Airbag

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 28. července 2022; kontroly vyžadují 56 úprav .

Airbag  je pasivní bezpečnostní systém ( SRS , Supplemental Restraint System ) ve vozidlech .

Jedná se o elastickou skořepinu, která je naplněna vzduchem nebo jiným plynem. Airbagy jsou široce používány k tlumení nárazu v případě kolize automobilu. Musí se používat ve spojení s bezpečnostními pásy .

Historie

Nějakým druhem airbagů byla letadla vybavena ve 40. letech, první patenty byly vydány v 50. letech.

V roce 1964 japonský automobilový inženýr Yasuzaburu Kobori (小堀保三郎) začal vyvíjet systém „airbagu“ pro airbagy. Jeho konstrukce využívala výbušninu k nafouknutí airbagu, za což mu byly později uděleny patenty ve 14 zemích. Zemřel v roce 1975, než viděl široké přijetí systémů airbagů. [1] [2] [3]

Americký vynálezce Allen Breed vytvořil klíčovou součást pro použití airbagů v autech – kulový senzor pro detekci kolize. Svůj vynález představil v roce 1967 Chrysleru . Američané v té době bezpečnostní pásy používali jen zřídka a taková novinka, která umožňuje ochranu nepřipoutaných cestujících při čelním nárazu, byla velmi žádaná.

Ford vytvořil experimentální várku vozů vybavených airbagy v roce 1971 ( Ford Taunus 20M P7B ). První příklad airbagu v sériovém voze byl představen v roce 1972, kdy byl uveden na trh Oldsmobile Toronado , model z roku 1973. V roce 1974 byly duální airbagy volitelná u některých velkých vozidel vyráběných divizemi Buick, Cadillac a Oldsmobile. Tato zařízení nezískala na trhu uznání.

V 70. letech 20. století čelila skupina 10 000 vozů General Motors ( GM ) vybavených airbagy sedmi úmrtím. Předpokládá se, že k jednomu z nich došlo vinou airbagu. Síla úderu byla malá, ale došlo k infarktu. V té době bylo takových případů příliš málo na to, aby bylo možné spolehlivě stanovit účinnost airbagů, ale navzdory tomu existoval dostatek důkazů, aby Národní úřad pro bezpečnost silničního provozu ( NHTSA ) přišel s návrhem instalovat airbagy do všech vyrobených vozů.

Poté v roce 1981 Mercedes-Benz znovu zavedl airbag jako volitelnou možnost u svého nejnovějšího modelu W126 . V systému zavedeném Mercedesem se při nehodě nejprve utáhnou bezpečnostní pásy a poté se vystřelí airbag. Airbag tak již nebyl umístěn jako prostředek k výměně bezpečnostních pásů, ale jako způsob dodatečné ochrany cestujících.

Airbagy si získaly oblibu, když Ford a General Motors v polovině 80. let představily produkční modely, airbagy jsou nyní standardní výbavou. Společnost Autoliv specializující se na vývoj automobilových bezpečnostních systémů si nechala patentovat boční airbag a začal se objevovat i ve vozech vyrobených v polovině 90. let.

11. července 1984 americká vláda požadovala, aby auta vyrobená po 1. dubnu 1989 byla vybavena airbagem řidiče nebo automatickými bezpečnostními pásy (tato technologie se dnes nepoužívá, „donutila“ řidiče se připoutat).

Navzdory zavedení airbagů do vozů General Motors již v 70. letech se v mnoha dalších automobilech začaly objevovat až v polovině 90. let.

Prvním ruským osobním vozem, který instaloval airbag, byla luxusní exportní verze VAZ-2109 3 známá jako Lada Samara Baltic GL , která se montovala v závodě Valmet ( Finsko ) v letech 19961998 .

Od konce roku 2000 se airbagy staly nepostradatelným prvkem pasivní bezpečnosti ve standardní výbavě vozů Lada. [čtyři]

V roce 2006 Honda představila první motocyklový airbagový systém nainstalovaný na sériovém modelu modelu Gold Wing.

Výhody

Airbag doplňuje bezpečnostní pás tím, že zabraňuje zlomenině krčních obratlů tím, že vrací hlavu osoby do opěrky hlavy a udržuje tak krk rovný. Čelní airbagy proto fungují pouze při čelním nárazu +-10 stupňů od podélné osy vozu, aby hlava dopadla přesně na opěrku hlavy. Snižují také riziko vážného zranění rozložením síly nárazu na tělo cestujícího.

"Nedávná studie ukázala, že airbagy zachránily více než 6 000 životů." ( [1]  (odkaz dolů) )

Předčasné airbagy

Standardní ramenní bezpečnostní pásy byly prakticky odstraněny v 70. letech 20. století ve vozech vybavených airbagy, které byly navrženy tak, aby nahradily bezpečnostní pásy při čelních srážkách. Airbag na straně spolujezdce byl umístěn ve spodní části panelu, což mu umožnilo chránit také kolena spolujezdce. Vyboulením se vyznačovala i spodní část panelu v sedadle řidiče.

General Motors svůj systém nazval ACRS (Air Cushion Restraint System). Obsahuje boční airbag spolujezdce ve vozech ze 70. let a je navržen pro dvoustupňové nasazení jako pozdější systémy.

Princip činnosti je založen na použití jednoduchého akcelerometru, který iniciuje chemickou reakci ve speciální nádobě. V důsledku reakce se nylonový polštář rychle naplní plynem, což snižuje přetížení cestujícího v okamžiku prudkého zastavení při srážce. Airbag má také malé průduchy, které slouží k poměrně pomalému uvolňování plynu poté, co do něj cestující narazí.

Přední airbagy se nesmí aktivovat při bočním nárazu, nárazu zezadu nebo při převrácení vozidla. Vzhledem k tomu, že airbagy se vystřelí pouze jednou a pak se rychle vyfouknou, jsou při následné srážce k ničemu. Bezpečnostní pásy pomáhají snížit riziko vážného zranění v mnoha situacích. Napomáhají správnému umístění cestujícího na sedadle, aby se maximalizovala účinnost airbagu, a také chrání cestující, kteří jsou připoutáni bezpečnostním pásem při první i dalších srážkách. Proto je životně důležité se připoutat i ve vozech vybavených airbagy.

Zatímco byly v 60. a 70. letech inzerovány jako potenciální náhrada za bezpečnostní pásy, nyní jsou airbagy prodávány jako další forma ochrany. Nejúčinněji spolupracují s bezpečnostními pásy. Výrobci automobilů přehodnotili svůj názor na výměnu tolik potřebných bezpečnostních pásů za airbagy.

Aplikace

Smrtelné případy

Nafouknutí airbagu je velmi rychlé rozvinutí velkého předmětu. Zatímco airbagy mohou za správných podmínek chránit cestující, v jiných situacích mohou způsobit zranění nebo dokonce smrt.

Airbagy nové generace se aktivují s menší energií, ale i přes to musí být cestující od nich vzdáleni alespoň 25 centimetrů, aby se v případě kolize nezranili přímo od samotného airbagu.

V roce 1990 bylo zaznamenáno první úmrtí související s airbagem. Vrchol takových případů nastal v roce 1997, kdy bylo ve Spojených státech zaznamenáno 53 takových incidentů . V roce 1994 představila společnost TRW , automobilová bezpečnostní společnost, první plynem nafouknutý airbag se speciálními senzory a airbagy, které se mohly nafouknout menší silou, se brzy rozšířily. V roce 2005 se v osobních automobilech objevily airbagy, které se skládaly z několika samostatných segmentů, které se plnily podle situace. Do té doby se počet úmrtí na airbagy snížil, letos došlo ke 2 úmrtím u dětí, u dospělých nedošlo k žádnému úmrtí. Zranění airbagem však zůstává velmi časté.

Podle Národního úřadu pro bezpečnost silničního provozu (NHTSA) zemřelo v autech vybavených airbagy více než 50 000 lidí. [5] . Většina z nich by zemřela, i kdyby jejich auta tyto ochrany neměla, i když přímo z polštářů nelze zjistit přesný počet úmrtí. Předpokladem NHTSA a dalších je, že má smysl počítat pouze ty případy, kdy je s jistotou známo, že airbag byl příčinou smrti, a nikoli ty, ve kterých by mohl být pouze příčinou; , vybavené airbagem , byl jí zabit. Spolehlivou odpověď lze poskytnout pouze v případě, že o každém případu existují nejpodrobnější informace, které není možné získat.

Je ironií, že rozšířené používání airbagů učinilo práci záchranných složek, hasičů a policie mnohem nebezpečnější. Airbagy, které se při srážce neaktivují, se mohou po nějaké době nafouknout a zranit nebo zabít záchranáře uvnitř vozidla. Použití bočních airbagů navíc snížilo počet míst, kde mohou záchranáři pomocí hydraulických nůžek nebo jiných řezných nástrojů bezpečně sundat střechu nebo dveře auta. Každý zachránce musí být řádně poučen o tom, jak správně deaktivovat airbagy a vyhnout se potenciálnímu nebezpečí. Dobrým preventivním opatřením je odpojení akumulátoru vozidla. Dnes však většina jednotek pro diagnostiku stavu systému obsahuje zařízení, která obsahují dostatek elektrické energie k aktivaci airbagů v případech, kdy při kolizi selže hlavní baterie.

V Evropě je počet lidí, kteří nepoužívají bezpečnostní pásy, velmi malý ve srovnání se situací v USA a průměrný Evropan je menší než Američan. Přímým důsledkem těchto dvou faktorů je, že se evropské airbagy nafukují pomaleji (přibližně 200 km/h) než jejich americké protějšky (přibližně 300 km/h), a představují tak nižší hrozbu pro život a zdraví cestujících.

V raných systémech také hrozilo vážné barotrauma kvůli skutečnému explozivnímu rozvinutí airbagů v omezeném objemu kabiny. Aby se zabránilo nárůstu tlaku, je kabina automaticky odtlakována současně s aktivací airbagu, vyražením nebo okamžitým spuštěním oken.

Honda i-SRS

Honda vyvinula jednoduchou verzi postupného řízeného nafukování airbagů. Tvar polštáře ve stádiích po výbuchu squibu je nastaven trháním spirálových švů, [6] podobně jako lezecké bezpečnostní pásky.

Obecné schéma práce

Systém airbagů se skládá ze tří hlavních součástí:

Každý modul airbagu obsahuje plnicí jednotku (obvykle speciální squib -filler (inflátor), skládající se z ocelového pouzdra, iniciátoru - pojistky (Iniciátor), plynotvorného obsahu, sestávajícího z azidu sodného a dusičnanu draselného , ​​při spalování ze kterého se uvolňuje velký objem lehký nylonový airbag s kalibrovanými otvory.Modul airbagu řidiče je ve středu volantu a airbag spolujezdce je v palubní desce.Plně plynovaný airbag řidiče má průměr velké nafukovací pláže koule.Cestující může být dvakrát nebo třikrát více, protože vzdálenost mezi cestujícím na předním sedadle a palubní deskou je mnohem větší než vzdálenost mezi řidičem a volantem. Při výpočtu rychlosti a potřeby nafouknout velikost ( objem) airbagu se počítá v litrech. Průměrný objem airbagu řidiče je asi 15 litrů. Polštář se okamžitě naplní plynem ohm od spouštěného výboje, pak je daným tempem odfouknut kalibrovanými, pečlivě propočítanými otvory, takže po nárazu není člověk uvězněn v kabině a může se osvobodit. Polštář naplněný produkty spalování ze spuštěného roznětku bude teplý nebo mírně horký.

Některé vozy se počínaje koncem 90. let 20. století začaly vybavovat kromě polštářů také napínacím systémem (nouzovým napínačem) bezpečnostního pásu. Když ECU nárazu detekuje a vydá signál k aktivaci airbagů, vyšle signál do akčního členu napínače pásu několik milisekund před začátkem signálu aktivace airbagu. Je navržen tak, aby posouval tělo osoby sedící na sedadle dozadu, aby poskytl dostatek prostoru před hlavou osoby pro bezpečnější otevírání a plnění vaku airbagu. Je třeba mít na paměti, že bezpečnostní pásy s nouzovým napínacím systémem jsou jednorázové neopravitelné výrobky a v případě jejich funkce nebo jakékoli poruchy je nutné je vyměnit.

Přední snímače nárazu jsou umístěny v přední části vozidla a/nebo v prostoru pro cestující a/nebo v samotné řídicí jednotce. Vozidla mohou být vybavena jedním nebo více snímači, které jsou aktivovány silami (g-zatížení v G) vznikajícími z čelního/bočního nebo kombinace vektorů nárazu. Senzory měří stupeň a rychlost zpomalení podle programového algoritmu nastaveného v řídící jednotce. Proto se zpomalení vozu, při kterém senzory aktivují airbagy, liší v závislosti na charakteru kolize. Airbagy by se neměly aktivovat při náhlém brzdění nebo při jízdě na nerovném povrchu. Ve skutečnosti je maximální úroveň zpomalení při nouzovém brzdění daleko od úrovně dostatečné k aktivaci airbagů, a to právě díky výpočetnímu algoritmu. každý výrobce řídicího systému airbagů vyvíjí svůj vlastní algoritmus a software, který je duševním vlastnictvím společnosti a může být patentován.

Pokud jsou ve voze boční airbagy, jsou ve voze dodatečně instalovány senzory bočních nárazů a ECU je složitější co do počtu elektronických součástek a softwarová část obsahuje část zodpovědnou za ovládání a aktivaci přídavných airbagů. Blok je jeden a program v bloku jsou jako dva bloky nasměrované různými směry, uzavřené v jednom těle samotného bloku a procesoru.

Boční airbagy fungují na stejném principu jako čelní airbagy, ale jsou aktivovány jednotkou pouze při bočním nárazu nebo kombinací směrů vektorů přetížení zaznamenaných senzory.

Elektronická řídicí jednotka monitoruje stav systému airbagů. Při zapnutí zapalování se provádí krátkodobá kontrola neporušenosti externích výkonných (iniciátorů) a měřicích (snímače) zařízení. Systém také může v závislosti na konfiguraci kontrolovat komunikaci s ostatními zařízeními umístěnými ve voze a přímo či nepřímo zapojenými do zajišťování bezpečnosti. Přímá kontrola výkonu squibů se provádí kontrolou odporu na výstupních vedeních squibů analogovým způsobem. Během testování se tak na squiby neaplikují žádné elektrické náboje a nemůže to vést k neplánované činnosti iniciátorů, ale spolehlivě to určuje stav obvodů. Pokud jednotka detekuje poruchu, rozsvítí se kontrolka varující řidiče, aby odvezl vůz do autorizovaného servisu pro diagnostiku systému airbagů (důrazně se nedoporučuje zasahovat do činnosti systému svépomocí z důvodu přítomnost pyrotechnických prvků v konstrukci). Většina řídících jednotek má ve svém obvodu malou akumulovanou elektrickou kapacitu (kondenzátor), která stačí k aktivaci airbagů v případě náhlého a úplného výpadku palubní sítě vozu, v případě poškození napájecího vedení. řídicí jednotky, pokud se při srážce poškodí elektrické vedení vozidla. Příklad: s prudkým úderem ze strany velké síly olověná baterie s velkou hmotností v některých případech jednoduše vyletí z auta a přeruší i silné dráty, které jsou k ní připojeny. Právě pro takové nebo podobné případy (přestřižení opletu drátů při nárazu) je v bloku zajištěna dodatečná kapacita pro krátkodobé uložení energetického náboje. Kapacita se vybije, když je řídicí jednotka několik minut bez napětí. V manuálech pro autoservisy, které vyrábějí automobilky pro autorizovaná střediska, je to vždy napsáno. Před zahájením oprav ve voze souvisejících se samotným zabezpečovacím systémem nebo nepřímo ovlivňujícími jakékoli prvky systému je nutné na několik minut vypnout napájení automobilu odpojením baterie a dalších zdrojů napájení připojených k vozidlu během opravy (například nabíječka).

Řídicí jednotky lze konstrukčně rozdělit na moderní a zastaralé. První blokové konstrukce byly elektronické náplně a mechanický senzorový prvek. Variace v konstrukci snímače mechanického typu z hlediska působení byly založeny na pohybu uvnitř snímače určitého předmětu s určitou hmotností. Při určitém zpomalení se pohybuje v pouzdře snímače a působí na spínací kontakty obvodu aktivace airbagu. Zhruba řečeno, princip kyvadla pohybujícího se setrvačností.

Moderní bloky takové kyvadlo nemají. Technologie v elektronice od té doby ušla dlouhou cestu. Řídicí jednotky nyní měří zpomalení a zrychlení jiným způsobem. Jsou vybaveny elektronickými akcelerometry. Akcelerometry mohou být instalovány jak v samotné řídicí jednotce, tak mohou být umístěny na různých místech karoserie vozu a umístěny tam, kde jejich instalace může poskytnout nejlepší přesnost měření zrychlení, zpomalení a otáčení karoserie kolem její osy. Moderní senzory mají několik vektorů (osy měření) X, Y, Z, což zase umožňuje použití senzorů pro různé účely měření.

Moderní vůz, v závislosti na konstrukci inženýrů, může být vybaven jednotkou obsahující jeden nebo více akcelerometrů. V ostatních případech může být zabezpečovací systém vozidla navržen s řídící jednotkou, která neobsahuje akcelerometry a ty mohou být umístěny na karoserii vozidla nebo mohou být akcelerometry přítomny jak v jednotce, tak na karoserii. Čím více senzorů obsahujících akcelerometry na vozidle, tím přesnější je měření polohy vozidla v prostoru a jeho rychlosti pohybu po osách X, Y, Z. (X = nahoru-dolů, Y = dopředu-dozadu, Z = vpravo-vlevo) Odpovídající údaje od nuly se znaménkem +/- pohybu podél jedné nebo druhé osy registrují snímač s rychlostí = S.

Program v bezpečnostní řídicí jednotce dokáže s dokonalou přesností určit stav vozu. S ohledem na stav se rozhoduje o aktivaci airbagů. Moderní řídicí jednotky zabezpečovacího systému obsahující několik akcelerometrů jsou součástí systému ESP - právě díky tomu, že akcelerometry přesně určují polohu a rychlost vozu.

Téměř všechna moderní vozidla mají ruční vypínač (zapnuto/vypnuto) pro deaktivaci airbagu spolujezdce, nainstalovaný z výroby (pokud je ve výbavě). Někdy je to volitelná funkce. Vezměte si například Ford Fiesta. V jednoduché konfiguraci nemá spínač, ale má konektor na kabelovém svazku poblíž odkládací schránky pod obložením palubní desky pro dodatečnou instalaci takového spínače. Všechny ostatní ovládací a prováděcí prvky bezpečnostního systému jsou zpočátku nakonfigurovány jako přítomné nebo nepřítomné v systému u výrobce systému nebo vozidla. V některých případech je možnost aktivace nebo deaktivace instalovaných prvků v systému zajištěna naprogramováním konfigurace prostřednictvím diagnostické relace se specializovanými nebo multiznačkovými skenery. Spínače deaktivace airbagu spolujezdce mohou (pokud jsou k dispozici) instalovat kvalifikovaný servisní personál na žádost majitele vozidla, pokud to není v rozporu se zásadami výrobce vozidla nebo systému a splňuje určitá vládní kritéria a je povoleno.

Na začátku byla většina vozů vybavena pouze jedním airbagem řidiče ( DAB ) instalovaným ve volantu a chránícím řidiče (u kterého je větší pravděpodobnost zranění). V průběhu 90. let se airbagy předního spolujezdce ( PAB ) a později dělené boční airbagy ( SAB ) umístěné mezi cestujícími a dveřmi staly běžnou praxí. Nyní můžete najít poměrně levné rodinné vozy vybavené 8 airbagy.

Ochrana dětí

Airbag může vážně zranit nebo dokonce zabít nepřipoutané dítě, které k němu sedí příliš blízko nebo je při nouzovém brzdění vymrštěno dopředu. Podle odborníků jsou pro bezpečnost dítěte nutné následující podmínky:

Airbagy pro chodce

Vyvíjejí se prototypy airbagů umístěných vně vozu, před čelním sklem.

Tyto airbagy se aktivují na základě signálu ze snímače předního nárazníku a zabraňují nárazu hlavy chodce do čelního skla (asi 80 % úmrtí při kolizi). [osm]

Jako první takovou technologii dostalo Volvo V40 . Airbag je součástí systému Pedestrian Detection, který dokáže detekovat chodce před vozem nebo v jeho blízkosti. „Detekce chodců“ se skládá ze senzoru umístěného v masce chladiče, kamery umístěné na čelním skle za vnitřním zpětným zrcátkem a počítače, který analyzuje přijatá data. Hlavním úkolem je zabránit srážce s chodcem.

Pokud dojde ke srážce, pak systém Pedestrian Detection funguje následovně [9] : senzor zaznamená fyzický kontakt s chodcem, horní konec kapoty, který je blíže k čelnímu sklu, se zvedne a zároveň vystřelí airbag, který pokrývá asi třetinu čelního skla a přední sloupky .

Motocyklová airbagová bunda

Systém pro integraci airbagů do bundy, který zahrnuje aktivační šňůru a patronu naplněnou stlačeným plynem, otevřel nové prostory v bezpečnosti motocyklů. Při nástupu na motorku se musíte připoutat pružným lanem k tělu motocyklu. Druhý konec lana je připojen k uzamykací konstrukci patrony naplněné oxidem uhličitým a umístěné v plášti. Při pádu a nárazu motocyklista, který se vzdálil od motocyklu, táhne za sebou upevňovací lanko a tím otevře patronu, což vede k automatickému nafouknutí vzduchového systému bundy za 0,1 - 0,3 sekundy. Bunda se vzduchovými polštáři výrazně snižuje sílu úderů na tělo a účinně chrání životně důležité vnitřní orgány motocyklisty, dále páteř, krk, žebra, klíční kost, ocasní kost.

Bunda se vzduchovým polštářem pro motocyklisty a jezdce je maďarským vynálezem, který vynalezl Straub Tamas v roce 1976. [deset]

Airbagy pro cyklisty

Designérky Anna Haupt a Terese Alstin ze Švédska vyvinuly prototyp airbagu pro motocyklisty a cyklisty s názvem Hövding, který se nafoukne v případě pádu a ochrání hlavu a krk před vážným zraněním. Polštář je uvnitř nepromokavého látkového potahu a ve složeném stavu se upevňuje kolem krku pilota. Při pádu se airbag aktivuje za 0,1 sekundy a poskytuje ochranu stejně dobrou jako běžná motocyklová přilba . [jedenáct]

Poznámky

  1. Úspěchy Yasuzaburou Kobori  (japonsky)  (odkaz není k dispozici) . Japonská automobilová síň slávy. — "Zdroj kreativních nápadů, [on] zahájil vývoj airbagu jako výchozí bod pro vývoj bezpečnostní sítě motorových vozidel v roce 1964." Získáno 16. března 2014. Archivováno z originálu 2. srpna 2013.
  2. 「エアバッグ」生みの親は日本人だった (週刊SPA!) (downlink ) . Získáno 15. října 2019. Archivováno z originálu 19. května 2015. 
  3. SPA!. エアバッグ - airbag.jpg - 日刊SPA! .日刊SPA! . Archivováno z originálu 23. března 2015.
  4. O prvním airbagu pro domácí auto - kniha jízd Lada 2109 Baltic GL EuroSamara 1998 na DRIVE2
  5. NHTSA . Získáno 13. května 2006. Archivováno z originálu dne 19. listopadu 2008.
  6. Airbag Honda i SRS . Získáno 19. září 2008. Archivováno z originálu 14. února 2009.
  7. Vše o airbagech . AutoRelease.ru . Získáno 7. dubna 2009. Archivováno z originálu 12. února 2012.
  8. 27.12.2006 Airbagy pro chodce se možná za rok stanou normou EU. . Získáno 7. dubna 2008. Archivováno z originálu 11. dubna 2008.
  9. 13.04.2012 Airbag pro chodce . Získáno 13. dubna 2012. Archivováno z originálu 28. ledna 2013.
  10. Dokumenty k vynálezu: airbagová bunda - www.airbagjacket.eu Archivováno 29. října 2013 na Wayback Machine
  11. Hövding - airbag pro cyklisty Archivováno 2. dubna 2012 na Wayback Machine Technology News

Odkazy