Airbagy. Zařízení, princip činnosti, údržba. — DRIVE2

Airbagy jsou stále pouze asistenty bezpečnostních pásů, i když s jejich zdokonalováním jsou stále více zodpovědné za lidské životy.

Airbagy byly vyvinuty jak pro řidiče, tak pro cestující na předních sedadlech. Pro řidiče je airbag obvykle instalován na volantu, pro spolujezdce – na palubní desce (v závislosti na designu).

Přední airbagy se aktivují, když je přijat nouzový signál z řídicí jednotky. V závislosti na provedení se může míra naplnění polštáře plynem lišit.

Účelem předních airbagů je chránit řidiče a spolujezdce před zraněním tvrdými předměty (karosérie motoru apod.) a úlomky skla při čelních nárazech.

Boční airbagy jsou navrženy tak, aby omezily zranění cestujících ve vozidle při bočním nárazu. Instalují se na dveře nebo na opěradla sedadel. V případě bočního nárazu vysílají externí senzory signály do centrální řídicí jednotky airbagů. To umožňuje aktivaci některých nebo všech bočních airbagů.

Studie vlivu airbagů na pravděpodobnost úmrtí řidiče při čelní srážce ukázaly, že se snižuje o 20–25 %.

Prototyp moderních airbagů se objevil v roce 1951, kdy mnichovský vynálezce Walter Linderer připevnil na volant nafukovací airbag. Později se o tento způsob ochrany cestujících začalo zajímat mnoho výrobců automobilů, ale zavést jej v praxi do sériových vozů se ukázalo jako ne tak snadné. Při srážce se totiž musí airbag nafouknout ve velmi krátkém čase – 20 milisekundách, a přitom zajistit „měkké přistání“ pro cestujícího. Žádný kompresor ale nedokáže v takovou chvíli nafouknout polštář! V důsledku toho bylo rozhodnuto využít energii plynů uvolněných při spalování nějakého paliva. Nejprve experimentovali s raketovým palivem, ale při jeho použití občas explodovaly nejen airbagy, ale i celé auto. Poté se rozhodli použít anorganický plyn získaný spalováním „tablety“ azidu sodného. Výsledkem bylo, že v roce 1981 se airbagy v Německu dostaly pod zákon o výbušninách. Vyžaduje, aby se každý kupující vozu vybaveného airbagem zavázal s tímto zařízením řádně zacházet a po určité době jej vyměnit. Souhlas s těmito podmínkami stvrdil kupující svým podpisem.

Mercedes byl prvním výrobcem automobilů, který získal patent na airbag v roce 1971.
Struktura a princip fungování nafukovacích airbagů (AirBag)

Airbagy jsou systémem, který v jedné jednotce obsahuje vyvíječ plynu s polštářem, nárazová čidla a u nejmodernějších elektronickou řídící jednotku. Samotný airbag je vyroben z nylonu o tloušťce 0,45-0,55 mm, který je kvůli vzduchotěsnosti potažen vrstvou pryže nebo silikonu.

Vyvíječ plynu, často nazývaný pyropatron, využívá tuhé palivo, při jehož spalování se uvolňuje plyn, který plní, přesněji řečeno, nafukuje polštář. Palivem bývá jedovatý azid sodný (NaN3), jehož 45 % se při spalování přemění na čistý dusík a zbytek na oxid uhličitý (CO2), oxid uhelnatý (CO), vodu (H2O) a pevné částice. Přestože proces spalování probíhá rychle, není výbušný. Optimální doba pro naplnění polštáře pro zajištění nafouknutí je 30-55 milisekund. Plyn vstupuje do polštáře přes speciální filtr, který propouští pouze dusík. Airbag zůstává aktivovaný velmi krátkou dobu (do 1 sekundy), protože dusík (zcela bezpečný pro člověka) rychle uniká do prostoru pro cestující speciálními otvory, aby airbag chráněného cestujícího neudusil. Někteří výrobci airbagů používají jako palivo nitrocelulózu. K aktivaci airbagu je potřeba podstatně méně (8 g) než azidu sodného (50 g). To také nevyžaduje instalaci filtru.

Signálem pro spuštění pyropatrona airbagu je elektrický impuls ze snímačů nárazu (zrychlení nebo tlaku), přicházející přímo nebo prostřednictvím elektronické jednotky. Senzory jsou instalovány v prostoru pro cestující, v přední části vozu nebo ve dveřích a jejich počet se může lišit od tří do deseti. Aktivaci senzorů airbagů ovlivňuje nejen rychlost vozidla, ale také charakter střetu (v jakém úhlu, s jakou překážkou). Zároveň nouzové brzdění z jakékoli rychlosti nemůže spustit snímač nárazu. V případě poruchy baterie jsou některé systémy vybaveny speciálním kondenzátorem, který uvolňuje nahromaděnou energii k otevření airbagů.

Airbag řidiče má objem 60 až 80 litrů a spolujezdce až 130 litrů. Není těžké si představit, že při aktivaci systému se objem prostoru pro cestující během 200 sekund zmenší o 250-0,04 litrů, což značně zatěžuje ušní bubínky. Airbag vylétající rychlostí vyšší než 300 km/h navíc představuje pro lidi značné nebezpečí, pokud nejsou připoutáni bezpečnostním pásem a nic nebrzdí setrvačný pohyb těla směrem k airbagu.

Plnění airbagů v kabině – a bývá jich od 2 do 6 – je navíc doprovázeno zvýšenou hlučností, jejíž hladina někdy dosahuje až 140 dB, což je pro ušní bubínky nebezpečné. Aby se předešlo těmto „mínusům“, aktivují se pouze nezbytné airbagy, a to v různých časech: například 20 milisekund po srážce – u řidiče, dalších 17 milisekund – u spolujezdce. Navíc, pokud není nikoho, kdo by chránil, airbagy se neaktivují, protože se do sedadel začaly instalovat speciální senzory, které zaznamenávají přítomnost cestujících.
Typy nafukovacích airbagů

Dnes existuje více než tucet typů airbagů. Liší se účelem: pro ochranu řidiče a cestujících – interiér a pro řidiče motocyklů a chodců – exteriér. Airbagy v kabině se zase dělí na čelní a boční. Přední slouží k ochraně hlavy a těla cestujících a některé také chrání nohy sedících vpředu. Boční airbagy jsou vyrobeny ve formě záclon a trubic, které chrání hlavy cestujících, a ve formě běžných nafukovacích vaků, které chrání hrudník a hlavu řidiče.

Tím ale modernizace interiérových airbagů neskončila. Například u nového BMW řady 7 „fungují“ boční trubkové airbagy trochu jinak. Nyní zůstávají nafouknuté celých XNUMX sekund po otevření, aby chránily cestující v případě vícenásobného převrácení. Navíc tyto vozy přicházejí na americký trh dokonce s polštářky na nohy pro sedící vpředu. Volvo zase aktivně pracuje na vytvoření airbagů a bezpečnostních pásů pro těhotné ženy. Již byla provedena řada virtuálních crash testů, které zkoumaly možné chování nastávajících matek při nehodě.

Renault také aktivně pracuje na vylepšení airbagů společně se švédskou firmou Autoliv, která airbagy vyrábí. Programovaný zádržný systém II (PRS-II), který vytvořili – druhá generace programovaného ochranného systému – zahrnuje airbagy, které mohou převzít část zátěže, kterou dříve nesl pouze bezpečnostní pás. Chcete-li to provést, nejprve otevřete spodní část polštářů, chránící oblast břicha, a poté boční a horní část. Mezi poslední zajímavé novinky těchto partnerů patří 5litrové kolenní airbagy, které zabraňují podklouznutí pololežícího spolujezdce pod bezpečnostními pásy, a 60litrové airbagy pro cestující vzadu integrované do bezpečnostních pásů. Bezpodmínečnou výhodou poslední novinky je, že je vždy umístěn v blízkosti spolujezdce a konstruktéři si již nemusí lámat hlavu nad tím, do kterého rohu kabiny polštář umístit a nafouknout v případě nepředvídatelných pohybů hlavy a těla.

Navzdory neustálé kritice airbagů zůstávají velmi účinnými asistenty bezpečnostních pásů. Co ale chodci, kteří nejsou před „železnými“ účastníky silničního provozu nijak chráněni? Výzkum specialistů Autoliv ukazuje, že riziko úmrtí chodce při nárazu do kapoty vozu pohybujícího se rychlostí pouhých 40 km/h dosahuje 100 %. Aby Ford tento problém vyřešil, aktivně pracuje na vývoji airbagů pro chodce. Tento ochranný systém zahrnuje dva airbagy – velký, který kryje přední část vozu (nárazník, maska ​​chladiče, světlomety a hranu kapoty) a malý, který se nachází v blízkosti čelního skla a chrání hlavu chodce. Nebezpečný přístup k chodcům a zvířatům zachytí speciální senzory. Tyto airbagy se otevřou bezprostředně před srážkou.

Pro motocyklisty byl vyvinut i airbag. Honda nedávno představila vodorovný polštář ve tvaru V, který se po nasazení nevyfoukne a zůstane nějakou dobu v provozuschopném stavu. Zároveň chrání nejen hlavu, ale i trup a paže motorkářů. Mimochodem, na jejich ochranu italská společnost Dainese vynalezla a patentovala speciální bundu se třemi všitými airbagy – na hrudi a zádech. Jsou navrženy tak, aby chránily nejen oblast hrudníku a břicha, ale také hlavu, krk a ramena jezdce. Airbagy se budou plnit vzduchem podle „pokynů“ signalizačního zařízení instalovaného na motocyklu.

Před několika lety se objevila zpráva o vytvoření „mobilního“ univerzálního airbagu Challa pro řidiče, který lze nainstalovat na téměř jakýkoli osobní automobil. Jeho vývojářem je jihokorejská společnost New World Industries, Ltd. Sada se skládá ze dvou zařízení. První – s polštářem – je instalován na stropě vozu nad volantem a druhý – s inerciálním kladívkem a miniválcem se stlačeným vzduchem – je instalován nad dveřmi řidiče. V okamžiku nárazu kladivo pod vlivem setrvačnosti prorazí pouzdro válce a stlačený plyn naplní airbag. Při aktivaci nabývá airbag plochý tvar hrušky a padá přímo před volant. Z hlediska účinnosti ochrany a rychlosti působení řádově zaostává za tradičními airbagy, nicméně mnoha majitelům domácích aut i starých zahraničních aut by asi nevadilo si nějaký pořídit. Ale tento produkt se bohužel ještě nedostal na náš trh.
Účinná ochrana pomocí airbagů

Airbagy mohou chránit cestující ve vozidle při srážkách pouze při dodržení určitých pravidel. Za prvé musí být cestující připoután, za druhé musí sedět vzpřímeně, neopírat se o dveře/loketní opěrku ani nepokládat nohy na palubní desku, za třetí musí být opěradlo sedadla nastaveno tak, aby pasažér seděl, nikoli v pololehu, za čtvrté, ruce na volantu musí být při otáčení na boku, nikoli nahoře nebo „úhlopříčně“.

Milovníci nálepek často trpí poruchami polštáře. Jejich umístěním na palubní desku a volant v oblastech okenních štěrbin, kterými se airbagy otevírají, tím majitelé automobilů zkreslují „geometrii“ jejich otevírání a také prodlužují dobu jejich aktivace. Z těchto důvodů je ochrana neúčinná a někdy dokonce nebezpečná. Leštidla palubní desky mohou také ovlivnit „otvíratelnost“, protože některé z nich zvyšují pevnost plastových panelů. Někdy jsou boční polštáře umístěny v zadní části sedadla, což znamená, že na ně nemůžete nasadit potahy, protože se polštář nebude moci správně otevřít. Airbagy jsou také velmi nebezpečné, pokud osoba, kterou chrání, nosí brýle: při nasazení může dojít k vážnému poškození očí kvůli velké síle nárazu.

Existují statistiky, které ukazují dopad airbagů na zranění při nehodě. Co byste měli udělat, abyste snížili pravděpodobnost zranění?

Pokud je vaše vozidlo vybaveno airbagem, neumisťujte dětské sedačky zády ke směru jízdy na sedadlo vozidla, kde je airbag umístěn. Při nafouknutí může airbag posunout sedadlo a způsobit zranění dítěte.

Airbagy na sedadle spolujezdce zvyšují riziko úmrtí dětí mladších 13 let sedících na tomto sedadle. Dítě menší než 150 cm může být zasaženo do hlavy airbagem vystřeleným při rychlosti 322 km/h. Existují různé úrovně ochrany airbagů. Národní úřad pro bezpečnost silničního provozu (NHTSA) vyvinul pro tento parametr „hvězdičkovou“ hodnotící stupnici. Počet hvězdiček tedy udává procento vážného poškození, které utrpí cestující při čelní srážce vozidel (za vážné poškození se považuje nutnost okamžité hospitalizace s ohrožením života).

***** = 10% nebo méně pravděpodobnost vážného zranění
**** = 11% – 20% pravděpodobnost vážného poškození
*** = 21% – 35% pravděpodobnost vážného poškození
** = 36% – 45% pravděpodobnost vážného poškození
* = 46% nebo vyšší pravděpodobnost vážného zranění
Údržba – výměna airbagů

Obecně se uznává, že pokud má auto airbagy, nemusíte na ně myslet. To je vážná mylná představa. Každá automobilka doporučuje tato ochranná zařízení po určité době vyměnit. Do roku 1992 to bylo 10 let pro všechna vozidla. Později se u modelů Mercedes a poté u některých dalších značek interval výměny airbagů prodloužil na 15 let. Při kontrole funkčnosti čidel a elektrického obvodu tohoto zabezpečovacího systému jsou také některé zvláštnosti. Není to však možné udělat sami nebo v garáži „strýčka Vasyi“. Činnost snímačů airbagů je vhodné zkontrolovat na značkových čerpacích stanicích, kde je součástí běžné údržby diagnostika tohoto systému. Navíc, pokud se zjistí závady ve fungování airbagů, bude se mít na koho reklamovat, jen nezapomeňte vyžadovat značky v servisní knížce o provedené údržbě.

Polštáře by také měli měnit pouze odborníci ze značkového autoservisu, protože i sebemenší odchylky při instalaci mohou způsobit selhání systému při kolizi nebo bezdůvodnou činnost.

Součástí systému, který zajišťuje činnost airbagů, je elektronické diagnostické zařízení. Funguje, když je zapnuté zapalování auta. V případě zjištění poruchy na přístrojové desce za chodu motoru se rozsvítí varovná kontrolka v podobě symbolu nebo nápisu airbag, SRS apod.

Na závěr bychom rádi ještě jednou upozornili na skutečnost, že airbagy mohou poskytnout ochranu pouze při splnění všech výše uvedených požadavků. Jejich ignorování vede k tragickým následkům.