Ce gaz umple airbag-ul? Cum funcționează un airbag într-o mașină? Estimarea valorilor prag

Timp de mulți ani, o centură de siguranță fiabilă a rămas singura formă de siguranță pasivă în mașinile noastre. Au existat dezbateri cu privire la siguranța lor, în special pentru copii, dar de-a lungul timpului, majoritatea țărilor au făcut obligatorie purtarea centurilor de siguranță pe drum. Statisticile arată că purtarea centurilor de siguranță a salvat mii de vieți care ar fi putut fi pierdute într-o coliziune.

Dar, la fel ca centurile de siguranță, conceptul de airbag - o pernă moale pentru a amortiza o persoană de efectele unui accident - a fost în mintea inginerilor de ani de zile. Primul brevet pentru un airbag gonflabil de urgență pentru avioane a fost depus în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Și în 1980, primul airbag comercial a apărut în mașini.

Astăzi, marea majoritate a autoturismelor low-cost sunt echipate cu airbag-uri cel puțin pentru șofer și pasagerul din față. Statisticile arată că airbag-urile reduc riscul de deces în cazul unei coliziuni frontale directe cu aproximativ 30 la sută. Din ce în ce mai mult, scaunele și/sau ușile sunt echipate cu airbag-uri laterale. Astăzi, unele mașini depășesc cu mult standardul actual de airbag dublu, cu șase sau chiar opt airbag-uri pentru șofer și toți pasagerii. Dar ele sunt încă subiectul unor dezbateri și cercetări considerabile din partea guvernului și a industriei.

În acest articol, vom afla despre știința din spatele acestor dispozitive, cum funcționează un airbag, când se declanșează, care sunt problemele sale și cât de mult a avansat tehnologia astăzi.

Legile mișcării

Înainte de a analiza detaliile, să trecem în revistă ceea ce știm despre legile mișcării. În primul rând, știm că obiectele în mișcare au impuls (masa înmulțită cu viteza obiectului). Dacă o anumită forță acționează asupra unui obiect și apoi încetează să acționeze, atunci obiectul va continua să se miște, doar reducându-și viteza - aceasta se numește inerție. O mașină este formată din mai multe obiecte, inclusiv vehiculul în sine, obiecte libere din mașină și, desigur, șofer și pasageri. Dacă aceste obiecte nu sunt atașate de caroseria mașinii, atunci ele vor continua să se miște cu orice viteză cu care se deplasează mașina, chiar dacă mașina este oprită de o coliziune.

Oprirea impulsului unui obiect necesită o forță aplicată pe o perioadă scurtă de timp. Într-un accident, forța necesară pentru a opri un obiect este foarte mare, deoarece impulsul mașinii se schimbă instantaneu, dar pasagerii nu și nu există prea mult timp pentru a lucra. Scopul oricărui sistem de reținere suplimentar este de a ajuta la oprirea ocupantului, provocându-i cât mai puțin rău posibil.

Airbag-ul este proiectat să încetinească viteza pasagerului până la zero, practic fără deteriorare. În același timp, cadrul în care trebuie să funcționeze este enorm. La funcționare, airbag-ul ocupă întreg spațiul dintre pasager și volan sau bord într-o fracțiune de secundă.

Scopul unui airbag este de a încetini mișcarea înainte a ocupantului cât mai uniform posibil într-o fracțiune de secundă. Perna este formată din trei părți, fiecare dintre ele ajută la realizarea acestei isprăvi:

Sacîn sine constă dintr-o țesătură subțire de nailon care se pliază în volan sau bord sau, în cazul unei perne laterale, în ușă.
Senzor este un dispozitiv care spune pungii când trebuie să se umfle. Inflația are loc în timpul unei coliziuni cu o forță egală cel puțin cu impactul de zid de cărămidă cu o viteză de 16-24 km pe oră. Comutatorul mecanic se rotește pentru a se închide contact electric. Senzorii, între timp, primesc informații de la un accelerometru încorporat în microcip.
Sistemul de inflație servește la pomparea rapidă a gazului în pernă prin reacția azidei de sodiu (NaN3) cu azotat de potasiu (KNO3) pentru a produce azot gazos. O explozie de azot umflă airbag-urile aproape instantaneu.

Încercările timpurii de a adapta airbag-ul pentru utilizare în automobile au întâmpinat costuri prohibitive și obstacole tehnice asociate cu depozitarea și eliberarea gazului comprimat. Cercetătorii au întrebat:

De unde pot obține spațiul suficient necesar în mașina mea pentru o butelie de gaz?
Dacă gazul rămâne mult timp în starea sa calmă sub presiune ridicată, atunci acest lucru este destul de periculos, nu-i așa?
Cum ar putea sacul să fie extins rapid și fiabil la diferite temperaturi de funcționare și fără o explozie asurzitoare?

Toate întrebările oamenilor de știință au dispărut când combustibilul solid a venit în ajutor în 1970. Combustibilul solid arde foarte repede, creând un volum mare de gaz și producând mai puțin zgomot.

Printre altele, perna de aer este lubrifiată cu substanțe pulverulente în mod regulat - adesea amidon de porumb sau pudră de talc - care mențin pungile flexibile și lubrifiate în timp ce sunt „în depozit”.

În întreaga lume, aproximativ 1,2 milioane de oameni mor în accidente de mașină în fiecare an. Europa în ceea ce privește numărul de accidente mortale... Nu în ultimul rând influențează rezultatul incidentului proprietăți tehnice mașină, „carne tocată”. Prin urmare, atât producătorii, cât și pasionații de mașini sunt nedumeriți de căutare. Testele arată că airbag-ul șoferului reduce semnificativ riscul de deces. Imaginează-ți doar că mașinile s-au ciocnit frontal și, într-o astfel de situație, șoferul are șanse de supraviețuire cu 20-25% mai mari. Vom vorbi despre modul în care airbagurile auto pot proteja o persoană și care sunt cele mai eficiente, în articolul nostru.

Ideea „în geantă”

Cum functioneaza?

Care este principiul de funcționare al airbag-urilor? Acest mecanism este format din mai multe părți. Prima este perna în sine. De regulă, este fabricat din nailon cu silicon sau. Volumul airbag-ului șoferului ajunge la 80 de litri, iar cel al pasagerului - până la 130.

Video despre cum funcționează airbag-urile:

Al doilea este senzorii de impact și senzorii inerți situati pe partea frontală și laterală a corpului. În al treilea rând - o cutie cu gaz sau un cartuș pirotehnic. „Cutia” conține un amestec special „exploziv”. Al patrulea este un procesor electronic.

Viața în câteva secunde

Deci, toate aceste componente sunt necesare pentru a reacționa cu viteza fulgerului și a „deschide parașuta”.

Principiul este acesta: în momentul impactului, cel puțin unul este declanșat. Reacționează la presiune sau la o creștere nejustificată a vitezei. De-a lungul lanțului, senzorul trimite un semnal corespunzător către microplacă. Procesorul trage și dă comanda de deschidere a cartuşului pirotehnic. În acest moment, are loc o mini-explozie, o stropire de azot și airbag-ul, umplut cu gaz, sare în cabină.

Când este declanșat, airbag-ul acoperă șoferul și atenuează lovitura. De asemenea, cel mai probabil va împiedica o persoană să zboare.

Toate acestea se întâmplă cu viteza fulgerului, luând câteva fracțiuni de secundă (în medie aproximativ 0,25 secunde).

Plus și minus

Dar munca pernei nu se termină aici. Având pasagerii asigurați, se dezumflă automat. Astfel, „geanta” nu va deveni un obstacol și nu va strânge pe nimeni, împiedicându-i să iasă din mașină.

Deși aici există un dezavantaj: efectul de pernă este de unică folosință. Și dacă, de exemplu, are loc o coliziune dublă în faze în momentul accidentului, atunci „geanta” va funcționa numai la primul „buc”.

Gama „gonflabilă”.

Există, de asemenea tipuri diferite airbag-uri. Unele sunt concepute pentru a proteja șoferul. Alte - . Există „saci” pentru interior și cele care sunt atașate la exteriorul mașinii pentru a atenua consecințele pentru pietoni. Separat, au fost dezvoltate dispozitive pentru proprietarii de autovehicule pentru a împiedica călărețul să zboare înainte în timpul unei coliziuni frontale.

Pernele din cabină pot fi laterale sau frontale.

In fata…

Cel mai adesea, acum sunt folosite dispozitive frontale, creând un bloc între persoanele care stau în față și partea din față a mașinii. Aceste perne sunt, de asemenea, încorporate în panoul opus scaunului pasagerului.

Rețineți că, dacă scaunul pasagerului din mașina dvs. este echipat cu un airbag frontal, atunci pasagerul trebuie să fie extrem de atent. Regula principală: nu țineți nimic mare (chiar o pungă) și nu apăsați panoul cu genunchii. În caz contrar, atunci când este deschis, puteți suferi răni grave...

...si din lateral

Dar devine posibil să instalați „airbag-uri” în spate și în ușile laterale. Aceasta este o protecție orizontală, care se găsește cel mai adesea doar la modelele scumpe.

Astfel de mecanisme sunt declanșate de o împingere puternică în lateralul corpului. Astfel de perne sunt numite „perdele” datorită faptului că, atunci când sunt deschise, sunt amplasate în ferestre. Această poziție ajută la protejarea capului și gâtului pasagerilor.

Protecție rezonabilă

Procesul nu stă pe loc și dezvoltarea unei noi generații de „genți” este deja în curs. De exemplu, unele opțiuni sunt atât de independente și inteligente încât sunt capabile să ia decizii cu privire la limitarea volumului la deschidere. Este ca un control auto-oprire. Aceasta este o oportunitate de a selecta individual parametrii de „balonare” în funcție de caracteristicile fiziologice ale pasagerilor și de poziția centurilor de siguranță ale acestora. În acest fel, multe răni pot fi evitate. Pentru a permite dispozitivului să efectueze o astfel de analiză, este prevăzut un mecanism special de senzor.

Securitate sigură

În ciuda tuturor know-how-ului, pentru ca „airbag-urile” să funcționeze corect, nu numai mecanismele, ci și oamenii trebuie să încerce. Am vorbit deja despre centura de siguranță. Deci, încă o dată - acest lucru nu se discută, el trebuie să fie prins!

Video despre cum sunt fabricate airbag-urile:

De asemenea, este indicat să luați posturi drepte, uniforme în interiorul salonului. Opțiunea de a merge înclinat nu este potrivită.

De asemenea, nu acoperiți sau sigilați găurile pentru ca pernele să zboare cu „frumuseți”. Acordați o atenție deosebită dispozitivului din volan - țineți mâinile în lateral și nu deasupra volanului.

Un punct separat - . Copiii trebuie să călătorească cu cataramă în „cărucioare” speciale pentru copii, care sunt montate pe bancheta din spate a mașinii.

Aveți grijă să nu permiteți tehnologiilor inventate pentru siguranța umană să aibă efectul opus. Nu uitați nici măcar un minut că mașina dvs. are airbag-uri „gonflabile” și lăsați-l să fie un motiv pentru a conduce și mai atent și pentru a nu „dați cu capul în viteză”.

Un airbag nu garantează că veți trăi într-un accident grav, dar riscul de deces sau rănire gravă este redus semnificativ.

Din păcate, atunci când cumpărați o mașină uzată, nu veți putea verifica singur funcționalitatea airbag-urilor. Este foarte posibil să nu fie deloc acolo, iar în locul lor au existat manechine de multă vreme. Și vei afla despre asta doar atunci când lovești pe cineva sau te lovește cineva.

Acum să trecem la întrebarea noastră principală, „Cum funcționează un airbag?”

Airbagurile se declanșează numai dacă impactul este suficient de puternic. Senzorii aflați în partea din față și pe lateralele mașinii dumneavoastră reacționează la impact. Senzorul în sine este o unitate electronică care constă dintr-un tub de sticlă cu o gaură îngustată în centru. În interiorul tubului se află o minge de mercur, care, cu un impact puternic, zboară prin gaură și activează senzorul, care la rândul său trimite un impuls electric squib.

În continuare, de la explozia squib-ului se declanșează pretensionatoarele centurii de siguranță, centura se strânge și îți presează corpul pe scaun, îl blochează într-o poziție mai sigură, apoi, tot de la explozia squib-ului, se declanșează în sine airbag-urile, la in acelasi timp se aude o bubuitura puternica si apare un nor mic de sedimente pulverulente inofensive . Toate acestea se întâmplă secvenţial, dar în acelaşi timp foarte repede, într-o fracţiune de secundă.

Și acum, pe scurt, pentru a face totul mai clar: te lovești, impactul declanșează senzorul, curelele se strâng și apoi airbag-urile se declanșează.

Cred că totul este clar cu pernele, acum să vorbim mai detaliat despre centură. Cert este că airbag-urile și dispozitivele de pretensionare a centurilor de siguranță sunt un set și funcționează împreună. Dacă nu purtați centura de siguranță, este posibil ca airbagurile să nu se umfle! Și dacă se deschid, cu siguranță îți vor rupe nasul, îți vor scoate maxilarul și vor lăsa mai multe vânătăi. Pentru mulți, lovitura unei perne chiar le rupe gâtul, așa că dacă gâtul tău este departe de a fi optimist, puțin din ea le va fi de ajutor. Acest lucru va fi util nu numai în caz de accidente rutiere.

Este imperativ să porți centura de siguranță, doar atunci sistemul de siguranță te poate proteja cât mai mult de rănire. De asemenea, nu uitați că, la fel ca orice alt produs, airbag-urile au propria dată de expirare. În timp, încărcarea de pulbere situată în squib se poate deteriora, iar contactele se vor oxida. Prin urmare, din când în când este necesar să se efectueze diagnostice la un centru de service auto. Ei bine, desigur, înlocuirea pernelor ar trebui să fie făcută numai de un maestru care este implicat profesional în acest lucru.

Numărul de airbag-uri depinde de marca și anul mașinii dumneavoastră. Sistem modern caracteristicile de siguranță includ până la 16 airbag-uri și o aranjare atentă a senzorilor. Airbagul Airbag este instalat pe volan pentru șofer și pe tabloul de bord pentru pasager. Pernele sunt instalate si pe spatele scaunelor si pe usi. Dacă perna este instalată în scaun, atunci ar trebui să vă asigurați că acestea nu interferează cu deschiderea acesteia sau să încercați să nu le purtați deloc. Airbagurile sunt declanșate în funcție de ce parte a mașinii este lovită. Dacă impactul este frontal, atunci doar airbag-urile frontale vor funcționa; dacă impactul vine din lateral, atunci airbag-urile laterale vor funcționa corespunzător. Airbag-urile se declanșează doar la un impact, la frânarea de urgență; după cum se zvonește, airbag-urile funcționale nu se pot declanșa!

Un fapt interesant: mulți dintre cei care s-au întâlnit față în față cu un airbag spun că sunt foarte buni să vadă momentul declanșării acestuia, parcă cu încetinitorul, în ciuda faptului că toate acestea se întâmplă într-o fracțiune de secundă :)

Da, apropo, te-ai întrebat vreodată ce s-ar întâmpla dacă o persoană ar fi pusă pe un airbag și activată? Dacă nu, asigurați-vă că îl verificați)

Producătorii de mașini rutiere acordă o atenție deosebită problemei protecției șoferului și pasagerilor în Situații de urgență, respectând anumite criterii tehnice. În special, gaz airbag(Engleză - Airbag) ar trebui să umple sacul aproape instantaneu, astfel încât o persoană să nu aibă timp să primească răni grave la un impact lateral sau frontal. Este vorba despre modul în care este structurat acest sistem și ce componentă de gaz este utilizată pentru funcționarea sa, vom vorbi de mai jos.

Istoria Airbag-ului

Aviația este considerată primul domeniu în care a început să se aplice o astfel de protecție. În anii 40 ai secolului trecut, inginerii aviatici au decis să introducă un sistem de securitate inovator la acea vreme. În industria auto, o astfel de invenție a început să fie introdusă activ doar trei decenii mai târziu. În același timp, primele încercări de a crea un mijloc cu adevărat eficient și fiabil de a proteja oamenii în caz de accident au avut rezultate dezamăgitoare.

Pe stadiul inițial s-a folosit dezvoltarea Airbag-ului ca gaz pentru airbag-uri aerul atmosferic. Ideea principală a fost să umflem sacul în 20-30 ms, căruia niciun compresor industrial nu a reușit să le facă față. După încercări nereușite de a obține un rezultat acceptabil, s-a decis să se renunțe la ideea de injecție a compresorului și să se utilizeze energia care decurge din arderea combustibilului.

Cel mai metoda eficienta s-a dovedit a arde combustibil pentru racheta. Drept urmare, a fost eliberată atât de multă energie încât a fost suficientă nu numai să umplem instantaneu sacul, ci și să explodeze mașina. Prin urmare, ulterior, cartușele speciale (tabletele) au început să fie folosite ca sursă de energie, care eliberau o cantitate suficientă de gaz în timpul arderii, dar erau mult mai sigure decât combustibilul pentru rachete.

dispozitiv generator

Ce gaz airbag se folosește astăzi?

În condiții moderne, azotul este folosit pentru a umple Airbag-ul, care este produs atunci când o tabletă de acid de sodiu sau azidă de sodiu (NaN3) este arsă. Algoritmul de funcționare a sistemului arată astfel:

Când există un impact puternic în mașină, sunt declanșați senzori, semnalul de la care este trimis la generatorul de gaz.
Generatorul de gaz începe să producă căldură și presiune ridicata, provocând arderea cartuşelor, producând gaz.
Deoarece azotul din volumul total este de numai 45% (restul este oxid și dioxid de carbon, vapori de apă și particule solide), la ieșirea generatorului de gaz sunt instalate filtre care nu permit trecerea substanțelor nocive. corpul uman Componente.
Perna se umple in 20-50 ms. În acest caz, presiunea este menținută nu mai mult de 1 s, după care azotul se răspândește prin găurile tehnologice în interiorul mașinii.

procesul de umplere

Azotul este o substanță absolut sigură pentru oameni. Cu toate acestea, este de remarcat faptul că, în caz de concentrație și presiune ridicată, poate provoca o „intoxicație” ușoară. Citiți mai multe despre acest efect.

Numărul de airbag-uri din cabină poate varia. În cele mai sigure vehicule, astfel de elemente sunt situate nu numai pe volan și pe panoul frontal, ci și de-a lungul întregului perimetru intern al mașinii. Astfel, în timpul unui accident grav, pasagerii se trezesc în interiorul unui fel de capsulă, care este concepută pentru a atenua impacturile directe și laterale.

Există o alternativă la NaN3?

Pe lângă azida de sodiu, unii producători de automobile folosesc nitroceluloza ca combustibil pentru a genera gaz, care nu emite atunci când este ars. Substanțe dăunătoare, prin urmare nu necesită instalare suplimentară filtru. În plus, cu aceeași greutate a tabletei, nitroceluloza produce substanțe gazoase mai utile decât acidul de sodiu, ceea ce face posibilă creșterea puterii generatorului de gaz. În același timp, această substanță este explozivă, prin urmare, în ciuda avantajelor sale evidente, nu este utilizată pe scară largă în producția de airbag-uri.

Astfel, printre substanțele care eliberează N, azida de sodiu nu are în prezent o alternativă viabilă. Dar gazele tehnice gata preparate nu sunt folosite pentru că, în primul rând, nu sunt sigure și, în al doilea rând, necesită spațiu suplimentar pentru a plasa cilindrul.

În concluzie, dorim să vă atragem atenția asupra faptului că airbag-urile vă pot proteja doar dacă sunt îndeplinite toate standardele și cerințele necesare pentru instalarea, înlocuirea, producerea și utilizarea lor. Cu toate acestea, în toate sectoarele de activitate este necesar să se respecte regulile stabilite.

Astfel, compania Promtekhgaz va fi bucuroasă să vă consilieze profesional în orice problemă referitoare la gazele tehnice și echipamente de gaz folosit în industrie și viața de zi cu zi - scrieți întrebări în comentarii. Și dacă aveți nevoie să achiziționați amestecuri de azot, de uz casnic, de sudare sau de gaze alimentare, atunci vă așteptăm pe site-ul nostru - acolo puteți găsi informații tehnice complete despre produsele furnizate și puteți fi sigur de respectarea deplină a tuturor standardelor și regulilor necesare.

Airbag-ul servește la încetinirea mișcării înainte a ocupantului în câteva secunde în timpul unei coliziuni. Este confectionat din tesatura de nailon si este amplasat in bord, volan, scaun sau usa. Există un senzor de dispozitiv instalat acolo, care spune pernei când trebuie umflată. Această publicație vă va spune cu ce gaz este umplut airbag-ul, principiul funcționării acestuia, precum și măsurile de precauție la utilizarea airbag-urilor.

Inflația începe la forță de coliziune echivalentă cu lovirea unui perete cu o viteză de 16-24 km/h. Când are loc o coliziune, are loc o forfecare masivă care închide contactul electric, care apoi activează comutatorul mecanic. Acest lucru informează senzorii despre accident.

Sistemul de presurizare airbag amestecă nitrat de potasiu și azidă de sodiu. În cele din urmă se eliberează gaz, care explodează și umflă airbag-ul .

Sistem de presurizare similar cu un rachetă de rachetă. Aprinde combustibil solid, care arde rapid, creând volume mari de gaz, care umfla perna. Perna iese din loc cât ai clipi, cu o viteză de 322 km/h. Gazul se dispersează apoi prin găuri mici din cameră, dezumflând perna pentru a permite mișcarea.

Întregul proces durează 1/25 de secundă, dar este necesar un timp suplimentar pentru a preveni rănirea gravă. Substanța pudră care se eliberează din pernă este talcul sau amidonul de porumb. Este folosit pentru a menține perna flexibilă și pentru lubrifiere atunci când perna este în depozit.

Principalele precauții legate de airbag-uri.

De la prima utilizare a airbag-urilor s-a avertizat că airbag-urile trebuie utilizate împreună cu centurile de siguranță. Centurile de siguranță erau necesare deoarece airbag-urile funcționau doar în cazul unei coliziuni frontale. În cazul unui accident lateral sau al derapajului, doar centurile de siguranță vor ajuta. Deși airbag-urile laterale sunt comune în zilele noastre, ele sunt mult mai eficiente atunci când sunt utilizate împreună cu centurile de siguranță.

Forța pernei poate dăuna oricui este aproape de ea. Cele mai periculoase sunt considerate a fi umflarea airbag-ului cu 5-8 cm. Trebuie să fii poziționat la 25 cm de pernă. Dacă distanța de la centrul volanului până la piept este mai mică de 25 cm, trebuie să reglați scaunul șoferului. Coborâți ușor spătarul scaunului. Mutați scaunul șoferului pe spate, astfel încât să puteți ajunge confortabil la pedale. De asemenea, trebuie să vă asigurați că perna este „țintită” spre piept și nu spre gât sau cap.

Pentru copii, regulile de utilizare a pernelor de aer sunt diferite.

Dacă un copil nu poartă centura de siguranță sau stă aproape de un airbag, airbag-ul poate răni sau ucide copilul.

Condiții necesare pentru siguranța copilului:

Copiii sub 12 ani trebuie să circule în scaune speciale pentru copii, adecvate vârstei copilului.

Copiii cu vârsta sub 1 an care se află într-un scaun de siguranță pentru copii nu trebuie să circule pe scaunul din față al unui vehicul care are airbag pe partea pasagerului.

Un copil cu vârsta de peste 1 an care trebuie să călătorească pe scaunul din față trebuie să stea pe un scaun pentru copii cu fața în față sau pe o pernă de înălțare sau folosind o centură de umăr sau genunchi. Scaunul trebuie să fie înclinat cât mai mult posibil.