Szkoła Aspirantów PSP Kraków:10.01.2000

w Krakowie

PRACA ZALICZENIOWA

Z

TAKTYKI DZIAŁAŃ RATOWNICZYCH

TEMAT: PODUSZKA POWIETRZNA ( AIRBAG)

WYKONAŁ :

str.kdt. Piotr Mazal

W pracy tej zostaną udzielone odpowiedzi na wiele zagadnień dotyczących poduszek powietrznych. A zwłaszcza zostanie położony nacisk na takie pytania jak:

1.Czy poduszka ratuje życie ?

2.Z jakich elementów składa się system ?

3.Kiedy poduszka powinna się otworzyć ?

4.Co dzieje się w czasie wypadku z poduszką ?

5.Jak powinno się podróżować z airbagiem ?

6.Czy strach przed poduszką jest uzasadniony ?

Poduszki powietrzne zainstalowane w wewnętrznej części koła kierownicy lub na przedniej półce to element układu który w razie wypadku może uratować życie.

W momencie wypadku uderzenie głową o wystające elementy wnętrza samochodu może spowodować ciężkie obrażenia lub śmierć.

Przed skutkiem uderzenia chronią poduszki powietrzne , które tworzą skomplikowany system bezpieczeństwa , złożony z kilku elementów.

Sercem układu jest sterownik , decydujący o uruchomieniu systemu. Otworzenie poduszek powietrznych powinno nastąpić tylko w przypadku , gdy auto uderzy w przeszkodę czołowo lub pod kątem 30 stopni od osi pojazdu . Niedopuszczalne jest odpalenie airbagów przy zderzeniu bocznym lub przy silnym hamowaniu .Obecnie montowane sterowniki są nieczułe na nierówności drogi , nie zadziałają przy uderzeniu powodującym otarcie lakieru . Zanim jednak airbagi stały się bezpieczne , konstruktorzy błądzili po omacku , ucząc się na własnych błędach i cudzych nieszczęściach .

W Europie pierwsze airbagi mieli możliwość zamawiać za dopłatą klienci firmy Mercedes . Był rok 1981 . dziesięć lat później firma opublikowała sensacyjne wyniki swoich badań , w których analizowano wszystkie znane przypadki uruchomienia poduszek w autach własnej produkcji : ani jeden pasażer Mercedesa chroniony poduszką , nie doznał obrażeń śmiertelnych .

Pierwsze airbagi uruchamiane były przez czujnik instalowany w zderzakach i błotnikach samochodów . Wkrótce zaniechano takich rozwiązań , ponieważ otwarcie poduszek następowało przy nieszkodliwych stłuczkach , powodując więcej szkody niż pożytku .Konstruując pierwsze moduły sterujące montowane w konsoli głównej , nie narażone na bezpośrednie , projektanci wyszli z założenia , że najskuteczniejsze są rozwiązania najprostsze . Tu zaczęła się kariera czujników bezwładnościowych , czyli tłoczków lub kulek , które pod wpływem uderzenia auta w przeszkodę nabierały przyśpieszenia względem nadwozia , pokonując blokadę złożoną z systemu sprężynek . Odtąd poduszki odpalane były już tylko przy uderzeniach , które mogły zagrozić życiu kierowcy lub pasażera . Obecnie stosowane moduły sterujące to wyrafinowane układy elektroniczne , złożone najczęściej z trzech niezależnych elementów :

czujnika mechanicznego , czujnika piezoelektrycznego oraz tzw. układu autodiagnostycznego . Czujnik mechaniczny to kulka lub tłoczek mierzący opóźnienie pojazdu . Czujnik piezoelektryczny złożony z kryształów przesuwających się względem siebie , wytwarzając impuls elektryczny . Zadaniem jego jest pomiar kąta uderzenia pojazdu w przeszkodę . Nad tymi dwoma elementami czuwa układ autodiagnostyczny , który bada sprawność obu urządzeń , analizuje także - twardość przeszkody , w jaką auto uderzyło . Dopiero wspólna decyzja tych trzech urządzeń , tworzących tzw. moduł sterujący , może zdetonować ładunek chemiczny umieszczony w kole kierownicy . Na wypadek odłączenia lub uszkodzenia akumulatora , w sterowniku znajduje się kondensator przechowujący energię elektryczną potrzebną do uruchomienia systemu .O ile obecnie stosowane konstrukcje sterowników nieznacznie różnią się od siebie , to jeżeli chodzi o same poduszki , producenci samochodów stosują różne rozwiązania .Zależnie od marki samochodu poduszka kierowcy może mieć różne wielkości od 35 L ( tzw. eurobag ) do 70 L ( tzw. standard amerykański ) Poduszka pasażera ma większą objętość ,najczęściej 90 L , a niektórych modelach nawet 130 L . Tak duże różnice w wielkości tłumaczy się tym , że w USA nie ma tradycji zapinania pasów bezpieczeństwa i airbag miał je zastąpić . gwałtownie napełniająca się poduszka ( z prędkością do 300 km/h ) jest bezpieczna tylko pod warunkiem zapięcia pasów . Poduszka to worek z cienkiego , odpornego na rozerwanie tworzywa sztucznego , który można złożyć do małych rozmiarów , ale do napełnienia poduszki o pojemności 60 L zastosowany został zbiornik wypełniony nieszkodliwym gazem ( hel , argon ) pod ciśnieniem 200 atmosfer .

Najważniejszą rzeczą w tym systemie jest moment w którym należy zacząć całą procedurę.

Otworzyć ,nie otworzyć ? Teraz czy za chwilę ? O ludzkim życiu decyduje płytka o wielkości pudełka papierosów .

Tą płytką jest prosty układ elektroniczny , w pamięci jego zakodowanych jest kilkaset wzorów wypadków pochodzących z symulacji komputerowych crash-testów , kolizji , które miały miejsce naprawdę . Na podstawie przebiegu opóźnień układ porównuje rzeczywisty wypadek z charakterystykami zawartymi w swojej pamięci i decyduje uruchomieniu poduszek . Długotrwała na pozór procedura pracy kilku czujników trwa zaledwie ok. dwóch setnych części sekundy . Jest to minimalny czas , jaki może minąć od zetknięcia się zderzaka z przeszkodą do wyzwolenia impulsu otwierającego poduszkę . Jest to sygnał elektryczny o natężeniu 800 mA , który rozgrzewa drut w zapalniku i powoduje zapalenie ładunku wybuchowego . Rozerwanie osłon poduszek następuje po dalszych 5 milisekundach ( 0,005 s ) Podczas napełniania się poduszek syntetyczna tkanina przemieszcza się w kierunku głowy człowieka z prędkością 300 km/h . Gdyby w tym momencie nastąpił kontakt poduszki z głową kierowcy lub pasażera , odnieśli by oni dodatkowe obrażenia . Dlatego ten kontakt następuje dopiero w chwili całkowitego napełnienia poduszki . Od zetknięcia się zderzaka z przeszkodą upłynęło ok.50-60 ms (0,05-0,06 s).Poduszka powietrzna tylko przez ułamek sekundy znajduje się w stanie całkowitego napełnienia .Ma ona w tylnej części otwory ,przez które uchodzi gaz .

Ciało człowieka zapada się w opróżniający się worek, stopniowo wytracając prędkość. Poduszka opróżnia się w czasie ok. 100 ms

(0,1 s) Gdyby airbag dłużej pozostawał napełniony ,głowa odbijała by się od niego. Cały proces trwa ok.150 ms (0,15 s) Tak w przybliżeniu wygląda działanie airbagów .

Rzadko zdarza się ,aby samochód ,którego kierowca stracił panowanie nad kierownicą ,tylko jeden raz uderzył, w pierwszą napotkaną przeszkodę i natychmiast się zatrzymał .Najczęściej auto odbija się ,obraca, czasem koziołkuje . Czasem z dużą prędkością taranuje miękkie przeszkody , by dopiero po chwili uderzyć w drzewo. Gdyby poduszki odpalane były w kontakcie z pierwszą miękką przeszkodą , to ta ostatnia mogła by okazać się śmiertelna. Dlatego układ elektroniczny robi z poduszek użytek w ostateczności.

Co jakiś czas ożywają dyskusje na temat zagrożeń powodowanych przez poduszki powietrzne .W USA doliczono się ponad 120 wypadków śmiertelnych spowodowanych zadziałaniem airbagów. Takie zdarzenia choć niezmiernie rzadkie ,osłabiają zaufanie do poduszek . Tymczasem obrażenia ,jakich doznają ludzie na skutek działania poduszek, w większości spowodowane są nieprzestrzeganiem podstawowych zasad używania samochodów wyposażonych w poduszki powietrzne .Większość ofiar to dzieci . Wraz z pojawieniem się airbagów dla pasażera dobiegła końca kariera dziecięcych fotelików ,montowanych na przednich siedzeniach tyłem do kierunku jazdy .Dziecko przewożone w ten sposób w samochodzie z poduszką dla pasażera jest w razie wypadku o 30 proc. bardziej narażone na odniesienie obrażeń , niż w samochodzie który tej poduszki nie ma .Podobnie dzieci do lat 12 i dorośli o wzroście poniżej 150 cm nie powinni siadać w ogóle na fotelu obok kierowcy. Niektórzy producenci samochodów np.VW oferuje możliwość odłączenia poduszki dla pasażera co wymaga wizyty w serwisie , a ponowne uaktywnienie kolejnej wizyty i co za tym idzie sporych kosztów .Tylko w niektórych autach np. mercedes klasy A czy SLK można odłączyć poduszkę łatwo dostępnym przyciskiem .

Dorośli ,zarówno kierowcy jak i pasażerowie ,powinni tak ustawiać fotel ,aby najmniejsza odległość od poduszki do ciała była nie mniejsza niż 30 cm .Zawsze przy tym należy pamiętać o zapięciu pasów bezpieczeństwa .Dla człowieka nie przypiętego pasami do fotela poduszka jest groźniejsza niż jej brak .W momencie uderzenia auta w przeszkodę głowa zetknie się z kierownicą lub deską rozdzielczą jeszcze przed otwarciem poduszki , by po chwili otrzymać kolejne uderzenie workiem napełniającym się z bardzo dużą prędkością .

Niedopuszczalne jest opieranie się nogami lub jakąkolwiek częścią ciała o przednią półkę , gdzie zamontowana jest poduszka . Pasażer chroniony poduszką powinien unikać odczytywania mapy lub gazety w trakcie jazdy ,nie trzymać na kolanach teczki czy bagaży . Należy dbać oto aby pomiędzy poduszką a głową nie było jakichkolwiek przedmiotów .

Najnowsze auta mają też boczne poduszki zamontowane w drzwiach lub bocznej części fotela. W samochodach wyposażonych w boczne poduszki nie ma możliwości montażu głośników w dziwach nawet wtedy gdy poduszka umieszczona jest w fotelu . Boczne airbagi uruchamiane są przez czujnik ciśnieniowy umieszczony w dziwach jakakolwiek więc ingerencja w szczelności czy objętości komory drzwiowej może zakłócić działanie tego czujnika . Samych foteli nie wolno wyjmować z samochodu , nie wolno nakładać na nie też pokrowców

Czy należy bać się poduszki powietrznej ?

Osoby siedzące prawidłowo nie powinny bać się poduszek powietrznych . Należy przestrzegać następujących wskazówek .Przy wciśniętych pedałach nogi kierowcy powinny być lekko ugięte ,jeśli plecy na całej długości stykają się z oparciem fotela , ręce są ugięte. Pomiędzy dachem i głową kierowcy powinna zmieścić się pięść. Górny punkt zagłówka znajduje się na tym samym poziomie co góra głowy. Wysokość górnego punktu kotwiczenia pasów bezpieczeństwa ustawić tak, żeby pas opierał się na nie szyi, lecz na ramieniu. Pasażer zajmuje podobną pozycję.

Przedstawię teraz najczęściej zadawane pytania na temat poduszek powietrznych , oraz odpowiedzi na nie udzielone przez fachowców.

Czy osoby o niskim wzroście są szczególnie zagrożone ,ponieważ muszą przysuwać fotel mocno do przodu ?

Pozycja siedząca ma dla efektów działania poduszki bardzo duże znaczenie. Odległość co najmniej 30 cm pomiędzy klatką piersiową i kierownicą powinna być zachowana. Zgodnie z opisami wypadków z USA osoby bardzo małe a zwłaszcza kobiety są zagrożone , jeśli siedzą bardzo blisko kierownicy.

Czy osoby korpulentne oraz kobiety w ciąży powinny obawiać się poduszki.

Nie są zagrożone, jeśli zajmą właściwą pozycję siedzącą i mają zapięte pasy. Kobiety w ciąży powinny zwrócić uwag, żeby dolna część pasa przebiegała poniżej płodu.

Czy regulacja położenia kolumny kierownicy ma wpływ na działanie airbagu ?

Regulacja powinna być dopasowana do ergonomicznej pozycji siedzącej kierowcy. Na funkcjonowanie airbagu ma wpływ tylko w ekstremalnych położeniach.

Czy poduszka może otworzyć się podczas pracy ratowników przy samochodzie po wypadku ?

W rzadkich przypadkach. Dlatego silnik samochodu powinien być wyłączony i akumulator odłączony .

Czy pasażer podczas jazdy powinien zrezygnować z pochylania się do przody ,picia z butelki lub puszki ?

Tylko osoba która w czasie wypadku się pochyla i jej głowa znajduje się na drodze otwarcia poduszki, jest zagrożona. To samo dotyczy sytuacji, w której butelka lub puszka podczas zderzenia znajdzie się w miejscu otwarcia się poduszki powietrznej. Pasażer powinien bezpośrednio przed wypadkiem trzymać ramiona przy sobie, a wtedy na pewno nic się nie stanie.

Czy palenie papierosów lub osoby noszące okulary są zagrożone ?

Zasadniczo osoby noszące okulary narażone są na trochę większe ryzyko podczas wypadku. Podobnie jest z palaczami.

Czy pasażerowie w ogóle potrzebują poduszki ?

Tak, choć kierowca potrzebuje go jeszcze bardziej, ponieważ może uderzyć głową w kierownicę, a poduszka temu w ciężkich przypadkach ma zapobiegać.

Czy pełno wymiarowa poduszka powietrzna jest bezpieczniejsza niż mniejszy eurobag ?

Crash-testy wykonane przez bawarski TUV wykazały nieco korzystniejsze wartości dla poduszki pełnowartościowej. Z drugiej strony zagrożenie w przypadku niewłaściwej pozycji siedzącej jest dla Euro-airbagu mniejsze.

Czy poduszka powietrzna dla pasażera może być wyłączona ?

Opracowywane są czujniki rozpoznające, czy fotel pasażera jest zajęty. We wszystkich najnowszych modelach Mercedesa w siedzeniu pasażera są zamontowane urządzenia zapobiegające odpaleniu poduszki, gdy siedzenie jest puste. Na wyraźne życzenie poduszka dla pasażera może być w stacji obsługi Mercedesa wyłączona. Mercedes stworzył dla fotelików dziecięcych urządzenie automatycznie wyłączające airbag.

Airbag w samochodzie ratuje życie, na co dzień zapewnia poczucie bezpieczeństwa. Mało kto jednak wie, ile przykrości go czeka, gdy ten wynalazek odpali i zużyte elementy trzeba wymienić na nowe.

Praktycznie wszystkie elementy airbagu są jednorazowego użytku. Sama poduszka dlatego, że materiał poddany jest ogromnym naprężeniom mógłby nie wytrzymać kolejnego wybuchu, a ponadto nikt nie znalazł jeszcze sposobu, aby ręcznie złożyć go jak spadochron i umieścić go na dawnym miejscu. Wreszcie ładunek pirotechniczny jest na stałe złączony z workiem i w trakcie wybuchu zużywa się całkowicie. Sterownik, który otworzył poduszkę koduje tą informację i układ elektroniczny zostaje zablokowany - nigdy więcej nie zadziała.

Literatura :

1.Auto Świat nr.9,39,40,41,40/97

2.Auto Expert cz.1

3.Praca dyplomowa pt. Urządzenia elektroniczne w samochodach (Mazal Piotr ZST w Sanoku)

---