Как работают подушки безопасности в авто: видео
Согласно официальной статистике большинство несчастных случаев при пассажирских перевозках происходит на дорогах с участием автотранспорта. Соответственно, безопасность водителя и пассажиров является приоритетной задачей производителей авто. В этой статье мы рассмотрим важнейший элемент защиты на автотранспорте — подушки безопасности.
Как работает подушка безопасности
Идея общего принципа работы подушек безопасности (англ. — Airbag, воздушный мешок) достаточно простая. При ударе водителя о рулевое колесо или пассажиров о различные элементы в салоне автомобиля, находящиеся в сложенном состоянии подушки мгновенно наполняются воздухом. Таким образом, между людьми и корпусом салона возникает мягкий буфер, предотвращающий удар о твердую поверхность и тем самым защищающий водителя и пассажиров от повреждений.
Устройство и принцип срабатывания
В различных местах автомобиля — спереди, сзади, по бокам — располагаются датчики удара, которые срабатывают в случае столкновения автомобиля с препятствием на скорости более 20 км/ч.
На электронный блок управления, который контролирует работу подушек, поступают сигналы от датчиков и блок дает команду на срабатывание.
Сигнал поступает на газовый генератор подушки, после чего происходит выстрел заряда пиропатрона. В результате этого кислота, находящаяся в газовом генераторе, сгорает, освобождая определенное количество газа, который и наполняет мешок, раскрывая подушку безопасности.
В целях смягчения самой подушки на ее поверхности предусмотрены отверстия, которые обеспечивают быстрый (менее чем за секунду после срабатывания) выброс из подушки газа.
В современных автомобилях Airbag-генератор оснащен сразу двумя пиропатронами. Первый предназначен для относительно легких столкновений, он освобождает примерно 80% газа. Если же этого недостаточно, срабатывает второй патрон. Он выпускает оставшийся газ, делая Airbag несколько жестче.
Сами подушки производятся из ткани на основе нейлона с добавлением крахмала или талька в качестве смазки.
Конструкция подушек предусмотрена таким образом, чтобы в режиме ожидания они в компактном, сложенном виде легко помещались в руле, на передней панели или в боковых частях кресел.
Основные достоинства подушек безопасности
- В отличие от ремней безопасности, подушки не требуют от водителя и пассажиров каких-либо действий для активации. В случае возникновения опасной ситуации они срабатывают автоматически.
- Подушки совершенно не стесняют движения, не являются причиной снижения уровня комфорта в салоне. Они находятся в сложенном состоянии и незаметны для взгляда.
- Скорость, с которой происходит раскрытие подушки безопасности, намного превышает обычную скорость реакции пассажиров при аварии. Это приводит к тому, что защита находящихся в салоне автомобиля людей обеспечивается независимо от логики и последовательности их действий в критической ситуации.
Ложка дегтя. Некоторые минусы подушек безопасности
- Любая, даже самая современная электроника, не идеальна.
Датчики, отвечающие за срабатывание «аэрбега», так же не являются исключением. Соответственно, существует вероятность ложного сигнала. В таком случае подушка может даже навредить водителю. - При боковых столкновениях или переворотах «аэрбег» не особо эффективен. Основное его назначение — предотвращение травм головы и шеи при фронтальном контакте.
- При столкновении подушка наполняется азотом в объеме до 100 л всего за доли секунды. И, если находящиеся в автомобиле люди не пристегнуты ремнями безопасности, контакт с «аэрбега» может привести к травмам и даже переломам.
Датчики, отвечающие за срабатывание «аэрбега», так же не являются исключением. Соответственно, существует вероятность ложного сигнала. В таком случае подушка может даже навредить водителю.Важно! Максимальная эффективность подушек достигается только в сочетании с использованием ремней безопасности.
Даже при использовании ремней, существует опасность получить увечья при срабатывании «аэрбега», в случае неправильно посадки в автомобиль, скрещенных рук и т.п.
Виды подушек безопасности
Исходя из области применения, «аэрбег» можно разделить на четыре подвида.
- Фронтальные . Располагаются в рулевом колесе (для водителя) и в верхней части передней панели — для защиты сидящего рядом с водителем пассажира. В некоторых авто предусмотрена возможность отключения фронтальной подушки переднего пассажира. Это самый распространенный вид «аэрбега», такими подушками оснащены практически все современные автомобили.
- Боковые. Встраиваются в спинки кресел и предназначаются для защиты грудной клетки, таза и брюшной полости. В более сложном и дорогом исполнении, конструкция боковых подушек предполагает использование двух камер. Первая, более жесткая, расположена внизу и служит для защиты таза. Более мягкая, верхняя, защищает грудную клетку.
- Головные (или — «шторки»). Как понятно из названия, служат для защиты головы. Располагаются в передней и задней частях крыши, между стойками. Применяются как для переднего ряда сидений, так и для заднего.
- Коленные. Расположенные под рулевым колесом, они служат для защиты коленей и голеней водителя.
Меры безопасности
Следует всегда помнить о том, что подушки безопасности не являются стопроцентной защитой при аварии. Они существенно увеличивают шанс избежать травмы, однако, только в случае соблюдения определенных правил при эксплуатации.
- Всегда пристегивайтесь. Как уже отмечалось выше, «аэрбеги» эффективны только при использовании ремней безопасности.
- Своевременно проверяйте в специализированных автосервисах состояние работоспособности всех систем, которые взаимодействуют с подушкой.
- Соблюдайте предписанные еще в автошколе правила ровной посадки в автомобиль — «руки на руле» и т.п.
- При перевозке детей используйте только специальные детские автокресла, отключив соответствующую подушку безопасности.
Хотя в настоящее время аэрбеги и не являются абсолютным средством защиты при аварии, они постоянно совершенствуются. Эта тенденция, в сочетании с неукоснительным соблюдением правил безопасности, позволяет рассчитывать на достаточно высокие результаты по обеспечению сохранности жизни и здоровья водителей транспортных средств и их пассажиров.
Подушка безопасности — можно ли ремонтировать?
Любой современный автомобиль оснащен системой активной безопасности, в которую и входит подушка. При столкновении достаточной силы, срабатывает датчик удара, который передает сигнал на контроллер. В свою очередь контроллер подает сигнал на подушки безопасности и отключает топливный насос.
Эти меры при столкновении на скорости до 40 километров в час позволяют избежать повреждений, а на скорости до 80 километров в час серьезно снизить тяжесть травм.
При столкновении на скорости свыше 90 километров в час эффективность подушек снижается, а при ударе о подушки на скорости свыше 130 километров в час человек получает тяжелые травмы.
Поэтому подушка безопасности не является панацеей, а дает дополнительный шанс избежать травм и гибели.
Как устроена подушка безопасности
Подушка безопасности состоит из пяти элементов:
- пиропатрона;
- электронной схемы;
- многожильного кабеля с разъемом;
- мешка подушки;
- крышки.
Основной элемент подушки – пиропатрон, который при срабатывании выделяет достаточное количество азота или аргона. При срабатывании пиропатрона выделяется определенное количество газов, поэтому при столкновении на небольших скоростях подушка полностью надувается и эффективно амортизирует, предотвращая повреждение от ударов о двери или другие твердые поверхности. Каждая подушка безопасности соединена с контроллером посредством многожильного кабеля. По этому кабелю контроллер системы безопасности опрашивает электронную схему подушки, проверяя ее состояние, а также подается постоянное питающее напряжение. При срабатывании датчика удара, контроллер по этому же кабелю подает сигнал за включение пиропатрона.
В исходном состоянии мешок подушки плотно сложен и закрыт декоративной крышкой. При срабатывании пиропатрона выделяются газы, которые быстро наполняют мешок, в результате чего он увеличивается в размерах, выдавливает крышку и превращается в подушку безопасности.
Видео — Как работает подушка безопасности
Можно ли ремонтировать подушку безопасности
Многие владельцы современных автомобилей, особенно дорогих иномарок, задаются этим вопросом. Ведь цена новой подушки безопасности достигает 500 долларов США, а учитывая что их устанавливают до 8 штук, затраты на замену получаются просто огромными. Поэтому некоторые доморощенные специалисты предлагают восстановление или ремонт использованных подушек.
Прежде, чем выносить вердикт, можно их ремонтировать или необходимо заменять целиком, необходимо разобраться, что происходит во время срабатывания подушки. Пиропатрон – одноразовое устройство, которое невозможно качественно починить.
Любые попытки самостоятельно начинить его рабочей смесью приводят лишь к одному – количество и состав газа, который выделяется при срабатывании, не соответствуют заданным параметрам. Ведь количество газа должно соответствовать объему подушки, в противном случае она или лопнет, или не сможет качественно самортизировать удар. Поэтому вес заряда должен быть подобран с точностью до микрограмма. То же самое относится и к составу рабочей смеси. Поэтому любые попытки самостоятельно снарядить пиропатрон, во-первых, крайне опасны, а во-вторых, говорят о том, что «специалист» пытается делать работу, в которой не понимает ничего.
После срабатывания пиропатрона мешок подушки надувается. В некоторых случаях в нем появляются пробоины. Теоретически, такой мешок можно заклеить, после чего он готов для повторного использования. Но тут нужно понимать, какие нагрузки воздействуют на мешок. Средний вес человека 70 килограмм. При ударе в бетонную стену на скорости 100 километров в час скорость приближения водителя или пассажира к препятствию составит от 20 до 30 метров в секунду.
Учитывая амортизирующую способность подушки, она будет испытывать давление как минимум в одну тонну. Поэтому некачественная склейка приведет к прорыву подушки, в результате чего человек ударится о твердую поверхность. Поэтому ответ на вопрос – заклеивать поврежденный мешок подушки безопасности или купить новый, каждый решает самостоятельно, ставя на кон свои (а нередко и не только свои) жизнь и безопасность.
После срабатывания пиропатрона мешок выдавливает декоративную крышку. Вот ее как раз вполне допустимо починить самостоятельно и использовать повторно. Но стоимость новых крышки и подушки (мешка и пиропатрона) различается в сотни раз. Поэтому никакого смысла возиться с восстановлением крышки, нет. Разве что возникло желание вместо подушки установить декоративную имитацию. В этом случае удастся восстановить внешний вид руля, двери, сидений, где были установлены подушки безопасности, но при столкновении человек получит тяжелые, нередко несовместимые с жизнью, травмы.
Но самая главная проблема не в ремонте или замене подушки безопасности.
Можно купить новый блок или приобрести исправный на авторазборке и установить вместо использованного. Но, контроллер системы безопасности отслеживает состояние датчика удара и подушек, поэтому потребуется обнуление памяти, что самостоятельно выполнить невозможно. Для этой работы необходимо специальное оборудование и серьезные познания.Вывод
Ремонт подушки позволяет сэкономить (по сравнению с ее заменой), но многократно снижает безопасность водителя и пассажиров. Стоит ли экономия такого риска, каждый решает самостоятельно, потому что цена ошибки – человеческая жизнь. Поэтому не рискуйте здоровьем и жизнью, пытаясь сэкономить на безопасности.
Как работают подушки безопасности — autoevolution
Некоторым людям так и не посчастливилось встретиться с ними, а другие были спасены ими, но когда на вас обрушится авария, вы будете молиться богам, которые появятся. Если вы еще не поняли, мы говорим о «подушке безопасности». В настоящее время они присутствуют в каждой машине, в каждой машине, которая не относится к ледниковому периоду.
Первые шаги к сегодняшним подушкам безопасности были предприняты Джоном У. Хетриком, отставным инженером-технологом, в начале 50-х годов. После автомобильной аварии с участием мистера Хетрика, его жены и дочери он придумал устройство, которое предотвратило бы удары пассажиров о внутреннюю часть автомобиля.
В 1953 году он получил патент на то, что называлось «сборка подушек безопасности для автомобилей». Примерно в то же время немецкий изобретатель Вальтер Линдерер получил патент на аналогичный прототип. В изделии г-на Линдерера использовалась система сжатого воздуха, которая могла быть выпущена либо при контакте с бампером, либо водителем.
После получения двух патентов Ford и General Motors начали возиться с надувными ремнями безопасности, но столкнулись с двумя большими проблемами.
Один из них был связан с обнаружением столкновения и срабатыванием подушки безопасности, которая слишком долго не срабатывала должным образом. Вторая проблема заключалась в том, что сами подушки безопасности могли нанести пассажирам вторичные травмы.
Лишь в конце 1960-х годов разработка подушек безопасности достигла реального прогресса. Человек, ответственный за это? Инженер-механик из Нью-Джерси по имени Аллен К. Брид. Он изобрел то, что считается первой в мире электромеханической автомобильной системой подушек безопасности в виде датчика столкновения.
Позже г-н Брид представил еще одну важную разработку в этой области, а именно подушку безопасности, которая выпускает воздух при раскрытии, снижая риск вторичных травм за счет снижения жесткости надутой подушки.
Вскоре после этого Ford построил экспериментальный парк подушек безопасности (1971 г.), а General Motors провела испытания подушек безопасности на модели Chevrolet 1973 года, хотя и проданной только для государственных нужд.
В 1973 году для широкой публики был выпущен первый легковой автомобиль, оснащенный подушкой безопасности.73 Олдсмобиль Торонадо. Год спустя Buick, Cadillac и Oldsmobile предложили двойные подушки безопасности в качестве опции для нескольких своих полноразмерных моделей. Mercedes-Benz первым предложил современную подушку безопасности в качестве опции для своей модели S-Klasse.
Большая разница между американским и немецким подходом заключалась в том, что в то время как Ford и GM продавали свои подушки безопасности как альтернативу ремням безопасности, Mercedes-Benz объединил два устройства безопасности для большей эффективности в предотвращении травм.
Первые боковые и торсовые подушки безопасности стали опциональными в 1995 на моделях Volvo 850. Три года спустя федеральное правительство США ввело в действие двойные фронтальные подушки безопасности на всех легковых автомобилях. Первая система подушек безопасности для мотоциклов была выпущена компанией Honda в 2006 году.
Типы подушек безопасности
Наиболее распространенный тип подушек безопасности — фронтальные, которые раскрываются за доли секунды, предотвращая удары пассажиров о внутреннюю часть автомобиля.
автомобиля во время аварии средней и тяжелой степени. При лобовых столкновениях на более низкой скорости усовершенствованная система подушек безопасности обеспечивает соответствующий уровень защиты, раскрывая переднюю подушку безопасности с меньшим усилием или полностью отключая переднюю подушку безопасности.
Вторым по популярности типом является боковая подушка безопасности (SAB), которая, очевидно, срабатывает при боковом ударе. Это обеспечивает защиту от травм головы и/или туловища. Существует три основных типа SAB: боковая подушка безопасности для груди, боковая подушка безопасности для головы и их комбинация. По оценкам NHTSA, в авариях с боковым столкновением, в которых погиб по крайней мере один человек, почти 60 процентов погибших получили черепно-мозговые травмы. Также подсчитано, что если бы все автомобили в США были оснащены САБ для защиты головы, то по сравнению с отсутствием транспортных средств, оснащенных этой технологией, всего 9Каждый год будет спасено 76 жизней и предотвращено еще 932 серьезных травм.
Более поздние новшества включают подушку безопасности для коленей, представленную в 2003 году на Mercedes-Benz SLR McLaren, заднюю шторку безопасности, представленную на Toyota iQ в 2008 году, и заднюю центральную подушку безопасности, разработанную той же Toyota в 2009 году для защиты задних пассажиров. пассажиров при боковом столкновении.
Как это работает
Первый этап срабатывания подушки безопасности это сама авария . Столкновение, будь то лобовое или боковое, активирует множество датчиков в автомобиле, включая акселерометры, датчики удара, датчики бокового давления, датчики тормозного давления, гироскопы и датчики занятости сиденья.
Все эти датчики тесно связаны с ACU (блоком управления подушками безопасности), самым мозгом системы подушек безопасности. Блок решает, должны ли и как разворачиваться подушки безопасности. Когда ACU обнаруживает, что порог развертывания достигнут, он инициирует 
Поскольку система сжатого воздуха была бы непрактичной и весьма неэффективной, инженеры придумали идею, очень похожую на принцип работы твердотопливного ракетного ускорителя. Каждая подушка безопасности включает в себя пиротехническое устройство, известное как инициатор или электрическая спичка, состоящее из электрического проводника, заключенного в кокон из горючего материала. Импульс тока нагревает проводник, который, в свою очередь, воспламеняет горючий материал. Этот воспламенитель запускает химическую реакцию, которая фактически наполняет газом подушку безопасности из нейлоновой ткани.
Большой объем газа выталкивает подушку безопасности из рулевого колеса и/или приборной панели на скорости до 200 миль/ч или 322 км/ч, весь процесс занимает около 0,04 секунды. Учитывая, что моргание глаза приблизительно равно 0,2 секунды, можно сказать, что это довольно быстрый процесс.
Последним этапом процесса подушки безопасности является сдувание , которое происходит почти сразу после завершения надувания.
Газ выходит через специальные вентиляционные отверстия, которые также предотвращают серьезные травмы пассажиров. Еще одним эффектом дефляции является выброс пылевидных частиц, в основном кукурузного крахмала и талька, которые используются для смазки подушки безопасности.
Первоначально химические вещества, используемые в подушках безопасности, были серьезной проблемой для здоровья, но современные системы вызывают лишь легкое раздражение горла и глаз.
Основы подушек безопасности
Меню настроек
Базовые подушки безопасности
предназначены для защиты головы, шеи и грудной клетки от ударов о приборную панель, рулевое колесо или лобовое стекло при лобовом столкновении. Они не предназначены для надувания при столкновении сзади, опрокидывании или большинстве боковых столкновений. Как правило, подушки безопасности предназначены для срабатывания при авариях, которые эквивалентны столкновению автомобиля со сплошной стеной на скорости от 8 до 14 миль в час.
Подушки безопасности чаще всего срабатывают при столкновении автомобиля с другим транспортным средством или с твердым объектом, например с деревом.
Подушки безопасности раскрываются, когда датчик обнаруживает переднее столкновение. Датчик посылает электрический сигнал, чтобы запустить химическую реакцию, в результате которой подушка безопасности наполняется безвредным газообразным азотом. Все это происходит быстрее, чем мгновение ока. подушки безопасности имеют изгибы, поэтому они сдуваются сразу же после того, как вас амортизируют. Они не могут задушить вас и не ограничивают ваши движения. «Дым», который вы, возможно, видели в автомобиле после демонстрации подушки безопасности, — это нетоксичный крахмал или тальк, которые используются для смазки подушки безопасности.
Подушки безопасности — это проверенные и эффективные устройства безопасности. С момента их появления в конце 1980-х годов и до 1 ноября 1997 года подушки безопасности спасли около 2620 человек. Число спасенных людей увеличивается с каждым годом, поскольку подушки безопасности становятся все более распространенными на дорогах Америки.
Количество спасенных жизней — это еще не все. Подушки безопасности особенно эффективны для предотвращения опасных для жизни и изнурительных травм головы и грудной клетки. Исследование реальных аварий, проведенное Национальным управлением безопасности дорожного движения, показало, что комбинация ремней безопасности и подушек безопасности на 75 процентов эффективна для предотвращения серьезных травм головы и на 66 процентов эффективна для предотвращения серьезных травм груди. Это означает, что 75 из каждых 100 человек, которые получили бы серьезную травму головы в результате аварии, и 66 из 100 человек, которые получили бы травмы груди, были избавлены от этой участи, потому что они были пристегнуты ремнями безопасности и имели подушки безопасности.
Для некоторых людей эти преимущества по спасению жизни и предотвращению травм достигаются за счет менее серьезных травм, вызванных самой подушкой безопасности. Большинство травм подушками безопасности представляют собой небольшие порезы, ушибы или ссадины и гораздо менее серьезны, чем переломы черепа и травмы головного мозга, которые предотвращаются подушками безопасности.
Однако по состоянию на 1 ноября 1997 года 87 человек были убиты подушками безопасности. Эти смерти являются трагическими, но редкими событиями — на тот же день было около 1 800 000 срабатываний подушек безопасности.
Единственный факт, который является общим для всех умерших, это НЕ их рост, вес, пол или возраст. Скорее, это тот факт, что они были слишком близко к подушке безопасности, когда она начала раскрываться. Для некоторых это произошло из-за того, что они сидели слишком близко к подушке безопасности. Чаще это происходило из-за того, что они не были пристегнуты ремнями безопасности или детскими креслами и выбрасывались вперед при предаварийном торможении.
Подавляющее большинство людей могут не находиться слишком близко друг к другу и свести к минимуму риск серьезной травмы подушкой безопасности, просто изменив свое поведение. Низкорослые водители могут отрегулировать положение сиденья. Взрослые пассажиры передних сидений могут сидеть на безопасном расстоянии от своей подушки безопасности.