безопасности водителя безопасностиподушки безопасности занавесочного типа
Ремень безопасности защищает пассажиров в момент столкновения, но при аварии на высоких скоростях пассажиры испытывают большие нагрузки, и одних ремней безопасности недостаточно для их эффективной защиты. При сильных фронтальных ударах верхняя часть тела даже пристегнутого ремнем пассажира наклоняется вперед довольно сильно, поэтому он может удариться головой или грудью о рулевую колонку, центральную консоль и лобовое стекло, получив серьезные травмы. Подушка безопасности представляет собой эластичный конверт или мешок, наполняемый газом. Подушки безопасности в основном применяются для смягчения ударов, мгновенно раскрываясь в момент автомобильной аварии. Первые подушки безопасности на автомобилях появились благодаря Аллану Бриду в 1967 г. Их конструкция очень проста — акселерометры замыкают цепь поджига порохового заряда газовых генераторов. Это приводит к моментальному наполнению нейлонового мешка, который замедляет движение тела пассажира при резкой остановке автомобиля в момент столкновения. В подушке имеются небольшие вентиляционные отверстия, через которые газ постепенно выходит. Система подушек безопасности состоит из трех основных частей — модуля подушек безопасности, датчиков удара и диагностического блока. В некоторые системы входит также выключатель подушки безопасности пассажира, с помощью которого ее можно отключить, например при установке детского кресла.
Модуль подушки включает в себя подушку, выполненную из легкой ткани, и пиропатрон. Модуль подушки безопасности водителя расположен в ступице рулевого колеса, а модуль подушки безопасности пассажира — в панели приборов. Объем подушки безопасности пассажира может превышать объем подушки безопасности водителя в 2 и даже 3 раза, так как расстояние между пассажиром и передней панелью приборов значительно больше расстояния от водителя до рулевого колеса.
Датчик удара обычно расположен в ЭБУ системы SRS, но может быть установлено несколько дополнительных датчиков для более точного определения характера столкновения. Датчики регистрируют силы ударов в результате фронтальных и фронтальных угловых столкновений. Они измеряют замедление, с которым автомобиль останавливается в момент аварии. Поэтому скорость автомобиля, при которой сработают подушки безопасности, зависит от характера аварии. Система спроектирована таким образом, что подушки безопасности не должны раскрываться в результате экстренного торможения или при движении по неровностям дороги. Так, максимальное замедление, развиваемое при резком торможении, находится вне зоны срабатывания подушек безопасности. Диагностический блок постоянно контролирует исправность системы подушек безопасности. Он приводится в рабочее состояние при включении зажигания. Если блок находит неисправность, загорается контрольная лампа на панели приборов. Она сообщает водителю, что необходимо обратиться в сервисный центр дилера для диагностики системы пассивной безопасности. Большинство диагностических блоков имеет устройство, запасающее электроэнергию, необходимую для приведения в действие подушек безопасности в случае, если аккумуляторная батарея выходит из строя в начальный момент аварии. Помимо подушки безопасности блок управления может приводить в действие преднатяжитель ремня безопасности и/или преднатяжитель механизма замка ремня безопасности. На автомобиль могут также устанавливаться боковые подушки безопасности и подушки безопасности занавесочного типа для защиты пассажиров при боковых столкновениях.
Авария
мс
Регистрация
столкновения
Принятие решения о включени
и
пиропатрона: да или нет
мс
мс
мс
-
мс
Включение пиропатрона
Выделение газообразного азота для
наполнения подушки безопасности
Наполнение подушки безопасности
Полное раскрытие подушки
Защита пассажиров
Выход газа через отверстия
(
сдувание
подушки)
Завершение ра
боты подушек
Подушки безопасности обычно проектируют таким образом, чтобы они раскрывались при фронтальном и фронтальном угловом ударах, сравнимых по силе с наездом на недеформируемое препятствие на скорости примерно 13-23 км/ч. Грубо говоря, столкновение с препятствием на скорости в 23 км/ч эквивалентно по силе фронтальному наезду с полным перекрытием на стоящий автомобиль того же размера и веса на скорости примерно 45 км/ч. Это связано с тем, что стоящий автомобиль поглощает определенную часть энергии удара и отъезжает от ударившего его автомобиля. В отличие от испытаний на удары о препятствия, столкновения в реальных ситуациях происходят под различными углами, и силы обычно неравномерно распределены по передней части автомобиля. Как следствие, относительная скорость между участвующими в столкновении автомобилями, необходимая для срабатывания подушки безопасности, может быть гораздо выше, чем при эквивалентном ударе о препятствие.
Так как датчики системы измеряют замедление, скорость автомобиля и степень его повреждения не являются показателями того, должны ли были сработать подушки безопасности. Иногда подушки безопасности могут раскрываться в результате наезда нижней частью автомобиля на небольшой объект, возвышающийся над дорогой. Несмотря на малые видимые повреждения автомобиля, в ходе столкновения может возникнуть высокое замедление, результатом которого станет срабатывание подушки безопасности. Датчик или акселерометр представляет собой небольшой чип с размещенными на его поверхности микромеханическими элементами. Микроскопический механический элемент реагирует на замедление, а его перемещение вызывает изменение конденсаторной емкости чувствительного элемента датчика, которое фиксируется электронным чипом. Чип, в свою очередь, посылает сигнал на включение пиропатрона. В настоящее время алгоритмы срабатывания подушек безопасности становятся все более и более сложными. Это делается для того, чтобы снизить риск непроизвольного срабатывания (например, при авариях на низкой скорости движения нет необходимости в срабатывании подушек и разрушении элементов внутренней отделки салона, когда для обеспечения безопасности достаточно только одного ремня) и адаптировать скорость раскрытия подушки к условиям аварии.
Фронтальные подушки безопасности не должны раскрываться при боковых ударах, ударах сзади и при переворачивании автомобиля. Так как подушки раскрываются только один раз и быстро сдуваются после первого удара, они являются одноразовыми и не защищают при последующих авариях. Ремни безопасности снижают риск получения травм при различных авариях. Они удерживают пассажиров в правильном положении в креслах, что повышает эффективность работы подушек безопасности, и прижимают их тела к креслам, ограничивая перемещение при первом и последующих столкновениях. Но очень важно знать, что при эксплуатации лямки ремней безопасности изнашиваются, даже на автомобилях, оснащенных подушками безопасности. При фронтальном ударе средней силы возникает необходимость в срабатывании подушки безопасности. Сигнал направляется в пиропатрон, расположенный в модуле подушки безопасности. В результате включения пиропатрона начинается химическая реакция с выделением газа, который наполняет подушку. Она раскрывается, разрывая обшивку модуля. Реакция протекает очень быстро, так же быстро газ наполняет подушку. С момента столкновения процесс раскрытия подушки безопасности занимает примерно 1/20 секунды. Это быстрее, чем моргнуть глазом. Так как в момент аварии скорость автомобиля меняется очень быстро, подушки должны надуваться мгновенно. Только в этом случае они обезопасят пассажира от удара о детали отделки салона. Как только подушка раскрывается, она сразу начинает сдуваться, так как газы выходят наружу через отверстия. Поэтому срабатывание подушек сопровождается выбросом в салон частиц, похожих на пыль. Большая часть из них представляет собой порошок из талька, необходимый для смазывания мешка подушки в момент ее раскрытия. Все, что может вызывать эта пыль у людей — небольшое раздражение горла и глаз. В большинстве случаев раздражения появляются лишь тогда, когда пассажиры сидят в автомобиле после аварии с закрытыми окнами и выключенной вентиляцией салона в течение длительного времени.
