушки безопасности

При возникновении бокового удара, тот же электронный блок управления приводит в действие боковые элементы системы airbag, в результате чего срабатывают все подушки безопасности, установленные в автомобиле, как фронтальные, так и боковые. По итогам подсчетов эффективности работы автомобильных систем airbag (“аербэг”), специалисты приходят к выводу, что их применение позволяет сократить риск возникновения летального исхода при возникновении ДТП на 25%.

Первая подушка безопасности “увидела свет” в 1951 в Мюнхене, когда некий изобретатель по имени Вальтер Линдерер прикрепил к рулевому колесу обыкновенный надувной воздушный мешок. Эта ценная идея была мгновенно подхвачена различными автомобильными компаниями, но впервые разработать и произвести промышленную установку системы airbag в автомобиле удалось автомобильному концерну Mercedes, который, получив патент, воплотил данную идею в жизнь в 1971 году.

Заключение

Последовательность действий:

Когда горит лампа подушек безопасности. Опасно ли это? Наш совет: не играйте с огнем. Чтобы быть уверенным в безопасности, проверьте всю систему. Возможно, это проблема с клеммами, а возможно на авто сняты подушки после серьезной аварии. Лучше обратится к профессионалам, и для точной диагностики, и для обслуживания.

Мы поделились своими знаниями и опытом, нам интересно Ваше мнение, напишите свой комментарий.

Видео: системы безопасности автомобиля

БЕСПЛАТНО ответим на Ваши вопросы
По лишению прав, ДТП, страховом возмещении, выезде на встречную полосу и пр. Ежедневно с 9.00 до 21.00

Источник https://carprofy.ru/sistemy-bezopasnosti/podushki-bezopasnosti-vidy-ustrojstvo-naznachenie-i-princip-raboty/

Источник https://proautomarki.ru/poduska-bezopasnosti/

Источник

Источник