Воздушная подушка — Airbag

Подушка система пассажира транспортного средства самоограничения , используя мешок , предназначенный для накачивания очень быстро, а затем быстро выкачать во время столкновения . Он состоит из подушки безопасности, гибкого тканевого мешка, модуля наддува и датчика удара. Подушка безопасности предназначена для обеспечения мягкой амортизации и удержания водителя в автомобиле при столкновении. Это может уменьшить травмы между движущимся пассажиром и салоном автомобиля.

Подушка безопасности обеспечивает энергопоглощающую поверхность между пассажирами автомобиля и рулевым колесом, приборной панелью, стойкой кузова, обшивкой потолка и лобовым стеклом . Современные автомобили могут содержать до 10 модулей подушек безопасности в различных конфигурациях, в том числе: водитель, пассажир, боковая шторка, сиденье, дверь, боковой удар, установленный на средней и задней стойке, коленный валик, надувной ремень безопасности и пешеход модули подушек безопасности.

Во время аварии датчики столкновения транспортного средства передают важную информацию в электронный блок управления подушек безопасности (ЭБУ), включая тип столкновения, угол и силу удара. Используя эту информацию, алгоритм столкновения ЭБУ подушки безопасности определяет, соответствует ли событие аварии критериям срабатывания, и запускает различные схемы запуска для срабатывания одного или нескольких модулей подушки безопасности в автомобиле. Работая в качестве дополнительной удерживающей системы к системам ремней безопасности автомобиля, срабатывание модуля подушки безопасности инициируется пиротехническим процессом, который предназначен для однократного использования. Новые модули подушек безопасности для защиты от бокового удара состоят из баллонов со сжатым воздухом, которые срабатывают при боковом ударе автомобиля.

Первые коммерческие образцы были представлены в легковых автомобилях в 1970-х годах с ограниченным успехом и фактически привели к гибели людей. Широкое коммерческое внедрение подушек безопасности произошло на многих рынках в конце 1980-х — начале 1990-х годов с подушкой безопасности водителя, а также подушкой безопасности переднего пассажира на некоторых автомобилях, и многие современные автомобили теперь включают шесть или более единиц.

СОДЕРЖАНИЕ

• 2.3.1 Фронтальная подушка безопасности

• 3.1 Условия срабатывания

Активная и пассивная безопасность

Подушки безопасности считаются «пассивными» удерживающими устройствами и служат дополнением к «активным» удерживающим устройствам. Поскольку для активации или использования подушки безопасности от водителя не требуется никаких действий, она считается «пассивным» устройством. Это отличается от ремней безопасности , которые считаются «активными» устройствами, потому что водитель транспортного средства должен действовать, чтобы включить их.

Эта терминология не имеет отношения к активной и пассивной безопасности , которые, соответственно, представляют собой системы, предназначенные в первую очередь для предотвращения столкновений, и системы, разработанные для минимизации последствий столкновений после их возникновения. В этом случае антиблокировочная тормозная система автомобиля квалифицируется как устройство активной безопасности, а ее ремни безопасности и подушки безопасности квалифицируются как устройства пассивной безопасности. Дальнейшая терминологическая путаница может возникнуть из-за того факта, что пассивные устройства и системы — те, которые не требуют ввода или действий со стороны пассажира транспортного средства — могут работать независимо в активном режиме; подушка безопасности — одно из таких устройств. Специалисты по безопасности транспортных средств обычно осторожно используют язык, чтобы избежать такого рода путаницы, хотя рекламные принципы иногда препятствуют такой семантической осторожности в потребительском маркетинге средств безопасности. Еще больше сбивая с толку терминологию, сообщество по безопасности полетов использует термины «активный» и «пассивный» в противоположном смысле, чем в автомобильной промышленности.

История

Происхождение

Подушка безопасности «для покрытия самолетов и других частей транспортных средств» восходит к патенту Соединенных Штатов, представленному в 1919 году двумя стоматологами, Гарольдом Раундом и Артуром Парроттом из Бирмингема, Англия, и одобренного в 1920 году. еще в 1951 году. Подушка безопасности, специально предназначенная для использования в автомобилях, была приписана независимо американцу Джону У. Хетрику, который 5 августа 1952 года подал заявку на патент на подушку безопасности, которая была предоставлена ​​Патентным бюро США № 2,649,311 18 августа 1953 года. Немецкий инженер. Вальтер Линдерер, который подал немецкий патент № 896,312 6 октября 1951 года, был выдан 12 ноября 1953 года, примерно через три месяца после американца Джона Хетрика. Подушки безопасности Хетрика и Линдерера были основаны на системе сжатого воздуха, срабатываемой либо пружиной, контактом с бампером, либо водителем. Более поздние исследования в 1960-х годах показали, что сжатый воздух не может надуть механические подушки безопасности достаточно быстро, чтобы обеспечить максимальную безопасность, что привело к нынешним химическим и электрическим подушкам безопасности. В заявках на патенты производители иногда используют термин «надувные удерживающие системы пассажиров».

Хетрик был промышленным инженером и военнослужащим ВМС США . Однако его конструкция подушки безопасности появилась только тогда, когда он объединил свой опыт работы с военно-морскими торпедами со своим желанием защитить свою семью на дороге. К сожалению, несмотря на то, что он работал с крупнейшими производителями автомобилей того времени, ни одна компания не инвестировала в идею Хетрика. Хотя теперь подушки безопасности требуются в каждом автомобиле, продаваемом в Соединенных Штатах, патентная заявка Hetrick в 1951 году служит примером «ценного» изобретения, имеющего небольшую экономическую ценность для его изобретателя. Его первое коммерческое использование не было реализовано до истечения срока действия патента в 1971 году, когда подушка безопасности была установлена ​​в нескольких экспериментальных автомобилях Ford .

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

В 1967 году прорыв в разработке датчиков удара подушек безопасности произошел, когда Аллен К. Брид изобрел механизм «шарик в трубе» для обнаружения столкновений. Согласно его системе, электромеханический датчик со стальным шариком, прикрепленным к трубке с помощью магнита , надувает подушку безопасности менее чем за 30 миллисекунд. Впервые при надувании вместо сжатого воздуха использовался небольшой взрыв азида натрия . Затем Breed Corporation продала эту новинку компании Chrysler . Аналогичный противоударный предохранитель «Auto-Ceptor», разработанный компанией Eaton, Yale & Towne для Ford, вскоре также был предложен в качестве автоматической системы безопасности в Соединенных Штатах, в то время как итальянская компания Eaton-Livia предложила вариант с локализованным воздухом. подушки.

В начале 1970-х General Motors начала предлагать автомобили, оснащенные подушками безопасности, первоначально в купленных правительством седанах Chevrolet Impala 1973 года. Эти автомобили поставлялись с приборной панелью Oldsmobile в стиле 1974 года и специальным рулевым колесом с подушкой безопасности на стороне водителя. Два из этих автомобилей прошли краш-тесты через 20 лет, и подушки безопасности сработали идеально. Ранний образец автомобилей с подушками безопасности сохранился по состоянию на 2009 год. Oldsmobile Toronado от GM был первым отечественным автомобилем в США, оснащенным подушкой безопасности пассажира. General Motors продавала свои первые модули подушек безопасности под названием «Система удержания воздушной подушки» или ACRS. Автопроизводитель прекратил выпуск этого варианта для своего 1977 модельного года , сославшись на отсутствие интереса со стороны потребителей. Затем Ford и GM потратили годы на лоббирование требований о подушках безопасности, утверждая, что эти устройства неосуществимы и неуместны. Chrysler сделал подушки безопасности на стороне водителя стандартом для моделей 1988–1989 годов, но они не получили широкого распространения в американских автомобилях до начала 1990-х годов.

Вместо ремней безопасности

Подушки безопасности для легковых автомобилей были введены в Соединенных Штатах в 1970-х годах, когда показатели использования ремней безопасности в стране были довольно низкими по сравнению с современными. Ford построил экспериментальные автомобили с подушками безопасности в 1971 году. Allstate эксплуатировала парк из 200 Mercury Montereys и продемонстрировала надежность подушек безопасности, а также их работу в краш-тестах, что также было продвинуто страховой компанией в рекламных объявлениях популярных журналов. General Motors последовала в 1973 году, использовав полноразмерные автомобили Chevrolet. Первый парк экспериментальных автомобилей GM, оснащенных подушками безопасности, потерпел семь смертельных случаев, один из которых, как позже предполагалось, был вызван подушкой безопасности.

В 1974 году GM сделала свою систему ACRS (которая состояла из мягкой нижней приборной панели и подушки безопасности на стороне пассажира) доступной в качестве стандартной производственной опции (код RPO AR3) для полноразмерных моделей Cadillac, Buick и Oldsmobile. Автомобили GM 1970-х годов, оснащенные ACRS, имели подушку безопасности на стороне водителя, ограничитель колен на стороне водителя. Подушка безопасности на стороне пассажира защищала обоих передних пассажиров и, в отличие от большинства современных систем, интегрировала подушку для коленей и туловища, а также имела двухступенчатое раскрытие, обусловленное силой удара. Автомобили, оборудованные ACRS, имели поясные ремни для всех сидений, но не имели плечевых ремней. Ремни безопасности уже были обязательными в Соединенных Штатах на закрытых автомобилях без подушек безопасности для водителя и переднего пассажира, но GM решила продавать свои подушки безопасности вместо плечевых ремней. Цена на эту опцию для моделей Cadillac составляла 225 долларов США в 1974 году, 300 долларов в 1975 году и 340 долларов в 1976 году (1546 долларов США в долларах 2020 года).

Ранняя разработка подушек безопасности совпала с международным интересом к законодательству в области безопасности автомобилей. Некоторые эксперты по безопасности выступали за стандарт защиты пассажиров, основанный на характеристиках, вместо того, чтобы предписывать конкретное техническое решение (которое может быстро устареть и оказаться неэффективным с точки зрения затрат ). Однако меньше внимания уделялось другим конструкциям, поскольку страны успешно ввели ограничения на использование ремней безопасности.

В качестве дополнительной удерживающей системы

Фронтальная подушка безопасности

Автомобильная промышленность, а также исследовательские и регулирующие сообщества отошли от своего первоначального взгляда на подушку безопасности как на замену ремня безопасности, и теперь сумки номинально обозначаются как дополнительные удерживающие системы ( SRS ) или дополнительные надувные удерживающие устройства.

В 1981 году Mercedes-Benz представил подушку безопасности в Западной Германии в качестве опции для своей флагманской модели седана S-класса (W126) . В системе Mercedes датчики автоматически натягивали ремни безопасности, чтобы уменьшить движение пассажиров при ударе (теперь это обычная особенность), а затем при ударе срабатывали подушку безопасности. Благодаря этому ремни безопасности и подушка безопасности были интегрированы в удерживающую систему, а не подушка безопасности, которая рассматривалась как альтернатива ремню безопасности.

В 1987 году Porsche 944 Turbo стал первым автомобилем, оснащенным подушками безопасности водителя и пассажира в качестве стандартного оборудования. У Porsche 944 и 944S это было как доступная опция. В том же году появилась первая подушка безопасности в японском автомобиле Honda Legend .

В 1988 году Chrysler стал первым автопроизводителем в США, который установил боковую подушку безопасности водителя в качестве стандартного оборудования, которое предлагалось в шести различных моделях. В следующем году Chrysler стал первым производителем автомобилей в США, который предложил подушки безопасности для водителя во всех своих новых пассажирских моделях. Chrysler также начал показывать подушки безопасности в рекламных объявлениях, показывающих, как устройства спасали жизни, что помогло обществу понять их ценность, а безопасность стала преимуществом продаж в конце 1980-х годов. Все версии минивэнов Chrysler поставлялись с подушками безопасности, начиная с 1991 модельного года. В 1993 году Lincoln Motor Company хвасталась, что все автомобили в их модельном ряду были оснащены двойными подушками безопасности, одна на стороне водителя, а другая — на стороне пассажира. 1993 Jeep Grand Cherokee стал первым SUV , чтобы предложить водительской боковой подушки безопасности , когда он был запущен в 1992 году водитель и пассажир подушки безопасности стали стандартным оборудованием во всех Dodge Intrepid , Eagle Vision и Chrysler Concorde седанов впереди всех правил техники безопасности. В начале 1993 года с конвейера сошел 4-миллионный автомобиль Chrysler, оборудованный подушками безопасности. В октябре 1993 года Dodge Ram стал первым пикапом со стандартной подушкой безопасности на стороне водителя.

Первое известное столкновение между двумя автомобилями с подушками безопасности произошло 12 марта 1990 года в Вирджинии , США. Chrysler LeBaron 1989 года пересек центральную линию и врезался в лобовое столкновение с другим Chrysler LeBaron 1989 года выпуска, в результате чего сработали обе подушки безопасности водителя. Водители получили незначительные травмы, несмотря на значительные повреждения транспортных средств.

Закон 1991 года об эффективности интермодального наземного транспорта Соединенных Штатов требовал, чтобы легковые автомобили и легкие грузовики, построенные после 1 сентября 1998 года, имели подушки безопасности для водителя и правого переднего пассажира. В Соединенных Штатах, по оценкам НАБДД, к 1 сентября 1999 года с помощью подушек безопасности было спасено более 4600 жизней; однако опыт аварийного развертывания установок начала 1990-х годов показал, что некоторые смертельные случаи и серьезные травмы на самом деле были вызваны подушками безопасности. В 1998 году NHTSA ввело новые правила для усовершенствованных подушек безопасности, которые дали автопроизводителям больше гибкости в разработке эффективных технологических решений. Пересмотренные правила также требуют улучшенной защиты пассажиров разных размеров независимо от того, используют ли они ремни безопасности, при минимизации риска для младенцев, детей и других пассажиров, вызванного подушками безопасности.

В Европе о подушках безопасности почти не слышали до начала 1990-х годов. К 1991 году , четыре производителя — BMW , Honda , Mercedes-Benz и Volvo — предложил подушку безопасности на некоторых из своих более дорогих моделей, но вскоре после этого, подушки безопасности стала обычным явлением на более массовых автомобилях, с Форд и Vauxhall / Opel бытия среди производителей, которые представили подушку безопасности в своих модельных рядах в 1992 году. Вскоре после этого последовали Citroën , Fiat , Nissan , Hyundai , Peugeot , Renault и Volkswagen .

К 1999 году найти новый массовый автомобиль без подушки безопасности, по крайней мере в качестве дополнительного оборудования, было сложно, и некоторые продукты конца 1990-х годов, такие как Volkswagen Golf Mk4 , также имели боковые подушки безопасности. Peugeot 306 является одним из примеров эволюции европейской автомобильной массового рынка: начиная с началом 1993 года, большинство из этих моделей не предлагает даже подушки безопасности водителя в качестве опции, но к 1999 году, даже боковые подушки безопасности были доступны на несколько вариантов. Audi опоздала с предложением систем подушек безопасности в более широком масштабе, поскольку даже в 1994 модельном году ее популярные модели не предлагали подушки безопасности. Вместо этого немецкий автопроизводитель до тех пор полагался исключительно на свою запатентованную систему удержания Procon-ten на основе кабеля .

Примерно с 2000 года подушки безопасности для защиты от бокового удара стали обычным явлением даже для автомобилей малого и среднего класса, таких как версии Ford Fiesta и Peugeot 206 с меньшим двигателем , а шторки безопасности также стали обычным явлением на автомобилях массового спроса. Toyota Avensis , запущенный в 2003 году, был первым массовый рынок автомобиль , который будет продаваться в Европе с девятью подушками безопасности.

Передние подушки безопасности с регулируемым усилием срабатывания были разработаны, чтобы минимизировать травмы от самой подушки безопасности.

Появление подушки безопасности способствовало резкому снижению числа смертей и серьезных травм на дорогах Европы с 1990 года, и к 2010 году количество автомобилей на европейских дорогах без подушки безопасности составляло очень небольшой процент автомобилей, в основном остальные автомобили датируются серединой 1990-х годов или ранее.

Многие новые автомобили в Латинской Америке, в том числе Kia Picanto , Kia Rio , Hyundai Accent и Suzuki Alto , по-прежнему регулярно продаются без подушек безопасности, поскольку ни подушки безопасности, ни автоматические тормозные системы в новых автомобилях не являются обязательными в Латинской Америке.

Форма подушек безопасности

Citroën C4 при условии , что первый « в форме» подушка безопасности водителя, стали возможными благодаря необычному фиксированному концентратору рулевого колеса этого автомобиля.

Боковая подушка безопасности

По сути, сегодня обычно используются два типа боковых подушек безопасности — боковая подушка безопасности для торса и боковая подушка безопасности.

Большинство автомобилей, оснащенных боковыми подушками безопасности, также имеют боковые подушки безопасности для туловища. Однако на некоторых автомобилях, таких как Chevrolet Cobalt , Chevrolet Silverado / GMC Sierra 2007–2009 годов и Dodge Ram 2009–2012 годов, боковая подушка безопасности отсутствует.

Hyundai Motor Group объявила о разработке центральной боковой подушки безопасности 18 сентября 2019 года. Она устанавливается внутри водительского сиденья и срабатывает в момент обнаружения удара.

Боковая подушка безопасности туловища

Боковые подушки безопасности или боковые подушки безопасности для туловища — это категория подушек безопасности, обычно расположенных в сиденье или дверной панели и срабатывающих между сиденьем и дверью. Эти подушки безопасности разработаны для снижения риска травм таза и нижней части живота. Большинство транспортных средств в настоящее время оборудуются различными типами конструкций, чтобы снизить риск травм и выброса из транспортного средства при столкновении с опрокидыванием. Более поздние конструкции боковых подушек безопасности включают двухкамерную систему; более твердая нижняя камера для тазовой области и более мягкая верхняя камера для грудной клетки.

Шведская компания Autoliv AB получила патент на боковые подушки безопасности. Впервые они были предложены в качестве опции в 1994 году на Volvo 850 1995 года и в качестве стандартного оборудования для всех автомобилей Volvo, выпущенных после 1995 года. В 1997 году Saab представила первые комбинированные подушки безопасности. подушки безопасности для головы и туловища с запуском Saab 9-5.

Некоторые автомобили, такие как Volkswagen Polo Mk.5 2010 года выпуска, имеют комбинированные подушки безопасности для головы и туловища. Они установлены в спинке передних сидений и защищают голову и туловище.

Боковая трубчатая или шторная подушка безопасности

В 1997 году BMW 7-й и 5-й серии оснащались головными боковыми подушками безопасности трубчатой ​​формы (надувная трубчатая конструкция) и «Системой защиты головы (HPS)» в качестве стандартного оборудования. Эта подушка безопасности была разработана для защиты головы при боковом столкновении, а также для защиты от опрокидывания до семи секунд. Однако эта трубчатая конструкция подушки безопасности была быстро заменена надувной подушкой безопасности типа «занавес».

В мае 1998 года , Toyota начала предлагать подушку безопасности бокового занавеса развертывается с крыши на Progres . В 1998 году Volvo S80 получил навесные подушки безопасности на крыше для защиты как передних, так и задних пассажиров. Затем с 2000 года подушки безопасности-занавески стали стандартным оборудованием всех новых автомобилей Volvo, за исключением первого поколения C70 , который получил увеличенную боковую подушку безопасности для торса, которая также защищает головы пассажиров на передних сиденьях. Кабриолет C70 второго поколения получил первые в мире дверные подушки безопасности с боковыми занавесками, развернутые вверх.

Говорят, что шторки безопасности сокращают травмы головного мозга или смертельные случаи на 45% при боковом ударе внедорожника. Эти подушки безопасности бывают различных форм (например, трубчатые, шторные, устанавливаемые на двери) в зависимости от потребностей применения. Многие современные внедорожники и минивэны имеют длинную надувную шторку безопасности, которая защищает все ряды сидений.

Во многих транспортных средствах шторные подушки безопасности запрограммированы на срабатывание при некоторых / всех лобовых ударах для управления кинетикой пассажира (например, удар головой о центральную стойку при отскоке), особенно при столкновениях со смещением, таких как краш-тест IIHS с небольшим перекрытием.

Шторная подушка безопасности с датчиком крена (RSCA)

Подушки безопасности с датчиком крена отличаются от обычных боковых шторок безопасности. Они спроектированы так, чтобы оставаться надутыми в течение более длительного времени, закрывать большую часть окна и развертываться при падении при опрокидывании. Они защищают головы пассажиров и помогают предотвратить их выброс. Внедорожники и пикапы с большей вероятностью будут оснащены RSCA из-за их более высокой вероятности опрокидывания, и часто переключатель может отключить эту функцию, если водитель хочет увести автомобиль по бездорожью.

Коленная подушка безопасности

Вторая подушка безопасности со стороны водителя и отдельная подушка безопасности для коленей использовались во внедорожнике Kia Sportage и с тех пор входят в стандартную комплектацию. Подушка безопасности расположена под рулевым колесом.

Toyota Caldina представила первую водительский боковую подушку безопасность SRS колена на японском рынке в 2002 году Toyota Avensis стала первым автомобилем , продаваемым в Европе оборудована подушкой безопасности для колен водителя. EuroNCAP сообщил о 2003 Avensis, «Там было много усилий , чтобы защитить колени и ноги водителя и подушку безопасности колена работал хорошо.» С тех пор некоторые модели также оснащены подушками безопасности для защиты коленей переднего пассажира, которые срабатывают рядом с перчаточным ящиком или над ним в случае аварии. Коленные подушки безопасности предназначены для уменьшения травм ног. Коленная подушка безопасности становится все более распространенной с 2000 года.

Трехкамерная подушка безопасности пассажира

В 2019 году Honda объявила, что с 2021 года представит новую технологию подушек безопасности. Эта новая конструкция подушки безопасности, разработанная отделом исследований и разработок Honda в Огайо, США, включает три надувные камеры, соединенные спереди «ненадувной парусной панелью». Две внешние камеры больше средней камеры. Когда подушка безопасности срабатывает, парусная панель защищает голову пассажира от удара о подушку безопасности, а три камеры удерживают голову пассажира на месте, как рукавица ловца. Цель трехкамерной подушки безопасности — помочь «остановить движение головы на высокой скорости», тем самым уменьшая вероятность сотрясения мозга при столкновении. Первым автомобилем с трехкамерной подушкой безопасности, установленной на заводе, стал Acura TLX 2021 года. Honda надеется, что новая технология скоро появится во всех автомобилях.

Задняя подушка безопасности

В 2008 году новый микрокар Toyota iQ был оснащен первой серийной задней подушкой безопасности, защищающей головы пассажиров сзади в случае удара сзади.

Подушка безопасности сиденья

Еще одной особенностью Toyota iQ была подушка безопасности на пассажирском сиденье, которая не позволяла тазу нырнуть ниже поясного ремня безопасности при лобовом ударе или погружении в воду. Более поздние модели Toyota, такие как Yaris, также добавили эту функцию на сиденье водителя.

Центральная подушка безопасности

В 2009 году Toyota разработала первую серийную центральную подушку безопасности для задних сидений, предназначенную для снижения серьезности вторичных травм задних пассажиров при боковом столкновении. Эта система развертывается с заднего центрального сиденья, впервые появившегося на Crown Majesta . В конце 2012 года General Motors вместе с поставщиком Takata представила переднюю центральную подушку безопасности; он складывается с места водителя.

Некоторые автомобили, планируемые к выпуску в 2020 году, будут оснащены центральными подушками безопасности; Polestar 2 , VW ID.3 ., Toyota Yaris

Подушка безопасности ремня безопасности

Подушка безопасности с ремнем безопасности предназначена для лучшего распределения сил, испытываемых пристегнутым человеком при аварии, за счет увеличенной площади ремня безопасности. Это делается для уменьшения возможных травм грудной клетки или груди владельца ремня.

• 2010: Ford Explorer и 2013 Ford Flex : дополнительные подушки безопасности с ремнем безопасности для задних пассажиров; стандарт на Lincoln MKT 2013 года
• 2010: у Lexus LFA появились подушки безопасности водителя и пассажира с ремнями безопасности.
• 2013: Mercedes-Benz S-Class (W222)обзавелся ремнями безопасности на задних сиденьях
• 2014: Ford Mondeo Mk IV имеет дополнительные подушки безопасности с ремнями безопасности для двух крайних сидений.

Cessna Aircraft также представила подушки безопасности с ремнями безопасности. Они соответствуют стандарту 2003 года для моделей 172, 182 и 206.

Подушка безопасности пешехода

Подушки безопасности , устанавливаемые снаружи транспортных средств, так называемые подушки безопасности для пешеходов , предназначены для снижения травм в случае столкновения транспортного средства с пешеходом. При обнаружении столкновения подушка безопасности раскрывается и покрывает твердые участки, такие как передние стойки и края капота, прежде чем пешеход сможет ударить по ним. Когда Volvo V40 был представлен в 2012 году, он включал в себя первую в мире подушку безопасности для пешеходов в стандартной комплектации. В результате V40 занял самое высокое место (88%) в пешеходных тестах EuroNCAP. Land Rover Discovery 2014 года также был оснащен подушкой безопасности для пешеходов.

Производители

Поставщики подушек безопасности SRS включают Autoliv , Daicel , Takata , TRW и KSS, который переименован в Takata, бывший Breed, одним из пионеров в этой области. Большинство датчиков удара подушек безопасности производит компания Lanka Harness.

Операция

Подушки безопасности в автомобиле управляются центральным блоком управления подушками безопасности (ACU), конкретным типом ECU . ACU контролирует ряд связанных датчиков в автомобиле, включая акселерометры , датчики удара, датчики бокового (дверного) давления, датчики скорости вращения колес , гироскопы , датчики тормозного давления и датчики занятости сиденья. Часто ACU регистрируют эти и другие данные датчика в кольцевом буфере и записывают их во встроенную энергонезависимую память, чтобы предоставить следователям моментальный снимок события сбоя. Таким образом, ACU часто функционирует как регистратор данных о событиях транспортного средства ; не все EDR являются ACU, и не все ACU включают функции EDR. ACU обычно включает в себя конденсаторы в своей схеме, так что модуль остается под напряжением и может задействовать подушки безопасности в случае, если соединение аккумулятора транспортного средства с ACU разорвано во время аварии.

Сама сумка и ее механизм надувания скрыты внутри выступа рулевого колеса (для водителя) или приборной панели (для переднего пассажира) за пластиковыми клапанами или дверцами, которые предназначены для разрыва под действием надувания сумки. Как только требуемый порог будет достигнут или превышен, блок управления подушкой безопасности инициирует воспламенение топлива газогенератора, чтобы быстро надуть тканевый мешок. Когда водитель транспортного средства сталкивается с мешком и сжимает его, газ регулируемым образом выходит через небольшие вентиляционные отверстия. Объем подушки безопасности и размер вентиляционных отверстий в ней адаптированы для каждого типа транспортного средства, чтобы распределить замедление (и, следовательно, силу, испытываемую) пассажиром с течением времени и по телу пассажира, по сравнению с одним ремнем безопасности.

Сигналы от различных датчиков поступают в блок управления подушек безопасности, который определяет по ним угол удара, тяжесть или силу столкновения, а также другие переменные. В зависимости от результата этих расчетов, ACU может также задействовать различные дополнительные удерживающие устройства, такие как преднатяжители ремней безопасности и / или подушки безопасности (включая фронтальные подушки для водителя и переднего пассажира, а также боковые подушки, установленные на сиденье, и » шторные »подушки безопасности, закрывающие боковое стекло). Каждое удерживающее устройство обычно активируется одним или несколькими пиротехническими устройствами, обычно называемыми инициатором или электрическим спичкой . Электрическая спичка, которая состоит из электрического проводника, обернутого горючим материалом, активируется импульсом тока от 1 до 3 ампер менее чем за 2 миллисекунды. Когда проводник становится достаточно горячим, он воспламеняет горючий материал, который запускает газогенератор. В устройстве предварительного натяжения ремня безопасности этот горячий газ используется для приведения в действие поршня, который вытягивает провисание ремня безопасности. В подушке безопасности инициатор используется для воспламенения твердого топлива внутри надувного устройства подушки безопасности. Горящий порох образует инертный газ, который быстро надувает подушку безопасности примерно за 20-30 миллисекунд. Подушка безопасности должна надуваться быстро, чтобы полностью надуть ее к тому моменту, когда человек, идущий впереди, достигнет ее внешней поверхности. Обычно решение о срабатывании подушки безопасности при лобовом столкновении принимается в течение 15–30 миллисекунд после начала столкновения, а подушки безопасности водителя и пассажира полностью надуваются в течение примерно 60–80 миллисекунд после первого момента контакта с автомобилем. Если подушка безопасности срабатывает слишком поздно или слишком медленно, может возрасти риск травмы пассажира от контакта с надувной подушкой безопасности. Поскольку между пассажиром и приборной панелью обычно существует большее расстояние, подушка безопасности пассажира больше и требует большего количества газа для ее заполнения.

Более старые системы подушек безопасности содержали смесь азида натрия (NaN ₃ ), KNO ₃ и SiO ₂ . Типичная подушка безопасности на стороне водителя содержит приблизительно 50–80 г NaN ₃ , а подушка безопасности большего размера на стороне пассажира — около 250 г. В течение примерно 40 миллисекунд после удара все эти компоненты вступают в три отдельные реакции, в результате которых образуется газообразный азот. Реакции по порядку следующие.

1. 2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ (г)
2. 10 Na + 2 KNO ₃ → K ₂ O + 5 Na ₂ O + N ₂ (г)
3. K ₂ O + Na ₂ O + 2 SiO ₂ → K ₂ SiO ₃ + Na ₂ SiO ₃

Первые две реакции создают 4 молярных эквивалентов газообразного азота, а третий преобразует остальные реагенты относительно инертного силиката калия и силиката натрия . Причина, по которой используется KNO _3, а не что-то вроде NaNO _3, заключается в том, что он менее гигроскопичен. Очень важно, чтобы материалы, используемые в этой реакции, не были гигроскопичными, потому что поглощенная влага может десенсибилизировать систему и привести к сбою реакции.

Размер частиц исходных реагентов важен для надежной работы. NaN ₃ и KNO ₃ должны быть от 10 до 20 мкм , а SiO ₂ — от 5 до 10 мкм.

Продолжаются попытки найти альтернативные соединения, которые можно использовать в подушках безопасности, которые содержат менее токсичные реагенты. В журнальной статье Акиёши и др. Было обнаружено, что при реакции комплексного нитрата Sr (Sr (NH ₂ NHCONHNH ₂ ) ∙ (NO ₃ ) ₂ ) карбогидразида (SrCDH) с различными окислителями в результате выделение газов N ₂ и CO ₂ . Использование KBrO ₃ в качестве окислителя привело к наиболее бурной реакции, а также к самой низкой начальной температуре реакции. Выделившиеся газы N ₂ и CO ₂ составляют 99% всех выделившихся газов. Почти все исходные материалы не разлагаются до тех пор, пока температура не достигнет 500 ° C или выше, поэтому это может быть жизнеспособным вариантом в качестве генератора газа для подушки безопасности. В патенте, содержащем еще одну возможную альтернативу подушкам безопасности с приводом от NaN ₃ , газообразующие материалы включали использование нитрата гуанидина , 5- аминотетразола, дигидрата битетразола, нитроимидазола и основного нитрата меди . Было обнаружено, что эти неазидные реагенты обеспечивают менее токсичную реакцию с более низкой температурой горения и более простую в использовании систему надувания подушки безопасности.

Передние подушки безопасности обычно не защищают пассажиров во время боковых, задних или переворачивающихся наездов. Поскольку подушки безопасности срабатывают только один раз и быстро сдуваются после первого удара, они не будут полезны во время последующего столкновения. Ремни безопасности помогают снизить риск травм при многих типах аварий. Они помогают правильно расположить пассажиров, чтобы максимально использовать преимущества подушки безопасности, и помогают удерживать пассажиров во время первоначального и любых последующих столкновений.

В транспортных средствах, оборудованных системой определения опрокидывания, акселерометры и гироскопы используются для определения начала события опрокидывания. Если событие опрокидывания определено как неизбежное, срабатывают боковые шторки безопасности, чтобы защитить пассажира от контакта с боковой частью салона автомобиля, а также предотвратить его выброс при опрокидывании автомобиля.

Условия срабатывания

Подушки безопасности предназначены для срабатывания при лобовых и почти лобовых столкновениях, более серьезных, чем порог, определяемый правилами, регулирующими конструкцию транспортного средства на любом конкретном рынке, для которого он предназначен: правила США требуют развертывания при столкновениях, по крайней мере, при замедлении, эквивалентном 23 км. Столкновение с препятствием (14 миль / ч) или аналогичным образом столкновение с припаркованным автомобилем аналогичного размера через всю переднюю часть каждого транспортного средства примерно на удвоенной скорости. Международные правила основаны на характеристиках, а не на технологиях, поэтому порог срабатывания подушки безопасности зависит от общей конструкции автомобиля.

В отличие от краш-тестов с препятствиями, в реальных условиях столкновения обычно происходят не под углом, а непосредственно в передней части автомобиля, и силы удара обычно неравномерно распределяются по передней части автомобиля. Следовательно, относительная скорость между пораженным и пораженным транспортным средством, необходимая для срабатывания подушки безопасности при реальной аварии, может быть намного выше, чем при эквивалентном столкновении с барьером. Поскольку датчики подушек безопасности измеряют замедление, скорость автомобиля не является хорошим индикатором срабатывания подушки безопасности. Подушки безопасности могут сработать из-за удара ходовой части автомобиля о низкий объект, выступающий над проезжей частью из-за замедления.

Датчик подушки безопасности представляет собой акселерометр MEMS , который представляет собой небольшую интегральную схему со встроенными микромеханическими элементами. Микроскопический механический элемент перемещается в ответ на быстрое замедление, и это движение вызывает изменение емкости, которое обнаруживается электроникой на микросхеме, которая затем отправляет сигнал на срабатывание подушки безопасности. Наиболее распространенным используемым акселерометром MEMS является ADXL-50 от Analog Devices , но есть и другие производители MEMS.

Первые попытки использовать ртутные выключатели не увенчались успехом. До появления MEMS основная система, используемая для срабатывания подушек безопасности, называлась « роламит ». Роламит — это механическое устройство, состоящее из ролика, подвешенного на натянутой ленте. Благодаря особой геометрии и свойствам материала, ролик может свободно перемещаться с небольшим трением или гистерезисом . Это устройство было разработано в Sandia National Laboratories . Роламит и аналогичные макромеханические устройства использовались в подушках безопасности до середины 1990-х годов, когда их повсеместно заменили на МЭМС.

Почти все подушки безопасности спроектированы так, чтобы автоматически срабатывать в случае возгорания автомобиля, когда температура достигает 150–200 ° C (300–400 ° F). Эта функция безопасности, часто называемая самовоспламенением, помогает гарантировать, что такие температуры не вызовут взрыв всего модуля подушки безопасности.

Сегодня алгоритмы срабатывания подушек безопасности становятся намного сложнее. Они пытаются сократить количество ненужных развертываний и адаптировать скорость развертывания к условиям сбоя. Алгоритмы считаются ценной интеллектуальной собственностью . Экспериментальные алгоритмы могут учитывать такие факторы, как вес пассажира, расположение сиденья, использование ремня безопасности и даже пытаться определить наличие детского кресла .

Инфляция

Когда передние подушки безопасности срабатывают, сигнал посылается на блок накачки в блоке управления подушками безопасности. Воспламенитель запускает быструю химическую реакцию, вырабатывая в основном газообразный азот (N ₂ ), который заполняет подушку безопасности, заставляя ее раскрыться через крышку модуля. В некоторых технологиях подушек безопасности используется сжатый азот или аргон с пиротехническим клапаном («гибридный газогенератор»), в то время как в других технологиях используются различные энергетические топлива . Хотя пропелленты, содержащие высокотоксичный азид натрия (NaN ₃ ), были обычным явлением в ранних конструкциях инфляторов, в использованных подушках безопасности токсичный азид натрия практически не обнаружен.

Азидсодержащие пиротехнические газогенераторы содержат значительное количество топлива. Подушка безопасности на стороне водителя будет содержать канистру, содержащую около 50 граммов азида натрия. Контейнер со стороны пассажира вмещает около 200 граммов азида натрия.

Альтернативные пропелленты могут включать, например, комбинацию нитрогуанидина , фазо-стабилизированного нитрата аммония (NH ₄ NO ₃ ) или другого неметаллического окислителя и богатого азотом топлива, отличного от азида (например, тетразолов , триазолов и их солей). Модификаторами скорости горения в смеси могут быть нитрат щелочного металла (NO ₃ -) или нитрит (NO ₂ -), дицианамид или его соли, боргидрид натрия (NaBH ₄ ) и т. Д. Охлаждающими жидкостями и шлакообразователями могут быть, например, глина , диоксид кремния , оксид алюминия , стекло и т. д. Другими альтернативами являются, например, пропелленты на основе нитроцеллюлозы (которые имеют высокий выход газа, но плохую стабильность при хранении, а их кислородный баланс требует вторичного окисления продуктов реакции, чтобы избежать накопления монооксида углерода) или азот с высоким содержанием кислорода. -свободные органические соединения с неорганическими окислителями (например, ди- или трикарбоновые кислоты с хлоратами (ClO ₃ -) или перхлоратами (ClO ₄ -) и, в конечном итоге, оксидами металлов; безазотный состав позволяет избежать образования токсичных оксидов азота ).

С момента возникновения сбоя весь процесс развертывания и надувания занимает около 0,04 секунды. Поскольку транспортные средства так быстро меняют скорость при столкновении, подушки безопасности должны быстро надуваться, чтобы снизить риск удара пассажира о салон автомобиля.

Развертывание переменной силы

Разрабатываются передовые технологии подушек безопасности, чтобы адаптировать развертывание подушки безопасности к серьезности аварии, размеру и позе пассажира транспортного средства, использованию ремня безопасности и тому, насколько близко этот человек находится к реальной подушке безопасности. Во многих из этих систем используются многоступенчатые инфляторы, которые при умеренных авариях поэтапно раскрываются с меньшей силой, чем при очень серьезных. Устройства обнаружения пассажиров позволяют блоку управления подушкой безопасности узнать, находится ли кто-либо на сиденье рядом с подушкой безопасности, массу / вес человека, используется ли ремень безопасности или детское удерживающее устройство, а также находится ли человек на сиденье впереди и закрывается ли он. к подушке безопасности. Основываясь на этой информации и информации о серьезности аварии, подушка безопасности срабатывает либо с высокой силой, либо с меньшей силой, либо вообще не срабатывает.

В адаптивных системах подушек безопасности могут использоваться многоступенчатые подушки безопасности для регулировки давления внутри подушки безопасности. Чем больше давление внутри подушки безопасности, тем большее усилие она будет оказывать на пассажиров, когда они с ней соприкасаются. Эти настройки позволяют системе раскрывать подушку безопасности с умеренной силой для большинства столкновений; резервируйте подушку безопасности максимальной силы только на случай самых серьезных столкновений. Также могут использоваться дополнительные датчики для определения местоположения, веса или относительного размера пассажиров. Информация о пассажирах и серьезности аварии используется блоком управления подушками безопасности, чтобы определить, следует ли подавлять или срабатывать подушки безопасности, и если да, то на различных уровнях мощности.

После развертывания

В результате химической реакции происходит выброс азота, который надувает мешок. Как только подушка безопасности срабатывает, выпуск воздуха начинается немедленно, когда газ выходит через вентиляционные отверстия в ткани (или, как это иногда называют, подушку) и охлаждается. Развертывание часто сопровождается выбросом пылевидных частиц и газов в салон автомобиля (так называемые сточные воды). Большая часть этой пыли состоит из кукурузного крахмала , французского мела или талька , которые используются для смазки подушки безопасности во время раскрытия.

Более новые конструкции производят сточные воды, в основном состоящие из безвредного талька / кукурузного крахмала и газообразного азота. В более старых конструкциях, использующих пропеллент на основе азида (обычно NaN ₃ ), почти всегда изначально присутствуют различные количества гидроксида натрия . В небольших количествах это химическое вещество может вызвать незначительное раздражение глаз и / или открытых ран; однако на воздухе он быстро превращается в бикарбонат натрия (пищевую соду). Однако это преобразование не завершается на 100% и неизменно оставляет остаточные количества гидроксид-иона из NaOH. В зависимости от типа системы подушек безопасности также может присутствовать хлорид калия .

Для большинства людей пыль может вызвать лишь незначительное раздражение горла и глаз. Как правило, незначительные раздражения возникают только тогда, когда пассажир остается в автомобиле в течение многих минут с закрытыми окнами и без вентиляции. Однако у некоторых людей, страдающих астмой, при вдыхании пыли может развиться потенциально смертельный астматический приступ.

Из-за конструкции выходной заслонки подушки безопасности выступа рулевого колеса и панели приборной панели эти элементы не предназначены для восстановления в случае срабатывания подушки безопасности, а это означает, что они должны быть заменены, если автомобиль не был списан в результате столкновения. Более того, пылевидные частицы и газы могут вызвать непоправимый косметический ущерб приборной панели и обивке, а это означает, что незначительные столкновения, которые приводят к срабатыванию подушек безопасности, могут быть дорогостоящими, даже если нет травм и есть лишь незначительные повреждения автомобиля. состав.

Нормативные спецификации

Соединенные Штаты

11 июля 1984 года правительство Соединенных Штатов внесло поправки в Федеральный стандарт безопасности автотранспортных средств 208 (FMVSS 208) , согласно которым автомобили, произведенные после 1 апреля 1989 года, должны быть оборудованы пассивными ограничителями для водителя. Подушка безопасности или ремень безопасности соответствовали бы требованиям стандарта. Введение подушек безопасности было стимулировано Национальной администрацией безопасности дорожного движения . Однако до 1997 года подушки безопасности не были обязательными на легких грузовиках.

В 1998 году в FMVSS 208 были внесены поправки, требующие двойных передних подушек безопасности, а также подушки безопасности второго поколения с пониженной мощностью. Это было связано с травмами , вызванных подушками безопасности первого поколения, хотя FMVSS 208 продолжает требовать , чтобы мешки быть разработаны и откалиброван , чтобы иметь возможность «спасти» жизнь в без пояса 50-процентиль размера и веса «мужчина» краш — теста манекен . Технические характеристики и требования к валидации для узла инфлятора, используемого в модулях подушки безопасности, указаны в SAE USCAR 24–2.

За пределами США

Некоторые страны за пределами Северной Америки придерживаются международных европейских правил ЕЭК по транспортным средствам и оборудованию, а не Федеральных стандартов безопасности транспортных средств США. Подушки безопасности ECE, как правило, меньше по размеру и с меньшей силой надуваются, чем подушки безопасности США, поскольку спецификации ECE основаны на манекенах для краш-тестов с ремнем безопасности .

Euro NCAP автомобиль рейтинг безопасности рекомендует производитель принять комплексный подход к безопасности пассажиров; хороший рейтинг может быть достигнут только путем сочетания подушек безопасности с другими функциями безопасности. Почти каждый новый автомобиль, продаваемый в Европе, оснащен передними и боковыми подушками безопасности, но в Европейском союзе в 2020 году, в Великобритании и большинстве других развитых стран нет прямого юридического требования к новым автомобилям с подушками безопасности.

5 марта 2021 года Министерство автомобильного транспорта и автомобильных дорог Индии обязало все новые модели автомобилей, представленные в Индии после 1 апреля 2021 года, иметь двойные передние подушки безопасности; Постановление также требует, чтобы все существующие модели были оснащены двойными передними подушками безопасности к 31 августа 2021 года.

Обслуживание

Случайное срабатывание подушки безопасности во время обслуживания автомобиля может привести к серьезным травмам, а неправильно установленный или неисправный блок подушки безопасности может не работать или работать должным образом. Те, кто обслуживает автомобиль, а также лица, оказывающие первую помощь, должны проявлять особую внимательность, так как многие системы управления подушками безопасности могут оставаться под напряжением в течение примерно 30 минут после отключения аккумуляторной батареи автомобиля. В некоторых странах действуют ограничения на продажу, транспортировку, обращение и обслуживание подушек безопасности и компонентов системы. В Германии подушки безопасности считаются опасными взрывчатыми веществами; К обслуживанию систем подушек безопасности допускаются только механики со специальной подготовкой.

Некоторые автопроизводители (например, Mercedes-Benz ) требуют замены неразвернутых подушек безопасности через определенный период времени, чтобы обеспечить их надежность при столкновении. Одним из примеров является S500 1992 года, на дверной стойке которого имеется наклейка с указанием срока годности. Некоторые автомобили Škoda имеют срок годности 14 лет с даты производства. В этом случае замена будет нерентабельной, поскольку автомобиль будет иметь незначительную стоимость в возрасте 14 лет, что намного меньше, чем стоимость установки новых подушек безопасности. Volvo заявила, что «подушки безопасности не требуют замены в течение всего срока службы автомобиля», хотя это не может считаться гарантией на устройство.

Ограничения

Хотя миллионы установленных подушек безопасности имеют отличные показатели безопасности, существуют некоторые ограничения на их способность защищать пассажиров автомобиля. Оригинальная реализация передних подушек безопасности мало что сделала для защиты от боковых столкновений , которые могут быть более опасными, чем лобовые столкновения, потому что защитная зона деформации перед пассажирским салоном полностью игнорируется. В современных автомобилях все чаще требуются боковые подушки безопасности и защитные шторки для подушек безопасности для защиты от этой очень распространенной категории столкновений.

Подушки безопасности предназначены для однократного срабатывания, поэтому они неэффективны, если после первого столкновения произойдут дальнейшие столкновения. Множественные удары могут произойти во время определенного опрокидывания или других инцидентов, связанных с множественными столкновениями, например, множественных столкновений с несколькими транспортными средствами .

Чрезвычайно опасная ситуация возникает во время « столкновения с противоподкатной опорой », когда легковой автомобиль сталкивается с задней частью тягача с прицепом, не имеющим заднего противоподкатного ограждения, или ударяется о борт такого прицепа, не оборудованного боковой противоподкатной защитой. Платформа типичного трейлера находится примерно на высоте головы сидящего взрослого пассажира типичного легкового автомобиля. Это означает, что между головой и краем платформы трейлера не так много преград, за исключением стеклянного лобового стекла . При столкновении снизу зоны удара автомобиля, предназначенные для поглощения энергии столкновения, полностью обходятся, и подушки безопасности могут не сработать вовремя, потому что автомобиль не замедляется заметно до тех пор, пока лобовое стекло и стойки крыши не коснутся кузова прицепа. Даже отсроченное надувание подушек безопасности может оказаться бесполезным из-за серьезного проникновения в пассажирское пространство, в результате чего пассажиры подвергаются высокому риску серьезной травмы головы или обезглавливания даже при столкновении на малой скорости. Западноевропейские стандарты для противоподкатных ограждений были строже, чем североамериканские стандарты, которые обычно допускали отказ от устаревшего оборудования, которое, возможно, все еще используется в дороге в течение десятилетий.

Обычные системы подушек безопасности полностью отключаются при выключении зажигания . Неожиданные выключения обычно также приводят к отключению двигателя, усилителя рулевого управления и тормозов с усилителем и могут быть прямой причиной столкновения. В случае резкого столкновения отключенные подушки безопасности не сработают для защиты пассажиров автомобиля. В 2014 году General Motors призналась в сокрытии информации о смертельных столкновениях, вызванных неисправными выключателями зажигания, которые могли бы внезапно остановить автомобиль (включая его подушки безопасности). От 13 до 74 смертей были напрямую связаны с этим дефектом, в зависимости от того, как классифицируются смертельные случаи.

Травмы и смертельные случаи

В некоторых редких случаях подушки безопасности могут травмировать, а в некоторых очень редких случаях убивать пассажиров автомобиля. Чтобы обеспечить защиту пассажиров, не пристегнутых ремнями безопасности, подушки безопасности в США срабатывают гораздо сильнее, чем подушки безопасности, разработанные в соответствии с международными стандартами ECE, используемыми в большинстве других стран. Последние «умные» контроллеры подушек безопасности могут распознавать, используется ли ремень безопасности, и соответственно изменять параметры срабатывания подушки безопасности.

В 1990 году было сообщено о первом автомобильном смертельном исходе из-за подушки безопасности. Компания TRW произвела первую надувную газовую подушку безопасности в 1994 году, вскоре после этого датчики и подушки с низким усилием наддува стали обычным явлением. Подушки безопасности двойной глубины (также известные как двухступенчатые) появились на легковых автомобилях в 1998 году. К 2005 году количество смертей, связанных с подушками безопасности, снизилось, при этом в том же году не было смертей взрослых и двух детей, связанных с подушками безопасности. Однако травмы остаются довольно частым явлением при столкновении с срабатыванием подушки безопасности.

Серьезные травмы встречаются реже, но пассажиры транспортного средства могут получить тяжелые или смертельные травмы в непосредственной близости от подушки безопасности или при прямом контакте с ней при ее срабатывании. Такие травмы могут быть получены потерявшими сознание водителями, упавшими на рулевое колесо, неподдерживаемыми или неправильно удерживаемыми пассажирами, которые скользят вперед на сиденье во время торможения перед столкновением, а также водителями с правильно пристегнутыми ремнями, сидящими очень близко к рулевому колесу. Хорошая причина для того, чтобы водитель не скрещивал руки на рулевом колесе, правилу, которому обучают большинство учеников водителей, но которое многие быстро забывают, заключается в том, что срабатывание подушки безопасности при прохождении поворота может привести к сильному движению рукой (руками) водителя. на его или ее лицо, усугубляя любые травмы от одной только подушки безопасности.

Усовершенствования в технологии датчиков и газогенератора позволили разработать системы подушек безопасности третьего поколения, которые могут регулировать параметры развертывания в зависимости от размера, веса, положения и состояния удержания пассажира. Эти улучшения продемонстрировали снижение фактора риска травм для маленьких взрослых и детей, у которых был повышенный риск травм с системами подушек безопасности первого поколения.

В одной из моделей подушек безопасности, произведенной Takata Corporation, в устройствах для накачивания подушек безопасности использовались газообразующие композиции на основе нитрата аммония вместо более стабильного, но более дорогого соединения тетразола . У инфляторов на основе нитрата аммония есть недостаток, из-за которого старые инфляторы, подвергавшиеся длительному воздействию жарких и влажных климатических условий, могут лопнуть во время развертывания, и металлические осколки попадут через подушку безопасности в водителя. По состоянию на 2020 год из-за дефекта в США погибло шестнадцать человек, было ранено более 250 человек, а в Малайзии — один человек. Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) напоминает более 33 миллионов автомобилей в мае 2015 года, и оштрафована Takata 70000000 $ в ноябре 2015 года Toyota, Mazda, Honda и сказал , что они не будут использовать аммоний-нитрат нагнетателей.

Статистика смертельных случаев из-за подушек безопасности

С 1990 по 2000 год Национальное управление безопасности дорожного движения США выявило 175 смертельных случаев из-за подушек безопасности. Большинство из них (104) были детьми. За этот период было задействовано около 3,3 миллиона подушек безопасности, и, по оценкам агентства, было спасено более 6377 жизней и предотвращено бесчисленное количество травм.

Обращенное назад детское удерживающее устройство, устанавливаемое на переднее сиденье автомобиля, помещает голову младенца рядом с подушкой безопасности, что может привести к серьезным травмам головы или смерти в случае срабатывания подушки безопасности. В некоторых современных автомобилях есть переключатель для отключения подушки безопасности переднего пассажира на тот случай, если там используется сиденье с поддержкой детей (хотя и не в Австралии, где детские сиденья, повернутые назад, запрещены спереди, где установлена ​​подушка безопасности).

В транспортных средствах с боковыми подушками безопасности пассажиры опасно прислоняться к окнам, дверям и стойкам или помещать предметы между собой и стороной транспортного средства. Предметы, подвешенные на крюках вешалок для одежды, могут быть опасными, если сработают боковые подушки безопасности автомобиля. Подушка безопасности, установленная на сиденье, также может вызвать внутренние травмы, если пассажир прислоняется к двери.

Аэрокосмическое и военное применение

Аэрокосмическая промышленность и правительство США применили НПБ технологию в течение многих лет. НАСА и министерство обороны США внедрили системы подушек безопасности в различные летательные аппараты и космические корабли еще в 1960-х годах.

Воспроизвести медиа

Подушки безопасности — виды и назначение

Современные автомобили оснащаются большим количеством всевозможных систем безопасности. Все они подразделяются на два типа – системы активной и пассивной безопасности.

Первые – это системы, которые помогают водителю контролировать поведение автомобиля. К ним относятся системы антиблокировки тормозных механизмов, система курсовой устойчивости, система распределения тягового усилия по колесам авто и т. д.

А системы пассивной безопасности направлены уже на защиту самого человека при столкновении. К данной системе относятся ремни безопасности, специальные детские сиденья с креплением Isofix, подушки и шторки безопасности.

Основными в пассивной безопасности являются ремни. Подушки являются всего лишь вспомогательной системой направленной на снижение травмирования людей в автомобиле.

Хотя изначально подушки безопасности позиционировались системой, которая должна заменить ремни. Но время показало, что без ремней обеспечить должную безопасность они не могут поэтому их перевели в разряд вспомогательных систем.

Основной задачей подушек безопасности является снижение возможности получения травмы человеком о рулевое колесо, переднюю панель, элементы кузова при столкновении автомобиля.

Разработки подушки безопасности велись достаточно давно, но штатно устанавливать на авто их начала компания Mercedes-Benz в 1971 году. С тех пор все больше компаний оснащаются свои авто данной системой безопасности, причем она постоянно совершенствуется.

Принцип действия системы безопасности

Суть подушки безопасности – во время столкновения создание воздушной подушки, которая будет воспринимать на себя тело человека, предотвращая возможность его удара об элементы салона.

Действует она так: при ударе в результате ДТП, специальная система быстро накачивает подушку перед водителем и пассажиром, сделанную из мягкой ткани, и та воспринимает на себя инерционное движение тела людей. Но при этом, чтобы подушка в дальнейшем не мешала выбраться человеку из авто, она быстро сдувается, газ выходит через специальные отверстия в ткани.

Проблемы при создание подушки безопасности автомобиля

1. Как быстро накачать подушку?

Еще при начальных разработках данной системы конструкторы столкнулись с одной из важных проблем – как быстро накачать подушку, ведь при столкновении все происходит за очень короткий промежуток времени. При этом накачка подушки не должна была иметь взрывной характер, чтобы не происходило травмирования человека самой подушкой.

Выходом из ситуации стало использование продуктов горения определенных веществ. Оптимальным стало использование газов, выделяемых при сжигании азида натрия. Хоть само это вещество является ядовитым, но при его сгорании выделяются азот, углекислый газ, окись углерода и вода. Сам процесс сгорания выполняется очень быстро – таблетка азида натрия весом 50 гр. сгорает за 35-50 миллисекунд, что вполне достаточно для накачивания подушки при столкновении.

Видео: Устройство подушки безопасности

Но при использовании азида для накачки применяется только азот, который полностью безвреден для человека, поэтому в конструкцию системы включают фильтры, разделяющие продукты горения по составным частям, пропуская в тканевую подушку только азот.

Системы, использующие азид являются сейчас самыми распространенными. Но есть еще одно вещество, которое используют в качестве топлива для сжигания – нитроцеллюлозу. Особенностью этого вещества является то, что нужно его для полного разворачивания подушки значительно меньше – всего 8 грамм. Также не требуется использование фильтров.

2. Эффект барокамеры

Вторая проблема, с которой столкнулись конструкторы – эффект барокамеры. Подушки безопасности в раскрытом состоянии занимают достаточно большое пространство в автомобиле. Так, водительская подушка имеет объем в развернутом состоянии 60-80 литров, а пассажирская – еще больше, до 130 литров.

Накачка подушек производится очень быстро, поэтому в салоне резко уменьшается объем и увеличивается давление, которое может повредить барабанные перепонки. К тому же накачка происходит с достаточно сильным звуковым эффектом, что тоже может сказаться на перепонках.

Вначале с этими проблемами боролись путем оснащения дверей специальными механизмами, которые при столкновении практически мгновенно сбрасывали стекла дверей вниз.

Сейчас же для предотвращения эффекта барокамеры, накачка подушек производится не всех сразу, а по очереди. Первой срабатывает подушка водителя – примерно через 20 мс, а еще через 17 мс – срабатывает пассажирская. При этом сама система следит за тем, какие подушки нужно накачать, а какие нет.

Конструкция системы подушки безопасности

Теперь по самой конструкции данной системы. Она состоит из трех составных частей – газогенератор с подушкой(в народе называют «пиропатрон»), выполненные в виде одного узла, датчиков удара и блока управления.

Количество датчиков удара, как и количество самих подушек может значительно варьироваться. На некоторых авто таких датчиков, установленных по всему авто может достигать десяти штук.

Этот датчик при столкновении передает импульс на блок управления, тот в свою очередь передает сигнал на газогенератор, который и разворачивает подушку.

Сработавшие подушки безопасности

Срабатывание датчика зависит от нескольких факторов – скорость авто, угол удара. Резкое падение скорости, которое происходит при столкновении авто с препятствием обеспечивает передачу импульса датчиком. Но при этом даже экстренное торможение авто не способно активировать датчик.

От поступившего с датчика сигнала блок управления рассылает сигналы на газогенераторы, при этом блок «вычисляет» какую подушку нужно накачать, а также как ее накачать. Дело том, что некоторые типы подушек имеют два контура, накачка которых производится в зависимости от силы удара. При слабом ударе накачивается только один контур, а если столкновение более серьезное – оба контура одновременно.

Виды подушек безопасности

Рассмотрим виды подушек безопасности в автомобиле.

1. фронтальные подушки безопасности
2. коленные подушки безопасности
3. передние боковые подушки безопасности (как правило зашиты в сиденья)
4. задние боковые подушки безопасности
5. головные подушки безопасности («шторки»)

1. Фронтальные подушки безопасности

Первыми подушками были фронтальные, именно ими и начал оснащать свои авто серийно Mercedes Benz. Данных подушек – две, одна устанавливается в руле за специальной накладкой и предназначена она для водителя, вторая располагается на передней панели и направлена она на защиту пассажира на переднем сиденье.

Данный вид подушек является самым распространенным, ими сейчас оснащаются даже бюджетные автомобили. Особенностью пассажирской подушки является принудительное ее отключение, после чего она переходит в неактивное состояние и при столкновении не срабатывает.

Срабатывают они только при фронтальном столкновении, при ударе сбоку или сзади данная система не срабатывает.

2. Боковые

Второй вид – боковые. Они направлены на защиту водителя и пассажира при боковом ударе. Впервые применять такие подушки начал шведский производитель Volvo.

Они хорошо помогают в защите торса человека. Зачастую они размещаются в спинках передних сидений. Некоторые авто оснащены боковыми подушками и для защиты пассажиров сзади.

Видео: Как избежать смертельных ловушек в автомобиле

3. Головные подушки

Третий вид – боковые головные подушки, в народе их еще называют шторками безопасности. Впервые их устанавливать начали на авто японской фирмы Toyota.

Располагаться шторки могут в крыше возле боковых стекол, стойках двери. Направлены они на защиту головы при боковом ударе. В развернутом виде практически полностью перекрывают площадь боковых стекол.

4. Коленные и центральные подушки безопасности

Корейская компания Kia предложила еще один вид подушек – коленные. Направлены они на защиту ноги водителя и переднего пассажира. Водительская подушка располагается под рулевой колонкой, а пассажирская – под передней панелью.

В автомобилях Toyota с недавнего времени стали применять центральные подушки. Установлена она в центральном подлокотнике и направлена на снижение тяжести вторичных повреждений при боковом ударе, в накачанном состоянии она разделяется водителя и переднего пассажира.

Это пока все виды которыми оснащается автомобиль, и направлены они на защиту людей, находящихся. Сейчас также разрабатывается система, направленная на защиту пешеходов. Работает данная система, так же как и внутренняя, с единственным различием – подушки надуваются снаружи авто и направлены они на смягчение удара пешеходом о кузов авто.

9.3 Подушки безопасности

Описание подушек безопасности

Подушки безопасности относятся к элементам системы пассивной безопасности.

Не одну человеческую жизнь спасла эта система. Суть системы сводится к тому, чтобы плавно остановить тело, которое, можно сказать, летит в сторону передней части автомобиля, при фронтальном столкновении.

Внимание
Оговоримся в самом начале: максимальный эффект при срабатывании подушки безопасности достижим лишь в том случае, когда водитель пристегнут ремнями безопасности.

Изначально подушка была одна – для водителя. Располагалась она в ступице рулевого колеса (это прямо по центру). Но с течением времени, для предотвращения негативных последствий столкновения, количество подушек безопасности достигло семи штук.

Виды подушек безопасности

На данный момент существуют следующие виды подушек безопасности (на рисунке 9.3 представлены подушки безопасности в раскрытом виде):

• Фронтальная (или передняя) подушка безопасности, она может быть водительской или пассажирской. Такие подушки установлены в ступице колеса и приборной панели со стороны пассажира соответственно, срабатывают они при фронтальном столкновении автомобиля.
• Боковые подушки безопасности. Модули подушек чаще всего установлены в боковинах спинок сидений. Срабатывают подушки при боковом столкновении.

Рисунок 9.3 Пример расположения подушек безопасности в автомобиле.

• Боковые подушки безопасности типа «занавески» установлены вдоль края потолка салона с каждой стороны. Данные подушки предназначены для исключения удара головой о боковые стекла при столкновении.
• Коленная подушка безопасности. Подушка предназначена для гашения удара водителя коленями о приборную панель при фронтальном столкновении. Необходимость в данной подушке безопасности возникла вследствие того, что пространство для ног с водительской стороны довольно ограничено, из-за этого при сильном фронтальном столкновении человек может сместиться на значительное расстояние, что приведет к удару об элементы приборной панели и поперечины жесткости рулевой колонки.

Перспективным направлением в развитии пассивной безопасности являются подушки безопасности, встроенные в ремни безопасности для смягчения удара при резком прекращении движения.

Работа системы подушек безопасности

При фронтальном столкновении датчики удара, установленные в передней части кузова, посылают сигнал в электронный блок управления пассивной безопасности, а из этого блока сигнал поступает в пиропатрон, который, срабатывая, выбрасывает большое количество газа, надувая тем самым подушку безопасности.

Примечание
Пиропатрон (сокращение от «пиротехнический патрон») – устройство, очень напоминающее самый обычный охотничий патрон, только без капсюля и боевой части. Начинен патрон специальным быстровоспламеняющимся веществом, которое поджигается при помощи электрического разряда.

При совершенствовании системы подушек безопасности внедрили двух-, а затем многоступенчатость срабатывания подушки безопасности. Все дело в том, что раньше подушка безопасности надувалась с одинаковой скоростью, независимо от скорости автомобиля. Были случаи, когда водители получали довольно серьезные травмы вследствие срабатывания подушек безопасности при, казалось бы, незначительных столкновениях. Потому ныне электронный блок управления данной системы получает еще и данные о скорости автомобиля и в зависимости от этого параметра «решает», с какой скоростью сработает подушка безопасности.

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.

Подушки безопасности в автомобиле

Airbag (подушка безопасности) – это один из элементов пассивной безопасности в современных автомобилях. Их наличие является важным фактором, обеспечивающим безопасность водителя и пассажиров. Airbag в переводе с английского языка означает «воздушная подушка», отсюда возникло и русское название – подушка безопасности, которое мы все привыкли использовать.

Подушки безопасности спасли тысячи жизней с тех пор, как их стали массово устанавливать на транспортные средства. Задумка системы Airbag проста: подушки безопасности надуваются достаточно быстро для того, чтобы защитить тело человека в случае аварии. Но как они это делают так быстро?

Устройство и принцип работы подушек безопасности

Тайна мгновенного наполнения воздухом подушек безопасности на самом деле кроется не столько в самих подушках, сколько в специальном устройстве – газогенераторе. Это самая технически сложная деталь во всей системе Airbag. Газогенераторы, которые используются в подушках безопасности, способны надуть её примерно в три раза быстрее, чем вы успеете моргнуть. В конце статьи смотрите видео о том, как устроена подушка безопасности, и через какие этапы производства ей приходится пройти перед установкой на авто.

Принцип работы подушек безопасности достаточно прост. Они срабатывают при ударе, когда скорость автомобиля превышает 20 км/ч.

• В случае столкновения машины с препятствием, срабатывает один или несколько специальных датчиков. Эти датчики могут быть установлены спереди, сзади и по бокам автомобиля.
• Сигналы от датчиков обрабатываются электронным блоком управления (ЭБУ), контролирующим работу системы Airbag. При определенных условиях (например, сильный лобовой или косой удар, наезд на высокий бордюр, жесткое падение после прыжка и т.д.) ЭБУ дает команду на срабатывание подушек безопасности.
• На основании запрограммированного алгоритма, блок управления принимает решение о необходимости срабатывания подушек и передает электрический сигнал на исполнение.
• Этот сигнал поступает в газогенератор подушки безопасности, и в нём срабатывает пиротехнический заряд (выстреливает пиропатрон).
• В результате срабатывания пиропатрона, заключённая в газогенераторе натриевая кислота сгорает, выделяя значительное количество газа (азота), который поступает в Airbag и мгновенно раскрывает его.

Подушки безопасности изготавливаются из нейлоновой ткани похожей на парашютную. В ней есть отверстия, через которые газ после надувания подушки покидает её всего за 0,3 секунды. Быстрое сдутие необходимо, поскольку, когда из подушки безопасности выходит воздух, она становится мягче.

К каждой подушке безопасности в процессе производства прикрепляется газогенератор, после чего она сворачивается в компактный сверток (достаточно маленький для того, чтобы поместиться в руле или в передней панели со стороны пассажира). При этом генератор газа для водительской подушки безопасности дополнительно помещают в резиновое кольцо, в котором он исполняет роль балансировочного груза.

Устройство газогенератора подушки безопасности

Поскольку водители и пассажиры бывают разных размеров, инженеры, в свое время, хотели придумать такой Airbag-генератор, который мог бы регулировать количество газа. Ранние подушки безопасности не могли изменять скорость надувания относительно размера и положения человека, или силы столкновения автомобиля.

Поэтому конструкторы придумали «умный» генератор – в нем два пиропатрона вместо одного. Один из них выпускает газ всего на 80 процентов (для «мягкой посадки» этого хватает). Но если этого недостаточно, то второй пиропатрон запускает вторичное наполнение, и оставшийся газ наполняет Airbag и делает его жестче.

Типичный газогенератор подушки безопасности водителя состоит из следующих основных частей (смотрите на рисунке выше):

1. Корпус с камерами сгорания;
2. Заряды №1 и №2 из таблеток натриевой кислоты;
3. Вспомогательный заряд для воспламенения заряда №1;
4. Два пиротехнических патрона для воспламенения зарядов;
5. Металлический фильтр.

Так что же происходит в газогенераторе при срабатывании Airbag?

• В пиропатронах, устанавливаемых в газогенераторе подушки безопасности, содержится материал, похожий на порох. Когда к ним поступает сигнал от электронного блока управления, они срабатывают, образуя при этом тепло и высокое давление.
• От срабатывания пиротехнического патрона в корпусе газогенератора загораются находящиеся там специальные таблетки натриевой кислоты (заряд). Эти таблетки при сгорании выпускают горячий, но безопасный газ на основе азота, который деформирует корпус генератора и покидает его, наполняя Airbag.
• Перед попаданием в подушку безопасности, азот проходит через специальный металлический фильтр, который устраняет твердые частицы, образованные при сгорании заряда, и остужает газ.
• При подаче электричества на пиропатрон №2, он воспламеняет второй заряд. Газ, образующийся при сгорании заряда, поднимает колпачок камеры ступени №2 и через камеру сгорания первой ступени наполняет подушку безопасности.

С того момента, как машина попадает в аварию до полного наполнения подушки безопасности проходит не более 30 миллисекунд.

Виды автомобильных подушек безопасности

Наибольшее распространение в автомобилях получили три основных вида подушек безопасности:

1. Фронтальные подушки безопасности – устанавливаются в руле для водителя, и в правой части передней панели автомобиля для пассажира. Такие подушки безопасности встречаются практически во всех машинах иностранного производства и в некоторых отечественных авто.
2. Боковые подушки безопасности – при аварии защищают грудную клетку человека, брюшную полость и кости таза. Встраиваются такие подушки безопасности чаще всего в спинки передних автокресел.
3. Подушки-шторки (головные подушки безопасности) – предназначены для предотвращения травм головы, вследствие боковых ударов. Автопроизводители устанавливают эти подушки безопасности в районе крыши, как спереди, так и сзади или между центральными стойками.

Также на некоторых моделях автомобилей можно встретить коленные подушки безопасности и даже центральный Airbag (между водителем и пассажиром). Но такие виды подушек безопасности встречаются намного реже первых трёх, и в основном на премиальных марках авто.

Поскольку подушки безопасности стали достаточно важным компонентом конструкции современного автомобиля, инженеры постоянно изучают возможность проверки их функционирования. Немецкие специалисты, к примеру, разработали и систематизировали целый ряд тестов, учитывающих климатические факторы и вибрацию, экстремальные перепады температур и различные условия срабатывания устройства. Производители гарантируют безупречную работу подушек безопасности, потому что, по сравнению с создаваемой ими в лабораториях обстановкой, реальные ситуации, в которых эксплуатируется автомобиль, можно назвать очень щадящими.

Подушки безопасности служат долго и надежно не только благодаря испытаниям, предшествующим их серийному внедрению, но и в силу совершенства конструкции, которая сама следит за поддержанием рабочего состояния системы Airbag и исключает возможность старения и износа ткани.

В жизни бывает всякое, и если уж так вышло, что в машине сработали подушки безопасности, то на нашем сайте вас могут заинтересовать следующие материалы:

Видео о том, как устроены подушки безопасности

Виды, устройство и принцип действия подушек безопасности автомобиля

Одним из главных элементов защиты водителя и пассажиров в автомобиле являются подушки безопасности (Аirbag). Открываясь в момент удара, они защищают человека от столкновения с рулем, приборной панелью, передним сиденьем, боковыми стойками и другими частями кузова и салона. С тех пор, как в автомобили начали штатно устанавливать подушки безопасности, они смогли спасти жизни многим людям, попавшим в ДТП.

1. История создания
2. Airbag в современных автомобилях
3. Виды подушек безопасности
4. Устройство модуля подушки безопасности
5. Принцип работы
6. Можно ли отключить подушки безопасности

История создания

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

Сегодня подушки безопасности являются важным элементом защиты водителя и пассажиров

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

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

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

Airbag в современных автомобилях

Сегодня подушки безопасности устанавливаются в каждом автомобиле. Их количество – от одной до семи штук – зависит от класса и комплектации транспортного средства. Главная задача системы остается прежней – обеспечить защиту человека от столкновения на большой скорости с элементами салона автомобиля.

Чтобы подушка не стала причиной серьезных травм, человек во время удара обязательно должен быть пристегнут ремнем безопасности

Airbag обеспечит должную защиту от удара только в том случае, если в момент столкновения человек был пристегнут ремнями безопасности. Когда ремни не пристегнуты, активация подушки может принести дополнительные травмы. Напомним, что правильная работа подушек – это принять голову человека и “сдуться” под действием инерции, смягчая удар, а не вылететь навстречу.

Виды подушек безопасности

Все подушки безопасности можно разделить на несколько видов в зависимости от их размещения в салоне автомобиля.

1. Фронтальные. Впервые такие подушки появились лишь в 1981 году на автомобилях немецкой марки Mercedes-Benz. Предназначены они для водителя и пассажира, сидящего рядом. Подушка для водителя размещается в рулевом колесе, для пассажира – на верхней части приборной панели (торпедо).
2. Боковые. В 1994 году их начала применять компания Volvo. Боковые подушки необходимы для защиты тела человека при боковом ударе. В большинстве случаев они крепятся к спинке переднего сиденья. Некоторые автопроизводители также устанавливают боковые подушки и в задних сиденьях автомобиля.
3. Головные (имеют второе название – «шторки»). Предназначены для защиты головы от удара в момент бокового столкновения. В зависимости от модели и производителя, такие подушки могут устанавливаться между стойками, в передней или задней части крыши, защищая пассажиров каждого ряда автомобильных кресел.
4. Коленные подушки созданы для защиты голеней и коленей водителя. В некоторых моделях автомобилей под «бардачком» могут устанавливаться также и устройства для защиты ног пассажира.
5. Центральная подушка безопасности была предложена концерном Toyota в 2009 году. Устройство создано, чтобы защитить пассажиров от вторичных повреждений при боковом ударе. Подушка может находиться либо в подлокотнике на переднем ряде сидений, либо в центральной части спинки заднего сидения.

Устройство модуля подушки безопасности

Конструкция довольно проста и понятна. Каждый модуль состоит всего лишь из двух элементов: непосредственно самой подушки (сумки) и газогенератора.

1. Сумка (подушка) выполнена из тонкой многослойной нейлоновой оболочки, толщина которой не превышает 0,4 мм. Оболочка способна выдерживать высокие нагрузки в течение короткого промежутка времени. Сумка укладывается в специальную шину, закрытую пластиковой или тканевой накладкой.
2. Газогенератор, обеспечивающий «выстреливание» подушки. В зависимости от модели автомобиля для подушек водителя и переднего пассажира могут использоваться одноступенчатые или двухступенчатые газогенераторы. Последние оснащаются двумя пиропатронами, один из которых выпускает около 80% газа, а второй срабатывает только при наиболее сильных столкновениях, в результате которых человеку необходима более жесткая подушка. В пиропатронах содержится материал, свойства которого схожи с порохом. Также газогенераторы подразделяются на твердотопливные (состоят из корпуса, заполненного твердым топливом в виде таблеток с пиропатроном) и гибридные (состоят из корпуса, в котором находится инертный газ под высоким давлением от 200 до 600 бар и твердое топливо с пиропатроном). Сгорание твердого топлива приводит к открытию баллона со сжатым газом, далее образующаяся смесь поступает в подушку. Форма и тип используемого газогенератора во многом определяется назначением и расположением подушки безопасности.

Принцип работы одноступенчатого твердотопливного газогенератора Схема двухступенчатого газогенератора Принцип работы двухступенчатого гибридного газогенератора

Принцип работы

Принцип действия подушек безопасности довольно прост.

• Когда машина на скорости сталкивается с препятствием, срабатывают передние, боковые или задние датчики (в зависимости от того, на какую из частей кузова пришелся удар). Обычно сенсоры срабатывают при столкновении на скорости выше 20 км/ч. Однако они также анализируют и силу удара, поэтому подушка безопасности может сработать даже в стоящем автомобиле при ударе в него. В дополнение к ударным датчикам также могут устанавливаться датчики пассажирского сиденья, определяющие присутствие пассажиров в автомобиле. Если в салоне находится только водитель, сенсоры позволят исключить срабатывание подушек для пассажиров.
• Далее они направляют сигнал в электронный блок управления SRS, который, в свою очередь, анализирует необходимость срабатывания и передает команду подушкам безопасности.
• Информацию от блока управления принимает газогенератор, в котором активируется пиропатрон, образуя внутри повышенное давление и тепло.
• В результате срабатывания пиропатрона в газогенераторе мгновенно сгорает натриевая кислота, выделяя азот в больших количествах. Газ поступает в airbag и мгновенно раскрывает подушку. Скорость раскрытия подушки безопасности составляет около 300 км/ч.
• Прежде чем наполнить airbag, азот попадает в металлический фильтр, который остужает газ и очищает его от твердых частиц, образующихся в момент сгорания.

На весь описанный выше процесс раскрытия уходит не более 30 миллисекунд. Свою форму подушка безопасности сохраняет в течение 10 секунд, после чего начинает сдуваться.

Открывшаяся подушка не подлежит ремонту и повторному применению. Водитель должен обратиться в автосервис для того, чтобы заменить модули airbag, сработавшие натяжители ремней и блок управления SRS.

Можно ли отключить подушки безопасности

По умолчанию подушки безопасности в автомобиле отключать не рекомендуется, так как данная система обеспечивает важную защиту водителя и пассажиров в случае аварии. Однако отключение системы возможно, если airbag принесет больше вреда, чем пользы. Так, подушка деактивируется в том случае, если на переднем сиденье перевозится ребенок в детском автокресле. Детские удерживающие устройства сделаны так, чтобы обеспечить максимальную защиту маленьких пассажиров без дополнительных приспособлений. Сработавшая подушка, наоборот, может нанести ребенку травму.

Также подушки безопасности пассажиров рекомендуют отключать по некоторым медицинским показаниям:

• при беременности;
• в пожилом возрасте;
• при болезнях костей и суставов.

Деактивируя airbag, необходимо взвесить все «за» и «против», так как в случае аварийной ситуации, ответственность за сохранение жизни и здоровья пассажиров будет лежать на водителе.

Схема отключения подушки пассажира может различаться в зависимости от марки и модели автомобиля. Чтобы узнать, как именно отключается система в вашей машине, обратитесь к инструкции по эксплуатации автомобиля.

Сработавшие подушки безопасности не подлежат повторному использованию

Airbag – важный элемент защиты водителя и пассажиров. Однако полагаться только на одни подушки недопустимо. Важно помнить, что они эффективны только в комплексе с пристегнутыми ремнями безопасности. Если в момент удара человек не будет пристегнут, он по инерции полетит навстречу подушке, выстреливающей со скоростью 300 км/ч. Тяжелых травм в такой ситуации не избежать. Поэтому водителям и пассажирам важно помнить о безопасности и пристегиваться во время каждой поездки.

Системы пассивной безопасности

Безопасность автомобиля – очень важный фактор, над которым конструкторы и инженеры постоянно работают. Обширное внедрение электроники в конструкцию авто позволило создать системы, в задачу которых входит предотвращение аварии. Делается это путем стабилизации авто в разных условиях движения, внесение корректив в работу ряда узлов и исправление ошибок водителя. Таких систем на современном автомобиле множество и называются они одним общим названием – система активной безопасности.

Но как бы хорошо активная безопасность не работала, очень часто аварии не избежать. И здесь уже стоит задача сохранения жизни пассажиров, находящихся в машине, и снижение вероятности получения тяжелых травм. Эти условия уже обеспечивает система пассивной безопасности.

Примечательно, что первые устройства, повышающие безопасность авто, относятся именно к этой системе. То есть все начиналось именно с нее.

Устройства и механизмы системы

Сейчас система пассивной безопасности включает в себя обширный ряд конструктивных решений и устройств, повышающих травмобезопасность пассажиров автомобиля.

К ней относятся:

• Ремни безопасности;
• Подушки и шторки;
• Безопасная конструкция кузова;
• Травмобезопасная рулевая колонка;
• Активные подголовники;
• Преднатяжители ремней;
• Аварийный размыкатель АКБ.

Существующие устройства, повышающие безопасность, постоянно совершенствуются, а также создаются новые, поэтому этот перечень считать завершенным невозможно.

Ремни

Ремни – первые элементы безопасности, которыми стали комплектоваться авто. В их задачу входит предотвращение инерционного движения тела при столкновении авто с препятствием. Тем самым он упреждает вылет водителя и пассажиров через лобовое стекло, получение травм из-за ударов о руль и переднюю панель. По сути, ремень удерживает людей в кресле.

Ремни безопасности различаются между собой по количеству точек крепления. Они бывают двух-, трех-, четырех-, пяти- и шеститочечные. Чем выше количество точек, тем лучше происходит распределение энергии движения тела, что снижает вероятность получения травм. Но при этом большее количество точек затрудняет пользование ремнем. Поэтому самым оптимальным и наиболее распространенным является трехточечный вариант.

Подушки и шторки

Подушки безопасности – начали разрабатываться практически одновременно с ремнями и одно время использовались как устройство, которое заменяет ремни. Со временем выяснилось, что максимальный эффект от этих устройств достигается только в сочетании с ремнями.

Суть подушек такая: имеются тканевые мешки, спрятанные под облицовкой руля, передней панели и т. д. Каждый из них подключен к специальному устройству пиропатрону. При столкновении этот пиропатрон срабатывает, в нем проходит химическая реакция с выделением большого количества газа, который поступает в мешок. В результате подушка «выстреливает» навстречу телу и гасит его энергию.

Отметим, что пиропатрон с подушкой – лишь исполнительный механизм. В конструкцию этой системы также входит электронный блок, подающий сигнал на срабатывание и датчики удара, на основе которых блок и работает. То есть, при ДТП датчики определяют, что произошло столкновение и сообщают об этом блоку, а тот задействует пиропатрон. Цепь вроде и длинная, но срабатывает все практически мгновенно – между сигналом от датчиков и развертыванием подушек проходят доли секунды.

В современных авто используется несколько видов таких подушек:

• Фронтальные (развертываются перед водителем и передним пассажиром при лобовом столкновении);
• Боковые (для защиты грудной клетки при боковых ударах);
• Головные, они же – шторки (защищают от травмирования головы при боковых ударах);
• Коленные (обеспечивают защиту ног при фронтальных столкновениях);
• Центральная (предотвращает удары водителя и пассажира друг о друга при боковом ударе);
• В ремнях безопасности (сводят на нет возможность получения травмы о ремень).

Для повышения эффективности подушки постоянно совершенствуются, устанавливаются новые датчики, задействуются для их работы вспомогательные системы, к примеру, аварийного опускания стекол.

Кузов

Безопасная конструкция кузова применяться начала не так и давно. Ее особенность заключается в том, что некоторые его части имеют программируемую зону деформации. То есть, при ударе часть энергии гаситься за счет смятия этих частей. Такие зоны делаются как в передней части авто, так и задней.

При этом для повышения безопасности пассажиров кабина делается из прочных и устойчивых к деформации материалов. Получается, что при столкновении перед или зад авто сминается «гармошкой», а вот кабина остается неповрежденной, хотя при столкновении на высоких скоростях кабина все же получает повреждения.

На автомобилях применяют безопасную конструкцию кузова, в которой программируемая деформация не только гасит энергию удара, она еще и обеспечивает увод двигателя вниз, чтобы исключить вероятность его вхождения в салон.

Рулевая колонка

Травмобезопасная рулевая колонка исключает вероятность удара водителя об руль. При фронтальном ударе двигатель смещается назад и толкает рулевой механизм. До использования безопасной колонки, такая ситуация приводила к тому, что руль «выходил» навстречу водителю. Но этого не происходит с травмобезопасной конструкцией. Вал колонки состоит из нескольких частей, что позволяет ему «ломаться». Благодаря этому даже при смещении рулевого механизма, руль остается на месте.

Подголовники

Активные подголовники снижают вероятность травмирования шейных позвонков при тыльном столкновении. При ударе в зад авто, тело удерживает спинка сиденья, а вот голова получает сильное инерционное ускорение назад, что приводит к повреждению шеи. Активные подголовки при таком ударе автоматически поднимаются вверх, фиксируя голову и не давая ей отклониться назад.

Преднатяжители

Преднатяжители являются дополнением ремней. Большинство ремней – инерционные, что позволяет проводить фиксацию тела любой комплекции без каких-либо регулировок длины. Но инерционный механизм срабатывает с запозданием, поэтому при фронтальном ударе тело человека все же несколько передвигается вперед, что грозит получением травмы о сам ремень. В задачу преднатяжителей входит исключение недостатка инерционного механизма. При столкновении преднатяжитель за счет пиропатрона или электропривода максимально натягивает ремень, предотвращая перемещение тела.

Аварийный размыкатель АКБ

Аварийный размыкатель АКБ обеспечивает отключение элемента питания от бортовой сети при ДТП. Это исключает вероятность образования искры и воспламенение от нее топлива. Размыкатель обычно используется в авто, у которых АКБ размещается в салоне или багажном отсеке. В его конструкции также используется пиропатрон, хотя есть и релейные устройства.

Новые разработки

Выше перечислены основные составляющие, которые включает в себя система пассивной безопасности. Но как отмечено, эта система постоянно совершенствуется.

Одним из вариантов повышения безопасности являлся отпадающий при столкновении бак, но эта технология на автомобилях не прижилась.

К современным тенденциям пассивной безопасности можно отнести внешние подушки безопасности и пиропатроны капота, которые направлены на снижение травмирования пешеходов при столкновении с авто.

Также последнее время автокомпании озаботились безопасностью задних пассажиров, так как риск травм для них уже стал выше тех, кто занял передние сиденья. Испытываются подушки безопасности, которые развертываются с потолка или спинки переднего сиденья.

Риск получения травм при ДТП всегда будет присутствовать, особено при столкновениях на высоких скоростях, но передовые разработки сводят его на все более низкий уровень.

Подушки безопасности: устройство, где находятся, правила использования

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.

Такой элемент системы безопасности, как подушка безопасности, доказала свою эффективность и способность смягчать последствия автокатастроф, но её применение связано с рядом нюансов.

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.

Особенности работы подушек безопасности в автомобиле и их разновидности

Подушка безопасности – один из главных элементов автомобиля. Она находится в салоне и «оживает», едва машина встречает препятствие. Это оснащение способно предупредить множество травм во время ДТП.

Характеристика подушек безопасности

Ниже мы поговорим детальнее обо всех технических параметрах и характеристиках этой «надувной» защиты.

Назначение и функции

Главной заботой подушки безопасности в автомобиле является забота о водителе и пассажирах. Она предотвращает столкновение людей, находящихся в машине, с приборной панелью, стеклами и другими предметами, которые могут нанести вред. Если в машине будет находиться ремень и подушка, травмы минимизируются.

Обычно она находится в рулевой ступице, и открывается за 15-30 миллисекунд, как раз в то время, когда машина уже столкнулась с препятствием, но водитель не ударился об руль.

Она состоит из таких элементов:

• надувной мешок из плотного эластичного материала;
• контрольная лампа;
• датчик, который мгновенно срабатывает при столкновении автомобиля.

Манекен за рулем машины

Принцип действия

Устройство срабатывает таким образом:

1. Автомобиль встречает на своем пути препятствие.
2. При столкновении срабатывает датчик, который находится в составе подушки. Вся система «просыпается» и начинает действие.
3. От системы поступает сигнал к детонатору и тот провоцирует наполнение «мешка» газом, который находится под давлением. Она в мгновение заполняется газом и увеличивается в размерах.
4. За доли секунд раскрывается, принимая на себя удар. Подавив его, сдувается и опадает (автор — Сергей Громов).

Плюсы и минусы

• защищает грудь и голову;
• она не мозолит глаза, незаметна в салоне;
• за ней не нужно ухаживать.

• иногда может сработать сама собой;
• при наполнении издает сильный шум;
• подушка безопасности водителя не работает, если машина переворачивается или происходит боковое столкновение.

Раскрытые подушки безопасности в салоне машины

Виды подушек безопасности

Давайте рассмотрим, какие бывают разновидности этих средств защиты в авто.

Фронтальные

Из названия можно понять, что это приспособление находится спереди и предназначено для того, чтобы защитить находящихся в автомобиле людей. Когда машина ударяется капотом о препятствие, срабатывает датчик и фронтальные подушки безопасности тут же выскакивают. Они уменьшают риск удара, предупреждают переломы и серьезные травмы внутренних органов.

Они расположены с водительской и пассажирской стороны и имеют разные размеры. Руль с подушкой безопасности находится значительно ближе, чем панель, из которой возникает подушка со стороны водителя. Она имеет кнопку, которой пользуются в том случае, если впереди сидит ребенок.

Кроме этого, нужно соблюдать правила, иначе она навредит. Человек, сидящий на пассажирском сидении, не должен держать в руках предметы, а также упираться коленями в место, где расположено устройство.

Рулевое колесо со спустившимся мешком

Передние боковые

Они не так популярны, как предыдущие и преимущественно устанавливаются на дорогие автомобили. Назначение данных подушек элементарно: они защищают плечи, бока и тазовые кости при боковом ударе машины. Они устанавливаются по обеим сторонам от передних кресел. Боковые подушки также имеют некоторые меры предосторожности: например, не следует держать в карманах острые, громоздкие предметы. При раскрытии они могут навредить человеку.

Шторки

Этот вид предназначен для защиты головы водителя и пассажиров в случае бокового столкновения.

Шторки безопасности могут быть двух видов:

• для передних кресел;
• для передних и задних кресел.

Шторки устанавливаются в боковой части крыши автомобиля, над окнами и в боковых стойках. Они раскрываются так, чтобы закрыть собой боковые стекла и предупредить ранения осколками и травмы твердыми предметами.

Коленные

Этот вид предназначен для защиты ног и, в частности, коленных чашечек при столкновении капота машины с препятствием. Она находится в нижней части приборной панели под рулевым колесом. В случае раскрытия коленной подушки необходимо просчитать регулировку водительского сидения, ведь ноги должны находиться не менее чем в 10 см от нижней части приборной панели.

Коленные подушки в салоне

Задние боковые

Этот вид предназначен для задних пассажиров, и защищает плечи, тазовые кости и бока. Они преимущественно размещены в нижней части боковой обшивки салона. Такие приспособления для безопасности не особо популярны и выпускаются в малом количестве.

Меры безопасности

Можно сделать вывод, что подушки безопасности могут изредка не только приносить пользу, но и причинять вред. Это случается при неправильном использовании.

Чтобы избежать травм нужно следовать правилам:

1. Между человеком и безопасным устройством должно быть расстояние не менее 25 см иначе возникнет травмоопасная ситуация.
2. Если ребенок находится впереди, он должен сидеть в специальном кресле. Оно должно быть отстранено назад как можно сильнее. Если ребенок слишком мал, он должен находиться на заднем сидении в специальном кресле, тщательно закрепленный во избежание травм. Если с пассажирской стороны на приборной панели находится подушка безопасности, тогда ребенка не стоит сажать спереди.
3. Пассажиры, которые находятся внутри, должны быть пристегнуты ремнями безопасности. Если автомобиль во что-то врежется на своем пути, ремень замедлит скорость движения тела.

Если правильно пользоваться приспособлением, оно убережет от травм, и, возможно, даже сохранит жизнь.

Приспособление для безопасной езды

Способы проверки работоспособности

Иногда проверить приспособление, которой в случае опасности убережет от травм или гибели просто необходимо, например, если автомобиль побывал в ДТП или был в ремонте. Иногда при покупке машины необходимо изучить салон и обратить особое внимание на надписи Airbag. Таким образом выполняется визуальная проверка. Если на надписи и на панели заметны потертости или царапины, имеется большая вероятность, что подушка была заменена.

Чтобы выяснить, находится ли она в надлежащем виде, необходимо после осмотра салона на предмет повреждений, осмотреть само приспособление для безопасности. Можно снять крышку с руля, ведь подушка срабатывает мгновенно при любом более или менее серьезном столкновении.

Рулевое колесо со снятой крышкой

Покрытие надувного мешка должно быть без царапин и порезов. На газогенераторе, который наполняет приспособление газом, тоже не должно быть повреждений.

Кроме визуального осмотра можно воспользоваться также и электронной проверкой, встроенной в приборную панель. В случае неисправности, на приборной панели будет мигать лампочка, которая буквально кричит о том, что езда на автомобиле небезопасна.

Если вы видите неисправность или царапины, можно сделать неутешительный вывод, что продавец перед продажей изменил настройки в приборной панели, чтобы скрыть поломку от потенциального покупателя. Некоторые продавцы таким образом пытаются сбыть машины с уже сработавшими и поврежденными устройствами безопасности.

Фотогалерея

Ниже представлены фотографии, благодаря которым наглядно можно увидеть, каким образом действует подушка безопасности.

Видео «Как определить, сработает ли подушка безопасности?»

От автора Учимся водить машину в видео ниже можно узнать, как определить исправность приспособления.

Как работает подушка безопасности водителя и пассажира

Любой современный автомобиль располагает системой пассивной безопасности, включающей в себя (в зависимости от комплектации):

• ремни безопасности и их натяжители;
• подушки безопасности;
• активные подголовники;
• аварийный размыкатель АКБ и прочие элементы.

Наиболее эффективной среди них считается подушка безопасности, предохраняющая водителя и пассажиров от получения травм в результате их физического контакта с деталями интерьера и кузова автомобиля во время ДТП.

1. Назначение и принципиальная схема системы
2. Модуль подушки безопасности
3. Входные датчики
4. Блок управления (или диагностики)
5. Основные виды пневмоподушек и их характеристики
6. Принципы и условия срабатывания пневмоподушек
7. Особенности перевозки детей
8. Внесалонная (наружная) пневмоподушка
9. Обслуживание пневмоподушек

Назначение и принципиальная схема системы

Подушка безопасности (или пневмоподушка) – это специальное устройство, представляющее собой упругую эластичную оболочку, наполненную газом. Она работает совместно с ремнем безопасности и имеет целью смягчение удара и предотвращение травмирования водителя и пассажиров в результате аварии. Видео многочисленных краш-тестов блестяще демонстрируют ее эффективность.

Однако собственно подушки безопасности в автомобиле – это лишь часть целой системы безопасности, которая состоит из трех основных компонентов:

1. модуля подушки безопасности (или нескольких модулей);
2. входных датчиков;
3. блока управления (или диагностики).

Модуль подушки безопасности

Устройство модуля подушки безопасности включает в себя легкую подушку на основе нейлона, пневмоблок наполнения подушки (газогенератор) и пиропатрон (исполнительное устройство блока наполнения). Сама пневмоподушка выполняется из нейлонового тканевого материала, а для увеличения скорости ее срабатывания и выброса применяется специальная смазка на основе талька (реже — крахмала).

Назначение газогенератора сводится к максимально быстрому наполнению нейлоновой оболочки газом (например, воздухом). Пиропатрон работает в качестве средства принудительного открытия клапана газогенератора, его срабатывания и последующего выброса пневмоподушки.

Входные датчики

Это электронные индикаторы, расположенные, как правило, в передней части автомобиля (в салоне и вне него). Датчики подушек безопасности сводятся к двум основным видам:

• ударному датчику (индексирующему удар в кузов автомобиля);
• датчику сидения пассажира (индексирующему незанятость сидения и исключающему срабатывание соответствующей пневмоподушки).

Их функции заключаются в активации (или отказе от активации) под влиянием сил, возникших при ударе и резком замедлении движения, с последующей передачей соответствующего сигнала на блок управления подушками безопасности в автомобиле.

Блок управления (или диагностики)

Отвечает за активацию всей системы и срабатывание подушек безопасности в автомобиле. Кроме того, он выполняет функции мониторинга состояния системы и (в случае неисправности) сигнализирует водителю о необходимости проведения сервисного обслуживания. Блок управления задействуется при включенном зажигании автомобиля. В некоторых моделях система снабжается специальной кнопкой принудительного отключения (при возникновении подобной необходимости).

Основные виды пневмоподушек и их характеристики

Устройство и конструкция всех современных моделей легковых автомобилей предусматривают возможность установки подушек безопасности. Базовые комплектации авто, как правило, исключают этот компонент из перечня своего оборудования из-за значительного удорожания модели.
В настоящее время различают пять основных видов пневмоподушек. В основе данной классификации лежит принцип локализации – места ее расположения в салоне автомобиля. В зависимости от этого специалисты выделяют фронтальную, боковую, головную, коленную и центральную подушки безопасности.
Фронтальные подушки безопасности предназначены для защиты головы и шейного отдела лиц, находящихся на передних сидениях автомобиля.
В зависимости от объекта назначения выделяются:

1. подушка безопасности водителя;
2. подушка безопасности пассажира.

Пневмоподушка водителя размещается внутри рулевого колеса, а пассажира – в верхней части панели («торпедо»). Как правило, подушка водителя значительно меньше по размерам, чем пассажирская. Это объясняется существенной разницей дистанций между водителем и рулевым колесом, с одной стороны, и между пассажиром и панелью приборов, с другой. В последнее время фронтальные модули используют многоступенчатое (двухступенчатое и более) срабатывание при авариях различной степени тяжести. Это — так называемые адаптивные фронтальные пневмоподушки.

Боковые подушки безопасности выполняют функцию защиты грудной клетки, брюшной полости и таза человека. Они так же, как и фронтальные, представлены пневмоподушками водителя и пассажира, которые чаще всего находятся в полостях передних сидений. Некоторые модели авто предусматривают боковые пневмоподушки и в задних сидениях — для защиты пассажиров, сидящих сзади.

Головные пневмоподушки (или «шторки») – это фактически боковые модули, но они являются их самостоятельным и автономным вариантом и предназначаются для предохранения головы от ранений при боковом столкновении и ударе. Как правило, шторки размещаются под салонной обшивкой крыши (в районе дверей и центральной стойки).
Головные пневмоподушки могут быть представлены:

• подушкой безопасности водителя;
• подушкой безопасности пассажира (или пассажиров).

Водительская и пассажирская коленные пневмоподушки – это особый вариант фронтальных подушек, призванных защищать коленные суставы человека от повреждений и травм. Они располагаются либо под рулем (водительская), либо в подпанельном пространстве – под «бардачком» (пассажирская).

С недавнего времени в обиход стала входить центральная подушка безопасности, предусматривающая возможность снижения вторичных повреждений водителя и пассажиров при аварии. Она устроена в подлокотнике водительского сидения («барчике») и центральной секции заднего сидения.

Таким образом, современное устройство и схема размещения пневмоподушек позволяет минимизировать опасность получения людьми серьезных травм при ДТП.

Принципы и условия срабатывания пневмоподушек

Система имеет отнюдь не сложное устройство и основана на ударе, как главном индикаторе ее срабатывания. Удар улавливают соответствующие датчики и сигнализируют об этом в блок управления. Однако основным условиям для начала действия является сила удара, превышающего установленный системой уровень. Если таковой имеет место, то блок управления активирует пиропатрон модуля пневмоподушки. Газогенератор мгновенно (в течение 40 мс) наполняет газом нейлоновую оболочку, что способствует ее выбросу в направлении водителя или пассажира, предотвращая получение ими травм.
Система понимает под ударами, как индикаторами срабатывания пневмоподушек:

1. собственно удары в кузов автомобиля — прямые или косые, лобовые или боковые;
2. наезды на крупные препятствия (бордюры; крупные ямы, выбоины и пр.);
3. падение с высоты, опрокидывание, жесткое приземление автомобиля.

Лучшей демонстрацией функционирования пневмоподушек являются, безусловно, материалы видео.

Важно отметить! Система настроена на рациональный принцип работы: активация и срабатывание конкретных пневмоподушек обусловливается конкретной локализацией удара. Иными словами, из всех пневмоподушек срабатывает только необходимая. Так, при фронтальном ударе обязательно задействуются фронтальные подушки безопасности. При фронтально-боковом ударе велика вероятность того, что система активирует фронтальные, боковые и головные пневмоподушки. Соответственно при боком ударе – головные и боковые подушки безопасности.

Одним из индикаторов может выступать и резкое замедление движения транспортного средства (например, экстренное торможение). Однако этот фактор не является определяющим при срабатывании системы. Дело в том, что датчики, фиксирующие замедление, не посылают автоматической команды на газогенератор, а, как и в первом случае, лишь «извещают» устройство управления о нестандартной ситуации. Для блока в определении направления работы системы подобная информация является коррелирующей, то есть создающей условия для начала действия (а чаще всего – для предупреждения о возможной опасности).

Алгоритм и принцип работы системы находятся в постоянном развитии в рамках совершенствования общей системы пассивной безопасности автомобиля.

Особенности перевозки детей

Перевозка детей в автомобиле, оснащенном подушками безопасности, является особым режимом движения. Это связано с тем, что сработавшие пневмоподушки способны нанести серьезное увечье или даже убить ребенка, не пристегнутого ремнем безопасности.

Именно поэтому специалисты оказались едины в выработке специальных требований, предъявляемых к перевозке детей в автомобиле с пнемоподушками.

Во-первых, детей рекомендуется перевозить только в хорошо закрепленном спецкресле и только на заднем сидении.
» alt=»»>
Во-вторых, при невозможности выключить фронтальную пассажирскую пневмоподушку перевозка детей до 1 года на переднем сидении исключается.

В-третьих, в случае движения с ребенком в спецкресле на переднем сидении, последнее необходимо отодвинуть максимально назад.

Внесалонная (наружная) пневмоподушка

В 2012 году конструкторы автоконцерна «Volvo» оформили и реализовали концепцию использования пневмоподушек не только внутри салона автомобиля, но и вне него. Речь идет о подушках, предназначенных для обеспечения максимальной безопасности пешеходов при их непосредственном лобовом контакте с автомобилем. В частности, для предотвращения или минимизации их травмирования. Согласно статистике, в подобных ДТП более трех четвертей летальных исходов обусловлено тем, что пешеход вторично ударяется головой о детали экстерьера автомобиля. Доказательством этого являются многочисленные (к сожалению!) видео, размещенные в сети владельцами авторегистраторов.

Данная система безопасности устроена с применением пневмоподушки. которая при необходимости выстреливает из-под капота. Капот при этом приподнимается с помощью специализированного механизма освобождения шарнира. Эластичная оболочка прямоугольной формы, заполненная воздухом, закрывает наиболее опасный сектор лобового стекла и металлические передние стойки автомобиля, смягчая удар и предотвращая появление серьезных травм у пешехода. Эффективность работы этой системы хорошо демонстрируется именно на видео.
» alt=»»>
Вполне вероятно, что подобный механизм – это будущее перспективное направление в развитии пневмоподушек.

Обслуживание пневмоподушек

Возможны ли мониторинг и самостоятельное техническое обслуживание системы? Думается, что контроль за работой пневмоподушек более чем возможен, благодаря электронной индикации ее состояния. Так, в случае возникновения неисправности специальная лампочка-индикатор предупредит водителя о перспективе выхода системы из строя и необходимости посещения сервисного центра с целью ее диагностики и обслуживания.

Однако самостоятельный ремонт системы возможен исключительно с привлечением узкоспециализированного персонала авторизованного сервиса или центра. Дело в том, что пневмоподушки – это одноразовые устройства, и после срабатывания возможна только их замена на новый комплект. При этом необходима дополнительная перенастройка и диагностика всей системы управления.

Источник https://ru.abcdef.wiki/wiki/Airbag

Источник https://st-autoimage.ru/avtomobilistu/podushki-bezopasnosti-vidy-i-naznachenie.html

Источник

Источник