Poduszki powietrzne – co warto o nich wiedzieć?

Jak są zbudowane poduszki powietrzne?

Poduszki powietrzne to jeden z pasywnych systemów bezpieczeństwa. Do tej kategorii zaliczamy także:

• pasy bezpieczeństwa z napinaczami,
• zagłówki foteli,
• foteliki dziecięce,
• systemy Pre-Safe odpowiedzialne za: domykanie szyb, optymalne ustawienie foteli, automatyczne napinanie pasów przed zderzeniem.

To wszystkie elementy konstrukcyjne pojazdu oraz systemy, które mają minimalizować skutki wypadku lub kolizji.

W momencie zderzenia czołowego lub bocznego poduszki powietrzne mają ograniczać ryzyko uszkodzenia ciała spowodowanego np. uderzeniem w deskę rozdzielczą.

Poduszki powietrzne montowane obecnie w pojazdach składają się z następujących elementów:
 

Sterownik

To serce całego układu. Decyduje o aktywacji poduszek powietrznych, a także rozpoznaje i przetwarza wiele różnych sygnałów. W nowoczesnych systemach sterownik dopasowuje sposób aktywacji poduszek do wielu parametrów jak:

• kierunek działania siły (kierunek uderzenia),
• kąt, pod jakim doszło do uderzenia,
• rodzaj wypadku.

Na podstawie stopnia intensywności uderzenia sterownik decyduje, czy aktywować poduszki powietrzne oraz na jakim stopniu napełnienia. Sterownik przesyła za pomocą systemów mikroprocesorowych sygnał do generatora gazu. Spełnia także wiele innych funkcji:

• autodiagnostyka całego układu,
• zapisywanie w pamięci występujących błędów,
• aktywacja lampki kontrolnej poduszek powietrzny w przypadku awarii systemu,
• rozpoznawanie sygnałów wysyłanych przez czujniki,
• wyzwalanie odpowiednich obwodów zapłonowych,
• zasilanie obwodów zapłonowych energią.
   

Czujnik zderzeniowy

Element warunkujący prawidłowe działanie sterownika. Czujnik zderzeniowy przesyła sygnał, na podstawie którego układ aktywujący uruchamia poduszki powietrzne oraz napinacze pasów bezpieczeństwa. W niektórych systemach odcina dopływ paliwa do silnika, aby zminimalizować ryzyko wybuchu. Czujnik zderzeniowy może być zamontowany bezpośrednio w sterowniku lub jako elementy satelitarne zlokalizowane z przodu i na boku pojazdu.

Czujniki przednie są zawsze instalowane podwójnie. Działają w układzie drgającym masa-sprężyna. Czujniki ruchu mogą być także wykonane z zastosowaniem masy krzemowej. Charakteryzują się dużą szybkością reakcji, dlatego najszybciej dostarczają do sterownika informację i zderzeniu bocznym. Powszechnie stosowane są również czujniki ciśnienia. Najczęściej montuje się je w drzwiach. Reagują one na zmianę ciśnienia we wnętrzu drzwi w trakcie wypadku.
 

Poduszka

Poduszka powietrzna kierowcy składa się z worka, generatora oraz osłony poduszki powietrznej. Sama poduszka jest wykonana z bardzo wytrzymałej, odpornej na starzenie tkaniny poliamidowej. Charakteryzuje ją niski współczynnik tarcia, łatwa rozwijalność oraz brak negatywnego oddziaływania na skórę. Poduszka jest posypana talkiem, co stanowi dodatkowe zabezpieczenie i zapobiega sklejeniu się materiału. We wnętrzu poduszki znajdują się taśmy chwytne, które nadają workowi wymagany kształt. Objętość poduszki powietrznej kierowcy to 35-45 dm3, a poduszki pasażera 60-75 dm3. Standardowy sposób rozwijania poduszek nazywa się gwiaździstym., Podczas aktywacji worek wykazuje mniejsze rozdęcie w kierunku kierowcy. Jest to korzystne w chwili, gdy pasażerowie nie znajdują się w prawidłowej pozycji siedzącej.
 

Jakie są rodzaje poduszek powietrznych?

We współczesnych pojazdach montowane poduszki powietrzne są rozmieszczone praktycznie w całej kabinie. Zaliczamy do nich:
 

• Przednie poduszki powietrzne (kierowcy i pasażera)

Poduszka kierowcy jest montowana w kierownicy, a pasażera w desce rozdzielczej. W większości aut poduszka pasażera może być ręcznie dezaktywowana. Jest to konieczne podczas montażu fotelika dziecięcego na przednim siedzeniu.
 

• Boczne poduszki powietrzne (kierowcy i pasażera)

W większości pojazdów są umieszczone w bocznej krawędzi oparcia przedniego fotela. Niektóre wersje wyposażenia obejmują boczne poduszki powietrzne dla pasażerów siedzących z tyłu. Nowoczesne poduszki są podzielone na dwie komory. Twardsza ma chronić miednicę, a bardziej miękka klatkę piersiową.
 

• Boczne kurtyny powietrzne

W zależności od modelu auta oraz wersji wyposażenia poduszki kurtynowe mogą być montowane w przedniej lub tylnej części dachu bądź pomiędzy słupkami.
 

• Kolanowe poduszki powietrzne

Poduszka dla kierowcy jest montowana pod kierownicą. Poduszka dla pasażera siedzącego z przodu umieszczona jest pod schowkiem.
 

• Centralne poduszki powietrzne

Montowane w podłokietniku przednich siedzeń lub w środkowej części oparcia tylnych siedzeń.
 

• Poduszki powietrzne dla pieszych

Rozwiązania zaprojektowane, aby zminimalizować poziom obrażeń pieszych w momencie kolizji z pojazdem.
 

Jak działają poduszki powietrzne?

Wybuch poduszek powietrznych jest inicjowany podczas zderzenia przez sygnał, który generują czujniki bezwładnościowe. Są one rozmieszczone w różnych miejscach samochodu. Ich zadaniem jest rozpoznanie wartości siły oraz kierunku jej działania. Dzięki temu mogą zainicjować aktywację odpowiednich poduszek.

W nowoczesnych sterownikach poduszek powietrznych zapisywane są informacje, które uzyskuje się w wyniku testów zderzeniowych. To pozwala na rozpoznanie wypadku po stopniu intensywności uderzenia.

System dokonuje następującego stopniowania:

• stopień ciężkości wypadku 0 – lekki wypadek, podczas którego poduszki powietrzne nie są aktywowane,
• stopień ciężkości wypadku 1 – wypadek średniego stopnia, podczas którego możliwa jest aktywacja poduszek powietrznych na pierwszym stopniu napełnienia,
• stopień ciężkości wypadku 2 – ciężki wypadek, podczas którego poduszki powietrzne są aktywowane na pierwszym stopniu napełnienia,
• stopień ciężkości wypadku 3 – bardzo ciężki wypadek, podczas którego następuje aktywacja poduszek na pierwszym i drugim stopniu napełnienia.

Poza stopniem ciężkości wypadku sterownik uwzględnia wymienione wcześniej parametry jak kierunek uderzenia oraz rodzaj zderzenia.

Czas od wybuchu poduszki powietrznej do jej całkowitego napełnienia wynosi:

• 30-40 ms dla poduszki kierowcy,
• 60-70 ms dla poduszki pasażera.

Dla porównania mrugnięcie okiem trwa ok. 100 ms.

W momencie wybuchu sterownik aktywuje generator. Podczas aktywacji poduszek powietrznych tak naprawdę nie dochodzi do wybuchu lecz spalenia ładunku, który składa się z azydku sodu. Znajduje się on najczęściej w komorze spalania i ma postać hermetycznie zapakowanej tabletki. Prąd zapłonowy rozgrzewa cienki drucik, który powoduje zapalenie ładunku zapłonowego. Powstający w trakcie spalania gaz rozpręża się i reaguje z utleniaczem (tlenek miedzi lub żelaza). W efekcie powstaje prawie czysty azot, który napełnia worek poduszki powietrznej. Rodzaj użytego ładunku jest dostosowany do wielkości worka poduszki powietrznej oraz wymaganej szybkości otwierania. W wyniku reakcji chemicznej po zapłonie temperatura w komorze spalania wzrasta do 700 stopni. Wydzielany gaz przepływa przez specjalne sito filtracyjne pod ciśnieniem ok. 120 bar. Dzięki temu ulega schłodzeniu do temperatury ok. 80 stopni.

System poduszek powietrznych jest wyposażony w zabezpieczenie, które uniemożliwia ich wybuch, jeśli osoba podróżująca pojazdem nie ma zapiętych pasów bezpieczeństwa. Gdyby w takiej sytuacji doszło do detonacji poduszek, to mogłyby one wyrządzić więcej szkody niż pożytku.

Wszystkie poduszki powietrzne mają specjalne otwory, które umożliwiają wypływ gazu z worka podczas uderzenia. To pozwala zmaksymalizować pochłanianie energii podchodzącej od uderzenia kierowcy lub pasażera.
 

Czy poduszki powietrzne wymagają serwisowania?

Podczas typowej eksploatacji samochodu nie ma konieczności serwisowania poduszek powietrznych. W przeszłości praktykowano taką procedurę. Wymiana poduszek powietrznych odbywała się co 10-15 lat. Każdy samochód miał tabliczkę znamionową wskazującą termin montażu nowej poduszki. W praktyce okazało się, że ich trwałość jest dużo większa. Worek poduszki jest wykonany z materiału, którego trwałość przewyższa żywotność samego pojazdu. Nawet w starych autach, które są poddawane utylizacji, poduszki powietrzne nadal działają bez zarzutu. Często wymagają one kontrolowanej aktywacji przed utylizacją.

Nie oznacza to, że poduszki powietrzne są całkowicie bezawaryjne i odporne na błędy lub uszkodzenia. O wszelkich nieprawidłowościach informuje odpowiednia kontrolka. Jej zapalenie może oznaczać:

• rozłączenie wtyczek od poszczególnych poduszek,
• zużycie lub uszkodzenie przewodów łączących poduszki ze sterownikiem,
• awarię czujnika zderzenia.

Kontrolę i wszelkie prace przy systemie poduszek powietrznych powinien wykonywać wyspecjalizowany personel.
 

Jak rozpoznać „wystrzelone” poduszki powietrzne?

Jeśli planujesz zakup używanego samochodu, to podczas jego oględzin powinieneś zwrócić szczególną uwagę na stan poduszek powietrznych. To pozwoli Ci ocenić, czy pojazd jest w rzeczywistości bezwypadkowy, a poduszki nigdy nie zostały wystrzelone.

Twoją czujność powinno wzbudzić, jeśli:

• lampki kontrolne ciśnienia oleju oraz odpowiadająca za prawidłowe działanie poduszek powietrznych gasną w tym samym momencie. To może wskazywać, że oba elementy są podłączone do jednej kontrolki, aby wprowadzić kupującego w błąd,
   
• zauważalne są ślady ściągania panelu kierownicy (zarysowania), a zaślepki śrub są w nieco innym kolorze lub odcieniu,
   
• podłużnice podczas kontroli na kanale wykazują ślady uszkodzenia, co wskazuje na udział pojazdu w wypadku,
   
• na desce rozdzielczej zauważalne są przebarwienia.

Poduszki powietrzne to ważny element systemu bezpieczeństwa w pojeździe. Podczas zakupu nowego samochodu powinieneś zwrócić uwagę na liczbę i rozmieszczenie poduszek powietrznych. To w prosty sposób przekłada się na poziom ochrony kierowcy i pasażerów.