Как надувается подушка безопасности

Как работает подушка безопасности

Часть 1: Работа подушки безопасности

Подушки безопасности: история создания. Часть 2: История Airbag

Многие годы испытанный, старый-добрый ремень был единственным защитником пассивной безопасности в наших машинах. Проходило много дебатов об эффективности его использования, особенно это касалось детей, но со временем многие страны в мире узаконили обязательное использование ремней безопасности на автомобилях. Статистика показала, использование ремней безопасности спасло тысячи, сотни тысяч жизней в самых серьезных авариях.

Также как и с ремнями концепция подушки безопасности, мягкой подушки в которую можно «приземлиться» телом при аварии, давно витала в воздухе, в прямом и переносном смысле. Первый официально зарегистрированный патент на надувную подушку для самолетов (да, да они пришли к нам с небес) был выдан во время второй мировой войны. И только через десятилетия первые подушки появились на автомобилях, случилось это в 1980-х годах.

С 1998 года большинство новых легковых машин (развитого машиностроения) стали комплектоваться подушками безопасности, как для водителя, так и для переднего пассажира. В 1999 году это правило коснулось автомобилей погабаритнее, джипов и минивэнов. Далее подушки стали появляться и в других местах, в сидениях, дверях и иных частях автомобиля. Сегодня в некоторых машинах число подушек намного больше, чем две, 6 и даже 8 штук стали нормой.

Вызвав похожие споры, также, как и с ремнями безопасности, подушки стали предметом серьезных исследований, тестирований и споров на самом высшем уровне.

Краш-тесты автомобилей

На сегодняшний день статистика уверенно показывает, что риск гибели подобные устройства снижают примерно на 30%.

В этой статье вы узнаете о работе этих устройств, как научно подтверждено его действие, какие у них есть недочеты и пути будущего развития.

Подушка безопасности

Цель подушки безопасности замедлить движение вперед тела человека настолько равномерно, насколько это возможно за доли секунды. Вот три составляющие подушки безопасности, которые помогают достичь этой цели, то есть в необходимый момент сработать:

Сама подушка. Сделанная из тонкого нейлона, сложена в рулевом колесе, приборной панели или сидениях, дверях и других частях автомобиля.

Сенсор. Устройство, которое «говорит» подушке безопасности сработать. Срабатывание происходит при силе удара соответствующей столкновению со стеной на скорости в 16-24 км/ч.. Сигналом для срабатывания пиропатрона подушки служит электрический импульс специального шарикового датчика удара. Сигнал от датчика удара идет на блок управления, который в свою очередь определяет срабатывать системе надувания подушки или нет.

Система надувания подушки соединяет две составляющих, азид натрия (Nan3) с нитратом калия (KNO3), для создания азота. Именно он и надувает подушку.

Ранние попытки приспособить эирбэг для использования в машинах столкнулись с рядом сложностей, одними из которых были невероятно высокая цена и технические проблемы, включавшие хранение и использование сжатого газа.

На ранних этапах исследователям предстояло решить:

Где разместить баллон с сжатым газом

Не улетучится ли газ хранящийся под высоким давлением на всем протяжении срока службы автомобиля

Как сделать так, чтобы подушка раскрывалась почти мгновенно, при этом была надежной при различных температурных режимах работы и при раскрытии не издавала оглушающего звука.

Постепенно все наиболее важные вопросы были решены. Непрактичный газ был заменен на надежный твердотельный элемент- пиропатрон, произошло это в 70-х годах двадцатого века. При аварии «мозги» подушки безопасности инициируют поджог твердотопливного заряда, который сгорает с огромной скоростью и создает за короткое время, 30-50 миллисекунд, необходимое количество газа для наполнение эирбэга. Купол подушки в буквальном смысле взрывается, выходя из своего посадочного места со скоростью до 322 км/ч, быстрее чем моргнёте глазом! Долями секунды позже, газ под действием давления выходит через специальные отверстия (именно этот дым в салоне автомобиля вперемешку с тальком, можно часто наблюдать при аварии).

Виды подушек безопасности

В современности существует большое множество подушек безопасности.

Наиболее распространенным видом являются фронтальные подушки безопасности, как для водителей, так и для передних пассажиров.

Следующим этапом развития стали боковые подушки. Их функцией является защита груди и таза человека от повреждений при боковом ударе.

Так называемые «шторки» или головные подушки безопасности. Защищают голову человека от контакта с твердыми частями автомобиля при боковом ударе.

Подушка безопасности для коленей. Чтобы уменьшить риск возникновения травм коленного сустава (что при фронтальном ударе случается нередко) была разработана подобная подушка безопасности.

Ремень безопасности со встроеной подушкой безопасности. Снижает риск получения травм груди. 

Центральная подушка безопасности. Была спроектирована не так давно. В ее задачи входит недопущение столкновения двух сидящих рядом друг с другом людей при боковом ударе или перевороте. Также она позволяет избежать травмы шеи.

Меры безопасности

С самого начала применения эирбэгов специалисты, изучавшие вопрос работы этого средства защиты поняли, что оно может приносить не только пользу, но и вред. Второй вариант возможет при неправильном использовании средств пассивной безопасности автомобиля. Что под этим подразумевается?

1. Минимальное расстояние между подушкой безопасности и сидящим пассажиром должно составлять минимум 25 см, в противном случае при раскрытии человек может получить травмы непосредственно от самого airbag'а.

2. Пассажир обязательно должен быть пристегнут. Так как ремень безопасности уменьшает скорость перемещения тела человека и направляет его в нужном направлении к подушке безопасности.

3. Если airbag может легко травмировать взрослого человека, то с детьми дело обстоит еще сложнее. Первое условие безопасной перевозки ребенка. Он должен перевозится в правильно установленном, соответствующем его возрасту кресле на заднем сидении.

4. Если ребенок должен перевозится на переднем сидении со стороны пассажира, то он должен сидеть в кресле расположенном по направлению движения, а сиденье должно быть отодвинуто максимально назад.

5. Нельзя перевозить младенцев в детском кресле с реверсивным расположением на переднем сидении при включенной фронтальной подушке безопасности.

1gai.ru

sonic39 › Блог › Воздушные подушки безопасности (airbag). Устройство, принцип работы, обслуживание.

Воздушные подушки безопасности (airbag) пока остаются только помощниками ремней безопасности, хотя по мере совершенствования на них возлагается все большая ответственность за человеческие жизни.

Разработаны подушки безопасности (airbag) как для водителей, так и для пассажиров на переднем сиденье. Для водителя подушка устанавливается обычно на рулевом управлении, для пассажира — на приборной панели (в зависимости от конструкции).

Передние подушки безопасности срабатывают при получении аварийного сигнала от блока управления. В зависимости от конструкции, степень наполнения подушки газом может варироваться.

Предназначение передних подушек – защита водителя и пассажира от травмирования твёрдыми предметами (кузов двигателя и др.) и осколками стёкол при фронтальных столкновениях.

Боковые подушки предназначены для уменьшения повреждения людей, находящихся в автомобиле при боковом ударе. Они устанавливаются на дверях, либо в спинках сидений. При боковом столкновении внешние датчики посылают сигналы в центральный блок управления airbag. Это делает возможным срабатывание как некоторых, так и всех боковых подушек.

Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показали, что таковая уменьшается на 20-25%.

Прообраз современных подушек безопасности появился в 1951 году, когда мюнхенский изобретатель Вальтер Линдерер прикрепил к рулю надувной воздушный мешок. Позже этим способом защиты пассажиров заинтересовались многие автопроизводители, однако реализовать его на практике в серийных машинах оказалось не так-то просто. А все потому, что во время столкновения подушка безопасности должна надуваться за очень короткое время – 20 миллисекунд, обеспечивая при этом «мягкую посадку» пассажира. Но ведь ни один компрессор не в силах за такое мгновение надуть подушку! В результате решено было применять энергию газов, выделяющуюся при сгорании какого-либо топлива. Сначала экспериментировали с ракетным топливом, но при его использовании подчас разрывались не только подушки безопасности, но и весь автомобиль. Тогда решили применять неорганический газ, получаемый при сгорании «таблетки» азида натрия. В связи с этим в 1981 году подушки безопасности в Германии стали подпадать под действие закона о взрывчатых веществах. Он требует, чтобы каждый покупатель автомобиля, оборудованного airbag брал на себя обязательство правильно обращаться с этим устройством и менять его через определенный срок. Согласие на эти условия скреплялось подписью покупателя.

Компания Mercedes первой среди автопроизводителей в 1971 году получила патент на воздушную подушку безопасности (airbag).
Устройство и принцип работы надувных подушек безопасности (AirBag)

Подушки безопасности (airbag) представляют собой систему, в которую входят газогенератор с подушкой в одном узле, датчики удара, а в самых современных и электронный блок управления. Сама подушка безопасности изготавливается из нейлона толщиной 0,45-0,55 мм, который для герметичности покрывали слоем резины или силикона.

В газогенераторе, называемом часто пиропатроном, используется твердое топливо, при сгорании которого выделяется газ, заполняющий, а точнее, надувающий подушку. Топливом обычно выступает ядовитый азид натрия (NaN3), 45% массы которого при сгорании превращается в чистый азот, а остальное – в углекислый газ (СО2), окись углерода (СО), воду (Н2О) и твердые частицы. Хотя процесс сгорания и происходит быстро, он не носит взрывного характера. Оптимальное для обеспечения «надувательства» время наполнения подушки – 30-55 миллисекунд. Газ в подушку поступает через специальный фильтр, который пропускает только азот. В развернутом состоянии подушка находится очень короткое время (до 1 с), так как азот (абсолютно безопасный для человека) через специальные отверстия быстро выходит в салон, чтобы подушка не задушила защищаемого пассажира. В качестве топлива некоторые производители подушек безопасности применяют нитроцелюлозу. Для разворачивания airbag его требуется значительно меньше (8 г), чем азида натрия (50 г). При этом также не требуется установка фильтра.

Сигналом для срабатывания пиропатрона airbag служит электрический импульс от датчиков удара (ускорения или давления), поступающих напрямую или через электронный блок. Устанавливаются датчики в салоне, в передней части автомобиля, или в дверях, при этом их количество может колебаться от трех до десяти. На срабатывание датчиков airbag влияет не только скорость автомобиля, но и характер столкновения (под каким углом, с каким препятствием). В то же время экстренное торможение с любой скорости не может заставить сработать датчик удара. На случай выхода из строя аккумулятора некоторые системы снабжены специальным конденсатором, который отдает накопленную энергию для открытия подушек безопасности.

Воздушная подушка водителя имеет объём от 60 до 80 литров, а переднего пассажира – до 130 литров. Нетрудно представить, что при срабатывании системы, объём салона уменьшается на 200-250 литров в течение 0,04 сек, что даёт немалую нагрузку на барабанные перепонки. Кроме того, вылетающая со скоростью более 300 км/ч подушка, таит в себе немалую опасность для людей, если они не пристёгнуты ремнём безопасности и ничто не задерживает инерционное движение тела навстречу подушке.

Кроме того, наполнение подушек в салоне – а их обычно от 2 до 6 – сопровождается повышенным шумом, уровень которого иногда достигает 140 дБ, что опасно для барабанных перепонок. Во избежание этих «минусов» срабатывают только нужные подушки, и то в разное время: например, через 20 миллисекунд после столкновения – водительская, еще через 17 миллисекунд – пассажирские. Причем если защищать некого, подушки безопасности не срабатывают, так как в сиденья начали устанавливать специальные датчики, фиксирующие наличие пассажиров.
Разновидности надувных подушек безопасности (airbag)

Сегодня насчитывается более десятка разновидностей подушек безопасности. Они различаются по предназначению: для защиты водителя и пассажиров – внутрисалонные, а для водителей мотоциклов и пешеходов – наружные. Внутрисалонные airbag, в свою очередь, делятся на фронтальные и боковые. Фронтальные служат для защиты головы и туловища пассажиров, а некоторые – и для ног сидящих впереди. Боковые подушки безопасности делают в виде шторок и труб, защищающих голову пассажиров, и в виде обычных надувных мешков, предохраняющих грудную клетку и голову водителя.

Но и на этом модернизация салонных подушек безопасности не закончилась. Например, в новой «семерке» BMW боковые трубчатые подушки «работают» несколько иначе. Теперь они находятся в надутом состоянии в течение целых 7 секунд после открытия – для защиты пассажиров при многократном опрокидывании автомобиля. Кроме того, на американский рынок эти машины поступают даже с подушками для ног сидящих впереди. В свою очередь, компания Volvo ведет активную работу над созданием подушек и ремней безопасности для беременных женщин. Уже даже проведена серия виртуальных краш-тестов, в которых изучалось возможное поведение будущих матерей во время аварии.

Над совершенствованием воздушных подушек безопасности активно работает и компания Renault совместно с производителем «аэрбегов» шведской фирмой Autoliv. Созданная ими Programmed Restraint System II (PRS-II) – запрограммированная система защиты второго поколения – включает в себя подушки безопасности, которые способны принимать на себя часть нагрузки, ранее приходящейся только на ремень безопасности. Для этого сначала раскрывается нижняя часть подушек, защищающая брюшную область, а затем бока и верхняя часть. Среди последних интересных разработок этих партнеров – подколенные 5-литровые, исключающие проскальзывание под ремнями полулежащего переднего пассажира, и 60-литровые airbag для задних пассажиров, интегрированные в ремни безопасности. Безусловное достоинство последней новинки – то, что она всегда

www.drive2.ru

Подушка безопасности — Википедия

Подушка безопасности — система пассивной безопасности (SRS, Supplemental Restraint System) в транспортных средствах.

Представляет собой эластичную оболочку, которая наполняется воздухом либо другим газом. Подушки безопасности широко используются для смягчения удара в случае автомобильного столкновения. Должны применяться вместе с ремнями безопасности.

Неким подобием подушек безопасности оснащались самолёты в 1940-х годах, первые патенты были оформлены в 50-х.

В 1964 году японский автомобильный инженер Ясузабуру Кобори (小 堀 保 三郎) начал разработку системы «подушки безопасности» для подушек безопасности. В его конструкции использовалось взрывчатое вещество для надувания подушки безопасности, за что он был позже награжден патентами в 14 странах. Он умер в 1975 году, прежде чем увидел широкое распространение систем подушек безопасности.^[1][2][3]

Американский изобретатель Аллен Брид создал ключевой компонент для использования подушек безопасности в автомобилях — шариковый сенсор для определения столкновения. Он представил своё изобретение в 1967 году компании Крайслер. В то время американцы редко пользовались ремнями безопасности и такая инновация, позволяющая защитить непристёгнутых пассажиров в случае лобового столкновения, была весьма востребована.

Форд создал экспериментальную партию автомобилей, оснащённых подушками безопасности, в 1971 году (Ford Taunus 20M P7B). Первый образец подушки безопасности в серийном автомобиле был представлен в 1972 году, когда был выпущен Олдсмобиль Торонадо (Oldsmobile Toronado), модель 1973 года. В 1974 двойные подушки безопасности были опцией на некоторых крупногабаритных автомобилях, выпущенных подразделениями Бьюик, Кадиллак и Олдсмобиль. Эти устройства не получили признания на рынке.

В 70-х годах, в партии из 10 000 оснащённых подушками безопасности автомобилей марки Дженерал Моторс (General Motors, GM) столкнулись с семью смертельными случаями. Предполагается, что один из них случился по вине подушки безопасности. Сила удара была небольшой, однако произошёл сердечный приступ. В то время таких случаев было слишком мало для того, чтобы достоверно установить эффективность подушек безопасности, но несмотря на это для Национальной администрации по безопасности дорожного движения (NHTSA) оказалось достаточно оснований, чтобы выступить с предложением устанавливать подушки безопасности на все выпускаемые автомобили.

Затем в 1981 году, Мерседес-Бенц вновь представила подушку безопасности, как опцию в своей последней модели W126. В системе, представленной Mercedes, при аварии сначала затягиваются ремни безопасности, а затем развёртывается подушка. Таким образом подушка безопасности больше не позиционировалась как средство, заменяющее ремни безопасности, а как способ дополнительной защиты пассажиров.

Подушки безопасности приобрели популярность, когда компании «Форд» и «Дженерал Моторс» в середине 80-х представили серийные образцы, теперь подушки безопасности стали стандартным оборудованием. Компания «Autoliv», специализирующаяся на разработке автомобильных систем безопасности, запатентовала боковую подушку безопасности и она также стала появляться в автомобилях выпуска середины 1990-х.

11 июля 1984 правительство США потребовало оснащать автомобили, выпущенные позже 1-го апреля 1989 года, подушкой безопасности для водителя либо автоматическими ремнями безопасности (сейчас эта технология не используется, она «заставляла» водителя пристёгиваться).

Несмотря на внедрение подушек безопасности в автомобили марки «Дженерал Моторс» ещё в 70-х годах, во многих других автомобилях они начали появляться только в середине 90-х.

Первым российским легковым автомобилем, на который устанавливалась подушка безопасности, был экспортный вариант ВАЗ-21093 в исполнении люкс известный под названием Lada Samara Baltic GL, сборка которого велась на заводе Valmet (Финляндия) с 1996 по 1998 годы. С конца 2000-х годов подушки стали обязательным элементом пассивной безопасности в стандартной комплектации автомобилей марки Lada.^[4]

В 2006 году Хонда представила первую систему подушек безопасности для мотоцикла, установленную на серийном образце модели «Золотое Крыло» (Gold Wing).

Пневмоподушка дополняет ремень безопасности, предотвращая перелом шейных позвонков, посредством возвращения головы человека в подголовник и тем самым сохраняя шею прямой. Именно поэтому фронтальные подушки срабатывают только при фронтальном ударе +- 10 градусов от продольной оси автомобиля, чтобы голова точно попала в подголовник. Также они снижают опасность получения тяжёлых травм, распределяя силу удара по телу пассажира.

«Недавно проведенное исследование показало, что более чем 6.000 жизней было спасено благодаря подушкам безопасности». ([1] (недоступная ссылка))

Стандартные плечевые ремни безопасности были фактически убраны в автомобилях выпуска 70-х, оснащенных подушками безопасности, которые были призваны заменить ремни при лобовых столкновениях. Подушка безопасности на стороне пассажира была расположена в нижней части панели, что позволяло ей также защищать колени пассажира. Нижняя часть панели на водительском месте также отличалась своей выпуклостью.

Дженерал Моторс назвала свою систему ACRS (Air Cushion Restraint System). Она включает в себя боковую подушку безопасности для пассажира в автомобилях выпуска 70-х и предусматривает двухступенчатое развертывание как и более поздние системы.

Принцип действия основывается на использовании простого акселерометра, инициирующего химическую реакцию в специальном баллончике. В результате реакции происходит быстрое наполнение газом нейлоновой подушки, которая уменьшает перегрузку, испытываемую пассажиром в момент резкой остановки при столкновении. Подушка также имеет небольшие вентиляционные отверстия, которые используются для относительно медленного стравливания газа после удара пассажира об неё.

Фронтальные подушки безопасности не должны развёртываться при боковом ударе, ударе в заднюю часть либо перевороте автомобиля. Из-за того, что подушки безопасности срабатывают лишь раз и затем быстро сдуваются, они бесполезны при последующем столкновении. Ремни безопасности помогают снизить риск получения тяжёлых травм во многих случаях. Они способствуют правильному расположению пассажира в кресле для максимизации эффективности подушки безопасности, а также защищают пристёгнутых пассажиров при первом и последующих столкновениях. Таким образом, жизненно необходимо пристёгиваться, даже в машинах, оборудованных подушками безопасности.

Хотя в 60-х и 70-х годах они рекламировались как потенциальная замена ремней, в нынешнее время подушки безопасности продаются как дополнительное средство защиты. Максимально эффективно они работают вместе с ремнями безопасности. Производители автомобилей пересмотрели свою точку зрения насчет замены подушками безопасности столь необходимых ремней.

• При наличии рядом с местом водителя или пассажира хотя бы одной подушки безопасности обязательно использование ремней безопасности. Алгоритм раскрытия подушек разрабатывается в предположении, что водитель (пассажир) во время их раскрытия пристегнут ремнем. Поэтому срабатывание подушек в момент неконтролируемого резкого смещения тела человека при аварии может привести к непредсказуемым последствиям. Например, при фронтальном ударе не пристегнутый водитель получит раскрывающейся подушкой безопасности удар в голову, по силе превосходящий удар о переднюю панель (скорость раскрытия подушки — свыше 300 км/ч). В некоторых современных автомобилях (в каких?) раскрытие подушек безопасности при непристёгнутых ремнях блокируется, так как даже современные подушки являются эффективными только при одновременном использовании коленного или плечевого ремней безопасности.
• В отношении активирования подушек безопасности при непристегнутых ремнях безопасности есть расхождения в зависимости от разработанного алгоритма и комплектации автомобиля. На данный момент можно разделить системы на 2 различные версии. Автоматическое отключение пассажирской подушки безопасности пассажира и ручное. Отключение подушки безопасности пассажира, предусмотрено производителями для случаев необходимости установки детского кресла на переднее сидение автомобиля. В случае с автоматической системой - отключением подушки безопасности пассажира управляет блок управления согласно заложенному в программу алгоритму, деактивирует включение подушки безопасности пассажира, на основании дополнительно установленного устройства (датчика веса). Условия у разных производителей могут отличаться. Основным принципом действия является измерение веса (нагрузки) на подушку переднего пассажирского сидения. К примеру - если на сидении датчик регистрирует вес менее 25 кг - система определяет сидение как пустое или сидение с установленным на него детским креслом. В этом случае подушка безопасности не активируется на срабатывание при столкновении. Если датчик веса на подушке сидения регистрирует присутствие нагрузки свыше 25 кг - система определяет данное сидение как занятое взрослым человеком и включает подушку безопасности при столкновении, если столкновение было достаточной силы для активации подушек вообще.
• Ручное управление необходимостью активации подушки безопасности пассажира происходит исключительно по инициации человека( владельца, водителя или иного лица), путем перевода присутствующего выключателя деактивации подушки безопасности пассажира в положение = выключено (off). В этом случае система безоговорочно отключит подушку безопасности пассажира и она не активируется при наступлении необходимых для активации условий (столкновение достаточной силы, при которой предусмотрено срабатывание системы безопасности)
• Необходимо находиться на расстоянии около 25 см от подушки безопасности. Расстояние измеряется от центра руля до грудины. Слишком малое расстояние опасно и может повлечь серьёзные травмы.
• Подушка может серьёзно ранить или убить не пристёгнутого ребёнка, который сидит слишком близко к ней или же был выброшен вперед при экстренном торможении. Дети до 7 лет должны ездить закреплёнными в правильно установленном, соответствующем возрасту автомобильном кресле на заднем сиденье.
• Следует избегать курения трубки при вождении. Если подушка раскроется и ударит по трубке, когда та находится во рту, это может привести к летальному исходу даже при небольшом ударе.

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.^[5]. 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.

Honda разработала простой вариант поэтапного управляемого раскрытия подушки. Форма подушки на этапах после взрыва пиропатрона задаётся вспарыванием спиральных швов,^[6] подобных страховочным лентам альпинистов.

Система подушек безопасности включает в себя три главных компонента:

• непосредственно сами модули подушек безопасности;
• датчики определения удара;
• электронный блок управления;
• деактивация подушки безопасности пассажира для установки детского кресла (опция).

Модуль каждой подушки безопасности содержит в себе блок наполнения (обычно специальный пиропатрон — наполнитель (inflator), состоящий из стального корпуса, инициатора — запала (Initiator), газо-генерирующего содержимого, состоящего из азида натрия и нитрата калия, при сгорании которого выделяется большой объем газа — азота, и лёгкую нейлоновую подушку с калиброванными 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. При расчете скорости и необходимости наполнения, размер (объем) мешка подушки рассчитывается в литрах. Средний объем мешка водительской подушки безопасности составляет около 15 литров. 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 освободиться. Наполненная продуктами горения от сработавшего пиропатрона подушка будет тёплая или немного горячая.

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 за несколько миллисекунд до начала сигнала срабатывания мешков подушек безопасности выдаётся сигнал на активатор натяжителя ремня. Спроектировано это именно таким образом для того, чтобы заблаговременно подтянуть корпус сидящего на сидении человека к спинке, чтобы обеспечить объем пространства перед головой человека для более безопасного раскрытия и наполнения мешка подушки безопасности. Следует иметь в виду, что ремни безопасности с системой аварийного натяжения являются одноразовыми, не ремонтируемыми изделиями, и в случае их срабатывания либо какой-либо неисправности подлежат замене.

Датчики фронтального удара расположены в передней части автомобиля и/или салоне, и/или в самом блоке управления. Автомобили могут быть оснащены одним и более датчиками, которые активируются под воздействием сил (перегрузки в G), возникающих при лобовом/боковом или совокупности векторов направления ударов. Датчики измеряют степень и скорость замедления согласно заданному алгоритму программы в блоке управления. 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 далек от уровня, достаточного для приведения подушек безопасности в действие, именно за счет алгоритма расчета. каждый производитель системы управления подушками безопасности разрабатывает свой алгоритм и программное обеспечение, которое является интеллектуальной собственностью компании и, возможно, запатентовано.

При наличии в салоне боковых подушек безопасности в машине дополнительно устанавливаются датчики бокового удара, а ЭБУ более сложен по количеству электронных компонентов и программная часть содержит часть, отвечающую за контроль и активацию дополнительных подушек безопасности. Блок один, а программа в блоке как от двух, направленных в разные стороны блоков, заключенных в один корпус самого блока и процессор.

Боковые подушки безопасности работают по тому же принципу, что и фронтальные, но активируются блоком они только при боковом ударе или при совокупности направлений векторов перегрузки, регистрируемой датчиками.

Электронный блок управления следит за исправностью системы подушек безопасности. При включении зажигания производится кратковременная проверка целостности внешних исполнительных (инициаторы) и измерительных (датчики) устройств. Так же система в зависимости от комплектации может проводить проверку коммуникации с другими устройствами, находящимися в автомобиле и непосредственно или косвенно участвующими в обеспечении безопасности. Проверка работоспособности непосредственно пиропатронов проводится путем проверки аналоговым путем сопротивления на линиях выводов пиропатронов. Таким образом, на пиропатроны не подается при проверке никаких электрических зарядов, и она не может привести к незапланированному срабатыванию инициаторов, 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 накопленную электрическую ёмкость (конденсатор), которой достаточно для активации подушек при резком и полном обесточивании бортовой сети автомобиля, в случае повреждения линии питания блока управления при повреждении электропроводки автомобиля во время столкновения. Пример: при резком удар сбоку большой силы свинцовый аккумулятор, имеющий большую массу, в некоторых случаях просто вылетает из автомобиля, обрывая даже прикрепленные к нему мощные провода. Именно для таких или подобных случаев (перерубание косы проводов во время удара) в блоке предусмотрена дополнительная емкость для кратковременного хранения заряда энергии. Емкость разряжается при обесточивании блока управления в течение нескольких минут. В мануалах по ремонту автомобилей, выпускаемых производителями автомобилей для авторизованных центров, об этом всегда написано. Прежде чем начать работы в автомобиле по ремонту, связанные с самой системой безопасности или косвенно затрагивающих какие-либо элементы системы, требуется обесточить автомобиль на несколько минут, отключив аккумуляторную батарею и другие источники питания, подключенные к автомобилю во время ремонта (к примеру — зарядное устройство).

Блоки управления конструктивно можно разделить на современные и устаревшие. Первые конструкции блоков представляли собой электронную начинку и сенсорный элемент механического типа. Вариации конструкций сенсора механического типа по действию основывались на перемещении внутри сенсора некого предмета, обладающего определенной массой. В случае наступления определенного замедления он перемещается в корпусе сенсора и воздействует на контакты замыкания цепи активации подушек безопасности. Грубо говоря, принцип маятника, сдвигающегося по инерции.

Блоки современные такого маятника не имеют. Технологии в электронике с тех пор шагнули далеко в перед. Теперь блоки управления измеряют замедление и ускорение другим путем. Они оснащены электронными акселерометрами. Акселерометры могут быть установлены как в самом блоке управления, так и могут быть вынесены на различные точки кузова автомобиля и располагаться в тех местах, где их установка способна дать наилучшую точность измерения ускорения, замедления и вращения кузова вокруг своей оси. Современные сенсоры имеют несколько векторов (осей измерения) X, Y, Z , что, в свою очередь, позволяет использовать сенсоры в разных назначениях для измерений.

Современный автомобиль, в зависимости от замысла инженеров, может быть оснащен блоком, содержащим один или несколько акселерометров. В других случаях, система безопасности автомобиля может быть спроектирована с блоком управления, не содержащим акселерометров, и они могут быть вынесены на кузов автомобиля или акселерометры могут присутствовать как в блоке, так и на кузове. Чем больше на автомобиле датчиков, содержащих акселерометры, тем точнее измерения положения автомобиля в пространстве и его скорости перемещения по осям X, Y, Z. (X = вверх-вниз, Y = вперед-назад, Z = вправо-влево) Соответствующие показания от нуля со знаком +/- перемещения по той или иной оси регистрирует датчик со скоростью = S.

Программа в блоке управления системой безопасности с идеальной точностью может определить состояние автомобиля. Относительно состояния принимается решение на активацию подушек безопасности. Современные блоки управления системой безопасности, содержащие несколько акселерометров, входят в состав системы ESP - именно за счет того, что акселерометры точно определяют положение и скорость автомобиля.

Почти все современные автомобили имеют ручной переключатель on/off (вкл/выкл) для отключения подушки безопасности переднего пассажира, установленный на заводе (если предусмотрено комплектацией). Иногда это является дополнительной функцией. Например, Форд Фиеста. В простой комплектации не имеет выключателя, но имеет на косе проводки возле бардачка под обшивкой торпеды разъем для дополнительной установки такого выключателя. Все остальные элементы контроля и исполнения системы безопасности изначально конфигурируются как присутствующие или отсутствующие в системе на заводе-изготовителе системы или автомобиля. В некоторых случаях возможность включения или отключения устанавливаемых элементов в систему предусматривается через программирование комплектации через диагностический сеанс специализированными или мультимарочными сканерами. Переключатели для отключения пассажирской подушки безопасности могут быть (если предусмотрено) установлены квалифицированным обслуживающим персоналом по запросу владельца транспортного средства, если это не противоречит заявленной политике производителя автомобиля или системы и он отвечает определённым государственным критериям и имеет разрешение.

Вначале 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.

Подушка может серьёзно ранить или даже убить непристёгнутого ребёнка, который сидит слишком близко к ней или же был выброшен вперед при экстренном торможении. По мнению специалистов для безопасности ребёнка необходимы следующие условия:

• Дети должны перевозиться в правильно установленном и соответствующем возрасту автомобильном кресле на заднем сиденье. Внимательно изучите соответствующий раздел в инструкции к автомобилю.
• Младенцы, перевозимые в кресле с задним расположением, (в возрасте до одного года и весом менее 10 кг) не должны находиться на переднем пассажирском сиденье при включенной подушке безопасности.
• Если ребёнок старше одного года вынужден ехать на переднем сиденье, оборудованном подушкой безопасности со стороны пассажира, то он или она должны сидеть в детском кресле ориентированном по направлению движения, или пристёгнуты с использованием коленного или плечевого ремня, а сиденье должно быть отодвинуто назад насколько возможно.^[7]

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). ^[8]

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^[9]: 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.

Куртка с воздушной подушкой безопасности для мотоциклистов[править | править код]

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.^[10]

Подушки безопасности для велосипедистов[править | править код]

Дизайнеры Анна Хаупт (Anna Haupt) и Тереза Алстин (Terese Alstin) из Швеции разработали прототип подушки безопасности для мотоциклистов и велосипедистов под названием Hövding, которая надувается в случае падения и предохраняет голову и шею от серьёзных травм. Подушка находится внутри водонепроницаемого тканевого чехла и в сложенном состоянии крепится вокруг шеи пилота. В момент падения подушка раскрывается за 0.1 секунду, обеспечивая защиту не хуже, чем обычный мотоциклетный шлем.^[11]

ru.wikipedia.org

Устройство и принцип работы подушек безопасности водителя

Дата публикации: 06 декабря 2017.
Категория: Автотехника.

Производители автомобилей стараются заботиться о своих клиентах и оборудуют авто не только надежными ремнями безопасности, но и подушками безопасности (также их называют пневмоподушками или Airbag). При этом в современных машинах их может быть от 2 до 7. Что же собой представляют подушки безопасности в автомобиле и как они действуют? Попробуем разобраться.

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.

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.

Разновидности подушек безопасности

Сегодня автомобили могут быть оборудованы сразу несколькими типами защитных элементов.

Фронтальные

«Аэрбеги», расположенные в рулевом колесе (водительские) и в верхней части панели инструментов (пассажирские), считаются самыми распространенными. Они устанавливаются даже на самые бюджетные машины. Эти подушки отличаются друг от друга по размерам, так как расстояние от руля до водителя значительно меньше, чем от человека, сидящего рядом, до «торпедо».

Элементы срабатывают только при столкновении передней части авто. Однако уже разработана подушка безопасности водителя многоступенчатого типа, которая активируется при столкновениях разного типа и тяжести.

Важно! На передней пассажирской подушке безопасности находится кнопка отключения, которую необходимо обязательно нажимать, если на таких сидениях перевозится ребенок в специальном автокресле.

При поездке в авто с фронтальными защитными элементами нужно обязательно уточнить у водителя, есть ли в «торпедо» пневмоподушка. Если таковая имеется, то в руках нельзя перевозить сумки, пакеты и прочие предметы или упираться коленями в место, где находится airbag.

Боковые

Данная разновидность пневмоподушек обычно встречается только в «продвинутых» комплектациях авто. Такие «аэрбеги» предназначены для зашиты плеч, грудной клетки, живота и таза в случае бокового столкновения. Как правило, эти элементы размещаются внутри передних сидений, но также есть и модели для задних кресел, предназначенные для защиты людей, сидящих сзади.

Полезно! Если в авто установлены боковые подушки, то в отсеках дверей нельзя хранить крупные или острые предметы.

Шторки

Также эти элементы часто называют головными подушками безопасности, которые по большому счету тоже предназначены для защиты пассажиров и водителя от боковых ударов, а также от осколков стекла. Они, как правило, устанавливаются либо только для передних сидений, либо для обоих рядов кресел. Размещаются эти элементы в боковых частях крыши авто (над окнами) и иногда в боковых стойках.

Коленные

Данные защитные элементы срабатывают при фронтальном ударе авто. Такие подушки устанавливаются преимущественно на автомобилях средней ценовой категории (С-класса). Как правило, защитные элементы этого типа находятся под рулем и под «торпедо».

Важно! При наличии такое пневмоподушки водитель должен отрегулировать свое кресло таким образом, чтобы от нижней части панели он был на расстоянии нем менее 10 см.

Также сегодня встречаются и менее распространенные разновидности «аэрбегов». К ним относятся задние боковые подушки и центральные пневмоподушки.

Стоит учесть, что при покупке б/у авто у многих может возникнуть логичный вопрос, как проверить подушки. Дело в том, что прежний владелец машины мог уже использовать газовый заряд устройства, но не наполнил airbag повторно (сделать это можно только в автосервисе).

Проверяем подушки безопасности

Сразу после покупки б/у авто, новый владелец железного коня должен убедиться не только в работоспособности своего приобретениея, но и проверить подушки безопасности. В первую очередь стоит убедиться в том, что они вообще предполагаются для данной модели машины. Об этом будут свидетельствовать соответствующие надписи SRS или Airbag на «баранке» и панели «торпедо». Вокруг этих аббревиатур не должно быть сколов или царапин, так как это означает, что защитный аксессуар уже был использован и не факт, что прежний владелец позаботился о дорогостоящей услуге по заполнению пневмоподушек газом. Однако, даже если переустановка изделия была все же произведена, нет гарантии, что процедура выполнена корректно.

Полезно! Срок годности подушек обычно составляет от 10 до 14 лет (в зависимости от модели, марки и года выпуска машины). После этого срока патрон разряжается и изделие приходит в негодность.

Также стоит обратить внимание на стекла (особенно на лобовое). Если они менялись, то вероятнее всего подушка безопасности уже использовалась.

Стоит обратить внимание на дату изготовления ремней безопасности. Данные должны совпадать на всех сиденьях. Если эти элементы были заменены, то возможная причина – сильный удар, который также провоцировал открытие «аэрбега».

Кроме этого, есть еще несколько способов, как проверить наличие и работоспособность подушек:

• Включить зажигание и дождаться появления на приборной панели надписи «аэрбег», которая должна исчезнуть через несколько секунд.
• Если в авто есть специальный разъем для диагностики работы систем (обычно расположен под рулем), то необходимо завести двигатель, подождать 30 секунд и закрыть контакты 4 и 13 при помощи обычной канцелярской скрепки. После этого кнопки на приборной панели должны начать моргать. Если на одной из них отображается человек с подушкой, и эта кнопка моргает чаще остальных, то это говорит об ошибке получаемого кода. Если лампочка и вовсе не подает признаков жизни, то это свидетельствует о том, что продавец авто вообще отключил этот модуль.

avto-moto-shtuchki.ru

Как срабатывают подушки безопасности автомобиля

Здравствуйте, уважаемые гости и читатели блога Автогид.ру. Сегодня в статье мы узнаем, как срабатывают подушки безопасности наших легковых автомобилей. Венцом эволюции систем безопасности автомобиля становиться подушка безопасности. Сотни тысяч аварий и десятки тысяч спасённых жизней являют собой яркий пример эффективности использования подушки безопасности в современных машинах.

Любой водитель, который садится за руль транспортного средства автоматически находиться под угрозой попадания в дорожно-транспортное происшествие. Зачастую причиной ДТП могут быть собственная невнимательность или ошибки других участников дорожного движения. Даже невысокая скорость таит в себе опасность для водителя и его пассажиров. Столкновения машин при скорости в 60 км/час могут привести к летальному исходу. Именно для защиты водителя и пассажиров в случае ДТП были придуманы подушки безопасности.

История появления подушек безопасности для автомобиля

Увеличение количества автомобильного транспорта на дорогах повлекло за собой стремительный рост ДТП. Правила на заре автомобилестроения находились ещё в зачаточном состоянии и контроль со стороны правоохранительных органов был налажен недостаточным образом. Ещё только появлялись первые подразделения дорожной полиции, не имевшие опыта.

В силу недостатков конструкции и значительной массы машин многие ДТП заканчивались смертельным исходом или глубокой инвалидностью участников столкновения. Согласно статистике количество жертв на дорогах увеличивалось с каждым годом в силу возрастания использования автомобильного транспорта.

Первым конструктивным элементов призванным снизить количество жертв  ДТП было появление ремня безопасности. Его использование позволило снизить печальную статистику на 30%. До 90-х годов прошлого века в силу особенностей развития технического прогресса не удавалось инженерам автомобильных компаний внедрять новые системы безопасности в машины. Ремень безопасности оставался единственным шансом для водителя и пассажиров минимизировать вредные последствия ДТП.

Появление подушек безопасности в автомобилях стало переломным моментом в деле повышения безопасности участников движения. В конце 90-х годов прошлого века в США на законодательном уровне закрепили обязательную комплектацию машины подушками безопасности. При лобовых столкновениях подушки безопасности снижают риск смерти водителя и пассажиров на 30-40%. Главная задача подушки безопасности минимизировать возможный ущерб для организма человека при столкновении с другим движущимся транспортным средством или недвижимым объектом.

Как срабатывают подушки безопасности автомобиля?

Устройство подушки безопасности выполнено таким образом, чтобы обеспечить её срабатывание при сильном ударе. После столкновения с другим движимым или недвижимым объектом датчики,  расположенные в передней части машины передают сигнал пиропатрону, активизирующему срабатывание подушки.

Порядок срабатывания подушки безопасности следующий:

Реакция датчиков кузова на сильный удар.

Непосредственно датчик удара представляет собой стеклянную трубочку с отверстием. Внутри её находиться небольшой по размеру шарик со ртутью. При столкновении автомобиля ртутный шарик приходит в движение и активизирует датчик. Он в свою очередь, посылает электрический импульс к пиропатрону с порохом.

Пиропатрон.

Взрыв пиропатрона приводит в действие натяжители ремней безопасности. Ремень плотно прижимает тело человека к автомобильному сиденью и надёжно фиксирует его на несколько секунд.

Взрыв пороха в пиропатроне активизирует подушки безопасности. Они за очень короткое время наполняются газом, образующимся в результате смешивания азида натрия и нитрата калия. Отвечает за их смешивание система наддува, которая и закачивает практически мгновенно образовавшийся газ в подушки безопасности автомобиля.

Подушка безопасности.

Смешивание двух химических веществ приводит к образованию газообразного азота. В результате реакции происходит мини-взрыв практически мгновенно заполняющий подушки газом. Очень удобная и практически безотказная система.

Именно раскрывающаяся подушка безопасности мгновенно заполняет пространство между водителем и панелью приборов тем самым, исключая их контакт, зачастую приводящий к получению серьёзных травм.

Главная задача подушки безопасности снизить скорость движения пассажира или водителя до нулевой отметки. При этом на все действия должны уходить секунды для того, чтобы действительно обеспечить высокий уровень защиты людей.

Сегодня на дорогах страны становится всё меньше автомобилей, которые не оборудованы подушками безопасности. Невозможно увидеть новый автомобиль, не использующий этот важный элемент активной защиты водителя и пассажиров.

Устройство современной подушки безопасности

Конструкция подушки безопасности современного автомобиля проста и эффективна в использовании. Необходимо помнить, что применять её можно только один раз и потом система требует восстановления и установки новых комплектующих элементов. После срабатывания подушек практически все основные элементы требуют полной замены.

Всего можно выделить 3 составные части подушки безопасности:

Сумка.

Представлена крепкой нейлоновой тканью, которая может выдерживать очень серьёзные кратковременные нагрузки. Она хранится до срабатывания в специальной шине закрытой пластиковой или матерчатой накладкой.

Датчик удара.

Главная задача датчика удара своевременно активизировать подушку безопасности на начальной стадии столкновения. Не каждый удар приводит к срабатыванию подушек безопасности, и датчик обязательно учитывает силу, с которой происходит столкновение.

Дополнительно с датчиками устанавливают акселерометры, определяющие положение автомобиля в режиме реального времени. Система защиты водителя и пассажиров настроена таким образом, чтобы обеспечить срабатывание подушек безопасности за секунды. От этого во много зависит человеческая жизнь.

Система надува.

Служит для оперативного заполнения газом подушки безопасности с целью мгновенного увеличения её объёма. На всё про всё уходят доли секунды.

В принципе случаев, когда происходил отказ работы системы не зафиксировано. Необходимым условием срабатывания подушек безопасности является использование ремня безопасности. Если водитель или пассажир не пристёгнуты ремнями безопасности срабатывания подушек, может и не произойти.

Правила использования подушек безопасности

Мало знать принцип работы подушек безопасности ещё с ними надо правильным образом взаимодействовать для того, чтобы избежать вреда от их срабатывания при ДТП. Риск получения повреждений при активизации подушки безопасности минимален, но он всё равно существует. Зачастую отдельные водители получали тяжёлые травмы именно потому, что не знали правил использования подушек безопасности.

Детское автомобильное кресло.

Многие родители зачастую неправильно устанавливают детское автомобильное кресло на пассажирское сиденье рядом с водителем и тем самым подвергают своего ребёнка серьёзной опасности. Они устанавливают кресло не спинкой вперёд, а наоборот. Лицо ребёнка, оказывается прямо перед открывающейся подушкой безопасности. Делать это категорически запрещено. Выстрелившая подушка безопасности может поломать шейные позвонки неокрепшего молодого организма.

Наклейки.

Использование наклеек в местах срабатывания подушек безопасности недопустимо. Заклеивание отстреливающих элементов салона может привести к нарушению порядка срабатывания подушки безопасности. Эффективность защиты в этом случае значительно уменьшается.

Ремень безопасности.

Игнорирование ремня безопасности в автомобиле зачастую приводит к тому, что подушка не срабатывает и не выстреливает. Тем самым существует серьёзный риск получения увечий или даже гибели.

Регулировка рулевой колонки.

Если рулевая колонка автомобиля имеет возможность регулирования не стоит этим злоупотреблять. Задранный вверх руль может привести к тому, что подушка безопасности сработает неправильно и выстрелит под углом. Это очень часто приводит к получению водителем серьёзных травм.

Заключение

Каждый водитель и пассажир автомобиля обязательно должен помнить, что использование ремней безопасности является залогом срабатывания подушек безопасности. Жизнь и здоровье бесценны и не стоит пренебрегать системами защиты автомобиля.

Это интересно

www.avtogide.ru

О подушках безопасности — DRIVE2

Всем хочу сказать Здравствуйте мои дорогие подписчики и просто мимо проходящие, есть все равно в нашей жизни люди, которые по не знанию или какому то другому фактору думают, что если заденешь бордюр, получишь надувным мешком по лицу и в связи с этим отключают подушки безопасности. Есть и такие, кому так ненавистен пищащий датчик, что они застегивают ремень за спиной(признаюсь я именно такой) или и вовсе ставят заглушку в замок ремня безопасности. Обманывают…

Если не пристегнуться, то подушка просто напросто не сработает, но так не всегда бывает, очень много исключений. Система бе­зопасности в авто рассчитана на то, что водитель и пассажиры пристегнуты. Так что подушки открываются в том случае, когда система увидела — "Все сидят на своих местах". Непристегнутый человек во время ДТП болтается по салону, извините меня(по другому не мог сказать) нанося вред и себе, и другим.

В описании современного автомобиля обычно упоминается трехточечный ремень безопасности. Кажется, что это некая новая штука, на которую производитель основательно потратился и теперь страшно горд. На самом деле устройство самое обычное, в серийных автомобилях появившееся еще 50 лет назад. Трехточечный означает всего лишь, что у ремня три точки крепления. Одна – в стойке, две другие – по бокам кресла. Бывают еще и другие, но это в спортивных машинах или же установленные самими водителями себе в автомобиль

И так вернемся к подушкам, она вылетает со скоростью 200 км/ч, Потому-то и важно, чтобы человек был пристегнут. Представьте, что во время столкновения по законам физики тело человека устремляется вперед, где ему навстречу вылетает на огромной скорости подушка безопасности. Получить повреждения головы и шеи будет очень легко и просто. Вот именно по этому поводу некоторые автопроизводители настроили систему так, чтобы при непристегнутом ремне подушка не срабатывала.

Передняя подушка реагирует на датчик удара, который расположен в переднем бампере. Подушка мгновенно надувается перед человеком, чтобы он врезался не в руль, торпеду и тому подобное, а в мягкий мешок. Затем подушка так же быстро сдувается, уберегая человека от зажатия этим устройством. По тому же принципу работают и боковые подушки безопасности, которые реагируют на датчики, расположенные чаще всего в порогах автомобиля.

Шторки безопасности – это те же подушки, но более тонкие, и закрывают они большую площадь. Шторок может быть две или четыре. Если две, то каждая из них открывается целиком на всю боковую сторону, защищая людей на передних и задних сиденьях. Если четыре, значит, каждая открывается на отдельное боковое окно. Шторки защищают от травм при ударе о боковые стекла, а также не дают вылететь из салона при переворачивании машины. Именно поэтому шторки сдуваются не сразу после срабатывания, а через несколько секунд.

Подголовники на креслах создавались для комфорта, а сейчас являются элементом бе­зопасности. Они предохраняют от травм шеи, в первую очередь при задних ударах. В этом случае голова человека сначала резко уходит назад, а потом устремляется вперед. Если не будет подголовника или он неправильно расположен, можно получить травму шеи, причем серьезную. Из наворотов стоит отметить активные подголовники – при столкновении они мгновенно выдвигаются вверх и вперед, чтобы уменьшить амплитуду движения головы.
Не снимайте подголовники для лучшей обзорности или хотя бы устанавливайте их всякий раз, когда везете пассажиров на этих местах. Верхняя часть подголовника не должна упираться в шею.

Дабы чуть разбавить картину)

Обычно на передних сидениях, а именно на пассажирском существует кнопка отключения подушки, ей стоит воспользоваться при установке детского кресла и тому подобное. Это вам принесет намного больше пользы, а если не отключить, тогда вот вреда не избежать!

Сработавшую подушку безопасности необходимо сразу заменить.
Подушки не срабатывают самопроизвольно или от удара ногой.
Всех благ дорогие мои

www.drive2.ru

Спаси меня. Какие бывают подушки безопасности

В серийных машинах они появились почти 40 лет назад. За это время подушки спасли и продолжают спасать миллионы человеческих жизней. Разберемся, какие вообще бывают "эйрбэги" и как они защищают пассажиров современного автомобиля.

На самом деле патент на подушки безопасности был получен аж в начале 50-х годов прошлого века немецким изобретателем Вальтером Линдерером. А на серийный автомобиль "эйрбэги" поставили только в 1980 году. Тогда первопроходцем стал легендарный Mercedes-Benz S-Класса в 126-ом кузове, у которого имелась вмонтированная в руль подушка безопасности для водителя. Стоит отметить, что вместе с "эйрбэгом" дебютировала и такая система, как преднатяжители ремней безопасности. А общая система, включающая подушки и преднатяжители, получила название SRS (Supplementary Restraint System или комплекс пассивной безопасности).

Что касается самой подушки безопасности, то она представляет собой мешок из эластичной нейлоновой ткани, который в случае аварийной ситуации выстреливается и надувается специальным газом (пиропатрон поджигает твердое топливо в гранулах, которое и выделяет газ). Срабатывает современный "эйрбэг" всего за 6 миллисекунд - это в десять раз быстрее, чем человек успевает моргнуть.

Нынешние автомобильные подушки безопасности напрямую связаны со всеми датчиками и электронной начинкой машины для более точного выстраивания так называемых алгоритмов срабатывания. Это значит, что в конкретной аварийной ситуации (удара определенной величины, наезда на препятствие, приземления после падения и т.д.) блок управления "эйрбэгами" учитывает силу и направление удара автомобиля с препятствием, скорость движения машины, интенсивность ее замедления, точное количество пассажиров внутри, а также их рост, вес и даже позу, в которой они сидят... Таким образом, электроника определяет, какие именно подушки нужно активировать и, грубо говоря, насколько сильно их накачать (современные "'эйрбэги" имеют ступенчатую систему срабатывания). В современном автомобиле может быть более десяти различных подушек безопасности, расположенных по всему салону автомобиля. Рассмотрим основные виды по отдельности.

Фронтальные подушки безопасности

autorambler.ru

Подушки безопасности и все о них — DRIVE2

Подушки безопасности и все о них

Долгие годы надежный ремень безопасности оставался единственным средством пассивной безопасности автомобилиста. Шли дебаты по поводу их безопасности, особенно в отношении детей, но с течением времени, многие страны приняли законы об обязательности ремней. Статистика показывает, что использование ремней безопасности спасло тысячи жизней людей, которые могли бы погибнуть при столкновении.

Как и ремни безопасности, концепция пневмоподушки — мягкой подушки, срабатывающей при столкновении — давно витала в воздухе. Первая патентная заявка на надувное устройство для защиты пассажиров при жесткой посадке самолетов была подана во время Второй мировой войны. В 1980-х первые промышленные подушки безопасности появились в автомобилях.

Начиная с 1998 года, все новые автомобили, продаваемые в Соединенных Штатах, были обязаны иметь подушки безопасности со стороны как водителя, так и пассажира (закон распространился на легкие грузовики в 1999 году). На сегодняшний день статистика свидетельствует о том, что подушки безопасности снижают риск смерти в случае прямой лобовой аварии примерно на 30 процентов. Затем последовали подушки безопасности, вмонтированные в сиденья и двери. Сегодня некоторые машины имеют гораздо больше, чем две подушки — шесть или даже восемь подушек безопасности. Из-за тех же противоречий, которые когда-то происходили при внедрение ремней, подушки безопасности являются предметом серьезных государственных и промышленных исследований и испытаний.

Из этой статьи вы узнаете, какие научные достижения стоят за подушками безопасности, как это устройство работает, каковы его проблемы и в каком направлении развиваются технологии.

Законы движения

Прежде чем рассмотреть специфику, давайте вспомним основы законов движения. Во-первых, мы знаем, что движущиеся объекты обладают импульсом (произведение массы на скорости движения объекта). За исключением случаев, когда внешняя сила действует на объект, объект будет продолжать двигаться с заданной скоростью в заданном направлении. Автомобиль состоит из нескольких объектов, в том числе само транспортное средство, различных объектов внутри автомобиля, и, конечно, пассажиров. Если эти объекты не закреплены, они будут продолжать движение на той скорости, с которой двигался автомобиль, даже если автомобиль останавливился из-за столкновения.

Чтобы погасить импульс объекта требуется силы, действующие в течение определенного периода времени. Когда автомобиль попадает в аварию, сила, необходимая, чтобы остановить объект, достаточно велика, потому что импульс машины изменился мгновенно, в отличие от пассажиров — для этого потребовалось бы больше времени. Цель любой удерживающей системы заключается в том, чтобы помочь остановить пассажира с минимальным ущербом для здоровья последнего.

Подушка существует для того, чтобы снизить скорость пассажира до нуля практически без какого-либо ущерба. При этом ограничения, в рамках которых она должна работать огромны. Для выполнения своей задачи у подушки имеется пространство между пассажиром и рулем или приборной доской, и какая-то доля секунды. Даже это крошечное пространство и количество времени имеют огромное значение, так как система должна замедлить пассажира равномерно, а не резким толчком. В следующем разделе мы рассмотрим поподробнее части подушки и то, как они надуваются.

Надутие воздушной подушки

Цель подушки безопасности заключается в том, чтобы замедлить движение пассажира вперед насколько возможно равномерно в имеющиеся у нее доли секунды. Существуют три части подушки безопасности, которые помогут достичь такого результата:

• Подушка сама по себе сделана из тонкой нейлоновой ткани и уложена в руль или приборную доску, или, как часто встречается в последнее время, сиденье или дверь.

• Датчик устройства, который сообщает подушке о необходимости надува. Надутие происходит тогда, когда сила столкновения равна столкновению с кирпичной стеной на скорости от 16 до 24 км/час. Механический переключатель срабатывает тогда, когда есть массовый сдвиг, закрывший электрический контакт, что сообщает датчикам о том, что произошла авария. Датчики получают информацию из акселерометра, встроенного в микропроцессор.
• Система надува пневмоподушки смешивает азид натрия (NaN3) и нитрата калия (KNO3), в результате чего выделяется газ. Горячий газообразный азот взрывом надувает подушки безопасности.

Ранние попытки использования подушек безопасности в автомобилях наткнулись на непомерно высокую цену и технические трудности, связанные с хранением и высвобождением сжатого газа.

Исследователей интересовало:

• Имеется ли в машине достаточно места для размещения канистры с газом
• Будет ли газ оставаться стабильным под высоким давлением
• Как можно быстро и надежно надуть подушку безопасности при различных температурных условиях эксплуатации и без оглушающего звука.

Им был нужен способ запустить химическую реакцию, производящую азот, который стал бы раздувать подушку. Малые твердо-топливные надуватели пришли на помощь в 1970-х годах.

Система надува в чем-то похожа на ракетный ускоритель. Система подушки безопасности поджигает твердое топливо, которое горит очень быстро, создавая большие объемы газа, раздувающие подушку. Затем подушка буквально вырывается из своего места на скорости до 322 км/ч — быстрее, чем в мгновение ока! В следующую секунду газ быстро рассеивается через крошечные отверстия в камере, тем самым сдувая подушку, чтобы вы могли двигаться.

Даже несмотря на то, что весь процесс занимает одну двадцать пятую секунды, дополнительное время необходимо, чтобы помочь предотвратить серьезные травмы. Кстати, порошкообразное вещество, высвобождающееся из подушки безопасности — это обычный кукурузный крахмал или тальк, который используется производителем для того, чтобы подушка оставалась гибкой и служит смазкой во время нахождения подушки в своем хранилище.

Далее мы рассмотрим некоторые меры предосторожности, связанные с подушками безопасности, особенно там, где речь идет о детях.

Меры предосторожности, связанные с подушками безопасности

С первых дней использования пневмоподушек, эксперты предупреждали, что подушки безопасности, должны использоваться в сочетании с ремнями безопасности. Ремни безопасности были по-прежнему абсолютно необходимы, поскольку подушки работали только в случае фронтального столкновения, происходящих на скорости более чем 6 км/ч. Только ремни безопасности могут помочь при заносе или боковой аварии (хотя боковые подушки безопасности становятся все более распространены в настоящее время), задних столкновених и вторичных воздействиях.Даже при современных достижениях технологии, подушки по-прежнему являются эффективным только при одновременном использовании коленного или плечевого ремней безопасности.

Не заняло много времени, чтобы понять, что сила подушки может повредить тем, кто оказался слишком близко. Исследователи установили, что зоной риска для водителя являются первые 5-8 см надува подушки. Так что, располагаясь в 25 см от подушки безопасности, вы получите надежный запас прочности. Это расстояние замеряется от центра руля до вашей грудины.

Если в данный момент расстояние составляет менее 25 сантиметров, вы можете настроить водительское место одним из следующих способов:

• Переместите водительское место назад, насколько это возможно, сделать чтобы удобно дотягиваться до педалей.

• Немного опустите спинку сиденья. Хотя конструкции автомобилей различаются, большинство водителей может достичь расстояния в 25 см даже если водительское сиденье выдвинуто вперед, немного наклонив спинку сиденья. Если наклон сиденья не позволяет вам обеспечить хорошую видимость дороги, вы можете приподнять сидень

www.drive2.ru

Подушки безопасности — насколько они безопасны? — DRIVE2

Статистика ДТП в нашей стране порой напоминает сводки из фронта — каждый день десятки людей страдают из-за человеческой халатности, неблагоприятных погодных условий и других факторов. На обеспечение безопасности автомобилей автопроизводители ежегодно тратят внушительные суммы, постоянно внедряя новые разработки и отзывая целые партии из-за определенных проблем.

1

Принцип действия подушки безопасности
Главная задача, которую призваны решать подушки безопасности, — затормозить движение водителя и пассажиров, не допустив удара о переднюю панель, руль или другие части машины. Ее конструкция состоит из собственно подушки, которая наполняется газом, системы наполнения и датчика.

При столкновении (хотя периодически подушка может раскрываться при попадании колеса в глубокую яму или наезде на препятствие) датчик подает сигнал, после чего в системе наполнения смешиваются нитрат калия и азид натрия, как результат — выделяется газ, который и наполняет подушку.

Газу свойственно быстро рассеиваться, чтобы дать пассажиру возможность двигаться. В современных автомобилях присутствуют блоки диагностики, которые позволяют подушке срабатывать даже при неработающем аккумуляторе, а также оповещают водителя о неисправностях в системе.

Несмотря на свою цель — гарантировать безопасность водителя и пассажиров, подушки безопасности могут стать источником травм. Разумеется, опасна не подушка сама по себе, а то, что при её использовании не соблюдается ряд правил.

Начнем с того, что подушка развертывается на большой скорости — до 300 км/час. Если вы не пристегнуты ремнем безопасности, то просто столкнетесь с выстрелившей подушкой, что с учетом её скорости чревато как минимум черепно-мозговой травмой.

Правда, некоторые производители предусмотрели возможность деактивации подушки безопасности, если ремень не пристегнут, но и в первом, и во втором случаях риск получить серьезную травму остается по-прежнему высок. Если же подушка безопасности сработает в то время, когда ваши руки были скрещены, в большинстве случаев переломов избежать не удастся.

Есть определенный риск и для тех, кто использует очки: из-за сильного удара стёкла могут разбиться или выпасть, повредив глаза.

В случае, если вы пристегнуты, ремень замедляет ваше движение и существенно сокращает его амплитуду, а непосредственно подушка смягчает удар и минимизирует риск получения травм.

Само собой, что при езде со скоростью 140 км/час в случае столкновения даже сочетание ремня и подушки безопасности может не спасти, ведь испытания авто проводятся на скорости в 60 км/час.

Где находятся подушки безопасности
Найти, где находятся подушки безопасности в автомобиле совсем несложно. Для этого достаточно внимательно осмотреть салон и найти надписи SRS Airbag или просто Airbag.

Подушки безопасности бывают фронтальные, боковые, верхние (или шторки), для коленей водителя. Фронтальная подушка безопасности водителя находятся в руле, для переднего пассажира фронтальная подушка располагается в передней панели над перчаточным ящиком.

Боковые подушки безопасности, как правило, находятся в спинках сидений, в этом случае вы найдете либо нашивку либо пластиковую эмблему с соответствующей надписью на боковой части спинки сиденья. Верхние подушки безопасности или боковые шторки прячутся либо под крышей вдоль дверей, а могут быть и в боковых стойках. Подушки для коленей водителя следует искать в подрулевом пространстве.

Чтобы подушка безопасности не стала источником дополнительных травм, нужно соблюдать ряд правил.

Во-первых, всегда пристегиваться — в противном случае она не только не спасет вас от травм, а и может стать источником новых; ремень безопасности удерживает тело и не дает ему удариться.

Во-вторых, нужно соблюдать дистанцию между фронтальной подушкой безопасности и грудной клеткой — она не должна быть меньше 25 см.

В-третьих, детей нужно перевозить только в авто-кресле, которое соответствует их комплекции, росту и возрасту. Дело в том, что ремни безопасности рассчитаны на взрослых и не могут обеспечить надлежащую фиксацию.

Даже при столкновении на небольшой скорости может травмироваться шейный отдел позвоночника, а удар о подушку только усугубит эту ситуацию — риск возникновения травмы при игнорировании авто-кресла возрастает в пять раз. Игнорирование норм безопасности, если это касается детей, недопустимо вдвойне.

Как видим, подушка безопасности является признанным защитником, способным снизить риск возникновения травм на 25-30 %, но только в том случае, если будут исполнены все требования безопасности. Игнорирование ремня или неисправность системы могут стать причиной серьезных травм, так что не стоит отказываться от лишнего способа обезопасить себя и близких.

Источник: www.auto-infosite.ru

www.drive2.ru

Подушки безопасности. Спасительный апперкот - Авто Mail.ru

Полвека назад ремни безопасности приостановили рост тяжёлых травм и смертельных случаев в автомобильных авариях. Но быстро увеличивающийся автопарк и скорости движения стали вновь омрачать и без того нерадостную статистику. В помощь основным удерживающим системам требовались дополнительные средства пассивной безопасности, которые бы спасали жизни в страшных авариях. Это... надувные подушки.

Мешок готов надуться уже через шесть миллисекунд после столкновения. Столь короткий временной промежуток трудно представить, ведь даже на то, чтобы моргнуть, уходит около 100 мс (0,1 с). Но обычно фронтальные  эйрбэги  (устанавливаются в рулевой ступице или под передней консолью) надуваются и готовы принять удар спустя уже 30-60 мс после подачи электрического импульса на пиропатрон

Для чего оно?

Сразу оговоримся, подушки безопасности наиболее эффективны, когда работают совместно с ремнями. Смысл этой комплексной удерживающей системы (SRS – Supplementary Restraint System), включающей ещё и преднатяжители, в том, чтобы передать кинетическую энергию и силу пристёгнутого движущегося по инерции человека через лямки ремня и раскрывшуюся подушку на деформируемую зону кузова, которая, сминаясь на протяжении какого-то времени, плавно останавливает и автомобиль, и тело.
 

Ремень при фронтальном столкновении начинает ловить человека уже на ранних стадиях удара и удерживает его на месте, независимо от того, что с автомобилем происходит далее (а ведь дальше возможны последующие столкновения, опрокидывание и даже серия переворотов). Но ремень не способен принять на себя голову и оградить шею от хлыстовой травмы (характерный кивок вперёд, опасный растяжениями шейных сухожилий и мышц, вывихами позвонков и даже разрывом спинного мозга). В этом случае и приходит на помощь подушка. Газовый подпор эйрбэга принимает на себя голову и частично грудную клетку. В результате существенно снижается риск возникновения «хлыста», снижаются пиковые нагрузки на головной мозг и изгибающий момент, действующий на шейные позвонки.

Кроме того, ремень и подушка, обладая определённой податливостью, способны самостоятельно частично погасить энергию удара в пределах своей «рабочей зоны». По статистике подушка снижает риск тяжёлых травм и смертей примерно на 10-15% вдобавок к тем 70-ти, что обеспечивает ремень. Но, если вы не пристёгнуты, эйрбэг способен снизить риски лишь на 25-30%. То есть, по сути, получается  –  85% с ремнём против 30% без ремня за те же деньги. Всё ещё не пристёгиваетесь?..

Доподлинно неизвестно...

...кто первым придумал подушку безопасности. В конце 1951 года немецкий инженер Вальтер Линдерер представил в патентное бюро заявку на «устройство, защищающее людей в автомобиле от травм и столкновений». Правда, патент (Patentschrift 896312) выдали изобретателю лишь спустя два года. И в том же 1953 году американец Джон В. Хедрик, попавший в автомобильную аварию, предложил свой вариант подушки, схожий по идеологии, но немного отличавшийся по конструкции (US patent 2649311). Прикрепленный к рулю мешок в момент аварии надувался и принимал седока в «объятия», оберегая от контакта с деталями интерьера и снижая, тем самым, риск травм.

Возросшее число ДТП подтолкнуло Mercedes в 1967 году начать разрабатывать подушки для серийного производства. И в 1980-м Mercedes Benz S-Klasse (заводское обозначение W126) стал первым автомобилем, в штатную комплектацию которого входила фронтальная подушка безопасности водителя и преднатяжитель ремня

Идея была фантастическая, однако реализовать её оказалось непросто. Главная сложность — подушка так медленно надувалась из баллона со сжатым воздухом, что водитель успевал достать головой до руля. Робкие попытки отдельных фирм и изобретателей усовершенствовать конструкцию не привели к успеху — требовались иные материалы, технологии и, естественно, финансовые затраты. Поэтому о гениальном изобретении вспомнили лишь спустя почти полтора десятка лет, когда круто пошла вверх статистика смертных случаев в автомобильных авариях.

В 70-е годы прошлого века специалисты ЗИЛа пробовали пристроить подушки безопасности на правительственные лимузины. Но Политбюро ЦК КПСС пресекло творческий порыв, объяснив, что машины первых лиц государств в аварии не попадают

Второй этап соревнований между Америкой и Европой начался примерно в середине 60-х годов. Победивший получал титул первого, кто довёл идею до серийного производства. Крупнейшие автогиганты с азартом включились в борьбу за первенство и жизни своих потенциальных покупателей. Практически сразу пришли к выводу, что приводить подушку в действие должен пиропатрон (или газогенератор). Он компактен и при этом ему по силам наполнить мешок газом за 30–50 миллисекунд (1 миллисекунда = тысячная доля секунды) — за такое время пристёгнутый человек уже успевает ощутимо натянуть ремень.

Глазом моргнуть не успеешь — подушка надувается менее чем за 0,03 с. Оценив при помощи акселерометров (устанавливаются в блоке управления по центру кузова) и датчиков удара (устанавливаются в непосредственной близости от бампера) силу и направление удара, управляющая электроника может немного отсрочить выстрел и даже растянуть его по времени. Например, при фронтальном ударе на скорости 56 км/ч (при такой проходят сертификационные испытания) подушка срабатывает примерно через 15 мс. На 50-й миллисекунде в нее прилетает водитель, а на 150-й мс она уже сдувается

На первых порах возникали сложности с выбором вещества, которым начиняли пиропатрон. Экспериментировали даже с ракетным топливом, но вскоре отказались — большинство тестовых машин в буквальном смысле горели на работе. Проблема ушла на второй план, когда появились подушки с твердотопливным зарядом из азида натрия (NaN₃). Азид натрия — это токсичная соль, которая пребывает в заряженной подушке в гранулированном или порошкообразном состоянии.

В салоне современного автомобиля может быть спрятано более десятка подушек

При сильном механическом воздействии, повышении температуры до 250—300^оС или подаче электрического заряда топливо буквально за миллисекунды распадается на натрий и азот с высвобождением большого количества тепловой энергии, а значит и с сильным расширением продуктов реакции. Эти газы, создавая давление, и надувают сложенный мешок. В подушках заряд «поджигается» электрическим импульсом в строго определённый момент по команде электроники, а реакция следующая: 2 NaN₃ → 2 Na + 3 N_2.
N₂ — это азот, безвредный газ без цвета и запаха, в нашей атмосфере его 75%, а вот натрий (Na) для организма опасен, но в автомобильных подушках он нейтрализуется такими веществами, как нитрат калия, или соединениями кремния. Так что бояться нечего. Эти газы выходят из подушки через специальные калибровочные отверстия с тыльной стороны, их диаметр подобран таким образом, чтобы обеспечить необходимую жёсткость (пока горит топливо) максимально долго. Кстати, моментальное «задымление» в салоне при срабатывании эйрбэгов — это вовсе не пожар, а отработавшие газы. Если попали (не приведи Бог) в аварию, если видите характерный белый «подушечный» дым, не спешите отстёгиваться и покидать салон, осмотритесь — вдруг кто-то из соседей по потоку не успевает остановиться...

Фронтальные подушки прячут в руле и панели приборов. Из-за разной удаленности эйрбегов от водителя и пассажира, мешки отличаются размерами. Сидящего за рулем оберегает обычно 50-литровая подушка, а его соседа — объёмом около 80 л. Кстати, энергию удара переднего пассажира более объёмная подушка гасит более бережно. Соответственно и шансы для выживания у него немного выше

На кабриолетах, купе и компактных малолитражках, где проблематично из-за дефицита места развесить «занавески» под потолком, их функции берет на себя специфическая боковая подушка Head/Thorax. Этот мешок ассиметричной формы, спрятанный в спинке переднего сиденья, защищает от контакта с дверью и стеклом одновременно и туловище (грудь, плечи, предплечья), и голову...

...но, как вариант, для защиты шеи и головы в кабриолетах может использоваться подушка, спрятанная в дверь

В первых системах управления подушками возникало немало вопросов и к управляющей электронике — от неё требовалась хорошая расторопность, да и число ложных срабатываний было чересчур велико. Несмотря на усилия мировых автогигантов на разных континентах, первые нормально работающие образцы подушек стали появляться лишь в середине 70-х годов прошлого века. Как дополнительные опции их предлагали американские производители, а в 1980-м первые серийные подушки вошли в список штатного оборудования Mercedes-Benz S-Класса (W126). Спустя семь лет Porsche на модели 944 в базовой комплектации устанавливает водительский и пассажирский эйрбэги. Кстати, стоит заметить, что на первых порах подушки для американского и европейского рынка отличались по объёму. В Старом Свете Правила дорожного движения обязывали водителей пристегиваться ремнями, а в Новом лишь рекомендовали, а потому и размерами надуваемые мешки для американских драйверов были чуть ли не вдвое больше, чтобы хоть как-то компенсировать отсутствие ремня.

Компьютерные крэш-тесты помогают с минимальными затратами и максимальной точностью отладить работу подушек. Но окончательную доводку и согласование с ремнями и преднатяжителями они всё равно проходят при реальных краш-тестах

В том же 1987-м первым японским автомобилем с подушкой безопасности становится Honda Accord. А в 1994 году впервые покупатели смогли заказать машины с боковыми подушками, причем как для задних, так и для передних седоков. Позднее отдельные воздушные мешки стали защищать ещё и голову — такие эйрбэги за то, что они, срабатывая, закрывали боковые стойки и окна, по праву окрестили «шторками» или «занавесками».

Конструкции

Формы и конструкции подушек зависят от назначения и места установки. Фронтальные более объёмны (от 50 до 100 литров) и близки к шарообразной форме. Надуваемый купол подушки выполняется из непроницаемого полотна — полимера, армированного капроном. Купол плотно укладывается в компактный корпус, который встраивается в ступицу руля или переднюю панель. Боковые эйрбэги аналогичны по конструкции, но они менее объёмны и их форма может быть весьма замысловатой.

Частые травмы нижних конечностей у водителей заставили производителей задуматься о дополнительной защите. Так появилась подушка, оберегающая колени и голени при фронтальном ударе

Различны и газогенераторы, которые надувают купола. Для фронтальной водительской подушки, прячущейся в «баранке», и фронтальной пассажирской, расположенной в передней панели, используют газогенератор купольной формы, для боковых или «занавесок» — трубчатые, напоминающие по виду батон колбасы. Последние, кстати, бывают ещё и твердотопливные, и гибридные.

Современные системы пассивной безопасности спасают жизнь не только находящимся внутри, но и снаружи автомобиля. Volvo первой представила на серийной модели эйрбэг для пешеходов. Задняя часть капота приподнимается (это само по себе гасит удар), и надувающийся мешок прикрывает стойки и нижнюю часть ветрового стекла

Твёрдотопливные генераторы состоят из корпуса, внутри которого находятся пиропатроны — поджигающий и выталкивающий. Когда из блока управления на пиропатрон приходит электрический импульс, тот воспламеняет поджигающий заряд — он служит запалом для основного количества твёрдого топлива, при сгорании которого и высвобождается необходимый для надувания подушки объём газа. На выходе из корпуса установлен металлический фильтр. Его задача — не допустить попадания горящих частиц в боящийся огня мешок и дополнительно охладить газ.

Так работает двухступенчатый твердотопливный генератор подушки безопасности. Электроника подаёт электрический импульс и активирует первый поджигающий пиропатрон. Он, вспыхивая, поджигает выталкивающий заряд — выделяющийся при горении газ деформирует корпус и, проходя сквозь пламегаситель и фильтр, заполняет подушку. Если сила удара при столкновении большая, блок управления через несколько миллисекунд подаёт команду второму пиропатрону, дополнительный заряд вспыхивает и поддерживает в подушке необходимое рабочее давление. Конструкция пиропатронов и сила применяемых зарядов на различных моделях может быть различна. Собственно различными комбинациями и последовательностью срабатываний зарядов для различных условий столкновений инженеры подбирают оптимальные скорость раскрытия и давление. Но даже если для работы потребовался один заряд, второй всё равно дожигается после стадии отдачи. Делается это для того чтобы исключить последующие случайные срабатывания. Ведь при спасательных работах заново сработавшая подушка может нанести урон как пострадавшим, так и спасателям

В гибридных генераторах (указан стрелкой на фото ниже) помимо твёрдотопливного заряда установлен дополнительный баллон со сжатым газом (обычно смесь аргона и гелия под давлением от 200 до 600 бар). Пиропатрон после подачи на него электрического импульса открывает защитный клапан и перемешанные газы устремляются в подушку безопасности. Преимущество такой конструкции перед твердотопливной в том, что температура газов, наполняющих мешок, значительно ниже, и значит меньше вероятность получить ожоги при выстреле эйрбэга. Надуваются такие подушки быстрее, это особенно важно для боковых «мешков» и шторок. Кроме того, из-за меньшего количества «взрывчатого» вещества, гибридные бережнее относятся к барабанным перепонкам находящихся в салоне (уровень шума при их срабатывании — до 140 дБ, как при взрыве новогодней хлопушки). Однако есть и недостатки — гибридные газогенераторы более громоздкие.

Концерн GM предлагает увеличить число подушек безопасности. Дополнительная центральная спрятана в спинке переднего кресла с противоположенной стороны от боковой и защищает седоков переднего ряда от травм при боковом ударе или перевороте. Надуваясь, воздушный мешок создает мягкую амортизирующую преграду между водителем и пассажиром, не давая им удариться головами. Новинку планируют устанавливать уже в следующем году на внедорожниках, кроссоверах и минивэнах, в частности на Buick Enclave, GMC Acadia, Chevrolet Traverse

Идея совместить ремень и подушку безопасности носилась в умах многих разработчиков. Одним из первых в серии её смог реализовать Ford. Такая конструкция оберегает задних пассажиров нового «Эксплорера». При ударе воздушный мешок, уложенный в лямку, надувается, увеличивая площадь контакта. Это позволяет снизить удельное давление на тело и уменьшить вероятность травм. Подушки срабатывают лишь при серьезных авариях — при незначительных ударах достаточно одного ремня. Разработчики уверяют, что проводили испытания не только на манекенах, но и на добровольцах, причем разного роста, комплекции, пола и роста. Все остались довольны результатами

Современные системы раскрывают подушки не только вовремя, но и в зависимости от направления и силы столкновения автомобиля с препятствием. Ведь при несильных ударах излишне «жёсткий» мешок больше травмирует, чем спасает. Поэтому такие подушки (их ещё называют адаптивные) приводят в действие двухступенчатые газогенераторы. Блок управления анализирует информацию с датчиков и определяет временной интервал (от 5 до 50 мс) между срабатыванием первой и второй ступеней. Чем больше пауза, тем медленнее мешок наполняется газом и тем мягче он окажется. Если удар при столкновении очень сильный, оба заряда срабатывают одновременно, они обеспечат максимальное давление и жёсткость подушке. Но у всего есть предел — в очень тяжёлых случаях даже пристёгнутый человек через газовый подпор подушки безопасности может-таки достать головой до руля и деталей интерьера.

Городской «малыш» Toyota iQ, помимо «взрослого» комплекта подушек безопасности (здесь есть и фронтальные, и боковые подушки, и «шторки», и даже коленная подушка для водителя) имеет эйрбэги для защиты голов задних пассажиров. От задних подголовников до стекла третьей двери очень мало пространства, именно его и заполняют подушки при ударе в заднюю часть, чтобы максимально эффективно смягчить удар. Раскрываясь «короной» вокруг подголовников, «мешки» снижают риск травмирования головы и шеи при отскоке назад

Многие ошибочно полагают, что при аварии должны раскрыться все подушки. На деле современные системы управления подушками настроены так, чтобы выстреливали только те мешки, которые действительно необходимы. Автомобиль буквально начинён датчиками ускорений и ударов. Получая от них информацию, блок управления вычисляет, в какую часть машины пришелся удар и насколько он сильный. Далее подаётся питание на пиропатроны нужных подушек... Умные системы многих современных автомобилей способны распознавать, занято или нет пассажирское сиденье. Если оно пусто, там лежит куртка или портфель, то электроника подушку не раскроет. Кроме того, дополнительные данные система управления может получать от ультразвуковых датчиков, измеряющих рост и позу седока, и вносит коррективы в алгоритм срабатывания подушек и преднатяжителей ремней. Но надо помнить, каким бы современным ни был автомобиль, сколько подушек и прогрессивных систем в нём ни было, всё это эффективно работает только в том случае, если седоки пристёгнуты.

Анатолий Кучерявенко, Виталий Кабышев
Фото и видео: Виталий Кабышев, фирмы-производители, Euro NCAP и ADAC

auto.mail.ru

Подушка безопасности — Энциклопедия журнала "За рулем"

Подушка безопасности — система пассивной безопасности (Supplementary Restraint System, или SRS) в автомобиле. Предназначена для снижения скорости движения пассажира внутри автомобиля (и, как следствие, снижении удара) при столкновении. В английских текстах обозначается как airbag или SRS.
Подушка безопасности представляет собой эластичную оболочку, которая наполняется смесью газов. На раскрытие уходит не более 20 миллисекунд. Подушка сохраняет давление до 10 секунд, что может защитить людей при множественных столкновениях или при перевороте автомобиля. Адаптивная подушка меняет давление и степень раскрытия в зависимости от силы удара, а также может не раскрываться, если на сиденье нет пассажира или он не пристегнут ремнем безопасности.
Подушка водителя устанавливается, как правило, обычно на ступице руля, подушка пассажира - на торпедо, обычно над перчаточным ящиком.
Кроме фронтальных подушек безопасности, автомобили часто комплектуют боковыми подушками, они предназначены для уменьшения тяжести травм при боковом ударе автомобиля. Устанавливаются такие подушки обычно в дверях, спинках сидений. Надувные занавески, которые обычно размещаются в дверных стойках или над дверями, защищают головы пассажиров при боковых ударах или перевороте автомобиля.
Опционально можно доукомплектовать автомобиль также подушками для защиты коленей, ступней, а также для предотвращения подныривания при аварии под ремни безопасности.
Если подушки безопасности сработали, или если они вышли из строя, их следует заменить на новые, ремонту подушки не подлежат.

Алгоритм работы подушки безопасности

(в скобках указано время с момента удара)

• Удар
  
• Определение характера удара, принятие системой решения - прохождение команды об открытии подушки безопасности, либо отказ инициирования команды. (3 миллисекунды)
  
• Активация пиропатрона
  
• Образование азота для наполнения подушки
  
• Начало наполнения подушки (20 миллисекунд)
  
• Полное наполнение подушки (40 миллисекунд)
  
• В интервале 40-90 миллисекунд происходит удар пассажира о поверхность подушки
  
• Начало сдутия подушки (105 миллисекунд)
  

Схема работы подушки безопасности

Патрон весьма компактный, а продукты сгорания – безвредны. Сегодня используют сухое горючее – азид натрия (NaN3). Специальные фильтры пропускают в подушку только азот, задерживая опасный для здоровья газ.

wiki.zr.ru

Смотрите также

• 
  Чем перебить запах алкоголя и перегара
• 
  Регулировка клапанов змз 53
• 
  Код ошибки р0420
• 
  Стук в подвеске при езде по неровностям
• 
  Когда менять аккумулятор автомобиля
• 
  Как поставить турбину на карбюратор ваз 2109
• 
  Съемник маленьких подшипников
• 
  Подбор свечей денсо
• 
  Сколько билетов в пдд
• 
  Расчет диаметра колеса автомобиля
• 
  Спортивный мотоцикл для начинающих