Подушки безопасности в автомобиле

Принцип работы

Вот основные элементы системы SRS и принцип их работы:

Подушки безопасности

К сожалению, на сегодняшний день нет нормативных актов, позволяющих установить единые нормы для разработки подушек. Тем не менее разработчики стараются обезопасить жизнь пассажиров, совершенствуя систему. Сама подушка представляет собой оболочку и механизм, подающий наполнение. Шлейф подушки безопасности подключает ее к пиропатрону.

В самых распространенных SRS скорость отклика подушек при лобовом столкновении составляет ок. 0,04-0,05 с, сдувается же по истечении 4-9 с. Такая реакция во многом зависит от самой системы, конструкции автомобильного кузова, расположения некоторых его узлов и материала, из которого выполнены деформируемые зоны. Задачей подушки при столкновении является расправиться раньше, чем она коснется тела человека. В противном случае при выстреле произойдет откидывание пассажира. Это может быть не только травмоопасно, но даже смертельно, поскольку раскрытие оболочки осуществляется со скоростью ок. 300 км/ч.

Ремни безопасности

Чаще всего комплектуются предварительными натяжителями. Это позволяет обеспечить удерживание пассажиров на месте, а в подходящий момент (по истечении примерно 0,03 с), слегка отпуская, обеспечить точное попадание в подушку. Это очень важный момент, поскольку при столкновении автомобиля с неподвижной поверхностью на скорости 50 км/ч происходит надавливание тела на ремень безопасности с силой равной почти трем тоннам. Без ремня же безопасности, при таком столкновении организм человека способен выдержать нагрузку только в 300-400 кг. Поэтому очевидно, что пассажиры, которые не пристегиваются ремнями безопасности, повышают шанс летального исхода во много раз.

Датчики

Отклик датчиков происходит, как правило, на снижение скорости движения автомобиля при столкновении. В среднем порог отклика составляет 15g5. Такой величины можно достичь только при ударе. Это защищает от ложного срабатывания датчика при заносе автомобиля, или же резком торможении.

Блок управления подушками безопасности

Можно сказать, что это центр обработки всей, поступающей от системы, информации. На него возложена процедура анализа силы и длительности сигнала, подаваемого датчиками. Блоком игнорируются определенные всплески сигналов. Для того чтобы сигнал был принят к действию, необходимо преодолеть порог в 0,003 с. Помимо этого, инженерами были разработаны дополнительные блокираторы импульсов.

Так, если скорость автомобиля менее 20 км/ч, то датчик не сработает. Это позволяет обезопасить пассажиров от последствий ложных сигналов, например, при парковке.

Можно ли проверить исправность подушек безопасности?

Приобретая подержанное авто, хочется убедиться в исправности пассивных систем безопасности. Часто возникает вопрос, как определить сработала ли подушка безопасности. Здесь нужно сесть за руль авто, завести машину. Если на панели загорается лампочка airbag и сразу гаснет, значит, система работает.

На что обратить внимание:

• если лампочка продолжает мигать;
• лампочка не гаснет;
• сигнал не загорается.

Это свидетельствует о неполадках. Значит, подушки не работают, требуется диагностика, консультация специалиста. Встречаются случаи, когда после срабатывания эйрбэг не меняют, а просто отключают программно, устанавливают крышку обратно.

В этом случае определить их отсутствие можно только благодаря диагностике.

Обманки и пустышки вместо Airbag

Использование муляжей, обманок позволяет провести систему, показывая наличие исправных узлов. Привычные методы диагностики не помогут выявить проблему. Не зная, как определить срабатывали ли подушки безопасности, нужно тщательно осмотреть салон авто. Места их установки помечены соответствующей надписью – airbag.

На что обратить внимание:

• оттенок, состояние деталей не должно отличаться;
• перекосы, вмятины, иные дефекты должны насторожить;
• наличие следов восстановления обшивки кресел может свидетельствовать о том, что срабатывали ремни.

Шторки и боковые подушки – важные элементы безопасности

На большинстве машин предусматриваются фронтальные подушки, которые активируются, если угол столкновения составляет менее 30 градусов. При расширении показателя, боковом ударе, перевороте эти airbag не активируются. Возникает вопрос, какие подушки срабатывают при боковом ударе?

Виды airbag, активирующиеся при боковом столкновении, воздействии:

1. Боковые подушки в передней части авто. Практически не встречаются на бюджетных моделях, свойственны более дорогим исполнениям. Их устанавливают при подборе дополнительного оснащения. Размещают в боковой части кресел со стороны дверного проема. Система обеспечивает защиту от плечевой области до таза.
2. Боковые подушки в задней части. Эти узлы встречаются еще реже, обеспечивают такую же защиту пассажирам на задних сидениях. Обычно встраиваются в боковую обшивку машины в нижней части около сидения.
3. Шторки. Эти элементы необходимы для защиты головы. Представлены двумя видами – только для передних сидений и сразу для двух рядов кресел. Устанавливаются над дверями, проемами и в стойках. Когда происходит сильное механическое воздействие, шторки раскрываются так, чтобы изолировать боковые стеклянные элементы, способные нанести вред.

Где находятся подушки безопасности

Найти, где находятся подушки безопасности в автомобиле совсем несложно. Для этого достаточно внимательно осмотреть салон и найти надписи SRS Airbag или просто Airbag.

Подушки безопасности бывают фронтальные, боковые, верхние (или шторки), для коленей водителя. Фронтальная подушка безопасности водителя находятся в руле, для переднего пассажира фронтальная подушка располагается в передней панели над перчаточным ящиком.

Боковые подушки безопасности, как правило, находятся в спинках сидений, в этом случае вы найдете либо нашивку либо пластиковую эмблему с соответствующей надписью на боковой части спинки сиденья. Верхние подушки безопасности или боковые шторки прячутся либо под крышей вдоль дверей, а могут быть и в боковых стойках. Подушки для коленей водителя следует искать в подрулевом пространстве.

Чтобы подушка безопасности не стала источником дополнительных травм, нужно соблюдать ряд правил.

Во-первых, всегда пристегиваться — в противном случае она не только не спасет вас от травм, а и может стать источником новых; ремень безопасности удерживает тело и не дает ему удариться.

Во-вторых, нужно соблюдать дистанцию между фронтальной подушкой безопасности и грудной клеткой — она не должна быть меньше 25 см.

В-третьих, детей нужно перевозить только в авто-кресле, которое соответствует их комплекции, росту и возрасту. Дело в том, что ремни безопасности рассчитаны на взрослых и не могут обеспечить надлежащую фиксацию.

Даже при столкновении на небольшой скорости может травмироваться шейный отдел позвоночника, а удар о подушку только усугубит эту ситуацию — риск возникновения травмы при игнорировании авто-кресла возрастает в пять раз. Игнорирование норм безопасности, если это касается детей, недопустимо вдвойне.

Как видим, подушка безопасности является признанным защитником, способным снизить риск возникновения травм на 25-30 %, но только в том случае, если будут исполнены все требования безопасности. Игнорирование ремня или неисправность системы могут стать причиной серьезных травм, так что не стоит отказываться от лишнего способа обезопасить себя и близких.

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.

Виды подушек безопасности

Современные легковые автомобили имеют несколько подушек безопасности, которые располагаются в разных местах салона автомобиля. В зависимости от места расположения различают следующие виды подушек безопасности: фронтальные, боковые, головные, коленные, центральная подушка безопасности.

Впервые фронтальные подушки безопасности были применены на автомобилях Mercedes-Benz в 1981 году. Различают фронтальную подушку безопасности водителя и переднего пассажира. Для фронтальной подушки безопасности переднего пассажира предусматривается, как правило, возможность отключения. В ряде конструкций фронтальных подушек используется двухступенчатое и даже многоступенчатое срабатывание в зависимости от тяжести аварии (т.н. адаптивные подушки безопасности). Фронтальная подушка безопасности водителя располагается в рулевом колесе, переднего пассажира — в верхней правой части передней панели.

Боковые подушки безопасности призваны снизить риск травмирования таза, грудной клетки и брюшной полости при аварии. Пионером в применении боковых подушек безопасности является компания Volvo, которая в 1994 году начала предлагать их для установки в качестве опции. Боковые подушки безопасности устанавливаются обычно в спинке переднего сидения. Ряд автомобилей предлагают боковые подушки безопасности на задних сидениях. Самые продвинутые боковые подушки безопасности имеют двухкамерную конструкцию. Она включает более жесткую нижнюю часть для защиты таза и мягкую верхнюю часть — для грудной клетки.

Головные подушки безопасности (другое наименование — «шторки» безопасности) служат, как следует из названия, для защиты головы при боковом столкновении. Впервые «шторки» безопасности начала устанавливать компания Toyota в 1998 году. Располагается в зависимости от модели автомобиля в передней части крыши, между стойками и в задней части крыши. Подушки защищают пассажиров переднего и заднего рядов сидений.

Коленная подушка безопасности защищает колени и голени водителя от травм. Располагается под рулевым колесом. Впервые применена на автомобилях Kia в 1996 году. В ряде моделей устанавливается коленная подушка безопасности переднего пассажира, которая устанавливается под «бардачком».

В 2009 году Toyota предложила центральную подушку безопасности, которая призвана снизить тяжесть вторичных повреждений пассажиров при боковом столкновении. Располагается в подлокотнике переднего ряда сидений, центральной части спинки заднего сидения. Центральные подушки для переднего и заднего ряда сидений планирует использовать Mercedes-Benz в своей системе Pre-Safe второго поколения.

В настоящее время подушки безопасности выходят за границы салона легкового автомобиля. Компания Volvo предлагает с 2012 года на своих автомобилях подушку безопасности для пешеходов.

Что такое подушки безопасности

Airbag — обязательная составляющая системы пассивной безопасности авто. Подушка необходима, чтобы уберечь от травм при ДТП каждого, кто находится в машине. На самом деле, несмотря на такое название, эирбег совсем не похож на привычную нам подушку, на которой мы спим. Однако есть одно общее свойство: мягкость. Подушки безопасности в автомобиле подразделяются на несколько видов:

• фронтальные, которые находятся в передней области авто;
• боковые, расположенные сбоку;
• шторки, размещенные над боковыми окнами;
• коленные, защищают ноги человека.

Когда вы ездите на машине каждый день, вы даже не задумываетесь о том, что этот обязательный атрибут присутствует в авто. Ведь подушки безопасности в автомобиле сложены и спрятаны под обшивкой.

Нежелательная самодеятельность

Есть несколько причин, почему ремонтом и диагностикой систем SRS Airbag, в том числе и подушек безопасности, не рекомендуется заниматься самостоятельно.

1. Для диагностики требуется специальное оборудование, подключаемое к имеющемуся во всех современных автомобилях диагностическому разъему. Диагностический прибор и прилагающееся к нему обеспечение стоят немалых денег, а для его использования нужны знания и опыт, которыми не располагает большинство автолюбителей. На некоторых машинах есть возможность получения доступа к диагностическим кодам без дополнительного оборудования. Но алгоритм активации системы самодиагностики, как и сами коды, отличаются в зависимости от модели автомобиля и его комплектации.
2. Занимаясь ремонтом электронных компонентов системы безопасности, следует иметь под рукой достоверную электрическую схему автомобиля, соответствующую его модели, году выпуска и комплектации. Обнаружить подобную документацию в открытом доступе очень непросто, а имеющаяся информация часто бывает недостоверна. Изменения, внесенные разработчиками в конструкцию, не позволяют выявить неисправность. Более того, действия, предпринятые на основании ошибочных данных – источник серьезных поломок.
3. Даже имея на руках достоверную электрическую схему и определившись с возможным источником неисправности, из-за которого горит лампочка подушки безопасности, устранить поломку бывает очень непросто. Для того чтобы получить доступ к датчикам, исполнительным устройствам и их электрическим разъемам, нужно знать, где они располагаются. При отсутствии такой информации на поиски придется потратить много времени и сил, но так и не достичь желаемого результата.

Когда нет другого выхода

В реальной жизни может случиться так, что до ремонтных мастерских многие километры пути, а горящая лампочка подушки безопасности действует на нервы и, вполне возможно, сигнализирует о поломке, которую необходимо устранить немедленно. Неприятный сюрприз, вроде внезапного срабатывания защитной системы, способен стать причиной аварии. А потому многим будет полезно знать, что можно предпринять в такой ситуации.

Принцип устройства и возможные проблемы

Для начала следует знать принцип работы подушек. Вкратце рассмотрим устройство типичной системы пассивной безопасности.

• В различных местах автомобиля расположены устройства, реагирующие на удар. Место их расположения может различаться даже у моделей одного производителя. Имеет смысл лишь очертить область, где они могут находиться. Датчики фронтального удара ставятся в передней части кузова. Их монтируют под бампером, на лонжеронах, на колесных арках и даже на щитке передка в районе рулевой рейки. Устройства, регистрирующие боковое воздействие, располагают внутри дверей или боковых стоек. Устанавливают их и в задней части автомобиля: под бампером, в скрытых полостях кузова или на его силовых элементах. Устройства, разработанные разными производителями, отличаются по внешнему виду. Именно выход из строя датчиков – наиболее распространенная причина, из-за которой горит лампочка подушки безопасности.
• От датчиков информация поступает на единый блок управления – SRS Airbag. Хорошо, если производитель сподобился расположить управляющий блок в доступном месте, вроде секции, где находятся реле и предохранители. Но такая роскошь встречается редко. Куда чаще этот важный электронный компонент управления подушками безопасности удается обнаружить, сняв часть обшивки или демонтировав панель приборов. Однако если возникнет необходимость прозвонить электросхему, добираться до него равно придется.
• К блоку управления системой безопасности подсоединены собственно подушки, число которых зависит от комплектации машины. В целях повышения безопасности производители стремятся увеличить их количество. Фронтальные подушки монтируют в рулевой колонке и панели приборов, боковые – в стойках кузова, под обшивкой сидений или салона. Получить к ним доступ не так уж и сложно. Вот только из строя они выходят значительно реже, чем датчики, проводка и блок управления.
• Датчик подушек безопасности посылает сигнал на управляющий блок. Тот, в свою очередь, отдает команду на срабатывание одного или нескольких компонентов. Посланный им электрический импульс приводит к активации капсул с химическим веществом, которое почти мгновенно вступает в химическую реакцию, заполняя полости выполненных из специальной ткани мешков газом.

Виды подушек безопасности

Рассмотрим виды подушек безопасности в автомобиле.

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

1. Фронтальные подушки безопасности

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

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

2. Боковые

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

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

3. Головные подушки

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

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

4. Коленные и центральные подушки безопасности

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

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

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

Принцип действия системы безопасности

Принцип работы

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

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

Проблемы при создание подушки безопасности автомобиля

1. Как быстро накачать подушку?

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

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

Видео: Устройство подушки безопасности

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

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

2. Эффект барокамеры

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

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

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

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

Условия срабатывания

Фронтальные подушки безопасности срабатывают при следующих условиях:

1. превышение силы лобового удара заданной величины;
2. наезд на твердый прочный предмет (бордюр, край тротуара, стенка ямы);
3. жесткое приземление после прыжка;
4. падение автомобиля;
5. косой удар в переднюю часть автомобиля.

Фронтальные подушки безопасности не срабатывают при ударе автомобиля сзади, боковом ударе, опрокидывании автомобиля.

Условием срабатывания боковых и головных подушек безопасности является превышение силы бокового удара заданной величины.

Алгоритмы срабатывания подушек безопасности постоянно совершенствуются и становятся все сложнее. Современные алгоритмы учитывают скорость движения транспортного средства, скорость его замедления, вес пассажира и место его расположения, использование ремня безопасности, а также наличие детского кресла.

Это интересно: Выбираем резину по сезону — обзор популярных моделей автошин

История возникновения

Впервые подушки безопасности начали использоваться ещё в 40-х годах ХХ века в самолётах. Однако только спустя несколько десятилетий это устройство было впервые установлено в авто (Ford Taunus). Первая airbag достаточно сильно отличалась от современной, да и эффективность её была ниже. Она очень медленно надувалась, и, как результат, водитель успевал травмироваться. О серийности её производства в таком виде не могло быть и речи. Потому ещё достаточно длительное время идея создания подушки, которая раскрывается за доли секунды после аварии и защищает водителя и пассажиров от увечий, оставалась нереализованной.

Однако с ростом аварийности и травматизма на дорогах производители начали задумываться о необходимости дополнительных разработок и исследований в этой сфере. И уже в 1981 году было запущено серийное производство машин, в базовой комплектации которых была airbag. Однако она работала отдельно от ремней и была призвана их заменить.

А спустя ещё 6 лет — на автомобилях Мерседес-Бенц W126 начали устанавливать системы пассивной защиты, которые работали комплексно: сначала срабатывали ремни, а потом раскрывалась пневмоподушка. Сегодня система пассивной защиты в большинстве авто работает по этому принципу.