Przedmioty:
- Zarys ogólny
- Siła zderzenia aż do zatrzymania
- Czujniki opóźnienia
- Moduły poduszek powietrznych
- Kierownica i poduszka powietrzna pasażera
- Kręta wiosna
- Boczna poduszka powietrzna
- Kurtynowa poduszka powietrzna
- Poduszka powietrzna kolanowa
- napinacz pasa bezpieczeństwa
Ogólne:
Poduszka powietrzna to dodatkowy system ochrony. Razem z pasami bezpieczeństwa poduszki powietrzne mają za zadanie chronić pasażerów samochodu w razie udziału w kolizji. Prawie każdy nowoczesny samochód ma jedną lub więcej poduszek powietrznych. Są to poduszki powietrzne, które znajdują się w kierownicy po stronie kierowcy i w desce rozdzielczej po stronie pasażera. Bardziej zaawansowane modele posiadają także boczne poduszki powietrzne w podsufitce, drzwiach czy siedzeniach.
Poduszki powietrzne wyzwalają się, gdy pojazd zwalnia o więcej niż 12 m/s². Czujniki zderzenia rejestrują opóźnienie i przekazują je do sterownika poduszki powietrznej. Jednostka sterująca steruje poduszkami powietrznymi, które napełniają się całkowicie w ciągu kilku milisekund.
Oprócz poduszek powietrznych jednostka sterująca steruje wieloma elementami bezpieczeństwa, aby jak najlepiej chronić pasażerów pojazdu. Nie wszystkie komponenty są sterowane jednocześnie. Czas programuje się w oprogramowaniu centrali. W zależności od intensywności zderzenia aktywowane są następujące elementy bezpieczeństwa:
- W przypadku drobnej kolizji: nic się nie dzieje;
- W przypadku nieco poważniejszej kolizji: aktywują się napinacze pasów bezpieczeństwa. Jeżeli pojazd jest wyposażony w czujnik zajętości siedzenia, napinacz pasa bezpieczeństwa pasażera z przodu zostanie uruchomiony dopiero wtedy, gdy czujnik wykryje osobę na siedzeniu;
- W przypadku jeszcze poważniejszej kolizji: Wyzwolenie poduszki powietrznej. Nowoczesne systemy wyposażone są w dwustopniową poduszkę powietrzną.
- Przy niewielkim zwalnianiu, podczas którego następuje wyzwolenie poduszki powietrznej, czas pomiędzy pierwszą a drugą fazą wynosi 100 ms.
- Przy większym opóźnieniu czas pomiędzy pierwszą a drugą fazą jest krótszy.
- Jeżeli opóźnienie jest bardzo duże, pierwsza i druga faza mogą nawet odbywać się w tym samym czasie.
Czujniki opóźnienia:
Opóźnienie pojazdu mierzone jest za pomocą czujników opóźnienia. Jeżeli opóźnienie jest znacznie większe niż maksymalne opóźnienie hamowania samochodu, musi to być spowodowane kolizją. Kiedy czujniki poduszek powietrznych zmierzą tak duże opóźnienie, które przekracza 12 metrów na sekundę, wysyłają sygnał do urządzenia sterującego poduszką powietrzną. To z kolei spowoduje aktywację poduszek powietrznych. Przeciętny samochód osobowy z dobrymi hamulcami ma opóźnienie hamowania od 5 do 7 metrów na sekundę, samochody sportowe mogą osiągnąć opóźnienie do 8 metrów na sekundę. Oznacza to, że podczas hamowania nigdy nie można osiągnąć maksymalnego opóźnienia hamowania wynoszącego 12 m/s. Nawet podczas jazdy z małą prędkością w stronę słupa lub ściany, to opóźnienie nie zawsze zostaje osiągnięte, w związku z czym poduszki powietrzne nie zostaną uruchomione.
Większość nowszych czujników opóźnienia jest zintegrowana z jednostką sterującą, ale czasami czujniki są również montowane osobno na częściach nadwozia. Reagują na bezwładność masy w jednym kierunku, dlatego ważne jest, aby czujnik był prawidłowo zamontowany (tj. nie do góry nogami, bo wtedy w przypadku kolizji poduszki powietrzne nie zostaną uruchomione). Czujniki opóźnienia mogą być elektroniczne lub elektromechaniczne. Kryształ poezji jest zamontowany w elektronicznym czujniku opóźnienia. Kiedy do kryształu poezji przyłożona zostanie siła, powstaje w nim napięcie. Siła działająca na czujnik powstaje w wyniku hamowania podczas kolizji. Poziom generowanego napięcia zależy od siły zderzenia.
System może być również wyposażony w elektromechaniczny czujnik opóźnienia, który zamyka się mechanicznie z określoną siłą. Z tą chwilą zostaje zawarty kontakt elektroniczny. Wygenerowany sygnał jest następnie przesyłany do urządzenia sterującego. Gdy zarówno czujnik elektroniczny z kryształem poetyckim, jak i wyłącznik bezpieczeństwa wyślą sygnał do jednostki sterującej, jednostka sterująca aktywuje poduszki powietrzne we wnętrzu.
Moduły poduszek powietrznych:
Dla każdej kierownicy, poduszki pasażera i bocznej poduszki powietrznej dostępne są oddzielne moduły poduszek powietrznych. Gdy jednostka sterująca zasili moduły poduszek powietrznych napięciem, moduły poduszek powietrznych zostaną aktywowane. Następuje eksplozja, podczas której uwalnia się duża ilość gazu składającego się w 99% z azotu. Gaz ten całkowicie napełnia poduszkę powietrzną. Poduszka powietrzna rozwija się przy prędkości około 300 km/h. Po napełnieniu poduszki powietrznej ze względów bezpieczeństwa należy ją bardzo szybko opróżnić. Z tyłu modułów poduszek powietrznych znajdują się duże otwory, przez które może ulatniać się ciepły gaz.
Urządzenie sterujące poduszką powietrzną:
Sterownik poduszki powietrznej steruje modułami poduszek powietrznych w celu aktywacji poduszki powietrznej. Kolejnym zadaniem urządzenia sterującego poduszką powietrzną jest włączanie poduszek powietrznych tylko tam, gdzie siedzą pasażerowie. Pod tapicerką siedzenia znajduje się specjalna mata sensoryczna, która rejestruje, czy ktoś siedzi na siedzeniu. W takim przypadku sterownik poduszki powietrznej będzie również sterował tą poduszką powietrzną. Jeśli nikt nie siedzi na siedzeniu, poduszka powietrzna nie zostanie wyzwolona. To bardzo pomaga w oszczędzaniu kosztów, ponieważ poduszka powietrzna nie jest tania. Ze względów bezpieczeństwa kontrolka awarii poduszki powietrznej włącza się w przypadku uszkodzenia maty czujnika.
Istnieją również dwustopniowe poduszki powietrzne, które rozwijają się w zależności od masy ciała osoby. Wspomniana mata sensoryczna mierzy wagę. Jeśli jest niski, aktywowany jest stopień 1. Jeżeli waga przekracza np. 100 kg, włącza się II etap. W drugim etapie zwiększa się ilość powietrza w worku, co powoduje większe napompowanie worka.
Jednostka sterująca zawsze podaje do poduszki powietrznej określone niskie napięcie i na podstawie rezystancji może wykryć, czy poduszka powietrzna jest nadal obecna i czy jest sprawna. Kontrola ta odbywa się cztery razy na sekundę. Jeżeli poduszka powietrzna zostanie usunięta, jednostka sterująca rozpozna to i natychmiast zaświeci się kontrolka usterki poduszki powietrznej. Może się to zdarzyć, gdy zapłon zostanie włączony, gdy działa część układu zdemontowany. Ze względów bezpieczeństwa kontrolka nie będzie już gaśnie, dopóki nie zostanie zresetowana komputerem odczytowym poprzez system OBD.
Kierownica i poduszka powietrzna pasażera:
Poduszka powietrzna kierownicy znajduje się pośrodku kierownicy. W przypadku zderzenia czołowego następuje jego całkowite napompowanie w bardzo krótkim czasie. Zadaniem tej poduszki powietrznej jest amortyzacja poruszającego się do przodu pasażera. Po napełnieniu poduszka powietrzna natychmiast się opróżnia, w przeciwnym razie istnieje ryzyko uduszenia.
Poduszka powietrzna kierowcy ma pojemność około 35 litrów, a poduszka powietrzna pasażera ma pojemność 65 litrów. Poduszka powietrzna pasażera ma większą pojemność, ponieważ deska rozdzielcza jest dalej od siedzenia.
Poduszki powietrzne układu kierowniczego i pasażera nie napełniają się w przypadku zderzeń bocznych, dachowań, zderzeń tylnych i jazdy po nierównym terenie/krawężnikach. Poduszki powietrzne uruchamiają się wyłącznie w przypadku zderzenia czołowego.
Sprężyna kręta:
Do podłączenia poduszki powietrznej w kierownicy do sterownika potrzebny jest specjalny przewód. Zwykły gwint może się zużyć po długim czasie z powodu częstego skręcania. Drut nazywany jest również rolką kontaktową, sprężyną nawojową lub sprężyną spiralną. Najczęstszą nazwą tych trzech jest sprężyna śrubowa. Jest to długi, szeroki, płaski drut (lub wstęga) owinięty wokół osi kierownicy. W ten sposób można łatwo uzyskać maksymalny kąt skrętu. Podczas demontażu sprężyny śrubowej należy zwrócić szczególną uwagę na położenie, w którym jest ona demontowana. Jeśli sprężyna naciągowa zostanie skręcona przed montażem, sprężyna pęknie podczas kierowania po montażu. Kontrolka poduszki powietrznej natychmiast się zaświeci, ponieważ do poduszki powietrznej kierownicy nie można już przesłać napięcia. Sprężyny naciągowej po pęknięciu nie można naprawiać, a jedynie wymienić.
Boczna poduszka powietrzna:
Boczne poduszki powietrzne, zwane także poduszkami powietrznymi w drzwiach lub poduszkami powietrznymi w siedzeniach, mają za zadanie chronić pasażerów przed uderzeniami bocznymi. Poduszkę powietrzną można umieścić w drzwiach lub w oparciu siedzenia. Tapicerka drzwi lub siedziska ulegnie rozerwaniu, jeśli szew zostanie specjalnie przygotowany do tego celu.
Kurtynowa poduszka powietrzna:
Kurtynowa poduszka powietrzna jest zamontowana w górnej części podsufitki. W przypadku uderzenia bocznego nadmuchuje się i chroni zarówno pasażerów z przodu, jak i z tyłu.
Poduszka powietrzna kolanowa:
Poduszka powietrzna kolan, jak sama nazwa wskazuje, chroni kolana w przypadku zderzenia czołowego. Co roku wiele urazów jest spowodowanych gwałtownym uderzeniem kolan w deskę rozdzielczą. Te wytrzymałe poduszki powietrzne starają się temu zapobiec w jak największym stopniu. Te poduszki powietrzne mają najkrótszą żywotność na rynku i nie są jeszcze powszechnie stosowane.
Napinacze pasów bezpieczeństwa:
Układy bezpieczeństwa są również często wyposażone w napinacze pasów. Napinacze pasów są również sterowane przez sterownik poduszki powietrznej. Działanie napinaczy pasów wraz z napinaczem przy części zamykającej zwijacza opisano na stronie napinacz pasa bezpieczeństwa.
