Airbag

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 28. juli 2022; checks kræver 56 redigeringer .

Airbaggen  er et passivt sikkerhedssystem ( SRS , Supplemental R estraint S ystem ) i køretøjer.

Det er en elastisk skal, der er fyldt med luft eller anden gas. Airbags bruges i vid udstrækning til at afbøde sammenstødet i tilfælde af en bilkollision. Skal bruges sammen med sikkerhedsseler .

Historie

En slags airbags blev udstyret med fly i 1940'erne, de første patenter blev udstedt i 50'erne.

I 1964 begyndte den japanske bilingeniør Yasuzaburu Kobori (小堀保三郎) at udvikle et "airbag"-system til airbags. Hans design brugte et sprængstof til at puste en airbag op, som han senere blev tildelt patenter for i 14 lande. Han døde i 1975, før han så den udbredte anvendelse af airbagsystemer. [1] [2] [3]

Den amerikanske opfinder Allen Breed skabte en nøglekomponent til brugen af ​​airbags i biler - en kuglesensor til at registrere en kollision. Han præsenterede sin opfindelse i 1967 for Chrysler . På det tidspunkt brugte amerikanerne sjældent sikkerhedsseler, og en sådan nyskabelse, der tillader beskyttelse af passagerer uden bælte i tilfælde af en frontalkollision, var meget efterspurgt.

Ford skabte en eksperimentel serie af biler udstyret med airbags i 1971 ( Ford Taunus 20M P7B ). Det første eksempel på en airbag i en produktionsbil blev introduceret i 1972, da Oldsmobile Toronado , en 1973-model, blev frigivet. I 1974 var dobbelte airbags en mulighed på nogle store køretøjer produceret af Buick, Cadillac og Oldsmobile divisionerne. Disse enheder har ikke modtaget anerkendelse på markedet.

I 1970'erne stod et parti af 10.000 airbag-udstyrede General Motors ( GM ) biler over for syv dødsfald. Det antages, at en af ​​dem er sket på grund af airbaggens fejl. Slagets kraft var lille, men der var et hjerteanfald. På det tidspunkt var der for få sådanne sager til pålideligt at fastslå effektiviteten af ​​airbags, men på trods af dette var der bevis nok til, at National Highway Traffic Safety Administration ( NHTSA ) kunne komme med et forslag om at installere airbags på alle fremstillede biler.

Så i 1981 genindførte Mercedes-Benz airbaggen som ekstraudstyr på sin seneste W126- model . I det system, som Mercedes introducerede, spændes sikkerhedsselerne ved en ulykke først, og derefter udløses airbaggen. Airbaggen var således ikke længere placeret som et middel til at udskifte sikkerhedsseler, men som en måde at beskytte passagererne på.

Airbags vandt popularitet, da Ford og General Motors introducerede produktionsmodeller i midten af ​​80'erne, airbags er nu standardudstyr. Autoliv , et firma med speciale i udvikling af sikkerhedssystemer til biler, patenterede en sideairbag , og den begyndte også at dukke op i biler fremstillet i midten af ​​1990'erne.

Den 11. juli 1984 krævede den amerikanske regering , at biler fremstillet efter 1. april 1989 var udstyret med en førerairbag eller automatiske sikkerhedsseler (denne teknologi bruges nu ikke, den "tvang" føreren til at spænde).

På trods af indførelsen af ​​airbags i General Motors biler tilbage i 70'erne, begyndte de først at dukke op i mange andre biler i midten af ​​90'erne.

Den første russiske personbil til at installere en airbag var luksuseksportversionen af ​​VAZ-2109 3 kendt som Lada Samara Baltic GL , som blev samlet på Valmet -fabrikken ( Finland ) fra 1996 til 1998 .

Siden slutningen af ​​2000'erne er airbags blevet et uundværligt element i passiv sikkerhed i standardudstyret i Lada-biler. [fire]

I 2006 introducerede Honda det første motorcykelairbagsystem installeret på en produktionsmodel af Gold Wing-modellen.

Fordele

Airbaggen supplerer sikkerhedsselen ved at forhindre brud på halshvirvler ved at føre personens hoved tilbage til nakkestøtten og dermed holde nakken lige. Derfor virker frontairbaggene kun ved frontalkollision +-10 grader fra bilens længdeakse, så hovedet rammer nakkestøtten præcist. De reducerer også risikoen for alvorlige skader ved at fordele stødkraften over passagerens krop.

"En nylig undersøgelse viste, at mere end 6.000 liv er blevet reddet med airbags." ( [1]  (downlink) )

Tidlige airbags

Standardskulderselerne blev stort set elimineret i 1970'ernes biler udstyret med airbags, som var designet til at erstatte sikkerhedsseler ved frontalkollisioner. Airbaggen på passagersiden var placeret i bunden af ​​panelet, så den også kunne beskytte passagerens knæ. Den nederste del af panelet i førersædet var også kendetegnet ved sin bule.

General Motors kaldte deres system ACRS (Air Cushion Restraint System). Den inkluderer en passagersideairbag i biler fra 1970'erne og er designet til to-trins udløsning ligesom senere systemer.

Funktionsprincippet er baseret på brugen af ​​et simpelt accelerometer, der starter en kemisk reaktion i en speciel beholder. Som følge af reaktionen fyldes nylonpuden hurtigt med gas, hvilket reducerer den overbelastning, som passageren oplever ved et skarpt stop ved en kollision. Airbaggen har også små ventilationsåbninger, der bruges til at frigive gas relativt langsomt, efter at en passager har ramt den.

Frontale airbags må ikke udløses ved sidekollision, bagendekollision eller væltning. På grund af det faktum, at airbags kun udløses én gang og derefter hurtigt tømmes, er de ubrugelige ved en efterfølgende kollision. Sikkerhedsseler hjælper med at reducere risikoen for alvorlige skader i mange situationer. De hjælper med den korrekte placering af passageren i sædet for at maksimere effektiviteten af ​​airbaggen, samt beskytter passagerer, der har sikkerhedsselen på ved første og efterfølgende kollisioner. Det er derfor vigtigt at spænde fast, selv i biler udstyret med airbags.

Mens de blev annonceret som en potentiel erstatning for sikkerhedsseler i 60'erne og 70'erne, markedsføres airbags nu som en ekstra form for beskyttelse. De arbejder mest effektivt sammen med sikkerhedsseler. Bilfabrikanterne har genovervejet deres syn på at udskifte hårdt tiltrængte sikkerhedsseler med airbags.

Ansøgning

Dødsfald

En airbagudløsning er en meget hurtig udløsning af en stor genstand. Mens airbags kan beskytte passagerer under de rette forhold, kan de forårsage personskade eller endda dødsfald i andre situationer.

Ny generation af airbags udløses med mindre energi, men på trods af dette skal passagererne være mindst 25 centimeter væk fra dem for at undgå skader direkte fra selve airbaggen i tilfælde af en kollision.

I 1990 blev det første airbag-relaterede dødsfald registreret. Toppen af ​​sådanne tilfælde fandt sted i 1997, hvor 53 sådanne hændelser blev noteret i USA . I 1994 introducerede TRW , et bilsikkerhedsfirma, den første gas-oppustede airbag med specielle sensorer, og airbags, der kunne pustes op med mindre kraft, blev hurtigt udbredt. I 2005 dukkede airbags op i personbiler, bestående af flere separate segmenter, der udfyldes afhængigt af situationen. På det tidspunkt var antallet af airbagdræbte faldet, i år var der 2 dødsfald blandt børn, der var ingen dødsfald blandt voksne. Airbagskader er dog stadig meget almindelige.

Mere end 50.000 mennesker er døde i biler udstyret med airbags, ifølge National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). [5] . De fleste af dem ville være døde, selvom deres biler ikke havde disse beskyttelser, selvom det er umuligt at kende det nøjagtige antal dødsfald direkte fra puderne. NHTSA og andres antagelse er, at det giver mening kun at tælle de tilfælde, hvor man med sikkerhed ved, at airbaggen var årsagen til dødsfaldet, og ikke dem, hvor den kun kunne være årsagen; , udstyret med en airbag , blev dræbt af hende. Et pålideligt svar kan kun gives, hvis der er de mest detaljerede oplysninger om hver enkelt sag, som ikke er mulige at få.

Ironisk nok har den udbredte brug af airbags gjort redningsberedskabets, brandmændenes og politiets arbejde meget farligere. Airbags, der ikke udløses ved en kollision, kan efter nogen tid udløses og skade eller dræbe redningsfolk inde i køretøjet. Derudover har brugen af ​​sideairbags reduceret antallet af steder, hvor reddere kan bruge hydrauliske sakse eller andre skæreværktøjer til sikkert at fjerne en bils tag eller døre. Hver redningsmand skal instrueres korrekt i, hvordan man korrekt deaktiverer airbags og undgår potentielle farer. En god forholdsregel er at frakoble køretøjets batteri. Men i dag har de fleste systemsundhedsdiagnostiske enheder enheder, der indeholder tilstrækkelig elektrisk energi til at udløse airbaggene i tilfælde, hvor hovedbatteriet svigter ved en kollision.

I Europa er antallet af mennesker, der ikke bruger sikkerhedsseler, meget lille sammenlignet med situationen i USA , og den gennemsnitlige europæer er mindre end amerikaneren. Som et direkte resultat af disse to faktorer udløses europæiske airbags med en langsommere hastighed (ca. 200 km/t) end deres amerikanske modparter (ca. 300 km/t), og udgør dermed en lavere trussel mod passagerernes liv og helbred.

Også i tidlige systemer var der risiko for alvorlig barotraume på grund af den faktiske eksplosive udløsning af airbags i et begrænset kabinevolumen. For at bekæmpe stigningen i trykket aflastes kabinen automatisk, samtidig med at airbaggen aktiveres, og ruderne slås ud eller øjeblikkeligt sænkes.

Honda i-SRS

Honda har udviklet en enkel version af den trinvise kontrollerede airbagudløsning. Formen af ​​puden på stadierne efter eksplosionen af ​​squib er indstillet ved at rive spiralsømme, [6] svarende til klatreres sikkerhedstape.

Generel arbejdsplan

Airbagsystemet består af tre hovedkomponenter:

Hvert airbagmodul indeholder en påfyldningsenhed (normalt en speciel squib - filler (inflator), bestående af en stålkasse, en initiator - en sikring (initiator), gasgenererende indhold, bestående af natriumazid og kaliumnitrat , under forbrænding af hvor et stort volumen udløses en letvægts nylonairbag med kalibrerede huller.Førerairbagmodulet er i midten af ​​rattet, og passagerairbaggen er i instrumentbrættet.En fuldgasset førerairbag er cirka diameteren af ​​en stor oppustelig strand bold. En passagers kan være to eller tre gange mere, da afstanden mellem forsædepassageren og instrumentbrættet er meget større end afstanden mellem føreren og rattet. Ved beregning af hastigheden og behovet for at pumpe op, skal størrelsen ( volumen) af airbaggen beregnes i liter. Den gennemsnitlige volumen af ​​førerens airbag er ca. 15 liter. Puden fyldes øjeblikkeligt med gas ohm fra en udløst squib, så blæses den af ​​i et givet tempo gennem kalibrerede, nøje beregnede huller, så personen efter sammenstødet ikke er fanget i kabinen og kan frigøre sig. Puden fyldt med forbrændingsprodukter fra en udløst squib vil være varm eller let varm.

Nogle biler, der startede fra slutningen af ​​90'erne af det 20. århundrede, begyndte ud over puder også at blive udstyret med et stramningssystem (nødstrammer) af sikkerhedsselen. Når kollisions-ECU'en registrerer og afgiver et signal om at aktivere airbaggene, udsendes et signal til selestrammeraktuatoren nogle få millisekunder før starten af ​​airbaggens udløsningssignal. Den er designet på denne måde for at føre kroppen af ​​den person, der sidder på sædet, frem til ryggen for at give den mængde plads foran personens hoved til sikrere åbning og udfyldning af airbaggen. Det skal huskes, at sikkerhedsseler med et nødspændingssystem er engangsprodukter, der ikke kan repareres, og i tilfælde af deres funktion eller fejlfunktion skal de udskiftes.

De forreste kollisionssensorer er placeret foran på køretøjet og/eller i kabinen og/eller i selve styreenheden. Køretøjer kan udstyres med en eller flere sensorer, der aktiveres af de kræfter (g-belastninger i G), der opstår fra en frontal/sidelæns eller kombination af kollisionsvektorer. Sensorerne måler graden og hastigheden af ​​decelerationen i henhold til programalgoritmen indstillet i styreenheden. Derfor varierer decelerationen af ​​bilen, hvor sensorerne aktiverer airbaggene, afhængigt af sammenstødets karakter. Airbags bør ikke udløses ved pludselig opbremsning eller ved kørsel på ujævne overflader. Faktisk er det maksimale niveau af deceleration under nødbremsning langt fra det niveau, der er tilstrækkeligt til at aktivere airbaggene, netop på grund af beregningsalgoritmen. hver producent af airbagkontrolsystemet udvikler sin egen algoritme og software, som er virksomhedens intellektuelle ejendom og kan være patenteret.

Hvis der er sideairbags i bilen, er der desuden installeret sidekollisionssensorer i bilen, og ECU'en er mere kompleks med hensyn til antallet af elektroniske komponenter, og softwaredelen indeholder en del, der er ansvarlig for styring og aktivering af yderligere airbags. Blokken er én, og programmet i blokken er som to blokke rettet i forskellige retninger, indesluttet i den ene krop af selve blokken og processoren.

Sideairbags fungerer efter samme princip som frontale airbags, men de aktiveres kun af enheden under en sidekollision eller med en kombination af retninger af overbelastningsvektorer registreret af sensorer.

Den elektroniske styreenhed overvåger airbagsystemets helbred. Når tændingen er slået til, udføres en kortvarig kontrol af integriteten af ​​eksterne executive (initiatorer) og måle- (sensorer) enheder. Desuden kan systemet, afhængigt af konfigurationen, kontrollere kommunikationen med andre enheder placeret i bilen og direkte eller indirekte involveret i at sikre sikkerheden. Kontrol af squibs ydeevne direkte udføres ved at kontrollere modstanden på udgangslinjerne af squibs på en analog måde. Der påføres således ingen elektriske ladninger til squibs under test, og det kan ikke føre til uplanlagt drift af initiatorerne, men det bestemmer pålideligt kredsløbene. Hvis enheden registrerer en funktionsfejl, tændes et lys, der advarer føreren om at tage bilen til et autoriseret servicecenter for at diagnosticere airbagsystemet (det anbefales kraftigt ikke at gribe ind i systemets drift på egen hånd pga. tilstedeværelse af pyrotekniske elementer i designet). De fleste styreenheder har en lille akkumuleret elektrisk kapacitans (kondensator) i deres kredsløb, hvilket er nok til at aktivere airbaggene i tilfælde af en pludselig og fuldstændig blackout af bilens indbyggede netværk, i tilfælde af beskadigelse af strømforsyningsledningen af styreenheden, hvis køretøjets elektriske ledninger er beskadiget under en kollision. Eksempel: med et skarpt slag fra siden af ​​en stor kraft flyver et blybatteri med en stor masse i nogle tilfælde simpelthen ud af bilen og bryder selv de kraftige ledninger, der er knyttet til det. Det er til sådanne eller lignende tilfælde (skæring af en fletning af ledninger under et sammenstød), at der er tilvejebragt en ekstra kapacitet i blokken til korttidslagring af en energiladning. Kapaciteten aflades, når styreenheden er afbrudt i flere minutter. I manualerne til bilreparation, der er produceret af bilfabrikanter for autoriserede centre, er dette altid skrevet. Før du starter reparationsarbejde i bilen relateret til selve sikkerhedssystemet eller indirekte påvirker nogen af ​​systemets elementer, er det nødvendigt at slukke for strømmen til bilen i flere minutter ved at afbryde batteriet og andre strømkilder, der er tilsluttet bilen under reparation (for eksempel en oplader).

Styreenheder kan strukturelt opdeles i moderne og forældede. De første blokdesigns var elektronisk fyld og et mekanisk sensorelement. Variationer i designet af en sensor af mekanisk type med hensyn til handling var baseret på bevægelsen inde i sensoren af ​​et bestemt objekt med en vis masse. I tilfælde af en vis deceleration bevæger den sig i sensorhuset og virker på airbagaktiveringskredsløbets lukkekontakter. Groft sagt princippet om et pendul, der bevæger sig ved inerti.

Moderne blokke har ikke et sådant pendul. Teknologien inden for elektronik er kommet langt siden da. Styreenhederne måler nu deceleration og acceleration på en anden måde. De er udstyret med elektroniske accelerometre. Accelerometre kan installeres både i selve styreenheden, og kan placeres på forskellige punkter på bilens karrosseri og placeres de steder, hvor deres installation kan give den bedste nøjagtighed ved måling af acceleration, deceleration og rotation af karrosseriet omkring sin akse. Moderne sensorer har flere vektorer (måleakser) X, Y, Z, hvilket igen gør det muligt at bruge sensorerne til forskellige formål til målinger.

En moderne bil kan, afhængigt af ingeniørernes design, udstyres med en enhed, der indeholder et eller flere accelerometre. I andre tilfælde kan køretøjets sikkerhedssystem være udformet med en kontrolenhed, der ikke indeholder accelerometre, og de kan placeres på køretøjets karrosseri, eller accelerometre kan være til stede både i enheden og på karosseriet. Jo flere sensorer, der indeholder accelerometre på køretøjet, jo mere nøjagtig er målingen af ​​køretøjets position i rummet og dets bevægelseshastighed langs X-, Y-, Z-akserne (X = op-ned, Y = frem-tilbage, Z = højre-venstre) De tilsvarende aflæsninger fra nul med et +/- tegn på bevægelse langs en eller anden akse registrerer sensoren med hastighed = S.

Programmet i sikkerhedskontrolenheden kan bestemme bilens tilstand med perfekt nøjagtighed. Med hensyn til status træffes der beslutning om at aktivere airbaggene. Moderne sikkerhedssystemkontrolenheder, der indeholder flere accelerometre, er en del af ESP-systemet - netop på grund af det faktum, at accelerometrene præcist bestemmer bilens position og hastighed.

Næsten alle moderne køretøjer har en manuel tænd/sluk-knap (tænd/sluk) til deaktivering af den forreste passagerairbag, monteret på fabrikken (hvis udstyret hermed). Nogle gange er dette en valgfri funktion. Tag for eksempel Ford Fiesta. I en simpel konfiguration har den ikke en kontakt, men den har et stik på ledningsnettet nær handskerummet under instrumentbrættet til yderligere installation af en sådan kontakt. Alle andre kontrol- og udførelseselementer i sikkerhedssystemet er oprindeligt konfigureret som til stede eller fraværende i systemet hos system- eller køretøjsfabrikanten. I nogle tilfælde er muligheden for at aktivere eller deaktivere de installerede elementer i systemet tilvejebragt gennem programmering af konfigurationen gennem en diagnostisk session med specialiserede eller multi-brand scannere. Deaktiveringskontakter til passagerairbag kan (hvis de findes) installeres af kvalificeret servicepersonale efter anmodning fra køretøjets ejer, så længe dette ikke er i strid med køretøjets eller systemproducentens angivne politik og opfylder visse regeringskriterier og er autoriseret.

I begyndelsen var de fleste biler udstyret med kun én førerairbag ( DAB ) installeret i rattet og beskyttede føreren (som er mere tilbøjelig til at komme til skade). Gennem 90'erne blev forsædepassagerairbags ( PAB ) og senere splitsideairbags ( SAB ) placeret mellem passagererne og døren almindelig praksis. Nu kan du finde ret billige familiebiler udstyret med 8 airbags.

Børnebeskyttelse

Airbaggen kan alvorligt kvæste eller endda dræbe et uhæmmet barn, som sidder for tæt på den eller kastes frem under nødbremsning. Ifølge eksperter er følgende betingelser nødvendige for barnets sikkerhed:

Fodgængerairbags

Prototyper af airbags placeret uden for bilen, foran forruden, er under udvikling.

Disse airbags udløses baseret på et signal fra den forreste kofangersensor og forhindrer en fodgængers hoved i at ramme forruden (ca. 80 % af dødsfaldene ved kollisioner). [otte]

Volvo V40 var den første til at modtage sådan teknologi . Airbaggen er en del af Pedestrian Detection-systemet, som kan registrere en fodgænger foran eller i nærheden af ​​bilen. "Pedestrian Detection" består af en sensor placeret i kølergrillen, et kamera placeret på forruden bag det indvendige bakspejl og en computer, der analyserer de modtagne data. Hovedopgaven er at undgå et sammenstød med en fodgænger.

Hvis der sker en kollision, så fungerer Pedestrian Detection-systemet som følger [9] : sensoren registrerer fysisk kontakt med en fodgænger, den øverste ende af kalechen, som er tættere på forruden, hæver sig og udløser samtidig en airbag, der dækker omkring en tredjedel af forruden og de forreste stolper.

Motorcykel airbag jakke

Et system til at integrere airbags i jakken, som omfatter en aktivator-snor og en patron fyldt med komprimeret gas, har åbnet nye rum inden for motorcykelsikkerhed. Ved ombordstigning på motorcykel skal du spænde dig fast med et fleksibelt reb til motorcyklens krop. Den anden ende af rebet er forbundet med låsestrukturen af ​​patronen fyldt med kuldioxid og placeret i jakken. Ved fald og påkørsel trækker en motorcyklist, der har bevæget sig væk fra motorcyklen, fastgørelseskablet bag sig og åbner derved patronen, hvilket fører til automatisk oppustning af jakkens luftsystem på 0,1 - 0,3 sekunder. Jakken med luftpuder reducerer kraftigt slagkraften mod kroppen og beskytter effektivt motorcyklistens vitale indre organer samt rygsøjlen, nakken, ribbenene, kravebenet, halebenet.

Luftpudejakken til motorcyklister og ryttere er en ungarsk opfindelse opfundet af Straub Tamas i 1976. [ti]

Airbags til cyklister

Designerne Anna Haupt og Terese Alstin fra Sverige har udviklet en prototype-airbag til motorcyklister og cyklister kaldet Hövding, som pustes op i tilfælde af et fald og beskytter hoved og nakke mod alvorlige skader. Puden er inde i et vandtæt stofbetræk og fastgøres om pilotens hals, når den er foldet. Når den tabes, udløses airbaggen på 0,1 sekunder, hvilket giver beskyttelse lige så god som en konventionel motorcykelhjelm . [elleve]

Noter

  1. Yasuzaburou Koboris præstationer  (japansk)  (link utilgængeligt) . Japan Automotive Hall of Fame. — "Kilde til kreative ideer, [han] startede udviklingen af ​​airbaggen som udgangspunkt for at udvikle et sikkerhedsnet for motorkøretøjer i 1964." Hentet 16. marts 2014. Arkiveret fra originalen 2. august 2013.
  2. 「エアバッグ」生みの親は日本人だった (週刊SPA!) (downlink ) . Hentet 15. oktober 2019. Arkiveret fra originalen 19. maj 2015. 
  3. SPA!. エアバッグ - airbag.jpg - 日刊SPA! .日刊SPA! . Arkiveret fra originalen den 23. marts 2015.
  4. Om den første airbag til en indenlandsk bil - logbog Lada 2109 Baltic GL EuroSamara 1998 på DRIVE2
  5. NHTSA . Hentet 13. maj 2006. Arkiveret fra originalen 19. november 2008.
  6. Honda i SRS Airbag . Hentet 19. september 2008. Arkiveret fra originalen 14. februar 2009.
  7. Alt om airbags . AutoRelease.ru . Hentet 7. april 2009. Arkiveret fra originalen 12. februar 2012.
  8. 27.12.2006 Fodgængerairbags kan blive EU-norm om et år. . Hentet 7. april 2008. Arkiveret fra originalen 11. april 2008.
  9. 13/04/2012 Fodgængerairbag . Hentet 13. april 2012. Arkiveret fra originalen 28. januar 2013.
  10. Opfindelsesdokumenter: airbagjakke - www.airbagjacket.eu Arkiveret 29. oktober 2013 på Wayback Machine
  11. Hövding - airbag for cyklister Arkiveret 2. april 2012 på Wayback Machine Technology News

Links