30Окт

Принцип действия подушки безопасности: виды, устройство, назначение и принцип работы

Содержание

виды, устройство, назначение и принцип работы

Безопасность при вождении — один из первых вопросов, которым стоится озаботиться будущему водителю при покупке автомобиля. Среди всех элементов безопасности ключевое место занимают подушки безопасности. Качественные подушки могут уберечь от удара даже при непристегнутых ремнях.

Виды

Практически все современные автомобили выпускаются с расчётом на последующую установку подушек безопасности, поэтому не стоит заранее волноваться о том, «куда их установить» и «есть ли для них место в автомобиле». Именно принцип различия подушек по расположению в салоне лежит в основе основной классификации подушек безопасности.

Фронтальные

Как становится понятно из названия, предназначены они для погашения импульса при лобовом столкновении. Подушка водителя расположена в рулевом колесе, а пассажирская спрятана в панели. Основной целью фронтальных подушек является предотвращение травмирования самых уязвимых мест на теле: головы и шеи. Подушка поглощает порядка 90% всего импульса, а также значительно смягчает контакт лица с находящейся перед ним поверхностью.

Боковые (шторки)

Как правило, шторки располагаются в крайних полостях сидений водителя и пассажира. В отличие от фронтальных, боковые подушки безопасности призваны смягчить последствия удара для корпуса в целом, а не только для верхней части тела. Также различают водительские и пассажирские подушки. В норме для каждого стоит по две шторки(они находятся по краям от головы).

Шторки безопасности

Головные(шейные)

Их так же стоит по две на каждого. Представляют собой разновидность боковых, но более специализированную. Призваны защитить от бокового удара именно голову. Находятся в крыше автомобиля, как со стороны дверцы, так и в центре.

Коленные

Достаточно недавно появившаяся разновидность подушек, основной целью которой является защита от травм хрупкого коленного сустава. Со стороны водителя находятся под рулём, со стороны пассажира в районе бардачка. Стоит по две.

Центральные

Как и коленные, появились достаточно недавно и в функциональном плане очень похожи на шторки(боковые подушки безопасности). Обеспечивают дополнительную защиту для рук, прежде всего при боковых столкновениях. Размещаются такие airbag в центральной части салона. Их стоит максимум две на всю машину — по одной для передних и для задних(если возможно) пассажиров.

Кроме этого, все подушки можно условно также разделить на пассажирские и водительские. Дело в том, что водительское место, как правило, несколько отличается от пассажирских средним расстоянием между телом и ближайшими твердыми поверхностями в момент столкновения. Самое серьёзное различие заключается врасстоянии от тела водителя до рулевого колеса, которое сильно разнится с расстоянием между пассажиром и приборной панелью.

Имеют место и другие небольшие различия в расстояниях. В связи с этим, при установке подушек безопасности их размер и скорость полного срабатывания должны подбираться с учётом их расположения и конструкционных особенностей автомобиля. К счастью, в настоящее время в продаже уже начинают появляться подушки, работу которых можно идеально отрегулировать исходя из множества параметров, среди которых есть даже такие, как рост и вес водителя.

В настоящий момент ведутся разработки нового вида подушек безопасности, предназначенных для задних пассажиров. Толчок для начала разработок — частые травмы среди задних пассажиров, которых ремни безопасности не всегда спасают от удара. Причина, по которой подушки для задних пассажиров ещё не созданы заключается в ещё более значительных, в отличие от передних мест, колебаниях расстояний между пассажиром и внутренними поверхностями автомобиля. Это подразумевает, что принцип работы задних подушек хоть и будет основываться всё на том же пиропатроне и выбросе газа, неизвестно, сколько технических модификаций придётся претерпеть им до своего окончательного воплощения в жизнь. Однако с учётом существующих достижений в области разработок систем безопасности, можно быть уверенными, что они появятся в продаже уже в ближайшие годы.

Устройство

В устройстве любой airbag можно выделить три основных элемента:

  • Модуль подушки безопасности, включающий непосредственно саму подушку и сопутствующие ей механизмы фиксации и срабатывания(пружина, контактное кольцо и пиропатрон).
  • Датчики удара(деформации).
  • Модуль контроля работы системы.

Модуль контроля включает в себя систему регистрации данных от датчиков столкновения, систему диагностики состояния подушек безопасности(их исправности) и систему оповещения водителя в случае обнаружения неисправности в работе системы(сигнальную лампу).

Датчики деформации представляют собой устройства, которые стоят в разных участках частях машины и сработают при чрезмерно резких изменениях в скорости движения автомобиля.

Основными элементами модуля подушки безопасности являются разъем подушки безопасности, часовая пружина и контактное кольцо(для подушки, устанавливающейся в рулевое колесо), пиропатрон, газогенерирующий элемент, крышка и сама подушка. Подушка безопасности производится из тонкого нейлона толщиной порядка полумиллиметра, который обладает достаточной прочностью для торможения летящего по инерции тела водителя(пассажира).

Устройство подушки безопасности

Пиропатрон представляет собой детонирующее устройство, которое своей детонацией способствует выбросу из газогенерирующего элемента газа, раздувающего подушку за доли секунды.

Газогенератор

Часовая пружина является специфическим для рулевой airbag элементом, который способствует бесперебойной подаче питания на модуль и его связь с модулем контроля. Разъём подушки обеспечивает подключение модуля к системе контроля, а так же оповещение о наличии проблем в работоспособности подушки при плохом подключении.

Во время проведения технических работ разъём предотвращает случайное срабатывание подушки.

Крышка подушки безопасности(она же заглушка) является декоративным элементом, скрывающим подушку безопасности от глаз до момента срабатывания.

Принцип действия

В общих чертах, принцип работы airbag таков: после удара авто сработают датчики, которые находятся в машине. Как только они сработают и пошлют сигнал в устройство управления airbag, последнее определяет, сколько и какие airbag нужно активировать. Затем, подаётся сигнал и срабатывает пиропатрон, находящийся в airbag, раздувая подушку.

Теперь более подробно. При попадании автомобиля в аварию, в результате удара машина приобретает нехарактерное для неё ускорение, а так же получает повреждения. Резкое изменение скорости в результате удара — условия срабатывания подушек безопасности. Указанные изменения моментально фиксируется соответствующими датчиками. Датчики передают информацию в модуль управления, откуда сигнал идёт уже на конкретные модули подушек безопасности.

При получении сигнала к срабатыванию, в модуле подушки безопасности детонирует пиропатрон. Высвобождающийся в результате объём газа раздувает подушку безопасности за считанные доли секунды.

Сколько времени это занимает? Как правило, время срабатывания составляет порядка 15-25 миллисекунд. Такой короткий промежуток времени обусловлен необходимостью надува подушки прежде, чем она произведёт контакт с телом. В противном случае, удар о подушку будет не только не смягчающим, но может стать причиной серьёзных травм, и даже смерти. Такие случаи имели место на первых этапах истории развития подушек безопасности. Современные airbag лишены этих недоработок. Помимо мгновенного раскрытия, они имеют и такую особенность строения, как газоотводные отверстия. Это значит, что подушка начинает сдуваться почти сразу после срабатывания, тем самым компенсируя чрезмерное давление на тело пострадавшего не давая ему задохнуться(в случае с фронтальными подушками).

Итог

Безусловно, устанавливать или нет подушки безопасности на своё авто — личный выбор каждого. Однако, исходя из многолетней статистики аварий, не следует отказываться от установки airbag без наличия на то веских причин. Если же есть сомнения, нужна ли вам подушка безопасности, то лучше всего запастись уверенностью, посмотрев видео и почитав соответствующую литературу.

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.

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. Встречаются и коленные подушки безопасности для переднего пассажира. Они устанавливаются под бардачком на передней панели.

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.

Читайте также:

Подушка безопасности, ее виды и принцип действия аирбэгов

На чтение 5 мин. Просмотров 107

Подушка безопасности виды и принцип действия. В статье подробно описана история и виды как самых старых так и современных подушек безопасности, а также принцип их работы.

Это устройство может сильно ударить в лицо или даже сломать нос, но в итоге спасет жизнь водителя ну и заодно всех пассажиров. Конечно если ДТП в которое попал автомобиль не очень серьезное. Речь идет о таком устройстве, как подушка безопасности. Свою историю она ведет с 1953 года. Аирбэги или подушки безопасности для водителя и всех пассажиров были запатентованы Уолтером Линдеррером, и являются частью пассивных систем безопасности автомобилей. Сегодня эти устройства, конечно, в несколько раз, чем полвека назад, да и принцип действия, их несколько отличается от предшественников.

Виды подушек

Современная машина может быть оснащена несколькими десятками различных подушек для водителя. Обнаружить их можно в совершенно различных частях салона в зависимости от того, оконные шторки ли это, фронтальные головные или прочие устройства пассивной защиты. Сколько подушек безопасности установить – решают инженеры, создающие автомобиль. Принцип выбора количества основывается на результатах краш-тестов. Однако давайте поговорим конкретно о видах. Какой же бывает подушка безопасности?

  1. Фронтальная. Та самая, которая бьет в лицо и ломает нос. Эти подушки безопасности нужны для водителя и также спасают переднего пассажира при аварии. Именно их патентовали в 1953. Месторасположение устройств с того времени так и не изменилось: водительская в руле, пассажирская в верхней части приборной панели.
  2. Боковые подушки безопасности. Эти устройства увидели свет намного позже в середине 90-х годов прошлого века. Главная их цель, при аварии – снизить риск травм таза, груди и брюшной полости. Обычно они устанавливаются в спинках передних сидений. Бывают, кстати, двухкамерной конструкции, более мягкая для груди и живота и жесткая для таза.
  3. Головные или еще их называют шторки. Шторки призваны защитить голову водителя при боковых ударах и столкновениях. Разработали этот вид защиты инженеры ТОЙОТА в 1998 году. Шторки обычно устанавливают в передней части крыши машины или между дверями. Защитить подобные шторки могут как водителя с передним пассажиром, так и тех, кто сидит сзади.
  4. Подушка безопасности для коленей. О назначении запросто можно догадаться по названию агрегата – служит она для защиты ног и коленей шофера. Устанавливается под рулевой колонкой. Иногда в премиальных моделях ее используют и для защиты ног сидящего впереди пассажира.
  5. Инновационная подушка безопасности. Пожалуй, самая передовая разработка инженеров. На автомобилях появилась с 2009 года. Такие подушки оберегают как водителя, так и всех пассажиров. Найти ее можно в подлокотнике переднего ряда автомобильных кресел.

Удивительно, но факт, сегодня элементы пассивной защиты уже выходят за пределы автомобиля. Инженеры Вольво на некоторых моделях авто начиная с 2012 года- предлагают установку устройств пассивной защиты для пешеходов, которые могут оказать на вашем капоте.

Устройство

Подушка безопасности сшита из прочнейшего нейлона. Тестируют устройства еще в заводских условиях. Все подозрительные отбраковываются — таков принцип. На автомобили ставятся только проверенные, которые на 100% сработают.

Если вы когда-либо становились свидетелем того, как срабатывает подушка безопасности. Наверняка заметили, что в течение нескольких минут после этого весь салон автомобиля словно наполнен пылью. На самом деле – это элементы смазки, которую используют производители.

Вообще, в систему пассивной защиты входит – сама подушка безопасности в виде эластичной оболочки, газогенератор и система управления. Разберем их работу последовательно:

  • газогенератор – служит для так называемого надувания полости устройства, на раздувается за счет поступающего в нее газа. До момента срабатывания системы газ находится в твердом состоянии и высвобождается за счет выталкивающего заряда;
  • система управления, на объединяет как минимум несколько датчиков удара и собственно блок управления газогенератором, который при необходимости подает сигнал.

Принцип действия

Тут все построено по самому элементарному сценарию. Сработает система после сильного удара по корпусу автомобиля. В зависимости от того каким будет ДТП или просто столкновение, сработает только один вид подушек безопасности. Какой именно – должен определить датчик удара и собственно центральный блок управления газогенератором. Произойдет это после того, как устройство обработает все данные.

К примеру, в случае легкой аварии могут просто натянуться ремни или выстрелить только фронтальные агрегаты безопасности или шторки.

Все зависит от того какие сигналы придут от датчиков. В любом случае сработать системы пассивной безопасности должны не позднее чем за 40 миллисекунд. Причем после соприкосновения с телом человека обычно если она работает правильно, подушка безопасности должна разорваться и сдуться. Принцип работы всех подушек фактически одинаков и заключается в том, что они одноразовые. Кроме того, при пожаре они обязательно сработают при достижении температуры выше 150 градусов.

Условия срабатывания

Ну тут все, конечно, сугубо индивидуально и зависит от вида. Разберем на примере фронтальных – они могут выстрелить в следующих случаях:

  • при мощном лобовом ударе, который произойдет именно с той силой, на которую настроены датчики;
  • если вы врежетесь в тротуар или бордюр;
  • также фронтальные подушки безопасности водителя могут выстрелить в тот момент, когда автомобиль приземляется после полета или падает в пропасть. Правда, здесь они едва ли помогут.

Не выстрелят фронтальные устройства, если вам даже сильно въедут в задний бампер или машина опрокинется.

Устройство, принцип работы, обслуживание подушек безопасности

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

           Разработаны подушки безопасности, как для водителей, так и для пассажиров на переднем сиденье. Для водителя подушка устанавливается обычно на рулевом управлении, для пассажира - на приборной панели (в зависимости от конструкции). Передние подушки безопасности срабатывают при получении аварийного сигнала от блока управления. В зависимости от конструкции, степень наполнения подушки газом может варьироваться.

        Предназначение передних подушек – защита водителя и пассажира от травмирования твёрдыми предметами и осколками стёкол при фронтальных столкновениях. Боковые подушки предназначены для уменьшения повреждения людей, находящихся в автомобиле при боковом ударе. Они устанавливаются на дверях, либо в спинках сидений. При боковом столкновении внешние датчики посылают сигналы в центральный блок управления airbag. Это делает возможным срабатывание как некоторых, так и всех боковых подушек. Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показали, что таковая уменьшается на 20-25%. 


 Устройство и принцип работы надувных подушек безопасности (airbag) 

      Подушки безопасности (airbag) представляют собой систему, в которую входят газогенератор с подушкой в одном узле, датчики удара и электронный блок управления. Сама подушка безопасности изготавливается из нейлона толщиной 0,45-0,55 мм, который для герметичности покрывали слоем резины или силикона. 
        В старых моделях газогенератора, называемых часто пиропатроном, используется твердое топливо, при сгорании которого выделяется газ, заполняющий, а точнее, надувающий подушку. Топливом обычно выступает азид натрия (NaN3), 45% массы которого при сгорании превращается в чистый азот, а остальное – в углекислый газ (СО2), окись углерода (СО), воду (Н2О) и твердые частицы. Хотя процесс сгорания и происходит быстро, он не носит взрывного характера.            

          Оптимальное время наполнения подушки – 30-55 миллисекунд. Газ в подушку поступает через специальный фильтр, который пропускает только азот. В развернутом состоянии подушка находится очень короткое время (до 1 с), так как азот (абсолютно безопасный для человека) через специальные отверстия быстро выходит в салон. В качестве топлива современные производители подушек безопасности применяют нитроцелюлозу. Для разворачивания airbag его требуется значительно меньше (8 г), чем азида натрия (50 г). При этом также не требуется установка фильтра.

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

Разновидности надувных подушек безопасности (airbag)

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

Эффективная защита подушками безопасности (airbag) 

          Защитить пассажиров автомобиля при столкновениях подушки безопасности поможет соблюдение определенных правил. Во-первых, пассажир должен быть пристегнут ремнем безопасности, во-вторых, он должен сидеть ровно, а не оперевшись на дверь/подлокотник или положив ноги на торпедо, в-третьих, спинка сиденья должна быть отрегулирована так, чтобы пассажир находился именно в сидячем положении, а не полулежа, в-четвертых, руки на руле должны быть сбоку, а не сверху или во время выворота – по «диагонали».   Часто страдают от сбоев в работе подушек любители наклеек. Разместив их на торпедо и руле в зонах окон-прорезей, через которые открываются подушки, автовладельцы тем самым искажают «геометрию» их открытия, а также увеличивают время их разворачивания. По этим причинам защита оказывается малоэффективной, а иногда и травмоопасной. Иногда боковые подушки размещаются в спинке сиденья, в связи с чем одевать на них чехлы нельзя, так как подушка не сможет нормально открыться.

          Система, обеспечивающая работу воздушных подушек безопасности, включает в себя электронное диагностическое устройство. Работает оно при включенном зажигании автомобиля. При обнаружении неисправности на щитке приборов при работающем двигателе загорается сигнальная лампа в виде символа или надписи airbag, SRS и т.д.

Как работает подушка безопасности, правила использования

Над тем, как работает подушка безопасности автомобиля задумываются не многие водители. Так уже устроен человек, что его интересует только то, что ему действительно интересно в данный момент, остальное, как правило, ему не интересно, но это до поры до времени.

Ведь в наше время подушка безопасности является не маловажной составляющей современного автомобиля, сколько уже здоровья и жизней водителей и пассажиров было спасено с помощью данного устройства, просто не сосчитать.

Поэтому было бы не правильным не рассказать про то, как работает подушка безопасности и за счет чего и с помощью каких физических явлений она спасает людей.

Немного предыстории

Долгие годы единственным средством пассивной безопасности были ремни безопасности. Сейчас с этой системой в один ряд встали подушки безопасности.

С 1998 года в США на всех автомобилях, в обязательном порядке, стали устанавливать эту систему пассивной безопасности. Она снижает риск летального исхода при лобовых авариях на 30%.

Вспомним законы механики

Из школьной программы нам известно, что все тела при движение обладают инерцией. В движущемся автомобиле вместе с ним в одном направлении перемещаются все незакрепленные предметы, водитель и пассажиры.

При столкновении, автомобиль резко останавливается, а все незакрепленные предметы продолжают двигаться с прежней скоростью.

Цель любой системы безопасности — остановить движение водителя с нанесением ему наименьшего вреда здоровью.

Подушка безопасности служит для снижения инерционной скорости до нуля и сбережения здоровья водителя и пассажиров.

За непродолжительное время, подушка безопасности открывается между рулевым колесом и водителем, приборной панелью и пассажиром, задней дверью автомобиля и задним пассажиром.

Также читайте — Как работает внешняя подушка безопасности для автомобиля.

Подушка безопасности, принцип работы

Главная цель подушки безопасности — буквально в мгновение равномерно снизить инерционную скорость движения водителя вперед.

На ее изготовление идет тонкая нейлоновая ткань. Располагается подушка в руле, в приборной панели. В некоторых автомобилях в спинке переднего сиденья. Так же существуют боковые подушки безопасности, все зависит от модели и марки автомобиля.

Сигнал на срабатывание подает специальный датчик. Сила, при которой срабатывает подушка безопасности, равна силе столкновения автомобиля, двигающегося со скоростью 25 км/час со стеной.

Происходит переключение контактного выключателя и замыкание электрического контакта.

Сигнал поступает на датчик, который считывает информацию с акселерометра, находящегося в микросхеме.

Химическая реакция, при срабатывании подушки безопасности, происходит между нитратом калия и азидом калия, на выходе образуется газообразный азот. Происходит надувание подушки безопасности.

Данный способ выделения газообразного азота был разработан довольно давно.

С 1970 года используют твердотопливные газогенераторы. Твердое топливо воспламеняется от пиропатрона, мгновенно сгорает с выделением азота, которого хватает на заполнение подушки.

Подушка со скоростью 300 км/час наполняется азотом. Затем газ начинает выходит через отверстие в подушке, чтобы пассажиры могли двигаться. Это достаточно для того, чтобы защитить и уберечь, находящихся в салоне людей от тяжелых травм.

Существуют определенные правила, как использовать подушки безопасности. Их надо неукоснительно придерживаться.

Читайте по теме — как сделать обманку подушки безопасности своими руками.

Подушки безопасности, правила использования

  1. Одно из основных правил. Но оно будет касаться тех водителей у которых есть дети или они занимаются перевозками людей (таксисты и т.д.). Данное правило касается правильной установки детского кресла. Кстати, здесь можно почитать как выбрать детское автокресло и как его правильно устанавливать. Так вот, если в автомобиле на против пассажира, сидящего впереди, установлена подушка безопасности, то на данное место не разрешается устанавливать детское автокресло спинкой вперед.
  2. Если ребенку меньше 12 лет, то в детском автокресле ему лучше находится на заднем сиденье.
  3. Не пренебрегайте ремнями безопасности, тем более за это грозит штраф.
  4. Не допускайте нахождение каких-либо предметов на местах крепления подушек безопасности, а также рядом, справа, слева и внизу. Данные предметы при срабатывании устройства могут нанести Вам увечья.
  5. Не допускайте физического воздействия на места крепления данных устройств. Запрещено стучать, нажимать на них, облокачиваться.
  6. Если в автомобиле рулевая колонка регулированная, то запрещено ездить на автомобиле, когда она расположена в крайнем верхнем положении. Иначе подушка безопасности сработает вверх.
  7. Располагаться на сиденье необходимо удобно, не наклонятся сильно вперед и отодвигать сиденье назад на достаточно безопасное расстояние от модуля подушки безопасности.

Не соблюдение данных простых правил может привести, в момент срабатывания подушки безопасности, к еще большему усугублению ситуации, и процесс спасения может перейти в совершено другую плоскость, с травмами, синяками и тому подобному.

С любым оборудованием нужно уметь обращаться, не исключением является, и наше устройство, которое относится к системе пассивной безопасности автомобиля.

Надеемся, что мы хоть частично прояснили Вам эту тему и теперь с данным устройством Вы будет обращаться с уважением и самое главное с пониманием.

Всего Вам доброго, и чтобы подушки безопасности в Вашем автомобиле срабатывали как можно реже.

Как работает подушка безопасности видео.

что это, какие бывают и как проверить

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.

Схема действия приспособления

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

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

Плюсы:

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

Минусы:

  • 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.

1. Фронтальные подушки 2. Демонстрация приспособления в салоне машины 3. Открытое приспособление

Видео «Как определить, сработает ли подушка безопасности?»

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

 Загрузка ...

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.

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.

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

Система подушек безопасности – одна из самых важных частей безопасности вашего автомобиля. При ее правильном срабатывании можно гарантировать, что вы и ваши пассажиры не пострадаете после удара, который мог бы причинить серьезную травму или смерть. Использование Airbag спасло тысячи жизней на протяжении многих лет. Но какое устройство и принцип работы подушек безопасности? Эта система чрезвычайно сложна и должна активироваться в течение миллисекунд после аварии, чтобы обеспечить защиту водителя и пассажиров.

Что такое подушки безопасности?

Подушки безопасности (Airbag) — это эластичные ткани или другие материалы, которые плотно упакованы в разных местах вашего автомобиля. В большинстве автомобилей есть подушки безопасности на передней приборной панели, а у многих автомобилей и вдоль боковой части автомобиля. Эти мешки сжимаются и хранятся в небольшой области. Когда происходит авария, они обеспечивают систему амортизации для людей в машине, которая поможет не вылететь наружу в случае аварии. Хотя это не всегда спасёт вас от серьезных травм или смерти, во многих случаях амортизация пассажиров может оказаться весьма целесообразной.

Как они работают?

  • Каждая отдельная подушка безопасности сдувается и упаковывается в отсек, расположенный в приборной панели, рулевом колесе, сиденье или в другом месте.
  • Передний Airbag включает в себя большой нейлоновый мешок, который накачивается и быстро сдувается в случае серьезного лобового столкновения.
  • Срабатывание подушки безопасности контролируется датчиками, которые обнаруживают возникновение и серьезность аварии. Когда контроллер определяет, что Airbag должен быть развёрнут, система запускает блок инфлятора, он в свою очередь сжигает химикаты, которые производят много инертного газа для раздувания мешка.
  • Когда мешок надувается, он разрывает открытые крышки на приборной панели, взлетая перед пассажиром. В то же время голова и верхняя часть пассажира движутся со значительным усилием в сторону надутого мешка. Когда голова пассажира соприкасается с подушкой безопасности, она начинает сдуваться через вентиляционные отверстия в основании. Это смягчает движение головы вперед. Весь процесс происходит в мгновенье ока, примерно за 100 миллисекунд.
  • В процессе развёртывания будет много дыма, пыли и шума, и пассажир может не знать, что подушка сработала. Это нормально.

Датчики столкновения

Наиболее важными частями успеха системы подушек безопасности являются датчики столкновения. Эти небольшие части электроники предназначены для того, чтобы сообщить, когда автомобиль повреждается в результате несчастного случая. Они реагируют на несколько разных наборов стимулов, включая внезапную остановку и повышенное давление (когда куски автомобиля перемещаются из-за силы столкновения) и т. д.

Сенсоры подушек безопасности, расположенные в передней части кабины, контролируются различными типами датчиков, которые измеряют:

  1. скорость колеса
  2. состояние пассажира
  3. давление и удар тормозов
  4. и другие индикаторы состояния авто

Датчики передают сигналы в блок управления подушкой безопасности, который анализирует данные и может управлять функциями безопасности, такими как:

  1. блокировка ремня безопасности
  2. автоматические дверные замки
  3. развёртывание подушки безопасности.

В автомобиле используется два типа датчиков — электрические и механические.

Некоторые используют электромеханический механизм «шарик и трубка», который в основном состоит из небольшой трубки, содержащей выключатель цепи и шар, удерживаемые вместе небольшим магнитом. Когда происходит столкновение, шарик выталкивается из магнита и катится вперед в трубке, нажимая выключатель, который замыкает электрическую цепь.

Другие электрические конструкции в принципе аналогичны, используя металлический ролик или подпружиненные грузы вместо шара, или в новых автомобилях — акселерометр для отключения датчика.

Механические датчики работают независимо от электрической системы и реагируют аналогично электрическим датчикам, с конструкцией, которая приводит в действие ударник, запускающий небольшой взрыв после аварии.

Успех системы подушек безопасности зависит от того, что датчики столкновения работают, не только точно, но и очень быстро, поэтому это самая дорогая и технологически продвинутая часть системы подушек безопасности.

Когда срабатывают подушки безопасности?

Чтобы водительская или пассажирская подушка сработала, должны быть соблюдены следующие минимальные требования:

  • Автомобиль должен ехать со скоростью более 25 км / ч.
  • Угол удара находится примерно в тридцати градусах по обе стороны от центральной линии автомобиля (всего около 60 градусов).
  • Сила замедления, по меньшей мере, равна той, которая возникает при столкновении автомобиля с неподвижным барьером со скоростью около 25 км / ч.

Примечание: Передние подушки безопасности не будут разворачиваться в случае столкновения со стороны, сзади или при опрокидывании, поскольку они не обеспечивают дополнительной защиты.

Другие виды подушек безопасности

Двухступенчатые подушки безопасности — это более разумное поколение подушек безопасности, которые оптимизируют уровень развёртывания подушки безопасности в соответствии с серьезностью аварии.

Боковые и шторные подушки безопасности помогают защитить пассажиров от травм головы, шеи и грудной клетки во время боковых ударов и опрокидывания.

Коленные подушки защищают нижние конечности от травм, вызванных ударом с панелью приборов.

Возникающие проблемы

Передние подушки безопасности предназначены для защиты людей от взрослых. Поскольку дети меньше, они рискуют получить травму от её срабатывания. Поэтому они не должны занимать переднее сиденье, если в машине есть Airbag для пассажира.

Системы подушек безопасности обычно имеют контрольную лампу с индикатором. Если лампа не погаснет сразу после запуска или включается во время вождения, сверьтесь с руководством по эксплуатации и проверьтесь на СТО. Система обнаружила ошибку.

Если вы этого не сделаете, подушки могут неожиданно сработать во время ремонта, особенно во время электромонтажных работ. Это может привести к серьезным травмам, поэтому оставьте ремонт квалифицированным специалистам.

Несколько изготовителей транспортных средств определяют срок службы компонентов подушек безопасности. Обычно загорается сигнальная лампа подушки безопасности, и компоненты должны быть заменены, прежде чем она погаснет.

Выключение подушек безопасности

Подушки безопасности разработаны таким образом, что их не нужно включать, но иногда их можно отключить. Это связано с соображениями безопасности, поскольку есть случаи, когда они могут нанести больше вреда, чем пользы.

Когда автомобиль включает в себя возможность отключения подушек безопасности пассажира, механизм деактивации обычно располагается на пассажирской стороне приборной панели.

Процедура снятия Airbag-а со стороны водителя, как правило, более сложная, и после неправильной процедуры может вызвать срабатывание подушки безопасности. Если вы обеспокоены тем, что защитная подушка с водительской стороны может нанести вам вред, для её отключения следует обратиться к специалисту.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

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.

Как работают подушки безопасности? - Каретка Mitsubishi

Когда люди покупают новую машину, они в первую очередь спрашивают себя: «Насколько она безопасна?» Проведя часы, сравнивая автомобили, которые им нравятся, а затем находя идеальную отделку - со всеми необходимыми им внутренними и технологическими особенностями - они затем сравнивают рейтинги Национальной администрации безопасности дорожного движения (NHTSA) и Страхового института безопасности дорожного движения. (IIHS), чтобы выбрать самый безопасный автомобиль, в котором есть все, что они хотят, при следующей покупке нового автомобиля.Покупка новой машины - это не и не должно быть легкомысленным решением.

В последнее время все новости об отзыве подушек безопасности делают безопасность все более и более приоритетной. Автомобиль должен держать вас в безопасности, а не быть опасным. Функции безопасности прошли долгий путь с течением времени. Можете ли вы поверить, что раньше люди ездили на машинах вообще без подушек безопасности? Сегодня это не вариант. Только в 1980-х годах в автомобилях появились первые коммерческие подушки безопасности, и только в 1998 году подушки безопасности стали обязательной стандартной функцией безопасности во всех новых автомобилях со стороны водителя и пассажира! Теперь у нас есть подушки безопасности, переплетенные по всей машине, и мы хотим, чтобы они выполняли свою работу.

В свете всех отзывов о подушках безопасности Carriage Mitsubishi собирается научить вас, как на самом деле работают подушки безопасности, чтобы вы могли понять, почему они так важны.

Первое, что мы должны рассмотреть, - это законы движения и импульса. Импульс - это масса x скорость. Если на объект не действует внешняя сила, этот объект будет продолжать двигаться с нынешней скоростью и направлением. Ваша машина может двигаться с постоянной скоростью, но также и все, что внутри нее. Даже если автомобиль будет остановлен в результате столкновения, все незакрепленные предметы внутри автомобиля, включая пассажиров, будут продолжать двигаться со скоростью транспортного средства до аварии.По этой причине были изобретены ремни безопасности и подушки безопасности - чтобы защитить вас во время столкновений на высокой скорости. Конечная цель подушки безопасности - снизить скорость пассажиров с минимальным повреждением или без него.

Подушка безопасности состоит из трех частей:

  1. Сама сумка. Сумка сделана из тонкой нейлоновой ткани, которая складывается в рулевое колесо, приборную панель, сиденье или дверь.
  2. Датчик - Датчик - это устройство, которое сообщает сумке о надувании. Датчики получают эту информацию от акселерометра, встроенного в микрочип.
  3. Система надувания - азид натрия (NaN3) реагирует с нитратом калия (KNO3) с образованием газообразного азота, который надувает подушку безопасности. Газ вырывается из хранилища быстрее, чем в мгновение ока! Через секунду газ рассеивается через крошечные отверстия в подушке безопасности, давая вам пространство для движения. Порошкообразное вещество, которое выделяется при надувании подушки безопасности, представляет собой кукурузный крахмал или тальк, который сохраняет гибкость и смазку пакетов во время хранения.

Посмотрите это видео и посмотрите, как работают подушки безопасности:

Как работают подушки безопасности? - Объясните, что Stuff

Как работают подушки безопасности? - Объясни это

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 29 декабря 2020 г.

Bang! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи - но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый Взрыв (надеюсь) приведет к срабатыванию подушки безопасности из приборной панели, смягчает удар и помогает уменьшить повреждение вашего тела. Подушки безопасности очень простые, но при этом удивительно умные, потому что они разгоняться со скоростью более 300 км / ч (200 миль / ч) - быстрее, чем может разбиться автомобиль! Рассмотрим подробнее, как они работают.

Artwork: Подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной приверженности манекенам для краш-тестов, которые были характерной чертой автомобильной конструкции с тех пор, как самый первый манекен, Сьерра Сэм, сделал его оригинальный тест-драйв в 1949 году. Если бы мы не смогли проверить новую безопасность инновации с макетами, мы никогда не сможем внедрить их в наши машины по-настоящему.

Почему автомобильные аварии наносят ущерб

Как и все в мире, автокатастрофы контролируются законами физики и, в частности, законы движения.Все, что ходов имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько "материал", который содержит объект, и это тесно связано с его весом. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетической энергии, и чем тяжелее ваша машина и чем быстрее вы идете, тем больше у него кинетической энергии. Это нормально, пока ты вдруг не захочешь чтобы остановиться - или пока вы во что-то не врежетесь.Тогда вся энергия пойти куда-нибудь. Несмотря на то, что автомобили сконструированы таким образом, чтобы поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

График

: Чем быстрее вы идете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно проиграть до того, как остановишься. Если в результате столкновения ваш автомобиль остановится через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше столкновение будет жестким, и тем больше вероятность получить травму или погибнуть.Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Таблица для транспортного средства общей массой 1500 кг.]

Проблема в том, что люди внутри движущийся автомобиль тоже имеет массу и скорость, и даже если автомобиль остановится, они будут стремиться продолжать. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона после выдающегося английского физика сэра Исаака Ньютон, который первым это сказал), что движущиеся вещи имеют тенденцию при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их.Легковые автомобили ремни безопасности были у них десятилетиями, но это довольно грубая форма охрана. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит на удивление 3–6 кг (6–12 фунтов) - столько же, сколько несколько мешков с сахар - и совсем не сдерживается. Так что даже если твое тело пристегнуто жесткий, тот же основной закон физика говорит, что ваша голова будет продолжать двигаться и врезаться в руль или стекло лобовое (лобовое). Вот где и пригодятся подушки безопасности.

Как подушки безопасности помогают

Фото: Типичный манекен для краш-теста имеет внутри более 130 различных датчиков. Этот манекен, имя которого «Адам», не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, поэтому исследователи могут проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Правильнее известна подушка безопасности в качестве дополнительной удерживающей системы (SRS) или дополнительной надувная удерживающая система (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас без застегивания ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться в результате аварии и сдувается, когда ваша голова прижимается к нему. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам не стало бы лучше.

Насколько эффективны подушки безопасности?

Подушки безопасности звучат так, как будто они должны быть хорошей идеей, но ученым нравятся веские доказательства: есть ли доказательства того, что они уменьшают смертность? В 1995 году Адриан Лунд и Сьюзан Фергюсон опубликовали книгу основное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год.Они обнаружили, что подушки безопасности снижают количество смертельных случаев на 23–24% при лобовых столкновениях и на 16% при всех видах аварий по сравнению с автомобилями, оснащенными только ремнями безопасности с ручным управлением.

Очевидно, что это огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности являются взрывоопасными предметами, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вашу жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очень важно изучить потенциальные опасности подушек безопасности, чтобы мы могли сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаемые с конца 1990-х годов) срабатывают с меньшей силой, чем старые конструкции, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

  1. Когда машина что-то наезжает, она начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) обнаруживает изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр активирует цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (немного похож на один из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое вещество взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При сгорании взрывчатого вещества выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, расположенный за рулем.
  7. Когда сумка расширяется, она срывает пластиковую крышку с рулевого колеса и надувается на глазах у водителя. Пакет покрыт меловым веществом, например тальком, чтобы облегчить его разворачивание.
  8. Водитель (движущийся вперед из-за удара) толкает сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям.К тому времени, как машина остановится, мешок должен полностью спуститься.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если вы поищете в Интернете, вы найдете довольно много разных людей, которые изобрели подушки безопасности. Кто первым подумал о них? В Соединенных Штатах, похоже, это был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, который придумал эту идею после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в канаву, чтобы избежать удара о камень, почти бросив его. его дочь через лобовое стекло.Хетрик подал патент на узел подушки безопасности для автомобилей 5 августа 1952 года (он был выдан как патент США № 2649311 18 августа 1953 года). Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Hetrick, хотя официально оно было выдано через три месяца после патента Hetrick в ноябре 1953 года.Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что двое мужчин независимо друг от друга пришли к одной и той же идее более или менее в одно и то же время.

Иллюстрации: оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы было легче следовать. Здесь есть три отдельных рисунка, показывающих основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид водителя в перспективе рулевого колеса (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа).Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтого цвета) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху выходить из цилиндра (зеленый) и накачивать подушку подушки безопасности. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. Читайте полное описание в сборке подушки безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор эту идею развили многие другие изобретатели, особенно Аллен К.Порода (1927–2000), который разработал множество различных способов вызвать взрыв газа внутри подушки безопасности непосредственно перед ударом в результате аварии. В соответствии с Некролог Брида в New York Times, он создал свою первую подушку безопасности в 1968 году и зарегистрировал множество патентов на усовершенствования, помогая превратить Breed Corporation в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности для автомобилей.

Среди других пионеров - Чарльз О Берриман из Eaton Yale и Towne Inc, который производил подушки безопасности для Ford. (US3441290A: система безопасности транспортных средств, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler (US3618981A: надувное устройство, поданное в 1969 году), а также Ирвинг и Эмануэль Ландсман (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 году), которые были одними из первых, кто описал боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях.Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, и в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

Статьи

  • 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил серийное производство подушки безопасности водителя и натяжителя ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz, 22 декабря 2020 г. Краткий обзор роли Mercedes в разработке подушек безопасности в Европе.
  • «Более дешевая подушка безопасности и дорога Такаты к смертельному кризису». Автор Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как неоднозначный редизайн подушек безопасности привел к тому, что крупные автопроизводители оказались в кризисе безопасности.
  • Неисправные подушки безопасности Такаты по-прежнему вызывают серьезные потери, поскольку напомнил о задержке Хироко Табучи и Даниэль Айвори. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
  • Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г.Как персональная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
  • Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов, Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры из Университета Крэнфилда разработали подушку безопасности, которая срабатывает снаружи автомобиля.
  • Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 года. Низкоскоростное раскрытие подушки безопасности может вызвать короткие волны давления высокой интенсивности, которые повредят ваш слух, утверждает один эксперт.

Книги

Для читателей постарше
  • «Мобильность без хаоса: безопасность, автомобили и гражданство» Джереми Пакера.Duke University Press, 2008. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пакер исследует подобные противоречия в увлекательном историческом отчете.
  • Катастрофа Николая Фейт. Channel 4 TV / самшит Книга, 1998. Почему мы сопротивляемся улучшение безопасности автомобиля так усиленно?
  • Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Специального покрытия подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и аналогичных мер безопасности.
Для младших читателей
  • Car Science Ричард Хаммонд. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и соавтором этой книги. Возраст 9–12 лет.
  • Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих превосходных книг очевидцев DK. Эта книга рассказывает об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней.Опять же, больше всего подходит для детей 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым) он, вероятно, тоже понравится.

Видео

  • Срабатывание подушки безопасности в замедленном движении: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности надувается, от Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание на то, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем если бы человек давил на нее.
  • Краш-тесты подушек безопасности нового поколения
  • Ford: видеоролик, показывающий, как подушки безопасности надуваются на невероятно высокой скорости во время аварии.

Патенты

  • Патент США № 2649311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
  • Патент США № 4711466: Способ и устройство для инициирования газогенератора от внешнего датчика, Аллен К. Брид, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них касается безопасности автомобилей.
  • US3441290A: Система безопасности транспортных средств Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
  • US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Крайслер, 31 октября 1969 г.
  • US3617073A: Автомобильная система безопасности, Ирвинг и Эмануэль Ландсман, 17 сентября 1969 г.
  • US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, специально для пассажиров автомобилей, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 года.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте...

Как работают подушки безопасности? - Объясните, что Stuff

Как работают подушки безопасности? - Объясни это

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 29 декабря 2020 г.

Bang! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи - но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый Взрыв (надеюсь) приведет к срабатыванию подушки безопасности из приборной панели, смягчает удар и помогает уменьшить повреждение вашего тела.Подушки безопасности очень простые, но при этом удивительно умные, потому что они разгоняться со скоростью более 300 км / ч (200 миль / ч) - быстрее, чем может разбиться автомобиль! Рассмотрим подробнее, как они работают.

Artwork: Подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной приверженности манекенам для краш-тестов, которые были характерной чертой автомобильной конструкции с тех пор, как самый первый манекен, Сьерра Сэм, сделал его оригинальный тест-драйв в 1949 году. Если бы мы не смогли проверить новую безопасность инновации с макетами, мы никогда не сможем внедрить их в наши машины по-настоящему.

Почему автомобильные аварии наносят ущерб

Как и все в мире, автокатастрофы контролируются законами физики и, в частности, законы движения. Все, что ходов имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько "материал", который содержит объект, и это тесно связано с его весом. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетической энергии, и чем тяжелее ваша машина и чем быстрее вы идете, тем больше у него кинетической энергии.Это нормально, пока ты вдруг не захочешь чтобы остановиться - или пока вы во что-то не врежетесь. Тогда вся энергия пойти куда-нибудь. Несмотря на то, что автомобили сконструированы таким образом, чтобы поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

График

: Чем быстрее вы идете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно проиграть до того, как остановишься.Если в результате столкновения ваш автомобиль остановится через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше столкновение будет жестким, и тем больше вероятность получить травму или погибнуть. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Таблица для транспортного средства общей массой 1500 кг.]

Проблема в том, что люди внутри движущийся автомобиль тоже имеет массу и скорость, и даже если автомобиль остановится, они будут стремиться продолжать. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона после выдающегося английского физика сэра Исаака Ньютон, который первым это сказал), что движущиеся вещи имеют тенденцию при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их.Легковые автомобили ремни безопасности были у них десятилетиями, но это довольно грубая форма охрана. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит на удивление 3–6 кг (6–12 фунтов) - столько же, сколько несколько мешков с сахар - и совсем не сдерживается. Так что даже если твое тело пристегнуто жесткий, тот же основной закон физика говорит, что ваша голова будет продолжать двигаться и врезаться в руль или стекло лобовое (лобовое). Вот где и пригодятся подушки безопасности.

Как подушки безопасности помогают

Фото: Типичный манекен для краш-теста имеет внутри более 130 различных датчиков.Этот манекен, имя которого «Адам», не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, поэтому исследователи могут проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Правильнее известна подушка безопасности в качестве дополнительной удерживающей системы (SRS) или дополнительной надувная удерживающая система (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас без застегивания ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться в результате аварии и сдувается, когда ваша голова прижимается к нему. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам не стало бы лучше.

Насколько эффективны подушки безопасности?

Подушки безопасности звучат так, как будто они должны быть хорошей идеей, но ученым нравятся веские доказательства: есть ли доказательства того, что они уменьшают смертность? В 1995 году Адриан Лунд и Сьюзан Фергюсон опубликовали книгу основное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год.Они обнаружили, что подушки безопасности снижают количество смертельных случаев на 23–24% при лобовых столкновениях и на 16% при всех видах аварий по сравнению с автомобилями, оснащенными только ремнями безопасности с ручным управлением.

Очевидно, что это огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности являются взрывоопасными предметами, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вашу жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск травмы ценой, которую стоит заплатить.Тем не менее, очень важно изучить потенциальные опасности подушек безопасности, чтобы мы могли сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаемые с конца 1990-х годов) срабатывают с меньшей силой, чем старые конструкции, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

  1. Когда машина что-то наезжает, она начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) обнаруживает изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр активирует цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (немного похож на один из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое вещество взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При сгорании взрывчатого вещества выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, расположенный за рулем.
  7. Когда сумка расширяется, она срывает пластиковую крышку с рулевого колеса и надувается на глазах у водителя. Пакет покрыт меловым веществом, например тальком, чтобы облегчить его разворачивание.
  8. Водитель (движущийся вперед из-за удара) толкает сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям.К тому времени, как машина остановится, мешок должен полностью спуститься.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если вы поищете в Интернете, вы найдете довольно много разных людей, которые изобрели подушки безопасности. Кто первым подумал о них? В Соединенных Штатах, похоже, это был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, который придумал эту идею после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в канаву, чтобы избежать удара о камень, почти бросив его. его дочь через лобовое стекло.Хетрик подал патент на узел подушки безопасности для автомобилей 5 августа 1952 года (он был выдан как патент США № 2649311 18 августа 1953 года). Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Hetrick, хотя официально оно было выдано через три месяца после патента Hetrick в ноябре 1953 года. Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что двое мужчин независимо друг от друга пришли к одной и той же идее более или менее в одно и то же время.

Иллюстрации: оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы было легче следовать. Здесь есть три отдельных рисунка, показывающих основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид водителя в перспективе рулевого колеса (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа).Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтого цвета) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху выходить из цилиндра (зеленый) и накачивать подушку подушки безопасности. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. Читайте полное описание в сборке подушки безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор эту идею развили многие другие изобретатели, особенно Аллен К.Порода (1927–2000), который разработал множество различных способов вызвать взрыв газа внутри подушки безопасности непосредственно перед ударом в результате аварии. В соответствии с Некролог Брида в New York Times, он создал свою первую подушку безопасности в 1968 году и зарегистрировал множество патентов на усовершенствования, помогая превратить Breed Corporation в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности для автомобилей.

Среди других пионеров - Чарльз О Берриман из Eaton Yale и Towne Inc, который производил подушки безопасности для Ford. (US3441290A: система безопасности транспортных средств, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler (US3618981A: надувное устройство, поданное в 1969 году), а также Ирвинг и Эмануэль Ландсман (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 году), которые были одними из первых, кто описал боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях. Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, и в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

Статьи

  • 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил серийное производство подушки безопасности водителя и натяжителя ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz, 22 декабря 2020 г.Краткий обзор роли Mercedes в разработке подушек безопасности в Европе.
  • «Более дешевая подушка безопасности и дорога Такаты к смертельному кризису». Автор Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как неоднозначный редизайн подушек безопасности привел к тому, что крупные автопроизводители оказались в кризисе безопасности.
  • Неисправные подушки безопасности Такаты по-прежнему вызывают серьезные потери, поскольку напомнил о задержке Хироко Табучи и Даниэль Айвори. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
  • Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г.Как персональная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
  • Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов, Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры из Университета Крэнфилда разработали подушку безопасности, которая срабатывает снаружи автомобиля.
  • Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 года. Низкоскоростное раскрытие подушки безопасности может вызвать короткие волны давления высокой интенсивности, которые повредят ваш слух, утверждает один эксперт.

Книги

Для читателей постарше
  • «Мобильность без хаоса: безопасность, автомобили и гражданство» Джереми Пакера.Duke University Press, 2008. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пакер исследует подобные противоречия в увлекательном историческом отчете.
  • Катастрофа Николая Фейт. Channel 4 TV / самшит Книга, 1998. Почему мы сопротивляемся улучшение безопасности автомобиля так усиленно?
  • Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Специального покрытия подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и аналогичных мер безопасности.
Для младших читателей
  • Car Science Ричард Хаммонд. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и соавтором этой книги. Возраст 9–12 лет.
  • Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих превосходных книг очевидцев DK. Эта книга рассказывает об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней. Опять же, больше всего подходит для детей 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым) он, вероятно, тоже понравится.

Видео

  • Срабатывание подушки безопасности в замедленном движении: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности надувается, от Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание на то, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем если бы человек давил на нее.
  • Краш-тесты подушек безопасности нового поколения
  • Ford: видеоролик, показывающий, как подушки безопасности надуваются на невероятно высокой скорости во время аварии.

Патенты

  • Патент США № 2649311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
  • Патент США № 4711466: Способ и устройство для инициирования газогенератора от внешнего датчика, Аллен К. Брид, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них касается безопасности автомобилей.
  • US3441290A: Система безопасности транспортных средств Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
  • US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Крайслер, 31 октября 1969 г.
  • US3617073A: Автомобильная система безопасности, Ирвинг и Эмануэль Ландсман, 17 сентября 1969 г.
  • US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, специально для пассажиров автомобилей, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 года.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте...

Надувание подушки безопасности | HowStuffWorks

Цель подушки безопасности - максимально равномерно замедлить движение пассажира вперед за доли секунды. Для достижения этой цели подушка безопасности состоит из трех частей:

  • Сумка Сама сумка сделана из тонкой нейлоновой ткани, которая складывается в рулевое колесо или приборную панель, а в последнее время - в сиденье или дверь.
  • Датчик - это устройство, которое сообщает сумке о надувании. Инфляция возникает, когда сила столкновения равна наезду на кирпичную стену со скоростью от 10 до 15 миль в час (от 16 до 24 км в час). Механический переключатель переключается, когда происходит сдвиг массы, который замыкает электрический контакт, сообщая датчикам, что произошел сбой. Датчики получают информацию от акселерометра , встроенного в микрочип.
  • Система надувания подушки безопасности реагирует азидом натрия (NaN3) с нитратом калия (KNO3) с образованием газообразного азота .Горячий поток азота надувает подушку безопасности.

Первые попытки приспособить подушку безопасности для использования в автомобилях натолкнулись на непомерно высокие цены и технические препятствия, связанные с хранением и выпуском сжатого газа . Исследователи задались вопросом:

  • Если бы в автомобиле было достаточно места для газового баллона
  • Будет ли газ оставаться под высоким давлением в течение всего срока службы автомобиля
  • Как сделать так, чтобы мешок мог быстро и надежно расширяться при различных рабочих температурах и без оглушительной чёлки

Им нужен был способ запустить химическую реакцию, в результате которой образуется азот, который надувает мешок. Маленькие твердотопливные инфляторы пришли на помощь в 1970-х годах.

Система наддува мало чем отличается от твердотопливной ракеты-носителя (подробности см. В разделе «Как работают ракетные двигатели»). Система подушки безопасности воспламеняет твердое топливо , которое сгорает очень быстро, создавая большой объем газа для надувания подушки. Затем сумка буквально вылетает со своего места хранения на скорости до 200 миль в час (322 км / ч) - быстрее, чем в мгновение ока! Через секунду газ быстро рассеивается через крошечные отверстия в мешке, таким образом сдувает мешок, чтобы вы могли двигаться.

Хотя весь процесс происходит всего за одну двадцать пятую секунды , дополнительного времени достаточно, чтобы предотвратить серьезную травму. Между прочим, порошкообразное вещество , выпущенное из подушки безопасности, представляет собой обычный кукурузный крахмал или тальк, который производители подушек безопасности используют для обеспечения гибкости и смазывания мешков во время хранения.

Далее мы рассмотрим некоторые меры безопасности, связанные с подушками безопасности, особенно если это касается детей.

Безумная физика подушек безопасности

Я могу представить себе встречу: дюжина инженеров собралась вокруг стола для переговоров, чтобы обсудить безопасность автомобилей. Как мы можем защитить людей во время автокатастрофы? Мы уже добавили в автомобили ремни безопасности и зоны смятия. Что еще мы можем включить? Один из участников неохотно поднимает руку с предложением: «Как насчет того, чтобы добавить взрывчатку в рулевое колесо?» Блестяще. Именно этим мы и займемся. Мы заложим бомбу в машину, и она спасет жизни.

Они были правы. Подушки безопасности - это взрывчатка, а подушки безопасности спасают жизни, но это все еще безумная идея.

Первоначальная идея автомобильной подушки безопасности возникла в начале 1950-х годов. Это было не совсем устройство с питанием от взрывчатки. Он включал сжатый газ, который выпускался, чтобы заполнить своего рода пузырек. Эта конструкция работала не очень хорошо - она ​​была недостаточно быстрой. Оказывается, единственный способ заставить подушку безопасности надуваться достаточно быстро, чтобы быть полезным, - это использовать взрывчатку. Хорошо, технически это химическая реакция, при которой газ наполняет мешок, но по сути это взрыв.

Итак, насколько быстро должна срабатывать подушка безопасности? Сделаем приблизительную оценку, чтобы получить минимальное время инфляции.

Вот ситуация. Хороший день для пикника. Пойдем на пикник, ладно? Я принесу еды, а ты принесешь одеяло. Садись в машину, и я поеду. Едем, и вдруг - олень на дороге! Сверни! Врезаться в дерево. Блам.

Автомобиль двигался со скоростью всего 35 миль в час (15,6 метра в секунду), и когда он врезался в дерево, он мгновенно останавливается (что неверно, но достаточно близко).Есть еще одна важная вещь, которую необходимо оценить - расстояние от водителя до руля. Я буду щедрым и поставлю это значение 0,5 метра; это, вероятно, ниже этого.

Вот что происходит. Человек движется со скоростью 15,6 м / с внутри мгновенно остановившейся машины. Подушка безопасности должна сработать до того, как человек столкнется с остановившимся рулевым колесом. Теперь немного физики. Если мы предположим, что на человека не действуют никакие силы (пока забудьте о ремне безопасности), человек будет иметь постоянную скорость.С этой постоянной скоростью мы можем рассчитать время до удара, используя только определение средней скорости в одном измерении:

Система подушек безопасности

: принцип работы и ... - Механическая информация

Система подушек безопасности

: принцип работы и типы

Подушка безопасности представляет собой эластичный мешок или подушку, похожую на макияж, который быстро надувается и сдувается на определенном этапе в определенных типах автомобильных аварий.

Это устройство безопасности, предназначенное для предотвращения или сведения к минимуму травм пассажиров при возникновении такой аварии.

Свойства подушек безопасности:

1. Высокая прочность на разрыв
2. Хорошая термостойкость
3. Высокая прочность на разрыв
4. Низкая воздухопроницаемость
5. Без узлов, стыков, пятен и сломанных концов.
6. Хорошая теплоемкость
7. Хорошая способность к складыванию
8. Лучшее поглощение энергии
9. Хорошая адгезия покрытия
10. Функциональность в экстремально жарких и холодных условиях
11. Способность упаковки
12. Уменьшение истирания кожи (мягкость)

Что происходит при ударе

Итак, как это работает? Система подушек безопасности включает четыре отдельных шага, которые происходят в мгновение ока.
1. Обнаружение: сложные датчики определяют, когда происходит лобовое или боковое столкновение, которое является достаточно серьезным, чтобы оправдать использование этой важной технологии.
2. Связь. Электронный блок управления системы подушек безопасности оценивает информацию о том, где произошло столкновение и насколько оно серьезно. Затем он немедленно отправляет сигнал на инфлятор в модуле подушки безопасности.
3. Зажигание: сигнал вызывает почти мгновенную реакцию: воспламенение химической смеси, производящей безвредный газ, который надувает мешок со скоростью до 200 миль в час.
4. Дефляция: крошечные дырочки в ткани мешка позволяют газу выходить. В этот момент сидящий на сиденье соприкасается с сумкой; контролируемое выдувание поглощает движущуюся вперед энергию человека.

Как работают подушки безопасности

1. Когда автомобиль сталкивается с чем-либо, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) обнаруживает изменение скорости.
3. Если замедление достаточно велико, акселерометр включает цепь подушки безопасности.Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество. В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
6. При сгорании взрывчатого вещества выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, расположенный за рулем.
7. По мере того, как сумка расширяется, она срывает пластиковую крышку с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт меловым веществом, например тальком, чтобы облегчить его разворачивание.
8. Водитель (движущийся вперед из-за удара) толкает сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям. К тому времени, как машина остановится, мешок должен полностью спуститься.

Последовательность реакции:

Внутри подушки безопасности находится газогенератор, содержащий смесь NaNO3, KNO3 и SiO2.Сигнал от датчика замедления воспламеняет смесь газогенератора электрическим импульсом при лобовом столкновении, создавая высокотемпературные условия, необходимые для разложения остатков натрия при 300˚C. Это вызывает относительно медленную детонацию (дефлаграция), которая высвобождает предварительно рассчитанный объем газа N2 в результате серии химических реакций, которые заполняют подушку безопасности.

(1) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 (г)

Первая реакция - это разложение NaN3 в условиях высокой температуры с помощью электрического импульса.Этот импульс вызывает температуру до 300 ° C, необходимую для разложения NaN3, в результате чего образуется металлический Na и газообразный N2. Поскольку металлический Na обладает высокой реакционной способностью, KNO3 и SiO2 реагируют и удаляют его, в свою очередь производя больше газообразного N2.

(2) 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2 (г)

Вторая реакция показывает именно это. Причина, по которой используется KNO3, а не что-то вроде NaNO3, заключается в том, что он менее гигроскопичен. Очень важно, чтобы материалы, используемые в этой реакции, не были гигроскопичными, поскольку поглощенная влага может снизить чувствительность системы и вызвать сбои в реакции.

(3) K2O + Na2O + 2 SiO2 → K2O3Si + Na2O3Si (силикатное стекло)

Конечная реакция используется для удаления K2O и Na2O, образовавшихся в предыдущих реакциях, поскольку оксиды металлов первого периода обладают высокой реакционной способностью. Эти продукты вступают в реакцию с SiO2, образуя силикатное стекло, которое представляет собой безвредное и стабильное соединение.

Типы подушек безопасности

Обычно считается, что подушки безопасности доступны только тем, кто сидит в передней части автомобиля, поскольку передние подушки безопасности обычно срабатывают. с приборной панели и рулевого колеса автомобиля.Однако с 1980-х годов произошел ряд достижений в области производства подушек безопасности, и современные автомобили оснащены несколькими подушками безопасности.

К некоторым распространенным типам подушек безопасности относятся:
1. Боковые
Боковые подушки безопасности включают шторные и торсионные подушки. Сумки для торса обычно располагаются на сиденье и помещаются туда, чтобы уменьшить травмы живота и таза. Подушки безопасности-занавески начали предлагаться в конце 1990-х годов и были первыми подушками безопасности, устанавливаемыми на двери. Эти типы подушек безопасности снижают риск травм головы при боковом ударе, а некоторые даже имеют датчики опрокидывания, которые обнаруживают, начинает ли автомобиль катиться после столкновения.
2. Колено
Эти подушки безопасности обычно расположены под рулевым колесом и под перчаточным ящиком и могут защитить водителя или пассажира от травм колена, таких как синяки или переломы костей.
3. Задняя часть
Включает подушки безопасности заднего центрального и заднего окон, которые могут предотвратить столкновение пассажиров на заднем сиденье друг с другом и с задним стеклом во время наезда сзади.
4. Мотоцикл
Появившиеся в середине 2000-х годов, эти типы подушек безопасности доступны только на некоторых типах мотоциклов и, как полагают, уменьшают энергию движущегося вперед велосипедиста и уменьшают скорость, с которой они могут быть брошены с мотоцикла.
5. Ремень безопасности
Подушки безопасности с ремнем безопасности, доступные только для определенных марок и моделей, могут снизить риск травм ремнем безопасности при столкновении с автомобилем.
6. Пешеход
Представленные в 2012 году, Volvo создала подушки безопасности, которые срабатывают, когда водитель наезжает на пешехода. Считается, что эти подушки безопасности могут снизить количество травм, которые пешеход может получить во время аварии.

Травмы подушек безопасности

Хотя все больше и больше подушек безопасности начинают внедряться в транспортных средствах, чтобы уменьшить количество травм, которые люди могут получить во время столкновения, это может привести к большему количеству людей, страдающих серьезными травмами подушек безопасности.

Некоторые распространенные типы травм подушек безопасности включают:

• Ожоги
• Ссадины на коже
• Сыпи ​​
• Ушибы
• Травмы лица
• Повреждения глаз

Большинство травм подушек безопасности вызвано внезапным раздуванием подушки и химические вещества, используемые для срабатывания подушки безопасности. По данным Национального управления безопасности дорожного движения, с 1990 года подушки безопасности стали причиной более 170 смертельных случаев в Соединенных Штатах.
Травмы, вызванные подушками безопасности, можно уменьшить, обеспечив достаточное пространство между вами и зоной развертывания.

Физика подушек безопасности

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ СТРАХОВОГО ИНСТИТУТА БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОГ

Из июньского выпуска журнала «Автомобиль и водитель» за 2011 год.

Назовем это «спровоцированным насилием». Подушки безопасности могут казаться мягкими и приятными, пока они сложены в вашем рулевом колесе, приборной панели, сиденьях или стойках, но что заставляет их работать, так это их способность противодействовать насилию при столкновении с помощью структурированного вида насилия. .Каждое срабатывание подушки безопасности - это буквально сдерживаемый и направленный взрыв.

«Мы не любим здесь использовать слово« взрыв », - утверждает Кен Зависа, глобальный специалист по проектированию подушек безопасности, ответственный за стратегии фронтальных подушек безопасности в GM. «Но это очень быстрая, хорошо контролируемая химическая реакция. Результат - тепло и газ ».

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ СТРАХОВОГО ИНСТИТУТА БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОГ

Сам термин «подушка безопасности» вводит в заблуждение, поскольку в этих подушках нет значительного «воздуха».Вместо этого они представляют собой подушки из нейлоновой ткани с вентиляционными отверстиями, которые при развертывании наполняются газообразным азотом. Они разработаны в качестве дополнения к ремням безопасности и помогают распределить нагрузку, оказываемую на человеческое тело во время аварии, чтобы минимизировать скорость замедления и вероятность травм. Но в то время как «дополнение ремня безопасности» - это задача подушек безопасности, федеральные правила требуют, чтобы они были проверены и стали эффективными для пассажиров, не пристегнутых ремнями, что значительно усложняет их задачу.

Подушки безопасности должны выполнять свою работу быстро, потому что окно возможностей - время между столкновением автомобиля с объектом и ударом пассажира о рулевое колесо или приборную панель - длится всего миллисекунды.Для иллюстрации представьте, что Corvette врезается в опору моста на скорости 30 миль в час. Часы запускаются в тот момент, когда кончик носа автомобиля ударяется о бетон.

Как поясняет Зависа, «алгоритм управления развертыванием в модуле датчиков и диагностики (SDM) инициализируется, когда внутренний акселерометр определяет возможное столкновение. После инициализации алгоритма микропроцессор сравнивает измеренное замедление транспортного средства и другие расчетные значения с параметрами калибровки, хранящимися в SDM, которые были разработаны на основе многих аварийных событий при развертывании и неразвертывании.Чтобы решить, оправдано ли развертывание мешка, SDM учитывает сигналы от нескольких акселерометров и датчиков давления двери. Если алгоритм дает команду на срабатывание подушки безопасности, а функция постановки на охрану в SDM выполняется, на подушки безопасности подается электроэнергия, чтобы начать развертывание ». Все это обычно происходит в пределах от 8 до 40 миллисекунд после первого удара.

Производители используют различные химические тушеные блюда для наполнения своих подушек безопасности. Азид натрия, исходный предпочтительный химикат, был заменен менее токсичным газообразующим материалом.Твердая химическая смесь хранится в небольшом лотке. Когда механизм срабатывает, электрический заряд нагревает небольшую нить накала, чтобы воспламенить химические вещества и… БЛАММО! —быстрая реакция дает много азота. Думайте об этом как о сверхзвуковом Jiffy Pop с ядрами в качестве топлива.

Передняя подушка безопасности водителя объемом 2,5 куб. Фута срабатывает всего за 20–30 миллисекунд. Мчась вперед со скоростью 30 миль в час, водитель без ремня пересекает пространство между своей грудью и рулем примерно за 23 миллисекунды.Поскольку между пассажиром и приборной панелью больше места, эта подушка безопасности имеет больший объем и требует больше времени для заполнения.

Но даже когда она наполняется азотом, подушка безопасности уже вентилируется, так что при соприкосновении с телом человека она не сталкивается с эквивалентом полностью надутой радиальной подушки Pirelli P7. Фактически, максимальное давление в подушке безопасности составляет менее 5 фунтов на квадратный дюйм - даже в разгар аварии.

Усовершенствованные подушки безопасности - это многоступенчатые устройства, способные регулировать скорость и давление надувания в соответствии с размером пассажира, нуждающегося в защите.Эти определения производятся на основе информации, поступающей от датчиков положения сиденья и массы пассажиров. SDM также знает, используется ли ремень или детское удерживающее устройство.

Сегодня производители хотят быть уверены, что происходящее на самом деле является аварией, а не, скажем, ударом о выбоину или бордюр. В конце концов, случайное срабатывание подушки безопасности привлечет оптовых юристов. Поэтому, если вы хотите точно знать, какой алгоритм развертывания хранится в SDM, просто сделайте то, что сделала GM: разбейте тысячи автомобилей и изучите тысячи аварий.

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ СТРАХОВОГО ИНСТИТУТА БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОГ

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.