Производители автомобилей стараются всеми силами обезопасить своих клиентов, оборудуя транспортные средства различными системами безопасности. Теперь даже бюджетные комплектации включают ABS и ряд прочих мер. Но ранее на протяжении долгого периода времени единственным решением оставался ремень безопасности. Причем это стало обязательным условием при посадке в автомобиль, в некоторых современных моделях даже двигатель нельзя завести, если не пристегнуться.

Позднее добавились подушки безопасности. Это более мягкое решение, которое позволяет сохранить человеку жизнь. В современных автомобилях их количество варьируется от 2 до 7, а то и 8 штук. Но как работает подушка безопасности? Любого пытливого автолюбителя просто не может не заинтересовать такая система безопасности!

Чистой воды механика

Прежде чем начать разбор работы подушек безопасности, стоит освежить в памяти законы механики. Как известно, любой движущий объект обладает импульсом (масса, помноженная на скорость) и под воздействием какой-либо силы он движется. Но стоит только силе прекратить оказывать на него воздействие, объект не остановится тут же, а будет продолжать движение, снижая скорость. Это зовется инерцией. В случае автомобиля движущей силой является двигатель.

Все незакрепленные объекты в машине, включая водителя и пассажиров, при торможении тоже продолжат движение, равное скорости транспортного средства. Для их остановки требуется в течение определенного промежутка времени приложить силу. Ее значение очень велико в случае аварии, поскольку остановка автомобиля происходит резко, тогда как у тел сохраняется инерция, которая не заканчивается мгновенно.

Mercedes-Benz TV: Happy birthday, airbag!

Принцип действия системы безопасности

Принцип работы

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

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

Проблемы при создание подушки безопасности автомобиля

Как быстро накачать подушку?

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

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

Видео: Устройство подушки безопасности

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

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

Эффект барокамеры

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

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

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

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

Устройство

Столь важный элемент системы безопасности обладает не таким уж и сложным строением. Его все можно условно поделить на три главные составляющие, которые в совокупности обеспечивают сохранность человека в случае аварии. Главные компоненты представлены:

• сумкой;
• датчиками удара;
• газогенератором (система надува).

Весь комплекс компактно укомплектован и располагается таким образом, что с салона его не увидеть. Каждый из этих компонентов очень важен для слаженной работы всей системы.

Но особой чувствительностью отличается именно сенсор, ведь именно от его решения зависит, когда будет выпущена подушка. Можно считать, что от него зависит судьба всех, кто находится в автомобиле.

«Улавливатель» удара

Многим владельцам интересно знать, как работают датчики подушек безопасности, но далеко не каждый понимает их предназначение. А между тем, важность этих электронных устройств не стоит недооценивать! Как правило, они располагаются именно в передней части любого автомобиля. Их назначение заключается в том, чтобы система сработала оперативно. Ведь в случае столкновения автомобиля с другим транспортным средством или твердым препятствием важная каждая секунда.

При этом датчики могут быть двух разновидностей:

1. Ударные – регистрируют нагрузку на кузов.
2. Датчики пассажирского сидения – их наличие позволяет исключить срабатывание в тех случаях, когда в автомобиле нет никого, кроме водителя.

Сенсоры рассчитаны на срабатывание при скорости более 20 км/ч. Тем не менее система еще рассчитана таким образом, что сработает даже тогда, когда транспортное средство просто стоит на месте в случае сильного удара.

Но кроме датчиков, машины могут оснащаться акселерометрами, которые позволяет определить положение автомобиля.

Принцип работы Airbag

Эффективность подушек безопасности обеспечивается быстрым раскрытием. Благодаря этому исключается жесткое соприкосновение человека с рулевым колесом, иной внутренней отделкой автомобиля.

Тонкости работы устройства:

1. В результате столкновения, получения сильного отрицательного ускорения, образуется усилие, фиксируемое датчиком.
2. Датчики запрограммированы на определенные ситуации. В случае соприкосновения с жесткой преградой, система может сработать уже на скорости в 30 км в час. Если препятствие деформируемое, как другое транспортное средство, требуемые показатели скорости возрастают до 50 км в час.
3. Когда сила удара превышает запрограммированное значение, происходит замыкание датчика, соответствующий сигнал передается БУ.
4. Подается сигнал на раскрытие системы.

Весь процесс занимает доли секунды, что обеспечивает нужный результат. Эйрбэги выполняются в виде прочных тканевых подушек. Их раскрытие происходит благодаря встроенным пиропатронам. Как только подушка соприкасается с телом человека, происходит разрыв, она сдувается.

Поэтому возникает вопрос – сработали подушки безопасности, что делать? Помимо необходимости обращения в сервис, нужно учесть, что многие авто не заведутся из-за отключения форсунок. Это делается для безопасности, предупреждения возгорания.

Если нет кнопки разблокировки, для восстановления подачи горючего нужна помощь мастеров сервиса.

Система надува

По-другому она зовется как газогенератор. Его суть заключается в наполнении оболочки защитного устройства газом. В его состав входит пиропатрон, который, собственно, и запускает механизм. Здесь уже интересен вопрос о том, как работает датчик удара подушек безопасности?

По сути, здесь происходит замыкание контактов устройства при определенных обстоятельствах, что и приводит к срабатыванию исполнительных органов. Они в свою очередь наполняются подушки газом.

Изначально система включала лишь один этот элемент, но в современных «аэрбегах» их уже 2. Первый считается основным и обеспечивает выпуск 80% газа. Второй же — пиропатрон, подключается в случае сильного столкновения, когда человеку нужно более жесткая подушка.

Все эти составляющие должны быть в исправном состоянии, дабы обеспечить безотказное срабатывание системы.

Принцип работы подушек безопасности

На чем же основана работа подушек безопасности? При столкновении автомобиля с каким-либо препятствием в автоматическом режиме срабатывают датчики, которые приводят к оперативному раскрытию нейлоновой оболочки. Это происходит настолько быстро, что ни один человек не способен зафиксировать этот момент.

О том, как работает подушка безопасности в машине, мы уже имеем представление, но что самое интересное – при раскрытии она стремится заполнить все пространство между водителем (пассажиром) и элементами автомобиля во избежание сильного удара о них. Иными словами при ДТП защитная система обеспечивает своего рода изоляцию человека от жесткого соприкосновения с рулем, стойками, панелью и прочим. То есть удар приходится на мягкую подушку, что не сулит тех повреждений, что могли быть в случае столкновения с более твердой поверхностью.

В любом случае можно избежать травм полностью либо избежать тяжелых последствий в отношении организма. Ко всему прочему подушки позволяют исключить внутренние травмы, когда органы соударяются о кости в случае резкого замедления. Между прочим, это одна из причин гибели людей при ДТП. Яркий тому пример – удар мозга о костную ткань черепа.

Меры безопасности

Следует всегда помнить о том, что подушки безопасности не являются стопроцентной защитой при аварии. Они существенно увеличивают шанс избежать травмы, однако, только в случае соблюдения определенных правил при эксплуатации.

• Всегда пристегивайтесь. Как уже о эффективны только при использовании ремней безопасности.
• Своевременно проверяйте в специализированных автосервисах состояние работоспособности всех систем, которые взаимодействуют с подушкой.
• Соблюдайте предписанные еще в автошколе правила ровной посадки в автомобиль — «руки на руле» и т.п.
• При перевозке детей используйте только специальные детские автокресла, отключив соответствующую подушку безопасности.

Хотя в настоящее время аэрбеги и не являются абсолютным средством защиты при аварии, они постоянно совершенствуются. Эта тенденция, в сочетании с неукоснительным соблюдением правил безопасности, позволяет рассчитывать на достаточно высокие результаты по обеспечению сохранности жизни и здоровья водителей транспортных средств и их пассажиров.

Важное замечание

Стоит обратить внимание на один важный момент – подушки безопасности срабатывают лишь один раз и при первом ударе. А ведь ДТП может сопровождаться несколькими последовательными столкновениями. Ну и наконец, не следует забывать о том, что все механизмы, по сути своей, одноразовые!

По поводу того, как работает подушка безопасности, можно еще сказать следующее. При повседневных поездках срабатывание защитной системы полностью исключено, поскольку ее работоспособность в полной мере зависит от датчиков. А они настроены не абы как, а с грамотным подходом, учитывающим множество факторов. Иными словами, подушки раскрываются только при определенных обстоятельствах – ДТП. И если проезжая мимо какого-либо препятствия, задеть его зеркалом (пусть даже это собьет его), то подушки все равно не раскроются – существенного повода нет.

Способы проверки работоспособности

Иногда проверить приспособление, которой в случае опасности убережет от травм или гибели просто необходимо, например, если автомобиль побывал в ДТП или был в ремонте. Иногда при покупке машины необходимо изучить салон и обратить особое внимание на надписи Airbag. Таким образом выполняется визуальная проверка. Если на надписи и на панели заметны потертости или царапины, имеется большая вероятность, что подушка была заменена.

Чтобы выяснить, находится ли она в надлежащем виде, необходимо после осмотра салона на предмет повреждений, осмотреть само приспособление для безопасности. Можно снять крышку с руля, ведь подушка срабатывает мгновенно при любом более или менее серьезном столкновении.

Рулевое колесо со снятой крышкой

Покрытие надувного мешка должно быть без царапин и порезов. На газогенераторе, который наполняет приспособление газом, тоже не должно быть повреждений.

Кроме визуального осмотра можно воспользоваться также и электронной проверкой, встроенной в приборную панель. В случае неисправности, на приборной панели будет мигать лампочка, которая буквально кричит о том, что езда на автомобиле небезопасна.

Если вы видите неисправность или царапины, можно сделать неутешительный вывод, что продавец перед продажей изменил настройки в приборной панели, чтобы скрыть поломку от потенциального покупателя. Некоторые продавцы таким образом пытаются сбыть машины с уже сработавшими и поврежденными устройствами безопасности.

Пассивная фронтальная безопасность

Это самая распространенная разновидность и такие подушки включены в базовую комплектацию большинства современных автомобилей – для водителя и переднего пассажира. Данная мера позволяет избежать серьезных последствий в случае лобового столкновения.

Как работает подушка безопасности фронтального типа? По сути, принцип срабатывания общий, единственное различие заключается в локализации удара кузова. В данном случае система активируется при лобовом столкновении, включая косой удар в переднюю часть корпуса.

К тому же благодаря таким подушкам замедление человека происходит не так стремительно, следовательно, организм испытывает меньшие нагрузки. В свою очередь это снижает риск получения травм внутренних органов.

Водительская подушка располагается в центральной части руля, в то время как пассажирская – в верхней области передней панели. При этом каждая из них отличается своими размерами, ведь расстояние между водителем и рулевым колесом значительно меньше, нежели дистанция головы пассажира и панели. Локализация подушек обозначена значком или надписью airbag.

Боковые подушки. Особенности

Как работают боковые подушки безопасности у «Мерседеса» или любой другой модели автомобиля? Они могут располагаться как спереди, так и позади салона. Поводом для их активации служит боковой удар в кузов. Такими пневмоподушками обычно оснащаются более дорогие комплектации автомобилей. В этом случае в зону защиты попадают следующие части тела при боковом столкновении:

• плечи;
• грудная клетка;
• живот;
• таз.

Передние пневмоподушки располагаются внутри сидений, а задние интегрированы в боковую обшивку салона. В отличие от фронтальных подушек боковые получили не такое широкое распространение, опять-таки, в силу дороговизны такой комплектации. Тем не менее есть недорогие модели автомобилей, где тоже есть такой вид пассивной безопасности – Lada Vesta, Renault Logan, Datsun On-do.

Такие транспортные средства требуют соблюдение определенных правил перевозки грузов, поскольку следует учитывать, как работают подушки безопасности. Следовательно, недопустимо располагать в карманах дверей сильно выпирающие предметы. При ДТП они будут не только создать помехи в работе защитной системы, но и угрожать самому человеку.

Фотогалерея

Ниже представлены фотографии, благодаря которым наглядно можно увидеть, каким образом действует подушка безопасности.

1. Фронтальные подушки

2. Демонстрация приспособления в салоне машины

3. Открытое приспособление

Защитные шторки

По сути, эти элементы тоже можно считать головными подушками безопасности, поскольку и рассчитаны для защиты этой самой важной части тела от боковых ударов, включая разлет осколков стекла. Автомобили, как правило, оснащаются двумя типами шторок:

• лишь для первого ряда;
• для обоих рядов (переднего и заднего).

Их локализация приходится на боковую часть потолка салона, соответственно, над самими окнами. При ударе в бок автомобиля шторки раскрываются таким образом, чтобы полностью закрыть собой боковые стекла. То есть обеспечивается защита от осколков, ударов о стойки и прочих твердых предметов.

Коленные пневмоподушки

Эти элементы призваны защитить колени водителя в случае лобового столкновения. Они актуальны для автомобилей средней ценовой категории, а это C-класс. Среди них это Volkswagen Golf и Suzuki SX4. И такие системы уж точно присутствуют в более дорогом автомобиле Toyota LC200 и ему подобным.

Как работают боковые подушки безопасности, нам теперь понятно, но где находятся коленные элементы? Они обычно спрятаны под рулем и торпедой. Для автомобилей, оснащенных этой подушкой, тоже характерны определенные требования, касательно обеспечения правильной безопасности. То есть водителю необходимо отрегулировать свое сидение – оно должно быть на расстоянии не менее 10 см до нижней части панели.

Сочетание подушек и ремней

Кто-то из автолюбителей считает, что раз уже есть подушки безопасности, то ремни – это уже лишняя мера, и можно обойтись без нее. Однако это мнение человека, у которого скудный запас по части автомобильной безопасности. Умники при этом идут на различные хитрости, дабы обмануть датчик в случае не пристегнутого ремня (если он есть). Достаточно пропустить ремень за спину и спокойно защелкнуть замок.

Вот только делать это крайне нежелательно. Подушки безопасности разрабатывались для совместной работы с ремнями! Стоит только представить, что в случае ДТП спасительная подушка вырывается из своего убежища со скоростью до 200-300 км/ч! А это просто не может уберечь от тяжелых травм. Стоит запомнить – ремни без подушек обеспечат безопасность, чего нельзя сказать о самих подушках в отсутствие ремней!

Некомпетентность водителей

Работает ли подушка безопасности при непристегнутом ремне? Подобным вопросом интересуется каждый, кому просто лень каждый раз пристегиваться, ведь он едет на малой скорости. К сожалению и такие личности встречаются. Но возвращаясь к вопросу, можно утверждать одно – на дорогих моделях они не сработают в случае, когда ремень не пристегнут. В отношении других же автомобилей это не играет роли, и подушка может выстрелить.

Но если разобраться, то исходя из того, что подушка развивает стремительную скорость, то если водитель не пристегнут, ему не избежать тяжелых травм, о чем уже было упомянуто. По этой причине на хороших автомобилях подушки и не срабатывают, если ремень не «подключен».

Но при этом важно учитывать, в каком состоянии находится вся система, и если имеются какие-либо неполадки, то и с пристегнутым ремнем подушки могут не сработать. Главное следить за своим автомобилем и не игнорировать ошибки, которые появляются на приборной панели.

Airbag в современных автомобилях

Сегодня подушки безопасности устанавливаются в каждом автомобиле. Их количество – от одной до семи штук – зависит от класса и комплектации транспортного средства. Главная задача системы остается прежней – обеспечить защиту человека от столкновения на большой скорости с элементами салона автомобиля.