Подушки безопасности — ключевой элемент системы безопасности автомобилей, защищающий водителя и пассажиров при аварии. В статье рассмотрим, как работают подушки, из каких компонентов состоят и как их срабатывание снижает риск травм при столкновении. Понимание принципов работы этих устройств поможет осознать их важность и повысить безопасность на дороге.
Назначение и принципиальная схема системы
Подушка безопасности, или пневмоподушка, — это устройство из эластичной оболочки, заполненной газом. Она работает вместе с ремнем безопасности, смягчая удар и снижая риск травм водителя и пассажиров при ДТП. Множество краш-тестов подтверждают ее эффективность.
Однако подушки безопасности — лишь часть комплексной системы безопасности, состоящей из трех ключевых элементов:
- модуль подушки безопасности (или несколько модулей);
- датчики, фиксирующие данные;
- блок управления (или диагностики).
Подушки безопасности являются важным элементом системы активной и пассивной безопасности автомобиля. Эксперты отмечают, что при столкновении подушки срабатывают за доли секунды, обеспечивая защиту водителя и пассажиров. Внутри подушки находится газ, который быстро выделяется при активации системы. Это происходит благодаря датчикам, фиксирующим резкое замедление автомобиля.
При срабатывании подушки она наполняется газом, что создает мягкую преграду между телом человека и жесткими частями автомобиля. Это значительно снижает риск получения травм. Специалисты подчеркивают, что подушки безопасности работают в сочетании с ремнями безопасности, и их эффективность возрастает при правильном использовании. Таким образом, подушки безопасности играют ключевую роль в снижении тяжести травм при авариях, что делает их незаменимыми в современных автомобилях.
Модуль подушки безопасности
Устройство модуля подушки безопасности включает в себя легкую подушку на основе нейлона, пневмоблок наполнения подушки (газогенератор) и пиропатрон (исполнительное устройство блока наполнения). Сама пневмоподушка выполняется из нейлонового тканевого материала, а для увеличения скорости ее срабатывания и выброса применяется специальная смазка на основе талька (реже — крахмала).
Назначение газогенератора сводится к максимально быстрому наполнению нейлоновой оболочки газом (например, воздухом). Пиропатрон работает в качестве средства принудительного открытия клапана газогенератора, его срабатывания и последующего выброса пневмоподушки.
| Компонент системы | Функция | Возможные неисправности и их последствия |
|---|---|---|
| Датчик удара (акселерометр) | Обнаружение столкновения определенной силы. | Неисправный датчик: подушка безопасности может не сработать при аварии или сработать ложно. |
| Электронный блок управления (ECU) | Обработка сигнала от датчика удара, принятие решения о срабатывании подушек безопасности. | Неисправный ECU: неправильная работа системы, задержка срабатывания или полное отсутствие реакции. |
| Надувной модуль (подушка безопасности) | Быстрое наполнение газом для амортизации удара. | Прокол, повреждение, утечка газа: подушка безопасности может не раскрыться полностью или вообще не сработать. |
| Газогенератор | Генерация газа для наполнения подушки безопасности (часто на основе азида натрия). | Неисправность газогенератора: неполное или неравномерное наполнение подушки, выброс токсичных веществ. |
| Ремень безопасности | Фиксация пассажира в кресле, предотвращение выброса из него. | Неисправный ремень: подушка безопасности может быть неэффективной, риск травмы. |
| Пиротехнический механизм | Инициирует процесс наполнения подушки безопасности газом. | Заедание, неисправность: подушка безопасности не сработает. |
| Индикатор системы | Сигнализирует о неисправности системы. | Неисправный индикатор: водитель не будет знать о проблемах в системе. |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о работе подушек безопасности водителя и пассажира:
-
Система датчиков: Подушки безопасности активируются с помощью сложной системы датчиков, которые определяют силу удара и направление столкновения. Эти датчики могут различать, является ли столкновение серьезным или нет, и в зависимости от этого принимают решение о срабатывании подушки.
-
Мгновенное срабатывание: Подушки безопасности развивают полную силу всего за 20-30 миллисекунд после столкновения. Это происходит так быстро, что человек не успевает осознать, что произошло, но именно это мгновенное срабатывание помогает снизить риск серьезных травм.
-
Разнообразие типов подушек: Существуют различные типы подушек безопасности, включая фронтальные, боковые и шторки. Боковые подушки предназначены для защиты от боковых ударов, а шторки защищают голову пассажиров при перевороте автомобиля. Некоторые современные автомобили также оснащены подушками безопасности для коленей и задних пассажиров, что значительно увеличивает уровень безопасности.
Входные датчики
Эти электронные устройства расположены в передней части автомобиля, как внутри, так и снаружи. Датчики подушек безопасности делятся на два типа:
- ударный датчик, фиксирующий удар по кузову;
- датчик сидения пассажира, определяющий занятость сиденья и предотвращающий срабатывание подушки безопасности, если оно пустое.
Основная задача этих датчиков — активация или деактивация подушек безопасности в ответ на силы при столкновении или резком торможении, с передачей сигнала на блок управления подушками безопасности.
Читайте также:
Блок управления (или диагностики)
Отвечает за активацию всей системы и срабатывание подушек безопасности в автомобиле. Кроме того, он выполняет функции мониторинга состояния системы и (в случае неисправности) сигнализирует водителю о необходимости проведения сервисного обслуживания. Блок управления задействуется при включенном зажигании автомобиля. В некоторых моделях система снабжается специальной кнопкой принудительного отключения (при возникновении подобной необходимости).
Основные виды пневмоподушек и их характеристики
Устройство современных легковых автомобилей позволяет устанавливать подушки безопасности, хотя в базовых комплектациях они часто отсутствуют из-за увеличения стоимости.
Существует пять основных типов пневмоподушек, классифицированных по расположению в салоне: фронтальные, боковые, головные, коленные и центральные.
Фронтальные подушки защищают голову и шею пассажиров на передних сиденьях. Выделяют:
- Подушку безопасности водителя.
- Подушку безопасности пассажира.
Подушка водителя устанавливается в рулевом колесе, а пассажирская — в верхней части панели приборов. Подушка водителя меньше по размеру из-за различной дистанции до руля и панели. Современные фронтальные модули могут иметь многоступенчатое срабатывание в зависимости от тяжести аварии, что называется адаптивными фронтальными пневмоподушками.
Боковые подушки защищают грудную клетку, брюшную полость и таз. Они бывают водителя и пассажира и чаще всего располагаются в полостях передних сидений. Некоторые модели также имеют боковые подушки для задних сидений.
Головные пневмоподушки (или «шторки») защищают голову при боковых столкновениях. Устанавливаются под обшивкой крыши в районе дверей и центральной стойки и могут быть как водительскими, так и пассажирскими.
Коленные пневмоподушки — это фронтальные подушки, защищающие коленные суставы. Они располагаются под рулем (для водителя) или в подпанельном пространстве под «бардачком» (для пассажира).
Недавно появилась центральная подушка безопасности, снижающая риск вторичных травм в аварии. Она устанавливается в подлокотнике водительского сидения и в центральной части заднего сидения.
-
Читайте также:
Таким образом, размещение пневмоподушек в автомобилях значительно уменьшает риск серьезных травм при дорожно-транспортных происшествиях.
Принципы и условия срабатывания пневмоподушек
Система имеет отнюдь не сложное устройство и основана на ударе, как главном индикаторе ее срабатывания. Удар улавливают соответствующие датчики и сигнализируют об этом в блок управления. Однако основным условиям для начала действия является сила удара, превышающего установленный системой уровень. Если таковой имеет место, то блок управления активирует пиропатрон модуля пневмоподушки. Газогенератор мгновенно (в течение 40 мс) наполняет газом нейлоновую оболочку, что способствует ее выбросу в направлении водителя или пассажира, предотвращая получение ими травм.
Система понимает под ударами, как индикаторами срабатывания пневмоподушек:
- собственно удары в кузов автомобиля — прямые или косые, лобовые или боковые;
- наезды на крупные препятствия (бордюры; крупные ямы, выбоины и пр.);
- падение с высоты, опрокидывание, жесткое приземление автомобиля.
Лучшей демонстрацией функционирования пневмоподушек являются, безусловно, материалы видео.
Важно отметить! Система настроена на рациональный принцип работы: активация и срабатывание конкретных пневмоподушек обусловливается конкретной локализацией удара. Иными словами, из всех пневмоподушек срабатывает только необходимая. Так, при фронтальном ударе обязательно задействуются фронтальные подушки безопасности. При фронтально-боковом ударе велика вероятность того, что система активирует фронтальные, боковые и головные пневмоподушки. Соответственно при боком ударе – головные и боковые подушки безопасности.
Одним из индикаторов может выступать и резкое замедление движения транспортного средства (например, экстренное торможение). Однако этот фактор не является определяющим при срабатывании системы. Дело в том, что датчики, фиксирующие замедление, не посылают автоматической команды на газогенератор, а, как и в первом случае, лишь «извещают» устройство управления о нестандартной ситуации. Для блока в определении направления работы системы подобная информация является коррелирующей, то есть создающей условия для начала действия (а чаще всего – для предупреждения о возможной опасности).
Алгоритм и принцип работы системы находятся в постоянном развитии в рамках совершенствования общей системы пассивной безопасности автомобиля.
Особенности перевозки детей
Перевозка детей в автомобилях с подушками безопасности требует особого подхода. Сработавшие пневмоподушки могут нанести серьезные травмы или привести к гибели ребенка, если он не пристегнут ремнем безопасности.
-
Читайте также:
Эксперты единодушны в необходимости соблюдения правил при транспортировке детей в таких автомобилях.
- Дети должны перевозиться в надежно установленном специальном кресле и только на заднем сиденье.
- Если невозможно отключить фронтальную пассажирскую подушку безопасности, перевозка детей младше 1 года на переднем сиденье запрещена.
- Если ребенок находится в специальном кресле на переднем сиденье, его следует установить как можно дальше назад.
Внесалонная (наружная) пневмоподушка
В 2012 году конструкторы автоконцерна «Volvo» оформили и реализовали концепцию использования пневмоподушек не только внутри салона автомобиля, но и вне него. Речь идет о подушках, предназначенных для обеспечения максимальной безопасности пешеходов при их непосредственном лобовом контакте с автомобилем. В частности, для предотвращения или минимизации их травмирования. Согласно статистике, в подобных ДТП более трех четвертей летальных исходов обусловлено тем, что пешеход вторично ударяется головой о детали экстерьера автомобиля. Доказательством этого являются многочисленные (к сожалению!) видео, размещенные в сети владельцами авторегистраторов.
Данная система безопасности устроена с применением пневмоподушки. которая при необходимости выстреливает из-под капота. Капот при этом приподнимается с помощью специализированного механизма освобождения шарнира. Эластичная оболочка прямоугольной формы, заполненная воздухом, закрывает наиболее опасный сектор лобового стекла и металлические передние стойки автомобиля, смягчая удар и предотвращая появление серьезных травм у пешехода. Эффективность работы этой системы хорошо демонстрируется именно на видео.
Вполне вероятно, что подобный механизм – это будущее перспективное направление в развитии пневмоподушек.
Обслуживание пневмоподушек
Можно ли самостоятельно мониторить и обслуживать систему? Да, следить за состоянием пневмоподушек возможно благодаря электронной индикации. При возникновении неполадок индикатор предупредит водителя о необходимости обратиться в сервисный центр для диагностики и обслуживания.
Однако самостоятельный ремонт системы должен проводиться только квалифицированными специалистами авторизованного сервиса. Пневмоподушки — одноразовые устройства, и после срабатывания требуется замена на новый комплект. Также необходима перенастройка и диагностика всей системы управления.
Безопасность и тестирование систем подушек безопасности
Системы подушек безопасности являются важным элементом активной и пассивной безопасности автомобиля. Их основная задача — защитить водителя и пассажиров в случае аварии, минимизируя риск получения травм. Для достижения этой цели подушки безопасности проходят тщательное тестирование и сертификацию, что позволяет гарантировать их надежность и эффективность.
Тестирование систем подушек безопасности включает в себя несколько этапов. Во-первых, проводятся краш-тесты, которые имитируют различные сценарии аварий. Эти тесты помогают определить, как подушки безопасности реагируют на удар, а также как быстро они срабатывают. Обычно подушки должны раскрыться в течение 20-30 миллисекунд после столкновения, чтобы обеспечить максимальную защиту.
Во-вторых, важным аспектом тестирования является оценка работы датчиков, которые активируют подушки. Современные автомобили оснащены несколькими датчиками, которые фиксируют силу удара, угол столкновения и другие параметры. Эти данные обрабатываются специальным блоком управления, который принимает решение о необходимости активации подушек безопасности. Тестирование включает в себя проверку надежности работы этих датчиков в различных условиях.
Кроме того, системы подушек безопасности должны соответствовать строгим стандартам безопасности, установленным различными организациями, такими как Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) в США и Европейская комиссия по безопасности автомобилей (Euro NCAP). Эти организации проводят независимые тесты и публикуют результаты, что позволяет потребителям делать осознанный выбор при покупке автомобиля.
Важно отметить, что подушки безопасности не являются единственным средством защиты. Они работают в сочетании с другими системами безопасности, такими как ремни безопасности и системы контроля устойчивости. Например, ремни безопасности удерживают пассажиров на месте, что позволяет подушкам безопасности эффективно выполнять свою функцию, предотвращая их столкновение с жесткими частями автомобиля.
В заключение, системы подушек безопасности — это сложные устройства, которые требуют тщательного тестирования и сертификации для обеспечения безопасности водителей и пассажиров. Их эффективность зависит не только от технологии, но и от правильного использования других систем безопасности в автомобиле. Поэтому важно всегда использовать ремни безопасности и следить за состоянием системы подушек безопасности, чтобы обеспечить максимальную защиту в случае аварии.
Вопрос-ответ
Сколько километров в час вылетает подушка безопасности?
В зависимости от конструкции подушки безопасности раскрываются со скоростью 200-300 км/час и при игнорировании правил безопасности могут серьезно травмировать человека.
В каких случаях не срабатывает подушка безопасности?
Подушки безопасности могут не сработать, если автомобиль врезается в такие объекты, как столбы ЛЭП или деревья, когда удар приходится на относительно малую площадь, а сила от удара не достигает датчиков.
При каком ударе срабатывают боковые подушки?
Подушки безопасности срабатывают только в определенных ситуациях: бокового удара или опрокидывания.
Советы
СОВЕТ №1
Перед поездкой убедитесь, что подушки безопасности вашего автомобиля исправны. Проверьте индикаторы на приборной панели и, если необходимо, обратитесь к специалисту для диагностики системы безопасности.
СОВЕТ №2
Не забывайте о правильной посадке в автомобиле. Убедитесь, что ваше сиденье находится на правильной высоте и расстоянии от руля, чтобы подушки безопасности могли эффективно сработать в случае аварии.
СОВЕТ №3
Изучите инструкции по эксплуатации вашего автомобиля, чтобы понять, как работают подушки безопасности и какие меры предосторожности следует соблюдать. Это поможет вам лучше подготовиться к возможным ситуациям на дороге.
СОВЕТ №4
Регулярно проверяйте состояние ремней безопасности, так как они работают в тандеме с подушками безопасности. Убедитесь, что ремни не повреждены и правильно фиксируются, чтобы обеспечить максимальную защиту в случае столкновения.
