Как срабатывает подушка безопасности в авто на руле – Критерии срабатывания подушек безопасности — Эксперт Никонов Владимир Николаевич — Статьи

Подушка безопасности — система пассивной безопасности (SRS, Supplemental Restraint System) в транспортных средствах.

Представляет собой эластичную оболочку, которая наполняется воздухом либо другим газом. Подушки безопасности широко используются для смягчения удара в случае автомобильного столкновения. Должны применяться вместе с ремнями безопасности.

Неким подобием подушек безопасности оснащались самолёты в 1940-х годах, первые патенты были оформлены в 50-х.

В 1964 году японский автомобильный инженер Ясузабуру Кобори (小 堀 保 三郎) начал разработку системы «подушки безопасности» для подушек безопасности. В его конструкции использовалось взрывчатое вещество для надувания подушки безопасности, за что он был позже награжден патентами в 14 странах. Он умер в 1975 году, прежде чем увидел широкое распространение систем подушек безопасности.^[1][2][3]

Американский изобретатель Аллен Брид создал ключевой компонент для использования подушек безопасности в автомобилях — шариковый сенсор для определения столкновения. Он представил своё изобретение в 1967 году компании Крайслер. В то время американцы редко пользовались ремнями безопасности и такая инновация, позволяющая защитить непристёгнутых пассажиров в случае лобового столкновения, была весьма востребована.

Форд создал экспериментальную партию автомобилей, оснащённых подушками безопасности, в 1971 году (Ford Taunus 20M P7B). Первый образец подушки безопасности в серийном автомобиле был представлен в 1972 году, когда был выпущен Олдсмобиль Торонадо (Oldsmobile Toronado), модель 1973 года. В 1974 двойные подушки безопасности были опцией на некоторых крупногабаритных автомобилях, выпущенных подразделениями Бьюик, Кадиллак и Олдсмобиль. Эти устройства не получили признания на рынке.

В 70-х годах, в партии из 10 000 оснащённых подушками безопасности автомобилей марки Дженерал Моторс (General Motors, GM) столкнулись с семью смертельными случаями. Предполагается, что один из них случился по вине подушки безопасности. Сила удара была небольшой, однако произошёл сердечный приступ. В то время таких случаев было слишком мало для того, чтобы достоверно установить эффективность подушек безопасности, но несмотря на это для Национальной администрации по безопасности дорожного движения (NHTSA) оказалось достаточно оснований, чтобы выступить с предложением устанавливать подушки безопасности на все выпускаемые автомобили.

Затем в 1981 году, Мерседес-Бенц вновь представила подушку безопасности, как опцию в своей последней модели W126. В системе, представленной Mercedes, при аварии сначала затягиваются ремни безопасности, а затем развёртывается подушка. Таким образом подушка безопасности больше не позиционировалась как средство, заменяющее ремни безопасности, а как способ дополнительной защиты пассажиров.

Подушки безопасности приобрели популярность, когда компании «Форд» и «Дженерал Моторс» в середине 80-х представили серийные образцы, теперь подушки безопасности стали стандартным оборудованием. Компания «Autoliv», специализирующаяся на разработке автомобильных систем безопасности, запатентовала боковую подушку безопасности и она также стала появляться в автомобилях выпуска середины 1990-х.

11 июля 1984 правительство США потребовало оснащать автомобили, выпущенные позже 1-го апреля 1989 года, подушкой безопасности для водителя либо автоматическими ремнями безопасности (сейчас эта технология не используется, она «заставляла» водителя пристёгиваться).

Несмотря на внедрение подушек безопасности в автомобили марки «Дженерал Моторс» ещё в 70-х годах, во многих других автомобилях они начали появляться только в середине 90-х.

Первым российским легковым автомобилем, на который устанавливалась подушка безопасности, был экспортный вариант ВАЗ-21093 в исполнении люкс известный под названием Lada Samara Baltic GL, сборка которого велась на заводе Valmet (Финляндия) с 1996 по 1998 годы. С конца 2000-х годов подушки стали обязательным элементом пассивной безопасности в стандартной комплектации автомобилей марки Lada.^[4]

В 2006 году Хонда представила первую систему подушек безопасности для мотоцикла, установленную на серийном образце модели «Золотое Крыло» (Gold Wing).

Пневмоподушка дополняет ремень безопасности, предотвращая перелом шейных позвонков, посредством возвращения головы человека в подголовник и тем самым сохраняя шею прямой. Именно поэтому фронтальные подушки срабатывают только при фронтальном ударе +- 10 градусов от продольной оси автомобиля, чтобы голова точно попала в подголовник. Также они снижают опасность получения тяжёлых травм, распределяя силу удара по телу пассажира.

«Недавно проведенное исследование показало, что более чем 6.000 жизней было спасено благодаря подушкам безопасности». ([1] (недоступная ссылка))

Стандартные плечевые ремни безопасности были фактически убраны в автомобилях выпуска 70-х, оснащенных подушками безопасности, которые были призваны заменить ремни при лобовых столкновениях. Подушка безопасности на стороне пассажира была расположена в нижней части панели, что позволяло ей также защищать колени пассажира. Нижняя часть панели на водительском месте также отличалась своей выпуклостью.

Дженерал Моторз назвала свою систему ACRS (Air Cushion Restraint System). Она включает в себя боковую подушку безопасности для пассажира в автомобилях выпуска 70-х и предусматривает двухступенчатое развертывание как и более поздние системы.

Принцип действия основывается на использовании простого акселерометра, инициирующего химическую реакцию в специальном баллончике. В результате реакции происходит быстрое наполнение газом нейлоновой подушки, которая уменьшает перегрузку, испытываемую пассажиром в момент резкой остановки при столкновении. Подушка также имеет небольшие вентиляционные отверстия, которые используются для относительно медленного стравливания газа после удара пассажира об неё.

Фронтальные подушки безопасности не должны развёртываться при боковом ударе, ударе в заднюю часть либо перевороте автомобиля. Из-за того, что подушки безопасности срабатывают лишь раз и затем быстро сдуваются, они бесполезны при последующем столкновении. Ремни безопасности помогают снизить риск получения тяжёлых травм во многих случаях. Они способствуют правильному расположению пассажира в кресле для максимизации эффективности подушки безопасности, а также защищают пристёгнутых пассажиров при первом и последующих столкновениях. Таким образом, жизненно необходимо пристёгиваться, даже в машинах, оборудованных подушками безопасности.

Хотя в 60-х и 70-х годах они рекламировались как потенциальная замена ремней, в нынешнее время подушки безопасности продаются как дополнительное средство защиты. Максимально эффективно они работают вместе с ремнями безопасности. Производители автомобилей пересмотрели свою точку зрения насчет замены подушками безопасности столь необходимых ремней.

• При наличии рядом с местом водителя или пассажира хотя бы одной подушки безопасности обязательно использование ремней безопасности. Алгоритм раскрытия подушек разрабатывается в предположении, что водитель (пассажир) во время их раскрытия пристегнут ремнем. Поэтому срабатывание подушек в момент неконтролируемого резкого смещения тела человека при аварии может привести к непредсказуемым последствиям. Например, при фронтальном ударе не пристегнутый водитель получит раскрывающейся подушкой безопасности удар в голову, по силе превосходящий удар о переднюю панель (скорость раскрытия подушки — свыше 300 км/ч). В некоторых современных автомобилях (в каких?) раскрытие подушек безопасности при непристёгнутых ремнях блокируется, так как даже современные подушки являются эффективными только при одновременном использовании коленного или плечевого ремней безопасности.
• В отношении активирования подушек безопасности при непристегнутых ремнях безопасности есть расхождения в зависимости от разработанного алгоритма и комплектации автомобиля. На данный момент можно разделить системы на 2 различные версии. Автоматическое отключение пассажирской подушки безопасности пассажира и ручное. Отключение подушки безопасности пассажира, предусмотрено производителями для случаев необходимости установки детского кресла на переднее сидение автомобиля. В случае с автоматической системой — отключением подушки безопасности пассажира управляет блок управления согласно заложенному в программу алгоритму, деактивирует включение подушки безопасности пассажира, на основании дополнительно установленного устройства (датчика веса). Условия у разных производителей могут отличаться. Основным принципом действия является измерение веса (нагрузки) на подушку переднего пассажирского сидения. К примеру — если на сидении датчик регистрирует вес менее 25 кг — система определяет сидение как пустое или сидение с установленным на него детским креслом. В этом случае подушка безопасности не активируется на срабатывание при столкновении. Если датчик веса на подушке сидения регистрирует присутствие нагрузки свыше 25 кг — система определяет данное сидение как занятое взрослым человеком и включает подушку безопасности при столкновении, если столкновение было достаточной силы для активации подушек вообще.
• Ручное управление необходимостью активации подушки безопасности пассажира происходит исключительно по инициации человека( владельца, водителя или иного лица), путем перевода присутствующего выключателя деактивации подушки безопасности пассажира в положение = выключено (off). В этом случае система безоговорочно отключит подушку безопасности пассажира и она не активируется при наступлении необходимых для активации условий (столкновение достаточной силы, при которой предусмотрено срабатывание системы безопасности)
• Необходимо находиться на расстоянии около 25 см от подушки безопасности. Расстояние измеряется от центра руля до грудины. Слишком малое расстояние опасно и может повлечь серьёзные травмы.
• Подушка может серьёзно ранить или убить не пристёгнутого ребёнка, который сидит слишком близко к ней или же был выброшен вперед при экстренном торможении. Дети до 7 лет должны ездить закреплёнными в правильно установленном, соответствующем возрасту автомобильном кресле на заднем сиденье.
• Следует избегать курения трубки при вождении. Если подушка раскроется и ударит по трубке, когда та находится во рту, это может привести к летальному исходу даже при небольшом ударе.

Срабатывание подушки безопасности представляет собой очень быстрое развёртывание большого предмета. В то время как подушки безопасности могут защитить пассажиров при надлежащих условиях, в иной ситуации они могут стать причиной ранений или даже гибели.

Подушки безопасности нового поколения раскрываются с меньшей энергией, но, несмотря на это, пассажиры должны находиться на расстоянии минимум 25 сантиметров от них, чтобы избежать нанесения ранений непосредственно самой подушкой безопасности в случае столкновения.

В 1990 году был зарегистрирован первый смертельный исход, связанный с использованием подушки безопасности. Пик подобных случаев пришёлся на 1997 год, когда в США было отмечено 53 подобных происшествия. В 1994 году компания TRW, специализирующаяся на выпуске автомобильных средств безопасности, представила первую наполняемую газом подушку со специальными датчиками и вскоре, способные раскрываться с меньшей силой подушки безопасности, получили широкое распространение. В 2005 году в пассажирских автомобилях появились подушки безопасности, состоящие из нескольких отдельных сегментов, наполняемых в зависимости от ситуации. К тому времени, количество смертельных случаев по вине подушек безопасности уменьшилось, в этом году (в каком ?) было отмечено 2 летальных исхода среди детей, жертв среди взрослых нет. Однако ранения, связанные с раскрытием подушек, остаются весьма распространёнными.

По данным Национальной администрации по безопасности дорожного движения (NHTSA) более 50 000 людей погибло в автомобилях, оснащённых подушками безопасности.^[5]. Большинство из них погибло бы даже если бы их автомобили не имели этих средств защиты, хотя узнать точное количество погибших непосредственно от подушек невозможно. Предположение NHTSA и других организаций заключается в том, что имеет смысл считать только те случаи, когда достоверно известно, что причиной гибели послужила подушка безопасности, а не те в которых она лишь могла быть причиной, иное также нелогично как утверждение, что каждый погибший в автомобиле, оснащенном подушкой безопасности, был убит именно ей. Достоверный ответ может быть дан лишь при наличии самой детальной информации о каждом случае, получение которой не представляется возможным.

По иронии судьбы, широкое использование подушек безопасности сделало работу служб спасения, пожарных и полиции значительно опаснее. Подушки, которые не были приведены в действие при столкновении, могут сработать через некоторое время, нанеся ранения или приведя к гибели спасателей, находящихся внутри автомобиля. К тому же, использование боковых подушек безопасности уменьшило количество мест, в которых спасатели могут использовать гидравлические ножницы либо другие режущие инструменты для безопасного удаления крыши или дверей автомобиля. Каждый спасатель должен быть надлежащим образом проинструктирован, как правильно деактивировать подушки безопасности и избегать потенциальных угроз. Хорошей мерой предосторожности является отключение аккумуляторной батареи автомобиля. Однако, на сегодняшний день большинство блоков диагностики работоспособности системы имеют устройства, которые содержат достаточно электрической энергии для приведения подушек безопасности в действие в случаях, когда основная аккумуляторная батарея выводится из строя при столкновении.

В Европе количество людей, не использующих ремни безопасности, весьма мало по сравнению с ситуацией в США, к тому же среднестатистический европеец меньше американца. Как прямой результат этих двух факторов, европейские подушки безопасности раскрываются с меньшей скоростью (примерно 200 км/ч), чем их американские аналоги (примерно 300 км/ч), и таким образом представляют собой меньшую угрозу жизни и здоровью пассажиров.

Также в ранних системах существовал риск получения тяжёлой баротравмы вследствие фактически взрывного раскрытия подушек в ограниченном объёме салона. Для борьбы с повышением давления салон автоматически разгерметизируют одновременно со срабатыванием подушки, выбивая или мгновенно опуская стёкла.

Honda разработала простой вариант поэтапного управляемого раскрытия подушки. Форма подушки на этапах после взрыва пиропатрона задаётся вспарыванием спиральных швов,^[6] подобных страховочным лентам альпинистов.

Система подушек безопасности включает в себя три главных компонента:

• непосредственно сами модули подушек безопасности;
• датчики определения удара;
• электронный блок управления;
• деактивация подушки безопасности пассажира для установки детского кресла (опция).

Модуль каждой подушки безопасности содержит в себе блок наполнения (обычно специальный пиропатрон — наполнитель (inflator), состоящий из стального корпуса, инициатора — запала (Initiator), газо-генерирующего содержимого, состоящего из азида натрия и нитрата калия, при сгорании которого выделяется большой объем газа — азота, и лёгкую нейлоновую подушку с калиброванными отверстиями. Модуль водительской подушки безопасности находится в центре рулевого колеса, а пассажира — в приборной панели. Полностью наполненная газом водительская подушка имеет примерно диаметр большого надувного пляжного мяча. Пассажирская же может быть в два-три раза больше, так как дистанция между сидящим спереди пассажиром и приборной панелью гораздо больше, нежели расстояние между водителем и рулём. При расчете скорости и необходимости наполнения, размер (объем) мешка подушки рассчитывается в литрах. Средний объем мешка водительской подушки безопасности составляет около 15 литров. Подушка мгновенно наполняется газом от сработавшего пиропатрона, затем она сдувается в заданном темпе через калиброванные, тщательно рассчитанные по сечению отверстия, для того, чтобы после удара человек не был зажат в салоне и мог самостоятельно освободиться. Наполненная продуктами горения от сработавшего пиропатрона подушка будет тёплая или немного горячая.

Некоторые автомобили, начиная с конца 90-х годов 20-го века стали оснащаться, помимо подушек, также системой подтяга (аварийного натяжителя) ремня безопасности. При определении ЭБУ удара и выдачи сигнала на активацию подушек безопасности за несколько миллисекунд до начала сигнала срабатывания мешков подушек безопасности выдаётся сигнал на активатор натяжителя ремня. Спроектировано это именно таким образом для того, чтобы заблаговременно подтянуть корпус сидящего на сидении человека к спинке, чтобы обеспечить объем пространства перед головой человека для более безопасного раскрытия и наполнения мешка подушки безопасности. Следует иметь в виду, что ремни безопасности с системой аварийного натяжения являются одноразовыми, не ремонтируемыми изделиями, и в случае их срабатывания либо какой-либо неисправности подлежат замене.

Датчики фронтального удара расположены в передней части автомобиля и/или салоне, и/или в самом блоке управления. Автомобили могут быть оснащены одним и более датчиками, которые активируются под воздействием сил (перегрузки в G), возникающих при лобовом/боковом или совокупности векторов направления ударов. Датчики измеряют степень и скорость замедления согласно заданному алгоритму программы в блоке управления. Именно поэтому замедление автомобиля, при котором датчики активируют подушки, варьируется в зависимости от характера столкновения. Подушки безопасности не должны срабатывать при внезапном торможении или при езде по неровным поверхностям. На самом деле, максимальный уровень замедления при экстренном торможении далек от уровня, достаточного для приведения подушек безопасности в действие, именно за счет алгоритма расчета. каждый производитель системы управления подушками безопасности разрабатывает свой алгоритм и программное обеспечение, которое является интеллектуальной собственностью компании и, возможно, запатентовано.

При наличии в салоне боковых подушек безопасности в машине дополнительно устанавливаются датчики бокового удара, а ЭБУ более сложен по количеству электронных компонентов и программная часть содержит часть, отвечающую за контроль и активацию дополнительных подушек безопасности. Блок один, а программа в блоке как от двух, направленных в разные стороны блоков, заключенных в один корпус самого блока и процессор.

Боковые подушки безопасности работают по тому же принципу, что и фронтальные, но активируются блоком они только при боковом ударе или при совокупности направлений векторов перегрузки, регистрируемой датчиками.

Электронный блок управления следит за исправностью системы подушек безопасности. При включении зажигания производится кратковременная проверка целостности внешних исполнительных (инициаторы) и измерительных (датчики) устройств. Так же система в зависимости от комплектации может проводить проверку коммуникации с другими устройствами, находящимися в автомобиле и непосредственно или косвенно участвующими в обеспечении безопасности. Проверка работоспособности непосредственно пиропатронов проводится путем проверки аналоговым путем сопротивления на линиях выводов пиропатронов. Таким образом, на пиропатроны не подается при проверке никаких электрических зарядов, и она не может привести к незапланированному срабатыванию инициаторов, но достоверно определяет исправность цепей. Если блок обнаружит неисправность, загорится лампочка, предупреждающая водителя о необходимости доставки автомобиля в авторизованный центр обслуживания для диагностики системы подушек безопасности (самостоятельно вмешиваться в работу системы настоятельно не рекомендуется из-за наличия пиротехнических элементов в конструкции). Большинство блоков управления имеют в своей схеме небольшую накопленную электрическую ёмкость (конденсатор), которой достаточно для активации подушек при резком и полном обесточивании бортовой сети автомобиля, в случае повреждения линии питания блока управления при повреждении электропроводки автомобиля во время столкновения. Пример: при резком удар сбоку большой силы свинцовый аккумулятор, имеющий большую массу, в некоторых случаях просто вылетает из автомобиля, обрывая даже прикрепленные к нему мощные провода. Именно для таких или подобных случаев (перерубание косы проводов во время удара) в блоке предусмотрена дополнительная емкость для кратковременного хранения заряда энергии. Емкость разряжается при обесточивании блока управления в течение нескольких минут. В мануалах по ремонту автомобилей, выпускаемых производителями автомобилей для авторизованных центров, об этом всегда написано. Прежде чем начать работы в автомобиле по ремонту, связанные с самой системой безопасности или косвенно затрагивающих какие-либо элементы системы, требуется обесточить автомобиль на несколько минут, отключив аккумуляторную батарею и другие источники питания, подключенные к автомобилю во время ремонта (к примеру — зарядное устройство).

Блоки управления конструктивно можно разделить на современные и устаревшие. Первые конструкции блоков представляли собой электронную начинку и сенсорный элемент механического типа. Вариации конструкций сенсора механического типа по действию основывались на перемещении внутри сенсора некого предмета, обладающего определенной массой. В случае наступления определенного замедления он перемещается в корпусе сенсора и воздействует на контакты замыкания цепи активации подушек безопасности. Грубо говоря, принцип маятника, сдвигающегося по инерции.

Блоки современные такого маятника не имеют. Технологии в электронике с тех пор шагнули далеко в перед. Теперь блоки управления измеряют замедление и ускорение другим путем. Они оснащены электронными акселерометрами. Акселерометры могут быть установлены как в самом блоке управления, так и могут быть вынесены на различные точки кузова автомобиля и располагаться в тех местах, где их установка способна дать наилучшую точность измерения ускорения, замедления и вращения кузова вокруг своей оси. Современные сенсоры имеют несколько векторов (осей измерения) X, Y, Z , что, в свою очередь, позволяет использовать сенсоры в разных назначениях для измерений.

Современный автомобиль, в зависимости от замысла инженеров, может быть оснащен блоком, содержащим один или несколько акселерометров. В других случаях, система безопасности автомобиля может быть спроектирована с блоком управления, не содержащим акселерометров, и они могут быть вынесены на кузов автомобиля или акселерометры могут присутствовать как в блоке, так и на кузове. Чем больше на автомобиле датчиков, содержащих акселерометры, тем точнее измерения положения автомобиля в пространстве и его скорости перемещения по осям X, Y, Z. (X = вверх-вниз, Y = вперед-назад, Z = вправо-влево) Соответствующие показания от нуля со знаком +/- перемещения по той или иной оси регистрирует датчик со скоростью = S.

Программа в блоке управления системой безопасности с идеальной точностью может определить состояние автомобиля. Относительно состояния принимается решение на активацию подушек безопасности. Современные блоки управления системой безопасности, содержащие несколько акселерометров, входят в состав системы ESP — именно за счет того, что акселерометры точно определяют положение и скорость автомобиля.

Почти все современные автомобили имеют ручной переключатель on/off (вкл/выкл) для отключения подушки безопасности переднего пассажира, установленный на заводе (если предусмотрено комплектацией). Иногда это является дополнительной функцией. Например, Форд Фиеста. В простой комплектации не имеет выключателя, но имеет на косе проводки возле бардачка под обшивкой торпеды разъем для дополнительной установки такого выключателя. Все остальные элементы контроля и исполнения системы безопасности изначально конфигурируются как присутствующие или отсутствующие в системе на заводе-изготовителе системы или автомобиля. В некоторых случаях возможность включения или отключения устанавливаемых элементов в систему предусматривается через программирование комплектации через диагностический сеанс специализированными или мультимарочными сканерами. Переключатели для отключения пассажирской подушки безопасности могут быть (если предусмотрено) установлены квалифицированным обслуживающим персоналом по запросу владельца транспортного средства, если это не противоречит заявленной политике производителя автомобиля или системы и он отвечает определённым государственным критериям и имеет разрешение.

Вначале большинство автомобилей комплектовалось лишь одной водительской подушкой безопасности (DAB), установленной в рулевом колесе и защищающей водителя (который имеет больше шансов получить травмы). На протяжении 90-х годов подушки для передних пассажиров (PAB), а затем раздельные боковые подушки (SAB), помещаемые между пассажирами и дверью, стали обычной практикой. Сейчас можно встретить достаточно недорогие семейные автомобили, оснащённые 8-ю подушками безопасности.

Подушка может серьёзно ранить или даже убить непристёгнутого ребёнка, который сидит слишком близко к ней или же был выброшен вперед при экстренном торможении. По мнению специалистов для безопасности ребёнка необходимы следующие условия:

• Дети должны перевозиться в правильно установленном и соответствующем возрасту автомобильном кресле на заднем сиденье. Внимательно изучите соответствующий раздел в инструкции к автомобилю.
• Младенцы, перевозимые в кресле с задним расположением, (в возрасте до одного года и весом менее 10 кг) не должны находиться на переднем пассажирском сиденье при включенной подушке безопасности.
• Если ребёнок старше одного года вынужден ехать на переднем сиденье, оборудованном подушкой безопасности со стороны пассажира, то он или она должны сидеть в детском кресле ориентированном по направлению движения, или пристёгнуты с использованием коленного или плечевого ремня, а сиденье должно быть отодвинуто назад насколько возможно.^[7]

Разрабатываются опытные образцы подушек безопасности, расположенных снаружи автомобиля, перед ветровым стеклом.

Такие подушки раскрываются от сигнала сенсора переднего бампера и предотвращают удар головы пешехода о лобовое стекло (около 80 % смертей при столкновении). ^[8]

Первым такую технологию получил автомобиль «Volvo V40». Подушка безопасности является частью системы «Pedestrian Detection» («Обнаружение пешехода»), способной обнаружить пешехода перед машиной или около неё. «Pedestrian Detection» состоит из расположенного в решетке радиатора датчика, камеры, находящейся на лобовом стекле за салонным зеркалом заднего вида, и компьютера, который анализирует полученные данные. Основной задачей является избежать столкновения с пешеходом.

Если столкновение произошло, то система «Pedestrian Detection» работает следующим образом^[9]: датчик фиксирует физический контакт с пешеходом, верхний конец капота, который ближе к лобовому стеклу, поднимается и одновременно выстреливает подушка безопасности, которая закрывает примерно треть лобового стекла и передние стойки.

Куртка с воздушной подушкой безопасности для мотоциклистов[править | править код]

Новые просторы в безопасности мотоциклов открыла система интеграции воздушных подушек в куртку, к которой принадлежит шнур-активатор и патрон, наполненный спрессованным газом. При посадке на мотоцикл необходимо пристегнуться при помощи гибкой веревки к корпусу мотоцикла. Второй конец верёвки подсоединяется к запорной конструкции патрона, наполненного углекислым газом и находящегося в куртке. При падении и ударах мотоциклист, удалившийся от мотоцикла, тянет за собой крепёжный кабель и этим самым открывает патрон, что приводит к автоматическому надуванию воздушной системы куртки за 0,1 — 0,3 секунды. Куртка с воздушными подушками существенно уменьшает силу ударов по туловищу и эффективно защищает жизненно важные внутренние органы мотоциклиста, а также позвоночник, шею, ребра, ключицу, копчик.

Куртка с воздушными подушками для мотоциклистов и наездников — венгерское изобретение, которое изобрёл Штрауб Тамаш в 1976-м году.^[10]

Подушки безопасности для велосипедистов[править | править код]

Дизайнеры Анна Хаупт (Anna Haupt) и Тереза Алстин (Terese Alstin) из Швеции разработали прототип подушки безопасности для мотоциклистов и велосипедистов под названием Hövding, которая надувается в случае падения и предохраняет голову и шею от серьёзных травм. Подушка находится внутри водонепроницаемого тканевого чехла и в сложенном состоянии крепится вокруг шеи пилота. В момент падения подушка раскрывается за 0.1 секунду, обеспечивая защиту не хуже, чем обычный мотоциклетный шлем.^[11]

Как работает подушка безопасности

Часть 1: Работа подушки безопасности

Подушки безопасности: история создания. Часть 2: История Airbag

Многие годы испытанный, старый-добрый ремень был единственным защитником пассивной безопасности в наших машинах. Проходило много дебатов об эффективности его использования, особенно это касалось детей, но со временем многие страны в мире узаконили обязательное использование ремней безопасности на автомобилях. Статистика показала, использование ремней безопасности спасло тысячи, сотни тысяч жизней в самых серьезных авариях.

Также как и с ремнями концепция подушки безопасности, мягкой подушки в которую можно «приземлиться» телом при аварии, давно витала в воздухе, в прямом и переносном смысле. Первый официально зарегистрированный патент на надувную подушку для самолетов (да, да они пришли к нам с небес) был выдан во время второй мировой войны. И только через десятилетия первые подушки появились на автомобилях, случилось это в 1980-х годах.

С 1998 года большинство новых легковых машин (развитого машиностроения) стали комплектоваться подушками безопасности, как для водителя, так и для переднего пассажира. В 1999 году это правило коснулось автомобилей погабаритнее, джипов и минивэнов. Далее подушки стали появляться и в других местах, в сидениях, дверях и иных частях автомобиля. Сегодня в некоторых машинах число подушек намного больше, чем две, 6 и даже 8 штук стали нормой.

Вызвав похожие споры, также, как и с ремнями безопасности, подушки стали предметом серьезных исследований, тестирований и споров на самом высшем уровне.

Краш-тесты автомобилей

На сегодняшний день статистика уверенно показывает, что риск гибели подобные устройства снижают примерно на 30%.

В этой статье вы узнаете о работе этих устройств, как научно подтверждено его действие, какие у них есть недочеты и пути будущего развития.

Подушка безопасности

Цель подушки безопасности замедлить движение вперед тела человека настолько равномерно, насколько это возможно за доли секунды. Вот три составляющие подушки безопасности, которые помогают достичь этой цели, то есть в необходимый момент сработать:

Сама подушка. Сделанная из тонкого нейлона, сложена в рулевом колесе, приборной панели или сидениях, дверях и других частях автомобиля.

Сенсор. Устройство, которое «говорит» подушке безопасности сработать. Срабатывание происходит при силе удара соответствующей столкновению со стеной на скорости в 16-24 км/ч.. Сигналом для срабатывания пиропатрона подушки служит электрический импульс специального шарикового датчика удара. Сигнал от датчика удара идет на блок управления, который в свою очередь определяет срабатывать системе надувания подушки или нет.

Система надувания подушки соединяет две составляющих, азид натрия (Nan3) с нитратом калия (KNO3), для создания азота. Именно он и надувает подушку.

Ранние попытки приспособить эирбэг для использования в машинах столкнулись с рядом сложностей, одними из которых были невероятно высокая цена и технические проблемы, включавшие хранение и использование сжатого газа.

На ранних этапах исследователям предстояло решить:

Где разместить баллон с сжатым газом

Не улетучится ли газ хранящийся под высоким давлением на всем протяжении срока службы автомобиля

Как сделать так, чтобы подушка раскрывалась почти мгновенно, при этом была надежной при различных температурных режимах работы и при раскрытии не издавала оглушающего звука.

Постепенно все наиболее важные вопросы были решены. Непрактичный газ был заменен на надежный твердотельный элемент- пиропатрон, произошло это в 70-х годах двадцатого века. При аварии «мозги» подушки безопасности инициируют поджог твердотопливного заряда, который сгорает с огромной скоростью и создает за короткое время, 30-50 миллисекунд, необходимое количество газа для наполнение эирбэга. Купол подушки в буквальном смысле взрывается, выходя из своего посадочного места со скоростью до 322 км/ч, быстрее чем моргнёте глазом! Долями секунды позже, газ под действием давления выходит через специальные отверстия (именно этот дым в салоне автомобиля вперемешку с тальком, можно часто наблюдать при аварии).

Виды подушек безопасности

В современности существует большое множество подушек безопасности.

Наиболее распространенным видом являются фронтальные подушки безопасности, как для водителей, так и для передних пассажиров.

Следующим этапом развития стали боковые подушки. Их функцией является защита груди и таза человека от повреждений при боковом ударе.

Так называемые «шторки» или головные подушки безопасности. Защищают голову человека от контакта с твердыми частями автомобиля при боковом ударе.

Подушка безопасности для коленей. Чтобы уменьшить риск возникновения травм коленного сустава (что при фронтальном ударе случается нередко) была разработана подобная подушка безопасности.

Ремень безопасности со встроеной подушкой безопасности. Снижает риск получения травм груди. 

Центральная подушка безопасности. Была спроектирована не так давно. В ее задачи входит недопущение столкновения двух сидящих рядом друг с другом людей при боковом ударе или перевороте. Также она позволяет избежать травмы шеи.

Меры безопасности

С самого начала применения эирбэгов специалисты, изучавшие вопрос работы этого средства защиты поняли, что оно может приносить не только пользу, но и вред. Второй вариант возможет при неправильном использовании средств пассивной безопасности автомобиля. Что под этим подразумевается?

1. Минимальное расстояние между подушкой безопасности и сидящим пассажиром должно составлять минимум 25 см, в противном случае при раскрытии человек может получить травмы непосредственно от самого airbag’а.

2. Пассажир обязательно должен быть пристегнут. Так как ремень безопасности уменьшает скорость перемещения тела человека и направляет его в нужном направлении к подушке безопасности.

3. Если airbag может легко травмировать взрослого человека, то с детьми дело обстоит еще сложнее. Первое условие безопасной перевозки ребенка. Он должен перевозится в правильно установленном, соответствующем его возрасту кресле на заднем сидении.

4. Если ребенок должен перевозится на переднем сидении со стороны пассажира, то он должен сидеть в кресле расположенном по направлению движения, а сиденье должно быть отодвинуто максимально назад.

5. Нельзя перевозить младенцев в детском кресле с реверсивным расположением на переднем сидении при включенной фронтальной подушке безопасности.

Как снять подушку безопасности с руля? 4 подробных инструкци

Содержание статьи

Причин для демонтажа подушек безопасности может быть несколько. Например, произошло ДТП, система сработала и подушки необходимо заменить. Также стоит знать, как снять подушку безопасности с руля, поскольку данный элемент обладает ограниченным сроком эксплуатации – 10 лет в среднем. В итоге пиротехнические патроны становятся непригодными и опять таки необходима замена. Не стоит забывать и о вероятности отказа данного элемента.

Определить неисправность подушек вы сможете, изучив индикацию на приборной панели. Система диагностируется автоматически при активации зажигания. Индикатор AirBag будет гореть во время теста, но погаснет через пару секунд, если все в порядке. Если же имеют место какие-либо неполадки, лампочка будет гореть или мигать без остановки. От водителя требуется продиагностировать электронную систему.

Вышедшее из строя контактное кольцо является наиболее распространенной причиной, а замена требует снятия подушки безопасности, которой оснащается место водителя.

Принцип действия

Для изготовления AirBag используется ткань с элементами нейлона. За счет специальных отверстий, через которые выходит газ, удается достичь смягчения изделия, благодаря чему снижается вероятность получения травмы. За каждым экземпляром закрепляется генератор газа, далее изделие аккуратно складывается и помещается в небольшие отверстия в разных зональных участках авто. Если речь идет о руле, генератор газа оснащается резиновым кольцом для обеспечения оптимального уровня балансировки.

Газогенератор, к слову, наполняет подушки газом и реализует оперативный выброс. Он считается наиболее сложным в техническом и конструктивном плане. AirBag надувается на крайне высокой скорости, а скорость их выбрасывания в три раза превышает скорость моргания человеческого глаза. Что касается принципа действия, они разворачиваются в момент столкновения, если скорость передвижения ТС превышает 20 км/ч.

Принцип работы подушки безопасности состоит из следующих этапов:

1. С разных сторон машины располагаются специальные датчики, которые реагируют на заданный критичный момент.
2. Сведения подаются на ЭБУ, который обрабатывает данные. Обстоятельства для этого более чем конкретные – преодоление высокого препятствия в виде бордюра, жесткое приземление или лобовое столкновение.
3. От ЭБУ сигнал идет на генератор газа и пиротехнический заряд активируется.
4. После сгорания пиропатрона в избытке выделяется азот, поскольку генератор газа имеет натриевую кислоту. Как раз азот и раскрывает подушки.

Ремонт сработавшей подушки

При попадании транспорта в ДТП водителей часто интересует вероятность восстановления подушки. Ремонт не представляется возможным, поэтому патрон, саму подушку и облицовку необходимо менять полностью, а стоят такие работы весьма недешево. Альтернативой является восстановление AirBag. Также имеют право на существования варианты с установкой обманок, муляжей и прочие хитрости.

Восстановление

Наиболее правильный вариант восстановления – замена подушки и пиропатрона. Восстановление облицовки происходит с максимальной осторожностью. Несмотря на предстоящие затраты, водитель все-таки сможет сэкономить, поскольку полноценная замена стоит еще больше. Доверять работы по восстановлению следует исключительно профессиональным мастерам с соответствующими навыками, поскольку блок управления необходимо грамотно настраивать. Фактор сбоя данных приведет к срабатыванию AirBag без весомой причины в любой момент.

Решить проблему сможет новый блок системы SRS AirBag, который откорректирует память компьютера и в будущем, когда новая подушка будет установлена, возникновения ошибки удастся избежать.

Монтажная пена

Рассматриваемый способ нельзя назвать правильным и функциональным. Блок следует полностью разобрать и использовать монтажную пену для заполнения свободного пространства. Облицовка прикрывает подобного рода безобразие и обеспечивает визуально эстетичный внешний вид. Ни о какой безопасности и защите речи не идет.

Муляжи и обманки

Также существует способ с установкой специальных обманок, которые при обстоятельствах отсутствия подушек безопасности имитируют их работоспособность. Простота и дешевизна такого варианта – основные факторы, которые могут привлечь. Муляж на рулевое колесо интересует водителя в первую очередь. Данная тенденция обусловлена тем, что с руля крышка отлетает первой, когда срабатывает AirBag, а обратная ее установка не предусмотрена. Муляж крышки позволяет закрыть место, где раньше была подушка. Что касается работы самой системы, есть два способа ее обойти:

1. В первом случае речь идет об использовании реле времени, способного дезактивировать индикатор системы безопасности. Через конкретный временной промежуток лампочка обесточивается. То есть, после активации зажигания индикатор погаснет не через 2, а через 7 секунд в среднем. В итоге мы имеем внешнюю имитацию установленной по умолчанию системы безопасности, но если к машине подключить сканер, ошибки как и раньше будут отображаться.
2. Второй способ избавляет от риска, что сканер распознает ошибки. Секрет заключается в монтаже резистора с конкретным сопротивлением. Определенный параметр сопротивления характерен для пиропатрона, по нему определяется исправность или поломка детали. Когда система срабатывает, сопротивление обнуляется, что приводит к загоранию соответствующего индикатора.

Технология демонтажа

Какой вариант ремонта вы бы ни выбрали, придется снимать подушку. Зачастую рулевое колесо не препятствует комфортной работе и в его устранении нет никакой необходимости. Рассмотрим поэтапную технологию на примере нескольких марок ТС.

Лада Приора

Последовательность действий:

1. Предварительно обесточьте аккумулятор и подождите 10 минут, пока не разрядится конденсатор активатора AirBag.
2. Рулевое колесо должно располагаться ровно. Если это не так, исправьте позицию колеса и извлеките ключ зажигания.
3. Для крепления подушки безопасности используется болт, с которым без труда справится шестигранник. С другой стороны тоже есть винт, и избавиться от него вы сможете таким же путем.
4. Отведите от руля модуль подушки.
5. На следующем этапе следует поднять провода и фиксатор колодки, отключить подушку.
6. На завершающем этапе AirBag можно снять и хранить при необходимости накладкой вверх в сухом и прохладном месте.

Тойота

Существенных отличий в технологии между отечественными машинами и иномарками нет, но стоит обратить внимание на крепления модуля и самой системы в руле. На примере автомобиля Тойота можно проанализировать данное отличие более детально.

Процесс состоит из следующих этапов:

1. После реализации всех упомянутых предварительных работ избавьтесь от заглушек, которые играют роль декоративного оснащения. Их вы найдете по обе стороны от руля.
2. Используйте отвертку для отвинчивания болтов.
3. Даже когда вы полностью вывинтите винты, AirBag вынуть вы еще не сможете, поскольку болты располагаются в пластиковых держателях. После откручивания винт следует выдернуть с максимальной осторожностью.
4. Для изъятия модуля подушки также следует приложить определенное усилие. В это же время вы должны отключить соответствующие провода.
5. При сборке ориентируйтесь на обратный порядок действий.

Форд Фокус

В случае с данной маркой ТС технология выглядит следующим образом:

• после отключения подачи тока и 10-минутного ожидания извлеките верхнюю крышку, которая выступает в роли облицовки рулевой колонки;
• поверните руль на 180 градусов, после этого можно отсоединять защелки и вывинчивать фиксирующие болты;
• после поворота рулевого колеса под прямым углом повторите те же действия с противоположной стороны;
• освободите защелки, для чего нужно подковырнуть слегка облицовку руля;
• отключите колодку и удалите с рулевой облицовки все провода, после чего можно извлекать подушку.

Smart

Без демонтажа рулевого колеса в данном случае не обойтись. Предварительно деактивируйте аккумулятор, в противном случае вы рискуете попасть в ситуацию, когда подушка сработает в неподходящий момент.

Далее выполняем следующие действия:

1. Единственный элемент крепления, открутить который необходимо будет на первом этапе, располагается внизу под кожухом рулевой колонки.
2. Для изъятия руля придется приложить небольшое усилие и потянуть на себя. Для окончательного демонтажа не забудьте отключить провода, которые идут к ESP и подушке.
3. После демонтажа расположите руль лицом вниз. Поверхность должна быть чистой и ровной. Специальные клипсы фиксируют пластиковый кожух, который нужно извлечь.
4. После выполнения этой задачи вы сможете обнаружить места фиксации панелей. Избавьтесь от фиксирующих деталей и клипс в количестве трех штук. Далее перейдите к двум болтам с тыльной стороны и можете снимать подушку.
5. Внутри руля вы обнаружите не только подушку, но также картридж с проводами. Обязательно отключите желтый разъем.

Вывод

Система безопасности – один из основных компонентов, который обеспечивает сохранность здоровья пассажира и водителя в момент аварии. Не пренебрегайте необходимостью проверять ее работоспособность и заменять те или иные элементы в случае их поломки.

Пожалуйста, оцените этот материал!

Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!