Конструкция системы безопасности (шлейф и другие элементы), принцип работы подушки

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.

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.

Читайте также  Ремонт и замена уаз своими руками

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

Устройство,виды и принцип работы системы пассивной безопасности SRS

Автомобиль – это не только привычное средство передвижения, но и источник опасности. Постоянно увеличивающееся число транспортных средств на дорогах России и мира, растущие скорости движения неизбежно приводят к росту числа ДТП. Поэтому задача конструкторов заключается в том, чтобы разработать не только комфортный, но и безопасный автомобиль. Решить эту задачу помогает система пассивной безопасности.

Устройство SRS

Система SRS состоит из комплекта ремней безопасности, преднатяжители ремней, боковые и фронтальные подушки безопасности (Airbags), подголовники регулирующиеся и т.д.

В устройство SRS входят следующие компоненты:

  1. Ремни безопасности.
  2. Натяжители ремней.
  3. Аварийный рубщик цепи аккумулятора.
  4. Подушки безопасности (srs airbag).
  5. Управляемые подголовники.

В зависимости от марки и модели автомобиля, особенно его ценовой категории и класса, могут быть дополнительно установлены в систему SRS некоторые компоненты. Это, например, дополнительная защита для детских автомобильных кресел. Еще, в некоторых машинах устанавливают устройства, входящие в систему SRS, которые защищают автомобиль от опрокидывания (кабриолеты оснащаются данной функцией).

Есть автомобили, которые имеют в безопасности такую функцию, как защита пешеходов. Также бывают установленные элементы, которые оповещают службу спасения в экстренных случаях.

Принцип работы

Зная конструкцию и функционирование всех составных элементов, нетрудно понять принцип работы подушки безопасности: при столкновении датчики улавливают удар, и подают сигнал на блок управления. Тот в свою очередь перенаправляет импульс на нужный газогенератор. Одновременно с этим блок определяет наличие пассажира и принимает решение, задействовать ли и пассажирскую подушку, а также задействует пиропатроны преднатяжителей (если есть) и включает механизм опускания стекол (если имеется).

Сигнал, поступивший от блока на газогенератор приводит к срабатыванию пиропатрона и заряд химического средства загорается. Выделяемый газ поступает в мешок, тот разворачивается и следом сразу же спускается благодаря перфорации.

Схема системы SRS Audi A3

Отметим, что основным недостатком подушек является их одноразовость. То есть, они работают только раз, после чего их нужно менять. А замена – очень дорогостоящая, поэтому автовладельцы авто, на которых они сработали, и пользуются «обманкой», чтобы система нормально диагностировалась при запуске двигателя и не надоедала постоянно горящей сигнальной лампой.

На современных авто используется разные виды подушек безопасности. Основными из них являются:

  • Фронтальные водительская и пассажирская (устанавливаются в руль и переднюю панель);
  • Боковые (монтируются в спинки передних сидений);
  • Головные, они же шторки (размещаются в боковых стойках или крыше).

Эти виды подушек безопасности устанавливаются на множество моделей, включая бюджетные варианты. Фронтальные предназначены для снижения травмирования при фронтальных ударах, два других вида – при боковых. Причем боковые защищают торс, а шторки – голову. Примечательно, что фронтальные и боковые подушки обычно предназначены только для обеспечения травмобезопасности водителя и переднего пассажира. А вот шторки могут устанавливаться и в задней части салона, чтобы снизить травмирование пассажиров на заднем сиденье.

Есть и другие виды подушек безопасности, но встречаются они гораздо реже. К ним относятся коленные и центральные. Первые располагаются под передней панелью и обеспечивают защиту ног. Центральная подушка выскакивает между передними сиденьями и направлена она на исключение получения травм при столкновении водителя и пассажира.

Подушки безопасности оказались действительно эффективными, поэтому сейчас активно разрабатываются системы, которые направлены на снижение травмирования пешеходов при столкновении с авто. Для этого в передок авто (в бампер и перед лобовым стеклом) устанавливаются подушки, смягчающие силу удара пешехода о конструктивные элементы авто.

Меры предосторожности

С первых дней использования подушек безопасности эксперты предупреждают, что использовать их надо только в тандеме с ремнями безопасности. Ремни безопасности, нужны потому, что подушки спасают только при лобовом столкновении, но не спасают при боковых и задних столкновениях.
Прошло не так много времени и стало понятно, что сила с которой вылетает подушка может наносить травмы, близкорасположенному человеку. Исследователи определили, что зона риска составляет 5—8 см от газогенератора. Таким образом, безопасное расстояние от водителя до газогенератора равно 25 сантиметрам, это расстояние измеряется от груди до рулевого колеса.
Если это расстояние меньше, его можно настроить одним из следующих способов:

  • Максимально отодвинуть кресло от руля, что бы при этом было комфортно нажимать на педали;
  • Можно слегка откинуть спинку кресла. Все зависит от конструкции, большинство водителей получат расстояние от груди до рулевого колеса, равное 25 сантиметрам просто подвинув сиденье до упора вперёд и немного, откинув спинку сидения назад. Подушка безопасности должна находиться на уровне груди, а не живота или шеи, этого можно добиться, регулируя высоту руля, если, конечно, он регулируется;
Читайте также  Названы рублевые цены на новый hyundai santa fe

Правила эксплуатации подушек безопасности для детей.

Подушка безопасности может сильно ранить или даже убить не пристёгнутого ребёнка, сидящего к ней слишком близко.
Эксперты сходятся во мнении, что для безопасной перевозки детей важны следующие аспекты:

  • Дети до 12 лет должны ездить пристёгнутыми в специальных автокреслах на заднем сидении;
  • Младенцы, до одного года и весом менее 10 кг, никогда не должны ездить в креслах, устанавливаемых против движения автомобиля на переднем сидении, если машина оборудована подушками безопасности;
  • Если необходимо везти ребёнка старше одного года на переднем сидении, то необходимо использовать детское кресло, установленное по движению автомобиля, отодвинув его максимально назад;

В некоторых случаях владелец авто может отключить подушки безопасности. Давайте рассмотрим как это сделать. Для защиты детей, а также людей невысокого роста, от получения серьёзных травм, Национальное Управление Безопасности США в 1997 году установило правило, разрешающее производителям автомобилей устанавливать подушки “пониженной мощности”. Это правило разрешает уменьшить мощность подушек безопасности на величину от 20% до 35%. Кроме того начиная с 1998 года, автомастерские и региональные дилеры имеют право устанавливать переключатель, с помощью которого можно отключать подушки безопасности.
Таким образом, у владельцев автомобилей появилась возможность установить включатель/выключатель подушек безопасности, если они входили в одну из ниже перечисленных групп риска:

  • Для пассажира и водителя с заболеваниями, при которых риск получения травм при раскрытии подушки, превышает риск воздействия без неё;
  • Подушка водителя (помимо медицинских показаний). Если водитель, в силу своих физических особенностей, не может занять правильное положение, не менее 25 см от руля;
  • Подушка пассажира (помимо медицинских показаний). Лица вынужденные перевозить ребёнка на переднем кресле спиной вперёд, так как в автомобиле отсутствует заднее кресло или оно очень мало или необходимо постоянно проверять состояние здоровья ребёнка;
  • Подушка пассажира (помимо медицинских показаний). Лица, которым необходимо перевозить ребёнка в возрасте от 1 до 12 лет на переднем сидении потому, что в автомобиле нет заднего сиденья, необходимо перевезти больше людей чем помещается на заднем сидении, необходимо постоянно следить за состоянием ребёнка;

Подушки безопасности рекомендуется отключать в случае:

  • наличие кардиостимулятора;
  • ношение очков;
  • ангина;
  • эмфизема;
  • астма;
  • мастэктомия;
  • перенесённая операция на спине или шеи;
  • преклонный возраст;
  • остеопороз;
  • артрит;
  • беременность;

Будущее подушек безопасности

Постоянно проводятся мероприятия, направленные на улучшение свойств подушек безопасности. До недавнего времени большинство из шагов, сделанных в автомобильной безопасности, были направлены на уменьшение травм при ударах спереди и сзади. Однако, 40% всех серьёзных травм и 30% всех несчастных случаев, были результатом боковых ударов. На результаты этой статистики отреагировали многие производители и усилили дверные коробки, двери, крышу и днище. Но есть компании, которые пошли другим путём, они предлагают боковые подушки безопасности.

Инженеры говорят, что разработка боковых подушек безопасности гораздо сложнее, чем передних. Все потом, что большая часть энергии при лобовом столкновении поглощается бампером, капотом, двигателем и проходит примерно 30–40 миллисекунд пока ударная волна достигнет водителя. При боковом ударе только тонкая дверь и несколько сантиметров отделяет человека от другого автомобиля. Это означает, что установленные в боковые двери подушки безопасности должны сработать через пять-шесть миллисекунд.

Инженеры Volvo провели множество экспериментов, чтобы определить оптимальное место размещения боковых подушек, в итоге выбор пал на спинку сидения. Такое размещение позволяет защитить пассажиров любого телосложения, независимо от того как установлено сидение. При таком размещении, срабатывает датчик столкновения, со стороны где произошёл удар. Это предотвращает срабатывание подушки с неповрежденной стороны. Установка подушки безопасности в спинку сидения предотвращает срабатывание подушки при столкновении с пешеходом или велосипедистом. Для того чтобы подушка безопасности раскрылась, столкновение должно произойти на скорости 19 км/ч.

Инженеры BMW установили подушки безопасности в дверях автомобиля. В двери можно расположить подушку большого размера, которая при срабатывании охватит большую площадь, тем самым уберегая от получения травм. Также была разработана подушка безопасности, защищающая голову, которая по форме напоминает большой батон колбасы и в отличие от других подушек не сдувается в течение пяти секунд, чтобы защитить пассажира и водителя от возможных последующих ударов. С целью повышения эффективности подушек безопасности, в этом направлении постоянно ведутся исследования, которые основываются на данных реальных аварий.

Подушки безопасности в автомобиле

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.

Читайте также  Сравнить лада веста св и х рей

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.

Как в автомобиле функционирует «надувная» защита — подушки безопасности?

Автомобильные подушки безопасности (ПБ) предназначены для защиты водителя и пассажиров автомобиля в случае дорожно-транспортного происшествия. Сегодня такими устройствами оснащаются многие автомобили, их установка зависит от комплектации транспортного средства. Из этого материала вы сможете узнать, зачем в автомобиле нужен шлейф подушки безопасности, как работает и какое устройство этой системы в целом.

Принцип действия системы безопасности

Как вы уже поняли, подушки безопасности пассажира и водителя предназначены для того, чтобы предотвратить непосредственный контакт человека с центральной консолью, ветровым стеклом, рулем и т.д. Чтобы обеспечить максимальную защиту водителя и пассажиров, ПБ надуваются сразу же после столкновения, но до того, как человек могу бы успеть повредить что-то. Обычно время срабатывания варьируется в районе 15-30 мс.

Срабатывание ПБ при столкновении

Некоторые автовладельцы решают не использовать ПБ, а вместо них поставить сопротивление. Как правило, установка сопротивления обусловлена тем, что ПБ срабатывают даже при столкновении на небольшой скорости — 20 км/час. Здесь же мы ответили, на какой скорости срабатывает система. Так вот, чтобы ПБ не могла сработать в ненужный момент, автовладельцы используют сопротивление. Мы бы не рекомендовали ставить сопротивление, поскольку никто и никогда не знает о том, в какой момент попадет в аварию и на какой скорости, соответственно, ПБ может не сработать в самый ответственный момент.

При активации зажигания, спустя несколько секунд, включается контрольная лампочка на приборной панели. Она должна практически сразу же потухнуть, если это так, то проблем в работе системы нет и она готова к использованию. Но в том случае, если индикатор продолжает гореть после запуска мотора или его цвет стал красным, то в системе безопасности имеются определенные проблемы, которые необходимо устранять (автор видео — CЕРГЕЙ ГРОМОВ).

Как срабатывает подушка безопасности и на какой скорости?

Непосредственном сам процесс срабатывания водительской или пассажирской ПБ — достаточно простой.

Если рассмотреть по этапам, то выглядит от следующим образом:

  1. На первом этапе транспортное средство сталкивается с препятствием, происходит авария.
  2. На втором этапе срабатывает датчик или шлейф подушки безопасности. В этот момент на систему поступает сигнал о дорожно-транспортном происшествии, узел вступает в работу.
  3. Блок управления подушками безопасности передает импульс на детонатор. В этот момент последний взрывается, в результате чего происходит деструкция стальной оболочки баллона, наполненного газом. Следует отметить, что сам газ в баллоне находится под высоким давлением, составляющим примерно 25- мПа, но здесь многое зависит от конкретного автомобиля. В качестве газа обычно применяется аргон или озон.
  4. На четвертом этапе сама ПБ, которая состоит из нейлонового материала и по своей структуре она многослойная, начинает наполняться газом. На это уходят десятые доли секунды. Следует отметить, что толщина самой ПБ должна составлять около 0.4 мм.
  5. После этого ПБ начинает быстро увеличиваться в размерах. Благодаря специальным прорезям, которые имеет крышка подушки безопасности, ПБ начинает вырываться наружу.
  6. На следующем этапе подушка уже раскрывается. Как правило, это занимает не больше 30 мс с того момента, как сработало контактное кольцо подушки безопасности.
  7. Далее, водитель и пассажир ударяются головой о ПБ, в результате чего она позволяет значительно снизить энергию удара. Затем ПБ, выпуская содержимое в салоне транспортного средства, начинает опадать.

Мы описали процедуру срабатывания ПБ в семь этапов, но по факту это происходит очень быстро. Благодаря использованию такой системы безопасности подушки могут рассеять до 90% всей энергии взаимодействия в результате столкновения. Но остаток — 10% или больше, в зависимости от конструкции ПБ — все равно придется на водителя и пассажиров. Необходимо учитывать, что в зависимости от марки транспортного средства, ПБ может иметь определенные настройки для срабатывания. Если вы никогда не сталкивались с такими настройками — то лучше в них и не лезть.

Устройство системы

Теперь вкратце расскажем о конструктивных особенностях ПБ.

Вне зависимости от автомобиля, такое устройство состоит из трех основных элементов:

  • пиропатрон или гезогенератор;
  • контроллеры удара, который распознают столкновение;
  • сам управляющий блок, отдающий команды (автор видео — Nastya Tyman).

Все электрические сигналы передаются через разъем подушки безопасности. Что касается датчиков удара, то их число, как собственно, количество и самих ПБ, может отличаться в зависимости от модели транспортного средства и производителя. В некоторых случаях количество контроллеров, расположенных в автомобиле, может составлять 10 штук. Сам контроллер предназначен для передачи сигнала на управляющее устройство — блок — а последнее передает соответствующий импульс на газогенератор. Газогенератор или пиропатрон предназначен для разворачивания ПБ.

Следует отметить, что срабатывание контроллера осуществляется с учетом двух критериев — скорости, при которой автомобиль столкнулся, а также угла удара транспортного средства. Сильное снижение скоростного режима, которое осуществляется в случае столкновения машины с препятствием, позволяет передавать сигнал контроллером. Но нужно учитывать, что даже в случае экстренного торможения устройство просто так не работает, для этого необходимо именно столкновение.

Управляющее устройство после получения соответствующего сигнала от контроллера, передает импульсы на газогенератор. Одновременно с этим блок автоматически определяет, какую из ПБ следует накачивать, а также как это сделать. Суть в том, что в зависимости от конструкции, ПБ может иметь два контура или один и их накачка осуществляется в соответствии с силой столкновения. Если удар будет слишком слабый, то накачается только один контур, но если он будет очень сильным, то накачаются два контура.

Видео «Как определить сработает ли подушка безопасности?»

Как на практике срабатывают ПБ в случае удара — наглядное видео в замедленном действии позволит вам понять это (автор ролика — Учимся водить машину.).