Устройство и принцип работы подушек безопасности водителя

Содержание

Устройство и принцип работы подушек безопасности водителя

Автор: Евгений Живоглядов.
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.

Фронтальные подушки безопасности

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.

Боковые подушки безопасности

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.

Рекомендуется к прочтению  Как правильно купить б/у автомобиль с рук

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.

Коленные подушки безопасности

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.

Надпись подушки безопасности

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.

Системы помощи водителю: полезные и бесполезные (мнение издания Autobild)

Издание Autobild изучило современные автомобильные системы помощи водителю

Автомобиль XXI века буквально напичкан умными системами. Они берут под контроль практически все, включая степень усталости водителя, вследствие чего понижается уровень безопасности движения.

Конечно, такое внимание к качеству езды, ее безаварийности, равно как и сама возможность подобного контроля со стороны интеллектуальных технологий, не может не радовать и вызывает оптимизм. Далекая перспектива автомобилестроения – это избавить машину от рук водителя, иначе говоря, автономное вождение фантастического 5-го уровня, когда транспортное средство движется без участия человека.

Но такой уровень всестороннего контроля со стороны автомобиля пока еще за далекими горами. А как быть с сегодняшним днем?

Объективно: все ли интеллект-ассисты, призванные облегчить жизнь того, кто ведет автомашину, так жизненно необходимы? Или можно отказаться от некоторых из них? Тем более что пока технологии , стоящие за ними, остаются на уровне обкатки некоего эксперимента.

Предлагаем список интеллектуальных помощников. Он включает очень важные технологии, эффективность работы которых может спасти жизнь. А также разработки, без которых современный водитель может обойтись. Перечень составлен экспертами авторитетного немецкого AUTOBILD и, по нашему мнению, вполне заслуживает внимания.

1. Система распознавания дорожных знаков

Она построена на том, что фронтальная камера «считывает» дорожные указатели. Одновременно навигация мониторит данные о скоростных ограничениях на трассе, включая запреты на обгоны, сложные участки дороги, улицы с односторонним движением и пр. В наиболее продвинутых ассистах данный комплекс передается на круиз-контроль, и благодаря ему машина сама выбирает скоростной режим.

Проблема в том (она стандартна и относится ко всему), что ни одна система не работает абсолютно без ошибок. Неверное распознавание пиктограммы, дурные погодные условия, поврежденный или заляпанный грязью знак…

Оценка: система распознавания дорожных знаков была и остается лишь поддержкой водителя. Но в полной мере полагаться на нее не следует. А следует быть внимательным.

2. Система контроля полосы

Ее работоспособность обеспечивают одна или несколько камер на ветровом стекле, а также датчики на фронтальной решетке и бамперах. Они следят, чтобы машина держалась внутри полосы.

Изъяном
является сама дорога. Линии истираются, местами плохо прослеживаются. На трассе могут попадаться знаки торможения, остатки топлива. Все это, включая плохую видимость, может «путать» искусственный интеллект и заставлять ошибаться.

Оценка: системы удержания полосы движения в конечном итоге могут предотвратить ДТП. Тем не менее, по сравнению с другими помощниками, данная технология далека от идеала и частота ее ошибок весьма высока.

3. Контроль движения в «слепой» зоне

Система основана на визуальном контроле движения в «слепой» зоне. При обнаружении объекта она делает предупреждение о возможной смене полосы движения. Модели различаются по тому, насколько далеко технология сможет распознать помеху.

Рекомендуется к прочтению  Уроки дорожной безопасности для детей в детском саду

Недостатком системы является то, что она может быть перегружена из-за того, что на трассе увеличивается дальность обнаружения объекта. Но это не критично. По опыту использования, данная технология работает корректно и практически без ошибок.

Оценка: система мониторинга «слепой» зоны должна стоять в каждом автомобиле.

4. Предупреждение о выходе пассажира

Когда автомобиль стоит на месте и пассажир выходит из него, датчики на заднем бампере обнаруживают приближающееся движение.

Небольшими проблемами может быть грязь на радарах , однако подобные ложные сообщения не влияют на безопасность движения.

Оценка: иметь!

5. Система предупреждения столкновения

На ее результат работают несколько систем. Датчики (ESP, радар, камера), которые обеспечивают круговой обзор, могут предугадать столкновение. В этом случае активируются системы защиты: закрываются окна (1), затягиваются ремни безопасности (2), спинки кресел принимают безопасное вертикальное положение (3).


Относительной проблемой можно считать ошибочный прогноз.
Возможно, он может вызвать раздражение, но это лучше, чем оказаться жертвой ДТП.


Оценка:
несмотря на возможные ошибки, такая технология должна быть включена в список обязательных к установке.

6. Дисплей Head-Up

Красивая технология: вся важная ездовая информация проецируется на ветровое стекло непосредственно перед глазами водителя. Он смотрит прямо перед собой, видя одновременно показания приборов и дорожную ситуацию. И нет необходимости перемещать взгляд снизу вверх и обратно, что в конечном итоге отвлекает внимание.

Небольшим недостатком может быть повышенный уровень информации, перед глазами водителя отображаются до 10 различных показателей. Однако после привыкания большинство автовладельцев с энтузиазмом отзываются о продвинутом дисплее и отмечают его вклад в безопасность.

Оценка: не помешает, тем более что с точки зрения инфографики такой способ оптимальный.

7. Система контроля усталости водителя

Она срабатывает, если водитель в течение некоторого времени теряет контроль над управлением. Возможно, он пропустил поворот. Это фиксирует датчик угла поворота рулевого колеса, связанный со сканером полосы движения.

Система выдает ряд предупредительных сигналов – визуальных и звуковых. Если никакой реакции со стороны водителя нет, технология «считывает» происходящее как возможный обморок. Машина постепенно тормозит, оставаясь в полосе движения и включая аварийные сигналы, чтобы самой не стать причиной аварийной ситуации для окружающих участников дорожного движения.

Если говорить о возможных недостатках, то в целом технология работает эффективно.

Оценка: система контроля усталости водителя должна быть частью стандартного оборудования.

8. Круговая система контроля движения

Она контролирует внешнее пространство впереди автомобиля и сзади. Если водитель хочет повернуть на перекрестке и не заметил встречное транспортное средство, помощник может рассчитать траекторию, скорость. Предупреждая возможное столкновение, система может автоматически затормозить машину или предупредить водителя. Задние датчики могут отслеживать, нет ли помехи при движении задним ходом.

Оценка: система до конца не отработана и не может в полной степени обеспечить безопасность. Однако круговой обзор необходимо иметь на каждом автомобиле.

9. Интеллектуальные системы освещения

Благодаря новой конструкции фары , состоящей из нескольких светодиодных источников света и интеллектуальной сети, машина может освещать дорогу по-разному, в зависимости от типа полотна, ситуации и скорости.

Недостатком данной технологии является ее слабая адаптация к перепадам освещенности: в межсезонье, зимой, во время дождя «умный» свет работает не совсем корректно.

Оценка: полезный ассист, доступный, чтобы стоять в каждой машине.

10. Автоматический круиз-контроль и тормозные системы

Адаптивный круиз-контроль работает в координации с другими системами, следящими за скоростью, курсом, ситуацией на дороге. Аварийный тормоз получает информацию от радаров, камер и лидаров, которые отслеживают пространство перед машиной и передают соответствующие сигналы на блоки управления.

К проблемам можно отнести некорректную работу датчиков и ошибочную оценку аварийной ситуации.

Оценка: данная проблема не является критической: тормозные системы в экстренном случае могут спасти жизни. Лучше пусть система ошибется, чем пропустит аварийную ситуацию с тяжелыми последствиями.

Системы активной и пассивной безопасности автомобиля

Если верить исследованиям, от 80 до 85% транспортных аварий и катастроф приходится на автомобили. Производители авто понимают, что безопасность транспортного средства – важное преимущество над соперниками на рынке, а так же то, что от безопасности одного автомобиля зависит безопасность движения на дороге в целом. Причины аварий могут различными – это и человеческий фактор, и состояние дороги, и метеорологические условия, и конструкторам приходится учитывать весь спектр угроз. Поэтому современные системы безопасности обеспечивают и активную, и пассивную защиту автомобиля, и состоят из сложного комплекса различных устройств и приспособлений, от антиблокировочной системы колёс (далее – АБС) и противозаносных систем до подушек безопасности.

Активная безопасность и предотвращение ДТП

Надёжное транспортное средство позволяет водителю сохранить свою жизнь и здоровье, а вместе с тем – жизнь и здоровье пассажиров на современных, битком забитых трассах. Безопасность автомобиля принято делить на пассивную и активную. Активная означает те конструкторские решения или системы, которые уменьшают вероятность дорожно-транспортного происшествия.

Активная безопасность позволяет менять характер движения, не опасаясь выхода автомобиля из-под контроля.

Активная безопасность зависит от конструкции машины, большое значение имеет эргономичность сидений и салона в целом, системы, предотвращающие обмерзанием стёкол, козырьки. Системы, сигнализирующие о поломках, предотвращающие блокировку тормозов или следящие за превышением скорости так же относят к активной безопасности.

Заметность автомобиля на дороге, которая определяется его цветом, тоже может сыграть свою роль в предотвращении аварии. Так, яркие жёлтые, красные и оранжевые автомобильные кузова считаются более безопасными, а при отсутствии снега к их числу добавляется и белый цвет.

Ночью за активную безопасность отвечают различные отражающие свет поверхности, которые машину заметной в свете фар. Например, поверхности номерных знаков, покрытые специальной краской.

Рекомендуется к прочтению  Система пассивной безопасности автомобиля

Удобное, эргономичное размещение приборов на приборной доске и зрительный доступ к ним вносят свою лепту в предотвращение ДТП.

Схема систем активной безопасности Audi

Кликните по картинке для увеличения

Системы пассивной безопасности

Если авария всё же случилась, водитель и пассажиры оказываются под защитой средств и систем пассивной безопасности. Большая часть специальных устройств и систем пассивной безопасности находится в передней части салона, поскольку при авариях страдает в первую очередь ветровое стекло, рулевая колонка, передние двери автомобиля и приборная панель.

В настоящее время во многих государствах, в том числе, в России, их наличие и использование обязательно.

Созданные изначально как альтернатива ремню и средство, позволяющее избежать травм грудной клетки водителя (травмы о рулевое колесо – одни из самых распространённых при авариях), в современных авто подушки могут быть установлены не только впереди водителя и пассажира, но и вмонтированы в двери для того, чтобы уберечь от бокового удара. Недостатком этих систем являет чрезвычайно громкий звук при наполнении их газом. Шум настолько силён, что превышает болевой порог и может даже повредить барабанную перепонку. Так же подушки не спасут при опрокидывании машины. По этим причинам проводят эксперименты по внедрению сеток безопасности, которые в дальнейшем заменят подушки.

У водителя при лобовом ударе есть возможность травмировать ноги, потому в современных автомобилях педальные узлы тоже должны быть травмобезопасными. При столкновении в таком узле происходит отделение педалей, что позволяет уберечь ноги от травм.

Системы пассивной безопасности

Кликните по картинке для увеличения

Заднее сиденье

Детские автомобильные сиденья и специальные ремни, которые надёжно фиксируют тело ребёнка и предупреждают его перемещение по салону в случае аварии, могут обеспечить безопасность совсем юных пассажиров, для которых не подходят обычные ремни безопасности.

При резком возникновении перегрузки, воздействующей на туловище пассажира, есть возможность повредить шейные позвонки. Поэтому, задние сиденья, как и передние, оснащаются подголовниками.

zadnie-sidenia

Надёжное крепление сидений тоже очень важно: перегрузку в 20g должно выдержать пассажирское сиденье, чтобы обеспечить должную безопасность в случае аварии.

Особенности конструкции

Как уже говорилось, автомобиль и сам по себе должен быть сконструирован так, чтобы обеспечивать максимальную безопасность людям. И достигается это не только эргономикой. Не последнее значение имеет прочность различных элементов конструкции. У одних элементов она должна быть повышена, а у других – напротив.

Так, чтобы обеспечить надёжную пассивную безопасность пассажиров и водителя, средняя часть кузова или рамы должна обладать повышенной прочностью, а передняя и задняя части – напротив. Тогда, при сминании передней и задней частей конструкции часть энергии удара тратится на деформацию, а более прочная средняя часть легко выдерживает столкновение, не деформируется и не ломается. Те части, которые должны быть смяты при ударе, делают из хрупких материалов.

Безопасная конструкция автомобиля

Поэтому ступицы руля изготавливают большого диаметра и покрывают упругими амортизирующими материалами.

Стёкла в автомобилях тоже служит целям пассивной безопасности: в отличие от обычного оконного стекла, оно не разбивается на большие куски с острыми кромками, а крошится на мелкие кубики, которые не могут нанести порезы ни водителю, ни пассажирам.

Технологии на службе активной безопасности

Современный рынок предлагает множество надёжных и эффективных систем активной безопасности. Самые распространённые и известные – антиблокировочные системы, которые предотвращают скольжение колёс, возникающее при блокировке колёс. Если нет скольжения, то автомобиль не заносит.

АБС позволяет совершать во время торможения манёвры и полностью контролировать движение транспортного средства до его полной остановки.

Электроника АБС получает сигналы с датчиков вращения колёс. Затем она анализирует информацию и посредством гидромодулятора влияет на тормозную систему, на короткие периоды времени «отпуская» тормоза, чтобы те проворачивались. Это и позволяет избежать заноса и скольжения.

На конструктивной основе АБС построены антипробуксовочные системы, которые анализируют данные о частоте вращения колёс и управляют крутящим моментом двигателя.

Системы курсовой устойчивости повышают безопасность автомобиля, удерживая направление его движения. Такие устройства сами могут определить аварийную ситуацию, интерпретируя действия водителя в сравнении с параметрами движения авто. Если система распознаёт ситуацию как аварийную, она начинает корректировать движение машины несколькими способами: подтормаживанием, изменением крутящего момента мотора, регулировкой положения передних колёс. Есть устройства, которые так же сигнализируют водителю об опасности и нагнетают давление в тормозной системе, повышая её эффективность.

abs-i-esp

Снизить смертность сбитых пешеходов на 20% позволяют системы обнаружения пешеходов. Они распознают человека по курсу движения автомобиля и автоматически снижают его скорость. Использование специальной подушки безопасности для пешеходов в комплексе с этой системой позволяют сделать автомобиль ещё более безопасным для тех, у кого автомобиля нет.

Для того, чтобы предотвратить блокировку задних колёс, применяют систему перераспределения давления. Её задача – выровнять давление тормозной жидкости, основываясь на показаниях датчиков.

Выводы

Использование систем активной и пассивной безопасности снижает риск аварии и травматизм, если авария всё-таки происходит.

Пассивная безопасность строится вокруг поглощения энергии удара частей кузова, двигателя либо тела пассажира и предотвращения опасных деформаций конструкции, которые могут привести к травмам находящихся в салоне людей.

Пассивная безопасность защищает экипаж автомобиля при деформации кузова

Активная безопасность направлена на предупреждение водителя об угрозе и регулировку систем управления, торможения, изменение крутящего момента.

Технологии в данной отрасли развиваются стремительно, и рынок постоянно наполняется новыми, более современными и эффективными системами, делая движение по дорогам всё безопасней с каждым годом.

Источник https://avto-moto-shtuchki.ru/avtotekhnika/230-podushki-bezopasnosti-v-avtomobile.html

Источник https://1gai.ru/publ/524426-sistemy-pomoschi-voditelju-poleznye-i-bespoleznye-mnenie-izdanija-autobild.html

Источник https://carprofy.ru/sistemy-bezopasnosti/sistemy-aktivnoj-i-passivnoj-bezopasnosti-avtomobilya/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Похожие записи

Несущий кузов автомобиля в массовом производстве – благо или неверное развитие отрасли?

Несущий кузов автомобиля в массовом производстве – благо или неверное развитие отрасли? Отрасль автомобилестроения стремительно развивается. Но не все нововведения воспринимаются на ура. Так массовое производство автомобилей с несущим кузовом вместо стандартного рамного у многих вызывает негативные возражения. Уместны ли они? Разберемся в характеристиках, структурных особенностях, плюсах и минусах и сможем сделать объективный вывод. Несущий […]

Эксплуатация и неисправности Renault Megane 2 (2002 — 2008 г. в. ). Основные проблемы, сбои и поломки

Ремонт автомобиля Рено Меган 2 Конструкция системы пассивной безопасности Рено Меган 2 Система пассивной безопасности (SRS) автомобиля Рено Меган 2 объединяет в комплексе подушки безопасности для водителя и переднего пассажира (в вариантном исполнении) Кроме того, в комплексную систему пассивной безопасности включены регулируемые по высоте ремни безопасности для водителя и переднего пассажира с преднатяжителями, инерционные ремни […]