Содержание

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

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

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

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

Когда и как появились подушки безопасности

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

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

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

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

Устройство

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

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

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

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

Принцип работы современных Airbag

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды и типы подушек безопасности

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

Можно выделить следующие версии:

Фронтальные

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

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

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

Центральные

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

Вам будет интересно Ремень безопасности: как устроен и принцип действия

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

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

Боковые

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

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

Шторки (головные)

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

Коленные

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

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

Месторасположение в машине

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

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

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

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

При каких условиях срабатывает система защиты

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

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

Неисправности

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

Неисправности могут заключаться в:

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

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

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

Подушка безопасности: польза и вред

Какой марки было первое авто с «аэрбегами» и почему первая попытка их внедрения не увенчалась успехом? В каких случаях их действительно можно назвать спасателями жизни, а в каких они даже могут убить? Разберемся более детально во всех этих вопросах.

Небольшой экскурс в историю «аэрбегов»

Родиной подушек безопасности является США, где в середине прошлого века американец John Hendrick и немец Walter Linderer приобрели патент на свое изобретение – срабатывающий при ДТП надувной мешок. Инженеры длительное время раздумывали над созданием датчика, посылавшего сигнал в случае аварии. И в 1967 году Allen Breed представил ключевой компонент «аэрбегов» – шариковый сенсор. Свою разработку изобретатель продал Chrysler, но воспользовались идеей на серийных авто конкуренты американского концерна.

Пока компании делали робкие попытки внедрить технологию, конгрессмены приняли закон, согласно которому все автопроизводители должны были до 1973 года оборудовать свои серийные машины «аэрбегами». Хоть данный закон и был продиктован исключительно желанием политиков сделать вид, что они заботятся об избирателях, но под прессом депутатов автокомпании вынуждены были ускорить разработки.

И вот в 1971 году Ford выпускает Taunus P7, а Oldsmoblie – «двухдверку» Toronado, которые опционально могли быть оборудованы подушками безопасности в те времена позиционировавшимися как альтернатива ремням безопасности. Но американские водители не хотели платить больше только за «аэрбеги», а смертельные случаи из-за сердечных приступов, вызванных громким звуком с которым надувалась подушка, и вовсе свели спрос на разработку к нулю. В целом же на американских авто «аэрбеги» стали обязательным атрибутом лишь к 1998 году.

Вам будет интересно Как автомобили САМИ предотвращают аварии? Про безопасность на примере Volvo | Техническая программа

В Европе «первопроходцем» выступил Mercedes-Benz, представивший в 1981 году S-class в кузове W126 – первую европейскую машину с надувными мешками.

В девяностые годы длительные тесты подтвердили, что подушки безопасности, обладают высокой эффективностью, после чего они начали использоваться повсеместно. За первые 10 лет своего использования в США подушки безопасности спасли жизнь более 8 тыс. человек. В России «аэрбеги» и ныне не входят в перечень обязательной комплектации, отчасти это объясняется тем, что оборудовать ими некоторые устаревшие модели попросту нерентабельно.

Принцип работы современных подушек безопасности

Подушка безопасности представляет собой мешок из тонкой материи (преимущественно используется нейлон), нередко разделенный на камеры. Подушку пересыпают тальком или крахмалом (чтобы предотвратить слеживание) и упаковывают в небольшую капсулу.

Первоначально было ясно, что мешок должен надуваться не более чем за двадцать-пятьдесят миллисекунд. С 70-х годов ХХ ст. единственным для выполнения этого норматива средством является небольшой взрыв, приводящий к выделению нетоксичного азота, который и наполняет мешок. Взрыв обеспечивает пиропатрон, состоящий из нескольких химических элементов. Встречаются гибридные системы, в которых заряд твердого топлива представляет собой «пробку», закрывающую баллон со сжатым азотом.

В современных авто электроника получает сведения от датчиков удара и если требуется, посылает сигнал на активацию подушек. Датчиков несколько, а потому электроника может выявить, с какой стороны столкновение. Некоторые прогрессивные системы не только определяют силу удара, но также учитывают массу пассажира и с учетом этих данных регулируют объем газа и тем самым размер подушки.

Виды и расположение «аэрбегов»

Стандартно фронтальные «аэрбеги» для водителя расположены в ступице рулевого колеса, а для переднего пассажира – в панели приборов. Под рулевым колесом также может находиться коленная подушка. Расположение боковых подушек у каждой марки может различаться. В 2009 году Toyota также предложила использовать центральные «аэрбеги».

В 2006 году Honda презентовала первый мотоцикл Goldwing оснащенный интегрированной в переднюю панель подушкой безопасности. Но пока что большей популярностью пользуется костюм с подшитой на воротник капсулой с «аэрбегом».

Volvo в свою очередь побеспокоилась и о пешеходах, выпустив единственное в мире товарное авто, укомплектованное подушкой для пешеходов – V40 Cross Country. «Аэрбег» находится под капотом и в случае необходимости срабатывает, немного поднимая капот и практически полностью закрывая ветровое стекло.

Испытания подушек безопасности

Выявить недочеты в конструкции «аэрбегов» автопроизводители могут при помощи краш-тестов. Проведенные в 2012 году организацией NHTSA тесты контрафактных «аэрбегов» показали впечатляющие (со знаком минус) результаты. Дешевые, поддельные «аэрбеги» раскрываются не до конца или же взрываются.

Также в процессе других испытаний ученые выявили, что если в детском кресле на переднем сиденье располагается ребенок, то пассажирскую подушку следует отключить, в противном случае она может больно ударить малыша по лицу.

Когда подушка безопасности может стать врагом?

В начале нынешнего года исследование портала Automotive Information показало, что каждый год в США приблизительно 3,4 тыс. человек погибают из-за несработавшей подушки безопасности. Распространенными причинами произошедшего являются неисправная проводка, старость «аэрбегов», недостаток мощности и пр.

Как уже показала историческая практика, подушки не сумели заменить ремни безопасности. И все же находятся несознательные водители, предпочитающие ездить, не пристегиваясь ремнями, наивно полагая, что в случае ДТП их спасет подушка. Многие даже не догадываются, что, не пристегнувшись, водители приобретают себе смертельно опасного врага в лице «аэрбега». Все дело в том, что при ДТП подушка выстреливает со скоростью 200-300 км/ч. Если водитель или пассажир не пристегнули ремни безопасности, то они рискуют удариться лицом о еще нераскрытую подушку и сила этого столкновения больше, нежели удар о рулевое колесо или панель приборов. Расстояние между человеком и местом, откуда выстреливает подушка должно составлять не меньше 25 см, а потому пристегнутые ремни являются жизненной необходимостью.

Следует знать, что подушка – вещь исключительно одноразовая. Если она сработала, то потребуется замена всего модуля, в том числе мешка и блока наполнения. При этом замена обойдется вам в довольно круглую сумму. Так, например, стоимость модуля водительского «аэрбега» для Ford Focus второй генерации составляет 21 тыс. руб., а для Opel Astra H – 44 тыс. руб.

А потому не вызывает удивления тот факт, что когда продают пострадавшее в результате аварии авто, то вместо «аэрбегов» устанавливают внешние заглушки и делают перепрошивку блока управления, чтобы при компьютерной диагностике не выбивалась ошибка. Стопроцентно выявить срабатывала ли подушка нельзя, а потому, приобретая подержанный автомобиль, всегда обращайте внимание на другие признаки участия в ДТП, например, ржавчину, перекрашенные кузовные детали и пр.

Если в вашем авто установлены боковые подушки, то следует знать, что надетый на сиденье «неправильный» чехол может свести эффект от подушек к нулю. Необходимо использовать только чехлы, имеющие сертификат испытаний. Ведь какой смысл выкладывать немалые деньги на приобретение автомобиля с прогрессивной системой пассивной безопасности и при этом экономить на покупке аксессуаров.

За последнее тридцатилетие «аэрбеги» из экзотического аксессуара премиальных авто стали стандартным атрибутом современных машин, в т.ч. и в РФ (за редким исключением). Как «аэрбеги» будут модифицироваться со временем, можно только предполагать. Вероятнее всего, их просто ожидает более массовое использование, т.к. технология их выпуска постепенно будет удешевляться. И настанет день, когда автопроизводители будут оснащать бюджетные машины полным набором подушек в т.ч. коленной и «шторками». Не исключено, что инженеры также больше побеспокоятся о безопасности пассажиров задних рядов, а разработанная специалистами Volvo технология для защиты пешеходов начнет применяться более широко.

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.

Вам будет интересно У хот-хэтча Toyota GR Corolla появилась двухместная версия

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):

Корпус с камерами сгорания;
Заряды №1 и №2 из таблеток натриевой кислоты;
Вспомогательный заряд для воспламенения заряда №1;
Два пиротехнических патрона для воспламенения зарядов;
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:

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.
Боковые подушки безопасности – при аварии защищают грудную клетку человека, брюшную полость и кости таза. Встраиваются такие подушки безопасности чаще всего в спинки передних автокресел.
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: