Krockkudde

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 28 juli 2022; kontroller kräver 56 redigeringar .

Krockkudden  är ett passivt säkerhetssystem ( SRS , Supplemental R estraint S ystem ) i fordon.

Det är ett elastiskt skal som är fyllt med luft eller annan gas. Krockkuddar används ofta för att dämpa kollision i händelse av en bilkollision. Måste användas tillsammans med säkerhetsbälten .

Historik

Någon sorts krockkuddar utrustades med flygplan på 1940-talet, de första patenten utfärdades på 50-talet.

1964 började den japanska bilingenjören Yasuzaburu Kobori (小堀保三郎) utveckla ett "airbag"-system för krockkuddar. Hans design använde ett sprängämne för att blåsa upp en krockkudde, för vilken han senare tilldelades patent i 14 länder. Han dog 1975 innan han såg det utbredda antagandet av krockkuddesystem. [1] [2] [3]

Den amerikanske uppfinnaren Allen Breed skapade en nyckelkomponent för användningen av krockkuddar i bilar - en bollsensor för att upptäcka en kollision. Han presenterade sin uppfinning 1967 för Chrysler . På den tiden använde amerikaner sällan säkerhetsbälten, och en sådan innovation, som möjliggör skydd av obältade passagerare i händelse av en frontalkollision, var mycket efterfrågad.

Ford skapade en experimentell serie bilar utrustade med krockkuddar 1971 ( Ford Taunus 20M P7B ). Det första exemplet på en krockkudde i en produktionsbil introducerades 1972, när Oldsmobile Toronado , en 1973 års modell, släpptes. 1974 var dubbla krockkuddar ett alternativ på vissa stora fordon tillverkade av Buick-, Cadillac- och Oldsmobile-divisionerna. Dessa enheter har inte fått något erkännande på marknaden.

På 1970-talet drabbades ett parti av 10 000 krockkuddeutrustade General Motors ( GM )-bilar inför sju dödsfall. Det antas att en av dem inträffade på grund av felet i krockkudden. Kraften från slaget var liten, men det blev en hjärtattack. På den tiden fanns det för få sådana fall för att på ett tillförlitligt sätt fastställa effektiviteten av krockkuddar, men trots detta fanns det tillräckligt med bevis för att National Highway Traffic Safety Administration ( NHTSA ) skulle komma med ett förslag om att installera krockkuddar på alla tillverkade bilar.

Sedan 1981 återinförde Mercedes-Benz krockkudden som tillval på sin senaste W126- modell . I det system som introducerats av Mercedes spänns först säkerhetsbältena vid en olycka och sedan utlöses krockkudden. Således var krockkudden inte längre placerad som ett sätt att ersätta säkerhetsbälten, utan som ett sätt att ytterligare skydda passagerarna.

Krockkuddar blev populära när Ford och General Motors introducerade produktionsmodeller i mitten av 80-talet, krockkuddar är nu standardutrustning. Autoliv , ett företag specialiserat på utveckling av bilsäkerhetssystem, patenterade en sidokrockkudde och den började också dyka upp i bilar tillverkade i mitten av 1990-talet.

Den 11 juli 1984 krävde den amerikanska regeringen att bilar tillverkade efter 1 april 1989 skulle vara utrustade med en förarkrockkudde eller automatiska säkerhetsbälten (denna teknik används nu inte, den "tvingade" föraren att spänna fast).

Trots introduktionen av krockkuddar i General Motors bilar redan på 70-talet började de dyka upp i många andra bilar först i mitten av 90-talet.

Den första ryska personbilen som installerade en krockkudde var den lyxiga exportversionen av VAZ-2109 3 känd som Lada Samara Baltic GL , som monterades på Valmet -fabriken ( Finland ) från 1996 till 1998 .

Sedan slutet av 2000-talet har krockkuddar blivit en oumbärlig del av passiv säkerhet i standardutrustningen för Lada-bilar. [fyra]

2006 introducerade Honda det första motorcykelkrockkuddesystemet installerat på en produktionsmodell av Gold Wing-modellen.

Fördelar

Krockkudden kompletterar säkerhetsbältet genom att förhindra halskotfraktur genom att föra tillbaka personens huvud till nackstödet och därmed hålla nacken rak. Därför fungerar frontkrockkuddarna endast vid en frontalkrock +-10 grader från bilens längdaxel, så att huvudet träffar nackstödet exakt. De minskar också risken för allvarliga skador genom att fördela stötkraften över passagerarens kropp.

"En nyligen genomförd studie visade att mer än 6 000 liv har räddats med krockkuddar." ( [1]  (nedlänk) )

Tidiga krockkuddar

De vanliga axelbältena eliminerades praktiskt taget i 1970-talets bilar utrustade med krockkuddar, som designades för att ersätta säkerhetsbälten vid frontalkollisioner. Krockkudden på passagerarsidan var placerad längst ner på panelen, vilket gjorde att den även skyddade passagerarens knän. Den nedre delen av panelen i förarsätet utmärktes också av sin utbuktning.

General Motors kallade sitt system ACRS (Air Cushion Restraint System). Den inkluderar en passagerarkrockkudde i bilar från 1970-talet och är designad för tvåstegsutbyggnad som senare system.

Funktionsprincipen är baserad på användningen av en enkel accelerometer som initierar en kemisk reaktion i en speciell behållare. Som ett resultat av reaktionen fylls nylonkudden snabbt med gas, vilket minskar den överbelastning som passageraren upplever vid ett skarpt stopp vid en kollision. Krockkudden har även små ventiler som används för att släppa ut gas relativt långsamt efter att en passagerare träffat den.

Främre krockkuddar får inte utlösas vid en sidokrock, en kollision bakifrån eller ett fordons vältning. På grund av det faktum att krockkuddar bara löser ut en gång och sedan snabbt töms, är de värdelösa vid en efterföljande kollision. Säkerhetsbälten hjälper till att minska risken för allvarliga skador i många situationer. De hjälper till att placera passageraren korrekt i sätet för att maximera effektiviteten hos krockkudden, samt skydda de åkande som har på sig säkerhetsbältet vid den första och efterföljande kollisionen. Därför är det viktigt att spänna fast, även i bilar utrustade med krockkuddar.

Medan de annonserades som en potentiell ersättning för säkerhetsbälten på 60- och 70-talen, marknadsförs nu krockkuddar som en extra form av skydd. De fungerar mest effektivt tillsammans med säkerhetsbälten. Biltillverkarna har omprövat sina synpunkter på att byta ut välbehövliga säkerhetsbälten mot krockkuddar.

Applikation

Dödsfall

En krockkuddeutlösning är en mycket snabb utlösning av ett stort föremål. Även om krockkuddar kan skydda de åkande under rätt förhållanden, kan de orsaka skador eller till och med dödsfall i andra situationer.

Den nya generationens krockkuddar utlöses med mindre energi, men trots detta måste passagerarna befinna sig minst 25 centimeter från dem för att undvika skador direkt från själva krockkudden vid en kollision.

1990 registrerades det första krockkudde-relaterade dödsfallet. Toppen av sådana fall inträffade 1997, då 53 sådana incidenter noterades i USA . 1994 introducerade TRW , ett bilsäkerhetsföretag, den första gasuppblåsta krockkudden med speciella sensorer, och krockkuddar som kunde blåsa upp med mindre kraft blev snart utbredda. 2005 uppträdde krockkuddar i personbilar, bestående av flera separata segment som fylls beroende på situationen. Vid den tiden hade antalet dödade krockkuddar minskat, i år var det 2 dödsfall bland barn, inga dödsfall bland vuxna. Airbag-skador är dock fortfarande mycket vanliga.

Mer än 50 000 människor har dött i bilar utrustade med krockkuddar, enligt National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). [5] . De flesta av dem skulle ha dött även om deras bilar inte hade dessa skydd, även om det är omöjligt att veta det exakta antalet dödsfall direkt från kuddarna. NHTSA och andras antagande är att det är vettigt att bara räkna de fall där man med säkerhet vet att krockkudden var orsaken till dödsfallet, och inte de där den bara kan vara orsaken; , utrustad med en krockkudde , dödades av henne. Ett tillförlitligt svar kan endast ges om det finns den mest detaljerade informationen om varje fall, vilket inte är möjligt att få fram.

Ironiskt nog har den utbredda användningen av krockkuddar gjort räddningstjänstens, brandmännens och polisens arbete mycket farligare. Krockkuddar som inte utlöses vid en kollision kan blåsas upp efter en tid och skada eller döda räddare inne i fordonet. Dessutom har användningen av sidokrockkuddar minskat antalet platser där räddare kan använda hydrauliska saxar eller andra skärverktyg för att säkert ta bort bilens tak eller dörrar. Varje räddare måste instrueras ordentligt om hur man korrekt avaktiverar krockkuddar och undviker potentiella faror. En bra försiktighetsåtgärd är att koppla bort fordonets batteri. Men idag har de flesta systemhälsodiagnostiska enheter enheter som innehåller tillräckligt med elektrisk energi för att utlösa krockkuddarna i fall där huvudbatteriet går sönder vid en kollision.

I Europa är antalet personer som inte använder säkerhetsbälte mycket litet jämfört med situationen i USA , och den genomsnittliga européen är mindre än den amerikanska. Som ett direkt resultat av dessa två faktorer blåser europeiska krockkuddar upp i en lägre hastighet (cirka 200 km/h) än sina amerikanska motsvarigheter (cirka 300 km/h), och utgör därmed ett lägre hot mot de åkandes liv och hälsa.

I tidiga system fanns det också en risk för svår barotrauma på grund av den faktiska explosiva utlösningen av krockkuddar i en begränsad kabinvolym. För att bekämpa tryckökningen görs kabinen automatiskt trycklös samtidigt som krockkudden aktiveras, vilket slår ut eller omedelbart sänker fönstren.

Honda i-SRS

Honda har utvecklat en enkel version av den stegvisa kontrollerade krockkuddens utlösning. Kuddens form i stadierna efter squibens explosion bestäms av spiralsömmar, [6] liknande klättrars säkerhetstejper.

Allmänt arbetsschema

Krockkuddesystemet består av tre huvudkomponenter:

Varje krockkuddemodul innehåller en påfyllningsenhet (vanligtvis en speciell squib - filler (inflator), bestående av ett stålhölje, en initiator - en säkring (Initiator), gasalstrande innehåll, bestående av natriumazid och kaliumnitrat , under förbränning av som en stor volym släpps ut en lätt nylonkrockkudde med kalibrerade hål.Förarens krockkuddemodul är i mitten av ratten, och passagerarens krockkudde finns i instrumentbrädan.En fullgasad förarkrockkudde är ungefär samma diameter som en stor uppblåsbar strand En passagerares kan vara två eller tre gånger mer, eftersom avståndet mellan framsätespassageraren och instrumentbrädan är mycket större än avståndet mellan föraren och ratten. Vid beräkning av hastigheten och behovet av att blåsa upp, volym) av krockkudden beräknas i liter. Medelvolymen av förarens krockkudde är cirka 15 liter. Kudden fylls omedelbart med gas ohm från en utlöst squib, sedan blåser den av i en given takt genom kalibrerade, noggrant beräknade hål, så att personen efter sammanstötningen inte är instängd i kabinen och kan frigöra sig. Kudden fylld med förbränningsprodukter från en utlöst squib kommer att vara varm eller något varm.

Vissa bilar, från slutet av 90-talet av 1900-talet, började, förutom kuddar, även utrustas med ett åtdragningssystem (nödsträckare) av säkerhetsbältet. När kollisions-ECUn upptäcker och avger en signal för att aktivera krockkuddarna, avges en signal till bältessträckarens manöverdon några millisekunder innan signalen om krockkuddens utlösning börjar. Den är utformad på detta sätt för att föra fram kroppen på den som sitter på sätet till baksidan för att ge mängden utrymme framför personens huvud för säkrare öppning och fyllning av krockkudden. Man bör komma ihåg att säkerhetsbälten med ett nödspänningssystem är engångsprodukter som inte kan repareras, och i händelse av att de fungerar eller om de inte fungerar, måste de bytas ut.

De främre krocksensorerna är placerade framtill på fordonet och/eller i kupén och/eller i själva styrenheten. Fordon kan utrustas med en eller flera sensorer som aktiveras av de krafter (g-laster i G) som uppstår från en frontal/sidledes eller kombination av kollisionsvektorer. Sensorerna mäter graden och hastigheten av retardationen enligt den programalgoritm som är inställd i styrenheten. Det är därför bilens retardation, vid vilken sensorerna aktiverar krockkuddarna, varierar beroende på kollisionens karaktär. Krockkuddar bör inte utlösas vid plötslig inbromsning eller vid körning på ojämna underlag. Faktum är att den maximala retardationsnivån vid nödbromsning är långt ifrån den nivå som är tillräcklig för att aktivera krockkuddarna, just på grund av beräkningsalgoritmen. varje tillverkare av krockkuddekontrollsystemet utvecklar sin egen algoritm och mjukvara, som är företagets immateriella egendom och kan patenteras.

Om det finns sidokrockkuddar i bilen installeras dessutom sidokrockssensorer i bilen, och ECU:n är mer komplex när det gäller antalet elektroniska komponenter och mjukvarudelen innehåller en del som ansvarar för att kontrollera och aktivera ytterligare krockkuddar. Blocket är ett, och programmet i blocket är som två block riktade i olika riktningar, inneslutna i en kropp av själva blocket och processorn.

Sidokrockkuddar fungerar enligt samma princip som frontalkrockkuddar, men de aktiveras av enheten endast vid en sidokrock eller med en kombination av riktningar av överbelastningsvektorer registrerade av sensorer.

Den elektroniska styrenheten övervakar krockkuddesystemets tillstånd. När tändningen slås på utförs en kortvarig kontroll av integriteten hos externa exekutiva (initiatorer) och mät- (sensorer) enheter. Dessutom kan systemet, beroende på konfigurationen, kontrollera kommunikationen med andra enheter som finns i bilen och som är direkt eller indirekt involverade i att säkerställa säkerheten. Kontroll av squibarnas prestanda direkt utförs genom att kontrollera resistansen på squibarnas utgångsledningar på ett analogt sätt. Således appliceras inga elektriska laddningar på squibs under testning, och det kan inte leda till oplanerad drift av initiatorerna, men det bestämmer tillförlitligt kretsarnas hälsa. Om enheten upptäcker ett fel, tänds en lampa som varnar föraren att ta bilen till ett auktoriserat servicecenter för diagnos av krockkuddesystemet (det rekommenderas starkt inte att ingripa i systemets funktion på egen hand på grund av närvaro av pyrotekniska element i designen). De flesta styrenheter har en liten ackumulerad elektrisk kapacitans (kondensator) i sin krets, vilket räcker för att aktivera krockkuddarna vid en plötslig och fullständig strömavbrott i bilens ombordnät, vid skada på strömförsörjningsledningen av styrenheten om fordonets elektriska ledningar skadas vid en kollision. Exempel: med ett kraftigt slag från sidan av en stor kraft flyger ett blybatteri med en stor massa, i vissa fall, helt enkelt ut ur bilen och bryter till och med de kraftfulla ledningarna som är fästa vid den. Det är för sådana eller liknande fall (klippning av en fläta av ledningar vid en kollision) som en extra kapacitet tillhandahålls i blocket för korttidslagring av en energiladdning. Kapaciteten är urladdad när styrenheten är strömlös i flera minuter. I manualerna för bilreparation, framtagna av biltillverkare för auktoriserade centra, står detta alltid skrivet. Innan du påbörjar reparationsarbeten i bilen relaterade till själva säkerhetssystemet eller indirekt påverkar några delar av systemet, är det nödvändigt att stänga av strömmen till bilen i flera minuter genom att koppla bort batteriet och andra strömkällor som är anslutna till bilen under reparation (till exempel en laddare).

Styrenheter kan strukturellt delas in i moderna och föråldrade. De första blockdesignerna var elektronisk fyllning och ett mekaniskt sensorelement. Variationer i designen av en sensor av mekanisk typ när det gäller verkan baserades på rörelsen inuti sensorn hos ett visst föremål med en viss massa. Vid en viss retardation rör den sig i sensorhuset och verkar på krockkuddeaktiveringskretsens stängningskontakter. Grovt sett principen om en pendel som rör sig genom tröghet.

Moderna block har inte en sådan pendel. Tekniken inom elektronik har kommit långt sedan dess. Styrenheterna mäter nu retardation och acceleration på ett annat sätt. De är utrustade med elektroniska accelerometrar. Accelerometrar kan installeras både i själva styrenheten och kan placeras på olika ställen på bilens kaross och placeras på de platser där deras installation kan ge den bästa noggrannheten vid mätning av acceleration, retardation och rotation av karossen runt sin axel. Moderna sensorer har flera vektorer (mätaxlar) X, Y, Z, vilket i sin tur gör att sensorerna kan användas i olika syften för mätningar.

En modern bil, beroende på ingenjörernas design, kan utrustas med en enhet som innehåller en eller flera accelerometrar. I andra fall kan fordonssäkerhetssystemet vara utformat med en styrenhet som inte innehåller accelerometrar, och de kan placeras på fordonskarossen eller så kan accelerometrar finnas både i enheten och på karossen. Ju fler sensorer som innehåller accelerometrar på fordonet, desto mer exakt mäter fordonets position i rymden och dess rörelsehastighet längs X-, Y-, Z-axlarna. (X = upp-ned, Y = framåt-bakåt, Z = höger-vänster) Motsvarande avläsningar från noll med ett +/- tecken på rörelse längs en eller annan axel registrerar sensorn med hastighet = S.

Programmet i säkerhetsstyrenheten kan bestämma bilens tillstånd med perfekt noggrannhet. Med hänsyn till status fattas beslut om att aktivera krockkuddarna. Moderna säkerhetssystemstyrenheter som innehåller flera accelerometrar är en del av ESP-systemet - just på grund av att accelerometrarna exakt bestämmer bilens position och hastighet.

Nästan alla moderna fordon har en manuell på/av-brytare (på/av) för att avaktivera den främre passagerarkrockkudden, installerad på fabriken (om utrustad). Ibland är detta en valfri funktion. Ta till exempel Ford Fiesta. I en enkel konfiguration har den ingen strömbrytare, men den har en kontakt på ledningsnätet nära handskfacket under instrumentbrädan för ytterligare installation av en sådan strömbrytare. Alla andra styr- och exekveringselement i säkerhetssystemet är initialt konfigurerade som närvarande eller frånvarande i systemet hos system- eller fordonstillverkaren. I vissa fall tillhandahålls möjligheten att aktivera eller inaktivera de installerade elementen i systemet genom att programmera konfigurationen genom en diagnostisk session med specialiserade skannrar eller skannrar av flera märken. Omkopplare för avaktivering av passagerarkrockkudde kan (om sådana finns) installeras av kvalificerad servicepersonal på begäran av fordonsägaren, så länge detta inte strider mot fordons- eller systemtillverkarens angivna policy och uppfyller vissa statliga kriterier och är auktoriserad.

I början var de flesta bilar utrustade med endast en förarkrockkudde ( DAB ) installerad i ratten och skyddade föraren (som är mer benägen att bli skadad). Under hela 90-talet blev passagerarkrockkuddar fram ( PAB ) och senare delade sidokrockkuddar ( SAB ) placerade mellan passagerarna och dörren vanlig praxis. Nu kan du hitta ganska billiga familjebilar utrustade med 8 krockkuddar.

Barnskydd

Krockkudden kan allvarligt skada eller till och med döda ett ohämmat barn som sitter för nära den eller kastas framåt vid nödbromsning. Enligt experter är följande villkor nödvändiga för barnets säkerhet:

Krockkuddar för fotgängare

Prototyper av krockkuddar placerade utanför bilen, framför vindrutan, utvecklas.

Dessa krockkuddar utlöses baserat på en signal från den främre stötfångarsensorn och förhindrar en fotgängares huvud från att träffa vindrutan (cirka 80 % av dödsfallen i kollisioner). [åtta]

Volvo V40 var den första som fick sådan teknik . Krockkudden är en del av Pedestrian Detection-systemet, som kan upptäcka en fotgängare framför eller nära bilen. "Pedestrian Detection" består av en sensor placerad i kylargrillen, en kamera placerad på vindrutan bakom den inre backspegeln och en dator som analyserar mottagna data. Huvuduppgiften är att undvika en kollision med en fotgängare.

Om en kollision inträffar fungerar Pedestrian Detection-systemet enligt följande [9] : sensorn känner av fysisk kontakt med en fotgängare, den övre änden av huven, som är närmare vindrutan, reser sig och utlöser samtidigt en krockkudde som täcker ungefär en tredjedel av vindrutan och de främre pelarna.

Motorcykel Airbag Jacket

Ett system för att integrera krockkuddar i jackan, som inkluderar en aktivatorsladd och en patron fylld med komprimerad gas, har öppnat nya utrymmen inom motorcykelsäkerhet. När du går ombord på en motorcykel måste du fästa dig med ett flexibelt rep i motorcykelns kaross. Den andra änden av repet är ansluten till låsstrukturen på patronen fylld med koldioxid och placerad i manteln. Vid fall och påkörning drar en motorcyklist som har rört sig ifrån motorcykeln fästvajern efter sig och öppnar därmed patronen, vilket leder till automatisk uppblåsning av jackans luftsystem på 0,1 - 0,3 sekunder. Jackan med luftkuddar minskar kraftigt slagkraften mot kroppen och skyddar effektivt motorcyklistens vitala inre organ, såväl som ryggraden, nacken, revbenen, nyckelbenet, svanskotan.

Luftkuddejackan för motorcyklister och förare är en ungersk uppfinning som uppfanns av Straub Tamas 1976. [tio]

Krockkuddar för cyklister

Designerna Anna Haupt och Terese Alstin från Sverige har utvecklat en prototyp av krockkudde för motorcyklister och cyklister som heter Hövding, som blåser upp vid ett fall och skyddar huvud och nacke från allvarliga skador. Kudden sitter inuti ett vattentätt tygfodral och fästs runt pilotens hals när den är vikt. När den tappas utlöses krockkudden på 0,1 sekunder, vilket ger lika bra skydd som en vanlig motorcykelhjälm . [elva]

Anteckningar

  1. Yasuzaburou Koboris prestationer  (japanska)  (länk ej tillgänglig) . Japan Automotive Hall of Fame. — "Källa till kreativa idéer, [han] startade utvecklingen av krockkudden som en utgångspunkt för att utveckla ett säkerhetsnät för motorfordon 1964." Hämtad 16 mars 2014. Arkiverad från originalet 2 augusti 2013.
  2. 「エアバッグ」生みの親は日本人だった (週刊SPA!) (nedlänk ) . Hämtad 15 oktober 2019. Arkiverad från originalet 19 maj 2015. 
  3. SPA!. エアバッグ - airbag.jpg - 日刊SPA! .日刊SPA! . Arkiverad från originalet den 23 mars 2015.
  4. Om den första krockkudden för en inrikesbil - loggbok Lada 2109 Baltic GL EuroSamara 1998 på DRIVE2
  5. NHTSA . Hämtad 13 maj 2006. Arkiverad från originalet 19 november 2008.
  6. Honda i SRS Airbag . Hämtad 19 september 2008. Arkiverad från originalet 14 februari 2009.
  7. Allt om krockkuddar . AutoRelease.ru . Hämtad 7 april 2009. Arkiverad från originalet 12 februari 2012.
  8. 27.12.2006 Krockkuddar för fotgängare kan bli EU-norm om ett år. . Hämtad 7 april 2008. Arkiverad från originalet 11 april 2008.
  9. 2012-04-13 Krockkudde för fotgängare . Hämtad 13 april 2012. Arkiverad från originalet 28 januari 2013.
  10. Uppfinningsdokument: krockkuddejacka - www.airbagjacket.eu Arkiverad 29 oktober 2013 på Wayback Machine
  11. Hövding - krockkudde för cyklister Arkiverad 2 april 2012 på Wayback Machine Technology News

Länkar