Зачем в машине нужны подушки безопасности: принцип работы, виды и условия срабатывания

Подушки безопасности — один из главных атрибутов современного авто. Трудно поверить, но еще 40 лет назад никто из лидеров индустрии и не думал их устанавливать, а сейчас система SRS (оф. название) обязана быть во всех выпускаемых автомобилях. По крайней мере без них сертификата NHTSA производителю не видать.

Многие автолюбители также понимают, что это устройство может спасти их жизнь и делают выбор в пользу более безопасных моделей.

Так что перед покупкой важно интересоваться, сколько подушек безопасности предусмотрено комплектацией, а чтобы быть подкованным в этом вопросе, предлагаем ознакомиться не только с сухой теорией устройства «эирбэгов», но и их видами, местами установки, возможными неисправностями и даже сроком службы (актуально при покупке б/у машины).

Когда и как появились подушки безопасности

Впервые о создании подушек задумались еще в 40-х, правда не для автомобилистов, а военных пилотов. Но дальше патентов дело не пошло. В конце 60-х Ford и Crysler также начали работать в этом направлении, но с одним огрехом — подушки воспринимались как альтернатива ремням безопасности.

Точку в этом вопросе вскоре поставили GM, выпустив 10 000 автомобилей, оснащенных подушками. Статистика показала только 7 смертельных случаев (и то, один от инфаркта). Только тогда в NHTSA это восприняли, как перспективное направление и приняли закон об обязательном наличии Airbags в каждом авто.

А так как американский рынок был тогда крупнейшим, европейские и японские производители быстро подстроились и вскоре начали выкатывать собственные наработки в этом направлении.

Историю можно закончить 1981 годом. Mercedes-Benz выпускает W126, где подушки устанавливались в паре с натяжителями ремней. Такое решение позволило нивелировать до 90% от силы удара. Лучшего результата пока, увы, достичь не удалось.

Устройство

Прежде чем мы разберемся с принципом работы подушек безопасности, давайте проведем небольшой экскурс по основным элементам система SRS, так как сама подушка — это еще не все.

• Датчики удара. Их устанавливают спереди, по бокам и сзади кузова. Их задача фиксировать момент столкновения и быстро передать информацию ЭБУ;
• Газогенератор или система наддува. В ее состав входят два пиропатрона. Первый обеспечивает подачу 80% газа, наполняющего подушку, а второй 20%. Последний срабатывает только при серьезных столкновениях;
• Сумка (подушка). Это та самая белая ткань, а точнее нейлоновая оболочка. Материал выдерживает огромные кратковременные нагрузки и очень легок, благодаря чему быстро раскрывается под давлением газа.

Также в систему входит датчик пассажирского кресла, чтобы в момент столкновения система знала — нужно выпускать пассажирскую подушку или там никого нет.

Плюс иногда в состав SRS входит акселерометр, который определяет переворот авто.

Принцип работы современных Airbag

Благодаря своей толщине и мягкости, в связке с ремнями, подушка выполняет три функции:

• не позволяет человеку удариться головой о руль или торпедо;
• гасит инерционную скорость тела;
• сохраняет от внутренних травм, вызванных резким замедлением.

На последнем стоит заострить внимание. При столкновениях на высоких скоростях инерционная сила такова, что внутренние органы ударяются о кости, что вызывает их разрывы и кровоизлияния. Например, такой удар мозга о череп, зачастую, имеет фатальный характер.

Как работает система SRS уже можно догадаться по устройству, тем не менее стоит повторить:

1. Во время ДТП датчик удара фиксирует столкновение и передает его ЭБУ.
2. ЭБУ дает команду газогенератору.
3. Вылетает помпа пиропатрона и газ под давлением подается в металлический фильтр, где остужается до нужных температур.
4. Из фильтра он поступает в сумку.
5. Под воздействием газа, сумка резко увеличивается в размерах, прорывает обшивку автомобиля и надувается до заданных размеров.

Все это происходит за 0.3 секунды. Этого времени достаточно, чтобы «поймать» человека.

Кстати, именно поэтому кузов авто должен деформироваться гармошкой. Так он не только гасит инерцию, но еще дает время системе SRS спасти человека от серьезных увечий.

После срабатывания, в течение пары минут подушка полностью сдуется, дабы обеспечить доступ спасательных служб или чтобы водитель смог самостоятельно покинуть салон автомобиля.

Виды и типы подушек безопасности

После 1981 года разработки подушек не закончились. Теперь, в зависимости от класса автомобиля, производители могут предложить разные варианты компоновки системы SRS, которые минимизируют травмы при разных вариантах ДТП.

Можно выделить следующие версии:

Фронтальные

Самый распространенный вид, встречающийся даже в самых бюджетных автомобилях. Как понятно по названию, они защищают водителя и пассажира спереди при фронтальном столкновении.

Главная задача этих подушек — смягчить инерцию, чтобы пассажиры не ударились о торпеду и руль. Они могут отличаться по размерам в зависимости от расстояния между торпедой и передними креслами.

Сами по себе они не откроются, даже если по ним случайно ударить. Но существует определенная техника безопасности. Например, пассажиру не стоит держать в руках поклажу, а при установке детского кресла нужно деактивировать подушку пассажира специально предусмотренной кнопкой.

Центральные

Данный вид появился несколько лет назад, и нет, подушка расположена не на центральной консоли, а между передними креслами. Таким образом она служит упругим барьером между водителем и пассажиром.

Активация происходит только при боковом ударе, и главная задача данной airbag не допустить, чтобы водитель и пассажир ударились головами друг об друга.

Кстати, во время испытания выяснилось еще эта подушка минимизирует травмы во время переворота авто на крышу. Но устанавливают их только на автомобили премиального класса.

Боковые

Эти airbag активируются при боковом столкновении и защищают водителя и пассажиров от травм плеч, таза и туловища. Они не такие большие, как фронтальные, но, судя по результатам краш-тестов, способны гасить до 70% силы удара.

К сожалению, на автомобилях бюджетной категории данная разновидность подушек не встречается, так как технология предусматривает сложную установку в стойки или спинки кресел.

Шторки (головные)

Шторки или как их еще называют — головные подушки, также призваны защищать участников движения от травм и осколков стёкол во время бокового удара. Их помещают вдоль оконной рамы и стоек, тем самым, прежде всего, защищая голову. Встречаются только на автомобилях премиального сегмента.

Коленные

Учитывая, что фронтальные подушки защищают только голову и туловище водителя и пассажира спереди, на ноги приходилась большая часть травм. Особенно это касалось коленей. Поэтому производители предусмотрели в этой области отдельную подушку. Они срабатывают одновременно с фронтальными подушками.

Единственное, при наличии данного виду airbag, водитель должен следить за расстоянием между коленями и торпедой. Оно всегда должно быть больше 10 см. Иначе, эффективность такой защиты будет низкой.

Месторасположение в машине

Чтобы определить, где и какие подушки есть в автомобиле, вовсе необязательно открывать техническую документацию. Правила обязывают производителей обозначать их местонахождения гравировкой или биркой.

Так, узнать, если ли те или иные подушки в вашем автомобиле можно следующим образом:

• Фронтальные обозначаются гравировкой на центральной части рулевого колеса и на щитке выше бардачка;
• Коленные обозначаются аналогично. Гравировку можно найти под рулевой колонкой и под секцией бардачка;
• Боковые подушки и шторки выдают себя биркой. Правда искать ее придется внимательно, так как производители любят их прятать в угоду эстетике.

Кстати, при покупке б/у авто не стоит ориентироваться лишь на обозначения. Подушки одноразовые, а автомобиль уже мог побывать в ДТП. Поэтому лучше смотреть на отделку салона рядом с обозначениями airbag. Если есть трещины, дырки или следы ремонта обшивки, скорее всего подушек там уже нет.

При каких условиях срабатывает система защиты

Также стоит обозначить следующий момент — подушки не срабатывают просто так. Поэтому, когда вы едете, они никогда не вылетят вам в лицо без причины. Более того, даже при ДТП на скорости до 20 км датчик не даст сигнал выпустить подушки, так как сила инерции еще слишком незначительна.

Отдельно стоит отметить случаи, когда автовладелец решит произвести ремонт обшивки салона в местах расположения подушек. Чтобы не произошло случайного раскрытия и последующей за этим травмы, следует скинуть клеммы с аккумулятора, а уже потом браться за ремонт.

Неисправности

Как и все бортовые системы, подушки привязаны к ЭБУ и диагностируются бортовой сетью. Если есть неисправность, водитель узнает об этом по мигающему значку на приборной панели.

Неисправности могут заключаться в:

• Ошибке или сбое работы системы;
• Неправильном подключении Airbag;
• Окислении проводов или контактов (частый случай после мойки);
• Выходе из строя датчика удара;
• Отсутствии сигнала от блока управления, ремней, подушек или датчика;
• Неисправности предохранителей (возможно отошел контакт);
• Неправильной установке новых подушек или рулевого колеса.

При любых неисправностях следует обращаться в сервис. Так как самостоятельно узнать реальное техническое состояние подушек можно будет только в момент аварии, что чревато печальными последствиями.

Также стоит иметь ввиду, что при покупке старого автомобиля (от 15 лет) подушки придется менять однозначно, так как заряд патрона за эти годы уже «выдохся». Сегодня замена только одной подушки стоит от 10 000 рублей. Если безопасность в приоритете, возможно стоит поискать авто по моложе.

Подушка безопасности: друг и враг

Немного истории

Родина подушек безопасности, как не трудно догадаться, – США. Еще в начале 50-х инженеры Джон Хендрик и Вальтер Линдерер запатентовали надувной мешок, который срабатывал при аварии. Правда, довольно долго конструкторы ломали голову над датчиком, который мог бы посылать сигнал при столкновении. Решение было найдено в 1967 году, когда изобретатель Аллен Брид предложил шариковый сенсор, реагирующий на очень резкое изменение скорости, которое могло произойти только при ударе. Брид продал технологию компании Chrysler, но пионерами в серийном производстве машин с подушками стали злейшие конкуренты концерна.

Впрочем, случится это только спустя четыре года. А пока автопроизводители занимались внедрением технологии, на арену вышли конгрессмены. Планы были амбициозными: желая показать избирателям свою заботу о их жизнях, депутаты приняли закон, обязывавший к 1973 году оснастить все серийные автомобили подушками безопасности. Идея была откровенно популистской, но под давлением властей автомобильные компании вынуждены были форсировать разработки.

Один за другим в 1971 году вышли Ford Taunus P7 и Oldsmoblie Toronado, в качестве опции оснащавшиеся надувными мешками для водителя и пассажира. Правда, тогда подушки позиционировали в качестве альтернативы ремням безопасности, и вскоре стало понятно, что затея не удалась. Американцы побаивались подушек, и не желали за них переплачивать. Масла в огонь подлили несколько смертельных случаев – водители умирали от сердечных приступов, шокированные громким хлопком, с которым надувались подушки.

Забегая вперед, стоит упомянуть, что подушки безопасности на американских автомобилях стали обязательными только к 1998 году. А в 1981-м появился первый европейский автомобиль с надувными мешками.

Им стал Mercedes-Benz S-class в новейшем на тот момент кузове W126, что позволило ему два года подряд (в 1988-м и 1989-м) называться самым безопасным автомобилем в мире по версии Американского института изучения дорожной смертности.

В 90-х годах, когда испытания доказали эффективность подушек безопасности, те стали применяться уже повсеместно. В России они до сих пор не являются обязательными, возможно, и потому, что на ряд архаичных моделей их устанавливать просто не рентабельно. Ушли в историю вазовская « классика » и « Самара » .

Последним из могикан остается Lada 4×4, более известная как Нива, – на неё нельзя установить подушки ни за какие деньги. Зато Granta, Kalina, Priora и Largus имеют их в «базе», что вселяет надежду на светлое будущее.

Как устроены современные подушки?

В конструкции самой подушки нет ничего особенно хитрого – это мешок из тонкой ткани (обычно нейлона). Часто мешки эти имеют несколько камер. Например, пассажирская фронтальная разделена на более крупную нижнюю секцию для тела и более мелкую – для головы. Мешок уложен в компактную капсулу и пересыпан тальком или крахмалом, чтобы не слеживался. Именно этот порошок после срабатывания системы порою летает в воздухе.

Изначально было понятно, что надувать подушки безопасности надо очень быстро – за 20-50 милисекунд. С 70-х годов прошлого века единственно возможным средством для этого остается маленький взрыв, в результате которого выделяется газ, который заполняет пространство внутри мешка. Взрыв обеспечивает пиропатрон, который подрывает кусок топлива из азида (не путать с оксидом!) натрия, нитрата калия и диоксида кремния. В результате взрыва образуется безвредный нетоксичный азот. Бывают также гибридные блоки наполнения, в которых заряд твердого топлива – всего лишь «пробка», затыкающая баллон со сжатым азотом. Сила взрыва ниже, и шума тоже меньше.

В современных автомобилях команду на выстреливание подушек дает электронный блок управления, который собирает информацию с датчиков удара. Датчиков очень много, и компьютер может различать, в какую сторону пришелся удар. Поэтому если машину стукнули в бок, фронтальные подушки не сработают. Более продвинутые системы также учитывают силу удара и даже вес пассажира, регулируя количество газа, поступающего в подушку и, соответственно, её размер.

Где размещаются подушки безопасности?

Традиционно фронтальные подушки располагаются в корпусе ступицы руля для водителя и в приборной панели для пассажира. Боковые же подушки могут размещаться в разных местах: в дверях или над ними, в стойках или спинках сидений. Часто встречаются комбинированные решения: например, из слота над дверью выстреливает шторка для защиты головы, а из кресла – вторая подушка пониже для защиты грудной клетки, живота и таза.

Ноги от контакта с жестким пластиком приборной панели защищает коленная подушка, которая «зашита » под рулем. В 2009 году с подачи Toyota появились также центральные подушки – они расположены в спинке сиденья или в подлокотнике и предотвращают травмы, которые при боковом ударе могут нанести друг другу водитель и пассажир.

Для мотоциклистов и велосипедистов

В 2006 году дебютировал первый мотоцикл с подушкой безопасности – большой чоппер Honda Goldwing. Подушка встроена в его переднюю панель и в целом похожа на автомобильную. Пока что технология не нашла широкого применения у конкурентов.

Мотоциклисты, особенно экстремалы, предпочитают «автомобильным» решениям… костюмы с подушками. Капсула с ней расположена на шее, при падении она раскрывается как воротник, и вместо твердого асфальта байкер бьется головой о мягкую ткань.

И для пешеходов тоже

Если вы питаете особо нежную любовь к пешеходам, то ваш автомобиль – Volvo V40 Cross Country. Это единственный автомобиль на российском рынке (а еще и первый серийный в мире), который оснащен подушкой безопасности для пешеходов. Располагается она под капотом и выстреливает, приподнимая его и закрывая почти целиком лобовое стекло. К сожалению, от перелома ног этот девайс не спасает (кромка капота и бампер остаются жесткими), но от черепно-мозговой травмы – вполне.

Но как V40 понимает, что произошло столкновение именно с пешеходом, а не, скажем, со столбом? За это отвечает тепловизор, который на расстоянии замеряет температуру объекта, к которому приближается машина. Помимо уникальной подушки, Volvo имеет еще систему City Safety с принудительным экстренным торможением. Так что в идеальном случае подушка пешеходу вообще понадобиться не должна.

Немного статистики

Пик активности исследований, касающихся эффективности подушек безопасности, пришелся на начало 2000-х. Подушки получили массовое внедрение с начала 90-х, и спустя десятилетие у исследователей появилась база для изучения.

В 2001 году американская Администрация по дорожной безопасности (NHTSA) сделала вывод, что за первое десятилетие подушки безопасности спасли более 8 000 жизней. В 2009 году NHTSA рассчитало, что при условии, когда ремни безопасности пристегнуты, фронтальные подушки сокращают риск смерти на 11%.

В 2003 году медики Элиза Брейвер и Сергей Кириченко изучили данные аварийности в США в 1999-2001 годах, и пришли к вполне ожидаемому выводу, что наличие в автомобиле боковых подушек безопасности существенно снижает риск гибели при боковом столкновении. Статистику собирали исключительно по современным на тот момент автомобилям 1997-2002 модельных годов.

А теперь конкретика: за два года при боковых столкновениях в машинах вообще без боковых подушек погибли 1 800 человек, в автомобилях, оборудованных только подушками для защиты торса, – 105 человек, а в ТС с надувными шторками для защиты головы – всего 35 человек. Выходит, что наличие боковых подушек снижает риск смерти в ДТП на один-два порядка. Хороший повод задуматься о комплектации вашего автомобиля.

Стоит отметить, что любая аналитика статистики – это нечто условное. Всегда сложно выявить точную причину смерти человека при ДТП и уж тем более понять, почему выживший в аварии человек не умер. Весьма полезными в данном случае оказываются натурные испытания автомобилей с подушками, то есть краш-тесты.

Испытания подушек

Подушки безопасности нужно испытывать в деле, поэтому самыми объективными критериями их оценки являются результаты краш-тестов. Как известно, в мире существует несколько национальных стандартов. В частности, в Евросоюзе используют протокол Euro NCAP, в США — IIHS и NHTSA, в Японии — JNCAP, а в Китае — C-NCAP. Последний, как нетрудно догадаться, наиболее либеральный из всех.

Иногда краш-тесты помогали выявлять конкретные недостатки именно подушек безопасности. Так, в 1998 году, когда по методике Euro NCAP разбили BMW 5-й серии в кузове Е39, то стало понятно, что подушки срабатывают слишком медленно. Датчики удара и блок управления подушками модернизировали, и только после этого «пятерка» пошла в продажу.

В 2012 году уже известная нам американская организация NHTSA провела отдельные стендовые испытания. контрафактных подушек. Видео, которое они опубликовали по итогам тестов, впечатляет. Неоригинальные дешевые подушки, которые часто предлагают на автосервисах в качестве замены дорогим оригинальным, раскрываются неполностью или вовсе взрываются.

Еще одно интересное испытание связано с детскими креслами. Как известно, если ребенок сидит на переднем сиденье в кресле, пассажирскую подушку надо отключать, иначе она больно ударит малыша по лицу. Что, собственно, и доказали исследователи в ходе краш-теста.

Интересен и российский опыт. Так, журнал «Авторевю» проводил испытания Лады Калины по собственной методике, сравнивая результаты для одинаковых машин с подушками безопасности и без оных. Первая Калина набрала 8,4 балла из 16 возможных, а вторая — 5,6 балла. Таким образом, главную роль в обеспечении безопасности человека внутри автомобиля играет конструкция последнего: в частности, насколько хорошо поглощается и как распределяется по кузову сила удара. Подушка – вещь вспомогательная.

А что если не сработает?

В начале 2014 года американское автомобильное издание Automotive Information провело собственное исследование федеральной базы данных ДТП и сделало вывод: ежегодно в США около 3 400 человек гибнет во фронтальных столкновениях из-за того, что подушка безопасности не срабатывает. Как мы уже говорили, однозначных выводов здесь быть не может, однако факт остается фактом: подушки могут не сработать.

В числе распространенных причин указываются ошибки блока управления, повреждение проводки, старость самих подушек (банально от возраста может слежаться сам мешок), а также. недостаток мощности! В частности, исследователям удалось доказать 12 случаев, когда подушка не раскрылась из-за неполадки в системе зажигания Chevrolet Cobalt и соплатформенного с ним Saturn Ion. Обе эти модели попали под отзывную кампанию. Россиянам на этот счет можно не беспокоиться: наш Chevrolet Cobalt с американским не имеет ничего общего, кроме названия.

Нужно ли пристегиваться?

Как мы уже знаем из истории, подушки безопасности не смогли стать заменой ремням безопасности. И всё-таки некоторые несознательные водители ездят без ремней в надежде на то, что в случае аварии подушка спасёт им жизнь. Но в действительности при отсутствии ремней подушка превращается из помощника в смертельно опасного врага.

Дело в том, что при столкновении подушка вылетает навстречу водителю или пассажиру со скоростью от 200 до 300 километров в час. Если человек не пристегнут, он рискует встретиться «лицом к лицу» с не до конца раскрытой подушкой и получить удар более сильный, чем от столкновения с рулем или приборной панелью.

Человек должен находиться на расстоянии не менее 25 сантиметров от места, откуда вылетает подушка. Поэтому жизненно необходимо всегда пристегиваться, а еще не забывать отключать пассажирскую подушку, если на переднее сиденье устанавливается детское кресло.

Стреляные подушки

Подушка безопасности – штука сугубо одноразовая. Если она выстрелила, то придется менять весь модуль вместе с мешком и блоком наполнения. Стоимость такого модуля обычно довольно высока. Например, на Ford Focus 2 модуль водительской подушки стоит около 21 000 рублей, а на Opel Astra H – и вовсе 44 000.

Фото: by alegri / 4freephotos.com

Поэтому совершенно не удивительно, что когда автомобиль продают после ДТП, то вместо подушек ставят внешние заглушки и перепрошивают блок управления таким образом, чтобы компьютерная диагностика не показывала ошибок. Достоверно установить, «стреляла» ли подушка, невозможно. Поэтому при покупке подержанного автомобиля уделяйте внимание другим признакам участия в аварии, таким как перекрашенные элементы кузова и ржавчина.

Чехлы на кресла и боковые подушки

Владельцам автомобилей с боковыми подушками стоит помнить о том, что «неправильный» чехол, надетый на кресло, может свести эффективность подушек на нет. А какой же чехол в таком случае «правильный»? Тот, что имеет сертификат испытаний. Эти испытания проводят очень немногие производители авточехлов, но на российском рынке найти их можно. В конце концов, если вы раскошелились на авто с продвинутой системой пассивной безопасности, есть ли смысл в том, чтобы экономить на аксессуарах?

Что дальше?

Итак, за последние 30 лет подушки безопасности из причудливого аксессуара дорогих автомобилей вроде Mercedes-Benz S-class стали совершенно обязательным атрибутом любого современного автомобиля, в том числе и в России (за редким исключением). Современный водитель десять раз подумает перед тем, как садиться в машину без подушек.

Как будут развиваться подушки в дальнейшем, можно только догадываться. Скорее всего, они просто станут ещё более массовыми: технология производства постепенно удешевится, и не за горами тот день, когда мы увидим бюджетные автомобили с полным набором подушек, включая коленную и «шторки». Возможно, конструкторы уделят больше внимания безопасности задних пассажиров, и, разумеется, широкое применение должна найти технология Volvo для защиты пешеходов.

Источник Источник http://autovogdenie.ru/podushki-bezopasnosti-airbag-avto.html
Источник Источник http://www.kolesa.ru/article/podushka-bezopasnosti-2014-04-22