IT
USA
DE
FR
ES
PL
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
NO
HI
ID
FA
Oto, co by się stało w wypadku samochodowym przy dużej prędkości, gdyby nie było poduszki powietrznej, nawet jeśli kierowca miałby zapięty pas bezpieczeństwa. To ogromne wyzwanie inżynieryjne, aby zatrzymać ciało ludzkie z dużej prędkości w czasie 100 milisekund, nie powodując przy tym poważnych obrażeń ciała.
Poznajmy tę ratującą życie technologię, rozumiejąc mechanizm napełniania poduszki powietrznej, który, co ciekawe, działa dzięki eksplozji chemicznej. Pasy bezpieczeństwa mają na celu ograniczenie ruchu ciała ludzkiego. Jednak podczas wypadków takie pasy bezpieczeństwa wywierają ogromną siłę na klatkę piersiową i mogą spowodować uszkodzenia narządów wewnętrznych.
Aby uniknąć tej ogromnej siły działającej na klatkę piersiową, nowoczesne pasy bezpieczeństwa delikatnie się luzują przy pomocy drążka skrętnego. To działanie pozwala górnej części ciała nieznacznie się poruszyć do przodu, ale gdy drążek skrętny zakończy luzowanie pasa, ruch górnej części ciała zostaje zatrzymany w tym miejscu.
Zwróć uwagę, że pas bezpieczeństwa zatrzymuje ruch górnej części ciała, z wyłączeniem szyi i głowy. Gdy szyja i głowa nie są zatrzymane, możesz się domyślić, co się stanie. Głowa porusza się w idealnym ruchu wahadłowym w wypadku przy dużej prędkości. Obrażenia ciała mogą być przerażające, nawet przy zapiętym pasie bezpieczeństwa.
Dlatego inżynierowie wpadli na pomysł poduszek powietrznych. Poduszki powietrzne mają efekt amortyzujący, a jednocześnie zapobiegają uderzeniu w deskę rozdzielczą. Pierwsza próba napełnienia poduszki powietrznej za pomocą sprężonego powietrza zakończyła się niepowodzeniem. Ten projekt miał dwa główne problemy: po pierwsze – sprężyna nie była w stanie dokładnie wykryć zderzenia, po drugie – sprężone powietrze nie było w stanie napełnić poduszki wystarczająco szybko, aby zapobiec obrażeniom w wyniku zderzenia.
Z tych powodów nie były one stosowane komercyjnie. Założyciel firmy Joyson Safety Systems, pan Allen K. Breed, opracował przełomowe wynalazki, aby rozwiązać te problemy. Po pierwsze, poprawił dokładność czujnika, używając czujnika z kulką w cylindrze. W tym czujniku stalowa kulka jest utrzymywana w miejscu za pomocą magnesu. Gdy dochodzi do kolizji, samochód gwałtownie zwalnia, a kulka oddziela się od magnesu z powodu swojej inercji. Kulka przesuwa się do przodu, zamyka obwód i wysyła sygnał do inflatora.
Drugim i największym jego osiągnięciem było zastosowanie materiałów wybuchowych zamiast sprężonego powietrza. Pan Breed użył do tego celu substancji chemicznej zwanej azydkiem sodu. Cechą szczególną azydku sodu jest to, że jeśli ten stały związek chemiczny zostanie podgrzany do temperatury powyżej 300 stopni Celsjusza, szybko i bezpośrednio przechodzi w stan gazowy. 50 gramów azydku sodu generuje prawie 70 litrów azotu.
Ta substancja chemiczna znajduje się w hermetycznym cylindrze w kole kierownicy. Sygnał elektryczny wysyłany przez czujnik kulkowy przechodzi przez urządzenie pirotechniczne. Jest to cienki oporowy drut. Gdy przepływa przez niego prąd, generuje temperaturę powyżej 300 stopni Celsjusza. Powoduje to eksplozję azydku sodu i bardzo szybkie wytworzenie gazu azotowego. Dzięki temu poduszka napełnia się w ciągu 30 milisekund.
Te dwa osiągnięcia umożliwiły komercyjne zastosowanie poduszek powietrznych. Ten opatentowany projekt firmy Breed został wprowadzony przez Chryslera w modelach Dodge Daytona w 1988 roku. Odniosło to ogromny sukces i wszyscy inni producenci samochodów zaczęli wdrażać podobne technologie poduszek powietrznych.
Poznajmy tę ratującą życie technologię, rozumiejąc mechanizm napełniania poduszki powietrznej, który, co ciekawe, działa dzięki eksplozji chemicznej. Pasy bezpieczeństwa mają na celu ograniczenie ruchu ciała ludzkiego. Jednak podczas wypadków takie pasy bezpieczeństwa wywierają ogromną siłę na klatkę piersiową i mogą spowodować uszkodzenia narządów wewnętrznych.
Aby uniknąć tej ogromnej siły działającej na klatkę piersiową, nowoczesne pasy bezpieczeństwa delikatnie się luzują przy pomocy drążka skrętnego. To działanie pozwala górnej części ciała nieznacznie się poruszyć do przodu, ale gdy drążek skrętny zakończy luzowanie pasa, ruch górnej części ciała zostaje zatrzymany w tym miejscu.
Zwróć uwagę, że pas bezpieczeństwa zatrzymuje ruch górnej części ciała, z wyłączeniem szyi i głowy. Gdy szyja i głowa nie są zatrzymane, możesz się domyślić, co się stanie. Głowa porusza się w idealnym ruchu wahadłowym w wypadku przy dużej prędkości. Obrażenia ciała mogą być przerażające, nawet przy zapiętym pasie bezpieczeństwa.
Dlatego inżynierowie wpadli na pomysł poduszek powietrznych. Poduszki powietrzne mają efekt amortyzujący, a jednocześnie zapobiegają uderzeniu w deskę rozdzielczą. Pierwsza próba napełnienia poduszki powietrznej za pomocą sprężonego powietrza zakończyła się niepowodzeniem. Ten projekt miał dwa główne problemy: po pierwsze – sprężyna nie była w stanie dokładnie wykryć zderzenia, po drugie – sprężone powietrze nie było w stanie napełnić poduszki wystarczająco szybko, aby zapobiec obrażeniom w wyniku zderzenia.
Z tych powodów nie były one stosowane komercyjnie. Założyciel firmy Joyson Safety Systems, pan Allen K. Breed, opracował przełomowe wynalazki, aby rozwiązać te problemy. Po pierwsze, poprawił dokładność czujnika, używając czujnika z kulką w cylindrze. W tym czujniku stalowa kulka jest utrzymywana w miejscu za pomocą magnesu. Gdy dochodzi do kolizji, samochód gwałtownie zwalnia, a kulka oddziela się od magnesu z powodu swojej inercji. Kulka przesuwa się do przodu, zamyka obwód i wysyła sygnał do inflatora.
Drugim i największym jego osiągnięciem było zastosowanie materiałów wybuchowych zamiast sprężonego powietrza. Pan Breed użył do tego celu substancji chemicznej zwanej azydkiem sodu. Cechą szczególną azydku sodu jest to, że jeśli ten stały związek chemiczny zostanie podgrzany do temperatury powyżej 300 stopni Celsjusza, szybko i bezpośrednio przechodzi w stan gazowy. 50 gramów azydku sodu generuje prawie 70 litrów azotu.
Ta substancja chemiczna znajduje się w hermetycznym cylindrze w kole kierownicy. Sygnał elektryczny wysyłany przez czujnik kulkowy przechodzi przez urządzenie pirotechniczne. Jest to cienki oporowy drut. Gdy przepływa przez niego prąd, generuje temperaturę powyżej 300 stopni Celsjusza. Powoduje to eksplozję azydku sodu i bardzo szybkie wytworzenie gazu azotowego. Dzięki temu poduszka napełnia się w ciągu 30 milisekund.
Te dwa osiągnięcia umożliwiły komercyjne zastosowanie poduszek powietrznych. Ten opatentowany projekt firmy Breed został wprowadzony przez Chryslera w modelach Dodge Daytona w 1988 roku. Odniosło to ogromny sukces i wszyscy inni producenci samochodów zaczęli wdrażać podobne technologie poduszek powietrznych.
Jednak ten projekt ma dwie poważne wady. Po pierwsze, gaz powstający po eksplozji azydku sodu jest toksyczny. Problem powoduje metaliczny sód będący produktem reakcji. Naukowcom udało się zneutralizować ten problem poprzez dodanie azotanu potasu i dwutlenku krzemu.
Czy pamiętasz słynną akcję wycofania 67 milionów poduszek powietrznych firmy Takata? Do tego incydentu doszło z powodu niebezpiecznej właściwości azydku sodu – łatwo pochłania wilgoć. Jeśli wystąpi nieszczelność na etapie projektu lub produkcji, azydek sodu pochłonie wilgoć. Po pochłonięciu wilgoci, gdy zostanie aktywowany, substancja chemiczna ulega gwałtownej eksplozji, powodując rozerwanie poduszki i rozrzucenie odłamków w stronę pasażerów. Dokładnie to wydarzyło się z poduszkami powietrznymi Takaty. W końcu firma ogłosiła bankructwo.
Aby uniknąć takich niefortunnych zdarzeń, pomocne będzie dodanie środka osuszającego oraz konieczne są rygorystyczne środki kontroli jakości dla komponentów takich jak poduszki powietrzne. Obecnie azydek sodu zastąpiono azotanem guanidyny jako generator gazu. Jest mniej toksyczny niż azydek sodu i mniej wybuchowy. Nie jest wrażliwy na wilgoć. Teraz nie musimy się martwić o eksplozję i szkodliwe gazy.
Nawet po tych dwóch zmianach konstrukcyjnych, poduszki powietrzne oparte na czujnikach elektromechanicznych miały jeszcze jeden problem. Czasami aktywowały się nawet wtedy, gdy samochód wpadł w dziurę. Powód – przełączniki elektryczne nie dostarczają informacji o stopniu zwolnienia, które jest niezbędne do określenia poziomu siły zderzenia. Oznacza to, że nie potrafią odróżnić dziury w drodze od kolizji.
Dlatego, aby dokładniej wykrywać zderzenia, obecnie stosuje się czujniki MEMS z zaawansowanym elektronicznym modułem sterującym. Jest to metoda oparta na pojemności, i łatwo można określić ciężkość zderzenia. Jednostka ECU pobiera również dane z czujników prędkości kół, żyroskopów, czujników ciśnienia hamulców i czujników zajętości foteli. Algorytm określa, kiedy aktywować generator gazu i jak bardzo napełnić poduszkę powietrzną w zależności od poziomu zderzenia.
Zapalnik zapala materiał wybuchowy w ciągu 2 milisekund i napełnia poduszkę w ciągu 20–30 milisekund. Poduszka pozostaje całkowicie napompowana przez 100 milisekund. Teraz poduszka powietrzna jest gotowa, by cię zamortyzować. Poduszka rozprasza siłę uderzenia na większą powierzchnię. Nie tylko się napełnia, ale również opróżnia, aby spowolnić twoje ciało podczas uderzenia. Podczas opróżniania daje więcej czasu na zatrzymanie ruchu.
W poduszkach powietrznych można zauważyć dwa otwory wentylacyjne. Powietrze uchodzi przez te otwory, a poduszka opróżnia się, by spowolnić twoje ciało. Czy wiesz, dlaczego w niektórych modelach samochodów poduszka powietrzna nie zadziała, jeśli nie masz zapiętego pasa? Prędkość napełniania poduszki powietrznej jest ogromna – około 320 km/h. Podczas tego napełniania, jeśli uderzysz w poduszkę, może to być śmiertelne.
Więc nie zapomnij zapiąć pasa, aby ta piękna technologia poduszek powietrznych mogła zadziałać.
Do zobaczenia następnym razem. Dziękujemy!
Czy pamiętasz słynną akcję wycofania 67 milionów poduszek powietrznych firmy Takata? Do tego incydentu doszło z powodu niebezpiecznej właściwości azydku sodu – łatwo pochłania wilgoć. Jeśli wystąpi nieszczelność na etapie projektu lub produkcji, azydek sodu pochłonie wilgoć. Po pochłonięciu wilgoci, gdy zostanie aktywowany, substancja chemiczna ulega gwałtownej eksplozji, powodując rozerwanie poduszki i rozrzucenie odłamków w stronę pasażerów. Dokładnie to wydarzyło się z poduszkami powietrznymi Takaty. W końcu firma ogłosiła bankructwo.
Aby uniknąć takich niefortunnych zdarzeń, pomocne będzie dodanie środka osuszającego oraz konieczne są rygorystyczne środki kontroli jakości dla komponentów takich jak poduszki powietrzne. Obecnie azydek sodu zastąpiono azotanem guanidyny jako generator gazu. Jest mniej toksyczny niż azydek sodu i mniej wybuchowy. Nie jest wrażliwy na wilgoć. Teraz nie musimy się martwić o eksplozję i szkodliwe gazy.
Nawet po tych dwóch zmianach konstrukcyjnych, poduszki powietrzne oparte na czujnikach elektromechanicznych miały jeszcze jeden problem. Czasami aktywowały się nawet wtedy, gdy samochód wpadł w dziurę. Powód – przełączniki elektryczne nie dostarczają informacji o stopniu zwolnienia, które jest niezbędne do określenia poziomu siły zderzenia. Oznacza to, że nie potrafią odróżnić dziury w drodze od kolizji.
Dlatego, aby dokładniej wykrywać zderzenia, obecnie stosuje się czujniki MEMS z zaawansowanym elektronicznym modułem sterującym. Jest to metoda oparta na pojemności, i łatwo można określić ciężkość zderzenia. Jednostka ECU pobiera również dane z czujników prędkości kół, żyroskopów, czujników ciśnienia hamulców i czujników zajętości foteli. Algorytm określa, kiedy aktywować generator gazu i jak bardzo napełnić poduszkę powietrzną w zależności od poziomu zderzenia.
Zapalnik zapala materiał wybuchowy w ciągu 2 milisekund i napełnia poduszkę w ciągu 20–30 milisekund. Poduszka pozostaje całkowicie napompowana przez 100 milisekund. Teraz poduszka powietrzna jest gotowa, by cię zamortyzować. Poduszka rozprasza siłę uderzenia na większą powierzchnię. Nie tylko się napełnia, ale również opróżnia, aby spowolnić twoje ciało podczas uderzenia. Podczas opróżniania daje więcej czasu na zatrzymanie ruchu.
W poduszkach powietrznych można zauważyć dwa otwory wentylacyjne. Powietrze uchodzi przez te otwory, a poduszka opróżnia się, by spowolnić twoje ciało. Czy wiesz, dlaczego w niektórych modelach samochodów poduszka powietrzna nie zadziała, jeśli nie masz zapiętego pasa? Prędkość napełniania poduszki powietrznej jest ogromna – około 320 km/h. Podczas tego napełniania, jeśli uderzysz w poduszkę, może to być śmiertelne.
Więc nie zapomnij zapiąć pasa, aby ta piękna technologia poduszek powietrznych mogła zadziałać.
Do zobaczenia następnym razem. Dziękujemy!