Подушки безопасности в автомобиле

Содержание

Подушки безопасности в автомобиле

Airbag (подушка безопасности) – это один из элементов пассивной безопасности в современных автомобилях. Их наличие является важным фактором, обеспечивающим безопасность водителя и пассажиров. Airbag в переводе с английского языка означает «воздушная подушка», отсюда возникло и русское название – подушка безопасности, которое мы все привыкли использовать.

Подушки безопасности спасли тысячи жизней с тех пор, как их стали массово устанавливать на транспортные средства. Задумка системы Airbag проста: подушки безопасности надуваются достаточно быстро для того, чтобы защитить тело человека в случае аварии. Но как они это делают так быстро?

Устройство и принцип работы подушек безопасности

Тайна мгновенного наполнения воздухом подушек безопасности на самом деле кроется не столько в самих подушках, сколько в специальном устройстве – газогенераторе. Это самая технически сложная деталь во всей системе Airbag. Газогенераторы, которые используются в подушках безопасности, способны надуть её примерно в три раза быстрее, чем вы успеете моргнуть. В конце статьи смотрите видео о том, как устроена подушка безопасности, и через какие этапы производства ей приходится пройти перед установкой на авто.

Принцип работы подушек безопасности достаточно прост. Они срабатывают при ударе, когда скорость автомобиля превышает 20 км/ч.

В случае столкновения машины с препятствием, срабатывает один или несколько специальных датчиков. Эти датчики могут быть установлены спереди, сзади и по бокам автомобиля.
Сигналы от датчиков обрабатываются электронным блоком управления (ЭБУ), контролирующим работу системы Airbag. При определенных условиях (например, сильный лобовой или косой удар, наезд на высокий бордюр, жесткое падение после прыжка и т.д.) ЭБУ дает команду на срабатывание подушек безопасности.
На основании запрограммированного алгоритма, блок управления принимает решение о необходимости срабатывания подушек и передает электрический сигнал на исполнение.
Этот сигнал поступает в газогенератор подушки безопасности, и в нём срабатывает пиротехнический заряд (выстреливает пиропатрон).
В результате срабатывания пиропатрона, заключённая в газогенераторе натриевая кислота сгорает, выделяя значительное количество газа (азота), который поступает в Airbag и мгновенно раскрывает его.

Подушки безопасности изготавливаются из нейлоновой ткани похожей на парашютную. В ней есть отверстия, через которые газ после надувания подушки покидает её всего за 0,3 секунды. Быстрое сдутие необходимо, поскольку, когда из подушки безопасности выходит воздух, она становится мягче.

К каждой подушке безопасности в процессе производства прикрепляется газогенератор, после чего она сворачивается в компактный сверток (достаточно маленький для того, чтобы поместиться в руле или в передней панели со стороны пассажира). При этом генератор газа для водительской подушки безопасности дополнительно помещают в резиновое кольцо, в котором он исполняет роль балансировочного груза.

Устройство газогенератора подушки безопасности

Поскольку водители и пассажиры бывают разных размеров, инженеры, в свое время, хотели придумать такой Airbag-генератор, который мог бы регулировать количество газа. Ранние подушки безопасности не могли изменять скорость надувания относительно размера и положения человека, или силы столкновения автомобиля.

Поэтому конструкторы придумали «умный» генератор – в нем два пиропатрона вместо одного. Один из них выпускает газ всего на 80 процентов (для «мягкой посадки» этого хватает). Но если этого недостаточно, то второй пиропатрон запускает вторичное наполнение, и оставшийся газ наполняет Airbag и делает его жестче.

Типичный газогенератор подушки безопасности водителя состоит из следующих основных частей (смотрите на рисунке выше):

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

Так что же происходит в газогенераторе при срабатывании Airbag?

В пиропатронах, устанавливаемых в газогенераторе подушки безопасности, содержится материал, похожий на порох. Когда к ним поступает сигнал от электронного блока управления, они срабатывают, образуя при этом тепло и высокое давление.
От срабатывания пиротехнического патрона в корпусе газогенератора загораются находящиеся там специальные таблетки натриевой кислоты (заряд). Эти таблетки при сгорании выпускают горячий, но безопасный газ на основе азота, который деформирует корпус генератора и покидает его, наполняя Airbag.
Перед попаданием в подушку безопасности, азот проходит через специальный металлический фильтр, который устраняет твердые частицы, образованные при сгорании заряда, и остужает газ.
При подаче электричества на пиропатрон №2, он воспламеняет второй заряд. Газ, образующийся при сгорании заряда, поднимает колпачок камеры ступени №2 и через камеру сгорания первой ступени наполняет подушку безопасности.

С того момента, как машина попадает в аварию до полного наполнения подушки безопасности проходит не более 30 миллисекунд.

Виды автомобильных подушек безопасности

Наибольшее распространение в автомобилях получили три основных вида подушек безопасности:

Фронтальные подушки безопасности – устанавливаются в руле для водителя, и в правой части передней панели автомобиля для пассажира. Такие подушки безопасности встречаются практически во всех машинах иностранного производства и в некоторых отечественных авто.
Боковые подушки безопасности – при аварии защищают грудную клетку человека, брюшную полость и кости таза. Встраиваются такие подушки безопасности чаще всего в спинки передних автокресел.
Подушки-шторки (головные подушки безопасности) – предназначены для предотвращения травм головы, вследствие боковых ударов. Автопроизводители устанавливают эти подушки безопасности в районе крыши, как спереди, так и сзади или между центральными стойками.

Также на некоторых моделях автомобилей можно встретить коленные подушки безопасности и даже центральный Airbag (между водителем и пассажиром). Но такие виды подушек безопасности встречаются намного реже первых трёх, и в основном на премиальных марках авто.

Поскольку подушки безопасности стали достаточно важным компонентом конструкции современного автомобиля, инженеры постоянно изучают возможность проверки их функционирования. Немецкие специалисты, к примеру, разработали и систематизировали целый ряд тестов, учитывающих климатические факторы и вибрацию, экстремальные перепады температур и различные условия срабатывания устройства. Производители гарантируют безупречную работу подушек безопасности, потому что, по сравнению с создаваемой ими в лабораториях обстановкой, реальные ситуации, в которых эксплуатируется автомобиль, можно назвать очень щадящими.

Подушки безопасности служат долго и надежно не только благодаря испытаниям, предшествующим их серийному внедрению, но и в силу совершенства конструкции, которая сама следит за поддержанием рабочего состояния системы Airbag и исключает возможность старения и износа ткани.

В жизни бывает всякое, и если уж так вышло, что в машине сработали подушки безопасности, то на нашем сайте вас могут заинтересовать следующие материалы:

Видео о том, как устроены подушки безопасности

Принцип работы подушки безопасности водителя, устройство и разновидности

Устройства смягчения ударов – одноразовые элементы. Сработав раз, они становятся негодными. Подушки нужно заменить в автосервисе вместе с электронными сенсорами и поврежденными деталями салона.

Поездка в машине должна быть быстрой, комфортной и безопасной. Над последним условием инженеры работают со дня создания первого авто. К средствам, механизмам и приспособлениям, служащим сохранности жизни и здоровья ездоков, автомобилисты относятся с благодарностью. И хотя подушки безопасности водителя и пассажиров – давно не ноу-хау, эти девайсы до сих пор воспринимаются неоднозначно.

Airbag в современных автомобилях – что это

Дебаты на тематических форумах по поводу пользы или вреда подушек безопасности (ПБ) уже не актуальны: все современные автомобили комплектуют специализированными системами прямо на конвейере. А слово «airbag» (примерный перевод с английского – «воздушная подушка») прочно прижилось в водительском лексиконе.

Сработала подушка безопасности

Аэрбег, или эйр-бэг – не что иное, как мешок с воздухом. Конструкция относится к средствам пассивной безопасности, то есть срабатывает не от действия водителя (нажатия кнопки, поворота рычага), а самостоятельно, когда в этом возникает необходимость. «Самостоятельность» системы основана на чутких сенсорах, которые оценивают внешние условия (скорость, силу удара о корпус авто) и через блок управления посылают команду исполнительным механизмам.

Пневмоподушка с молниеносной быстротой (20-50 миллисекунд) раскрывается в момент сильнейшего сотрясения, когда автомобиль налетает на препятствие или попадает в ДТП. Голова, грудная клетка, конечности находящегося в салоне человека ударяются не о твердые металлические или пластиковые элементы кузова, а об упругую, накачанную газом подушку. Так устройство спасает от травматизма и смертельных случаев.

Сколько подушек безопасности бывает

Комплектация пассивными средствами безопасности зависит от марки автомобиля и расчетной численности ездоков. Так как как ПБ влияет на цену автотранспорта, недорогие модели оснащают одной или двумя фронтальными устройствами – для водителя и рядом сидящего лица.

Подробная схема комплектаций автомобилей системами аэрбег выглядит так:

Схема комплектаций автомобилей системами аэрбег

Где они находятся в авто

Приспособления скрыты от глаз. Модули расположены на твердых поверхностях, прикрыты прочными крышками. Подушка безопасности водителя спрятана в нише рулевого колеса, а переднего пассажира – на торпедо над бардачком. Здесь методом штамповки выдавлены значки «SRS» или «Airbag».

Расположение боковых надувных мешков можно обнаружить по ярлыкам, вшитым в шов спинки сидения в том месте, откуда аэрбеги вылетают при срабатывании. Надписи на бирках аналогичны.

Виды подушек безопасности

Защитные элементы размещены в разных плоскостях салона автомобиля: отсюда деление на виды.

Фронтальные

Это подушки водителя и его спутника на переднем сидении. Объемы модулей разнятся: для водителя – 60-80 л, для пассажира – 130 л. Фронтальные ПБ защищают при лобовом столкновении голову, шею и грудь ездоков от «встречи» с кузовными деталями, рулем и ветровым стеклом.

Фронтальная подушка безопасности

Когда машина получает удар в переднюю часть, тело человека продолжает движение по инерции: в этот резко повышается риск сотрясений и травм внутренних органов попавшего в аварию. Раскрывшиеся устройства гасят инерцию, поэтому риск повреждения легких, желудка, других органов сокращается.

Передние боковые

Устройства появились в 1994 году, впервые были установлены на «Вольво». Средства предохраняют таз, плечевой пояс, ребра человека от удара в бок машины.

Шторки безопасности

Точнее, эти механизмы смягчения можно назвать головными подушками безопасности. Задача надувных мешков – предотвратить или минимизировать травмы головы от удара об оконное стекло и центральную стойку. Модули помещены над дверями под крышей авто.

Коленные

Защиту голеней и коленей водителя в переднем столкновении берут на себя коленные подушки. Устройства располагаются под рулевой колонкой. Водители должны правильно регулировать сиденья, чтобы находиться от модулей на расстоянии не ближе 10 см.

Коленные подушки безопасности

Задние боковые

Автокомпоненты находятся в боковой обшивке салона, рядом с задним рядом кресел. Задача воздушных мешков та же, что и у передних боковых подушек: сохранность костей таза, бока и плеча пассажира. В 2021 году подобными модулями компонуют небольшое число дорогих марок машин.

Можно ли установить дополнительные подушки безопасности в автомобиль

На этот вопрос горячие тюнеры ответят «да», а хладнокровные бывалые скажут «нет». Все возможно в теории, но на прг трудно. И, главное, нецелесообразно.

Список необходимых запасных частей длинный, детали дорогие. Кроме болтов, гаек, заклепок, хомутов потребуются левые и правые датчики на подушки и шторки, управляющие блоки, проводка.

Экономически выгоднее продать автомобиль и купить аналогичный с дополнительными ПБ. Но «самоделкиных» не остановить, поэтому подумайте о том, что убедиться в правильности своих действий и исправить ошибку не получится – пневмоподушки «стреляют» единожды.

Другой нюанс – Правила дорожного движения. Инспекторам не понравятся инициативы, не предусмотренные автопроизводителем: любой сотрудник заметит вмешательство в систему, просто осмотрев салон.

Устройство подушки безопасности автомобиля

Американец Дж. Хендрик и немец В. Линдерер с разницей в три года запатентовали надувные мешки еще в середине прошлого века. Но разработка конструкции для массового производства затормозилась из-за датчика, который мог бы посылать подушкам команду при аварии. В 70-х годах проблема была решена, и ПБ пошли в массовое производство.

Сработавший пиропатрон подушки

Доработанная современная подушка представляет собой комплекс следующих составных частей:

Сумка. Ее изготавливают из тонкого (до 0,4 мм) и прочного нейлона, способного выдержать серьезные кратковременные нагрузки. Мешок, пересыпанный тальком или другим порошком от слеживания, помещен в капсулу. Последняя прикрыта пластиковой или тканевой накладкой, спрятана в определенном месте салона.
Датчики удара. Сенсоры фронтальных подушек находятся под фарами авто, а боковых – в стойках или дверях. Электронные приборы анализируют скорость машины, положение ремней безопасности и руля, силу удара и передают данные в блок управления устройством.
Газогенератор. Ни один компрессор не способен надуть пневмоподушку за доли секунды, поэтому в механизме используют газогенератор. Это пиротехнический элемент с одним или двумя патронами. В последнем, двухступенчатом варианте основной пиропатрон, взрываясь, выпускает 80% газа, другой срабатывает и отдает свои 20%, если столкновение было слишком сильным.

Чтобы «аэрбег» в критическую минуту гарантированно выполнил свою задачу, его составляющие должны быть исправными.

Как происходит срабатывание аэрбега

Когда автомобиль столкнулся с объектом:

Сенсор фиксирует удар, передает данные в ЭБУ системы: на это уходит 3 миллисекунды.
Электронный блок посылает команду газогенератору.
Срабатывает детонатор. Заряд из таблеток натриевой кислоты взрывается, образуя аргон или озон.
Этот газ проходит через фильтр, где частично теряет температуру, и под давлением до 250 мПа поступает в подушку.
ПБ, разорвав защитную накладку, выстреливает уже через 30-50 миллисекунд с момента, как датчик зафиксировал столкновение.
Человек ударяется о мягкий буфер, который на 90% гасит энергию удара.

«Колокол» опадает, выпустив безвредный газ через специальные отверстия.

На какой скорости

Пороговое значение скорости автомобиля, при которой срабатывают эйр-бэги, составляет 22 км/час. Но скорость – не основной показатель для активации системы, ведь в машину могут врезаться во время стоянки. Поэтому датчики учитывают, прежде всего, силу и направление удара.

Как срабатывают во время аварии

Столкновение с неподвижным объектом может быть только фронтальным. Но с другим авто – передним, по касательной или торцевым. Значительный удар, однако, можно получить и сзади.

Машины переворачиваются, кувыркаются: в этот момент создаются предпосылки для раскрытия одного или нескольких видов подушек. Фронтальные «колокола», приняв голову человека, сдуваются сразу, боковые – держат давление в течении 7 секунд на тот случай, если автомобиль перевернется несколько раз.

ПБ бесполезны и даже опасны, если вы не пристегнуты ремнем безопасности: скорость подушки при вылете составляет 200-300 м/сек. Реакция человека на аварию ниже, поэтому люди не успевают испугаться и понять, что произошло.

Что делать, если сработали подушки безопасности

Стреляная подушка безопасности

Случается, пневмоподушки выстреливают без дорожных происшествий: неопытный владелец, например, полез разбирать модуль. В этой ситуации необходима замена только самого мешка.

Разрешено ли эксплуатировать автомобиль, в котором сработали подушки безопасности

Сложно представить ситуацию, когда сила столкновения была достаточной для раскрытия подушки безопасности водителя, а кузов остался бы цел. Как правило, оба события происходят одновременно, поэтому и машину, и средства пассивной безопасности нужно восстанавливать.

В Правилах дорожного движения прописан ряд неисправностей, при которых эксплуатировать авто запрещено. Негодные подушки до недавнего времени в этот список не входили, так как они не влияют на ходовые качества машины. Но в 2020 году перечень был пересмотрен. Подушек либо нет в наличии по техпаспорту, либо они должны быть исправными. О последнем обстоятельстве сигнализирует горящий значок на панели приборов.

Можно ли отключить подушки безопасности

Дезактивация надувной защиты авто предусмотрена в одном случае: на переднее пассажирское сидение устанавливается детское кресло спинкой вперед. Это разрешено, если автолюльку невозможно закрепить в другом месте.

Производители предусмотрели кнопки выключения, расположили их сбоку от бардачка или на доске приборов с правой стороны. До того, как усадить ребенка в автокресло, заглушите двигатель, поставьте машину на ручник. Проверните ключ в выключателе подушки до положения OFF – на панели загорится контрольная лампа.

Подушки безопасности. Ремонт и восстановление Airbag

Чем больше предлагается средств для передвижения в пространстве, тем более совершенными становятся механизмы защиты и системы безопасности. Как только автомобили запустили в серийное производство и произошли первые дорожные происшествия, производители, инженеры, изобретатели стали искать способы, чтобы создать безопасные условия для поездок.

История средств защиты

История создания систем безопасности, применяемых в автомобилестроении, берёт своё начало, как это ни удивительно, в авиации. Разработки систем обеспечения безопасности для машин были предложены японским инженером Я. Кобори и американским изобретателем А. Бридом.

В семидесятые годы подушки безопасности стали предлагать как независимое средство для обеспечения безопасности. Но на основе проводимых испытаний, опыта эксплуатации машин, тестов производители, в транспортных средствах которых устанавливались такого рода системы, пришли к выводу, что подушки безопасности на роль автономных средств обеспечения безопасности претендовать не могут.

Airbag в современных автомобилях

Безопасность в автомобилях — работа систем, которые представлены в двух вариантах: активной и пассивной. Рассмотрим подробнее второй тип систем.

Основной компонент пассивной системы — ремни безопасности. Ремнями безопасности оснащаются все автомобили, предназначенные для эксплуатации по дорогам общего пользования. Вариантов ремней предлагалось достаточно много. На сегодняшний момент, выпускающиеся автомобили оснащаются инерционными трёхточечными ремнями.

Пассивная система удерживает людей в салоне на пассажирских местах. Служит «щитом» при ударе, перевороте или резком торможении. В качестве дополнительного элемента этой системы машины оборудуются подушками безопасности — AirBag.

Подушки безопасности делятся на несколько типов. Большая часть — фронтальные. Наименее распространенные — коленные. Есть варианты боковых и типа «шторы».

В зависимости от того, какого типа подушки, их размещают в нескольких местах. В некоторых комплектациях подушки предусматриваются для всех пассажиров. Самостоятельно системой безопасности они не выступают. Без фиксации людей ремнём безопасности, подушки могут нанести травму или стать причиной смертельного случая.

Нет единого мнения по установке детского удерживающего устройства на переднем пассажирском сиденье. Но большинство автопроизводителей не рекомендуют это делать. Поэтому лучше изучить руководство по эксплуатации своей машины. Возможность отключения AirBag зависит от марки и модели транспортного средства.

Что такое подушки безопасности

Airbag представляют собой механизм из сумки, блока управления, датчиков удара и системы надува. Обеспечение амортизации и сведение к минимуму травм для находящихся в машине — основное предназначение Airbag.

В случае дорожного происшествия сработать подушки безопасности должны так, чтобы люди избежали контакта с интерьером машины и свели к минимуму риск возникновения травм.

Когда срабатывают подушки

Подушки безопасности, помещенные впереди, срабатывают в случае если скорость машины больше 25 км/ч и угол удара находится примерно в 30 градусах по обе стороны от центральной линии машины (фронтальные столкновения).

Это минимальные причины раскрытия системы. Включение подушек безопасности — сложный алгоритм, по которому действуют все составляющие AirBag. Это и оценка скорости, с которой движется машина и повреждение кузова и множество других факторов. Применительно к марке и модели транспортных средств учитывается и жёсткость корпуса.

Конструкция и принцип работы

Составляющей AirBag являются датчики удара. Такие устройства находятся по периметру автомобиля и ответственны за учет параметров и передачу данных в блок управления. Он отвечает за срабатывание механизма. Сигнал от датчиков поступает в блок управления, который направляет его к пиропатронам.

В пиропатроне происходящая химическая реакция отвечает за наполнение непосредственно подушки. Подушка — это тканевый мешок из нейлона, с клапанами.

Клапаны выполняют функцию удаления газа сразу после раскрытия подушки. Временной промежуток, в котором работает система, около 100 миллисекунд. Для смазывания нейлонового мешка производители применяют тальк. Но не исключается применение и крахмала. Например, кукурузного.

Датчики столкновения

Есть в системе AirBag и датчики столкновения. Автомобили оборудуются двумя их видами: механическими и электрическими. Они выступают своего рода контролерами. Они фиксируют отклонения и реагируют на них. Важно следить за состоянием электроники в системе безопасности автомобиля.

Неисправности в AirBag и ремонт

Как и в любом механизме, у AirBag могут возникать неполадки. При каждом запуске двигателя в AirBag включается самодиагностика. Если в системе есть изъян, об этом водителя извещает сигнальная лампа «AirBag» или «SRS» на приборной панели.

Постоянно работающая сигнальная лампа повод для проведения диагностики системы!

Восстановление работоспособности

Диагностику можно провести в специализированном автомобильном центре. Такой процесс нужно проводить с помощью специального оборудования, поскольку причин неисправности может быть несколько. Это и неисправность датчиков, сбой в блоке управления или неработоспособность в пиропатроне.

Электронная система управления, в частности, блок, его перенастройка или замена нуждаются во внимательном отношении. Блок «руководит» процессом срабатывания подушек безопасности и неправильная настройка может быть одной из причин срабатывания подушек во вне аварийной ситуации.

Можно ли восстановить своими руками

При срабатывании подушек безопасности возникает вопрос о восстановлении работоспособности этой системы.

Возможно её восстановление и своими руками. Для этого нужно купить полный комплект: подушки безопасности, ремни безопасности и пиропатроны, датчики удара.

Оставлять раскрывшиеся подушки, даже если внешне они не повреждены нельзя. При ДТП они могут нанести значительный вред или стать причиной гибели человека.

Также опасно устанавливать муляж, вместо сработавшей подушки безопасности, поскольку технические параметры и характеристики автомобиля рассчитаны на наличие подушек безопасности.