Kā darbojas mūsdienu gaisa spilveni

Mūsdienās nevienu nepārsteigsi ar gaisa spilvena klātbūtni automašīnā. Daudziem cienījamiem autoražotājiem tas jau ir lielākajā daļā modeļu pamata konfigurācijā. Kopā ar drošības jostu drošības spilveni ļoti uzticami aizsargā pasažierus sadursmes gadījumā un samazina bojā gājušo skaitu par 30%.

Kā viss sākās

Ideja par gaisa spilvenu izmantošanu automašīnās tika īstenota pagājušā gadsimta 70. gadu sākumā ASV. Stimuls bija Alena Brīda izgudrojums par lodīšu sensoru - mehānisku sensoru, kas noteica strauju ātruma samazināšanos trieciena brīdī. Un ātrai gāzes iesmidzināšanai pirotehniskā metode izrādījās optimāla.

1971. gadā izgudrojums tika pārbaudīts Ford Taunus automašīnā. Un pirmais sērijveida modelis, kas aprīkots ar gaisa spilvenu, gadu vēlāk bija Oldsmobile Toronado. Drīz jauninājumu izmantoja citi autoražotāji.

Spilvenu ieviešana bija iemesls masveida atteikšanās no drošības jostu lietošanas, kas Amerikā tik un tā nebija populāras. Taču izrādījās, ka gāzes balons, kas izšauj ar ātrumu aptuveni 300 km/h, var radīt ievērojamus ievainojumus. Jo īpaši tika reģistrēti dzemdes kakla skriemeļu lūzumu gadījumi un pat nāves gadījumu kopums.

Eiropā tika ņemta vērā amerikāņu pieredze. Aptuveni 10 gadus vēlāk Mercedes-Benz ieviesa sistēmu, kurā drošības spilveni nevis aizstāja, bet gan papildināja drošības jostas. Šī pieeja ir kļuvusi vispārpieņemta un tiek izmantota arī mūsdienās – drošības spilvens tiek nostrādāts pēc jostas pievilkšanas.

Sākumā izmantotajos mehāniskajos sensoros svars (bumba) sadursmes brīdī nobīdījās un aizvēra kontaktus, kas iedarbināja sistēmu. Šādi sensori nebija pietiekami precīzi un salīdzinoši lēni. Tāpēc tos aizstāja ar modernākiem un ātrākiem elektromehāniskiem sensoriem.

Mūsdienīgi gaisa spilveni

Gaisa spilvens ir soma, kas izgatavota no izturīga sintētiska materiāla. Iedarbinot, tas gandrīz acumirklī piepildās ar gāzi. Materiāls ir pārklāts ar lubrikantu uz talka bāzes, kas veicina paātrinātu atvēršanos.

Sistēmu papildina trieciena sensori, gāzes ģenerators un vadības bloks.

Trieciena sensori nosaka nevis trieciena spēku, kā varētu domāt, spriežot pēc nosaukuma, bet gan paātrinājumu. Sadursmes gadījumā tam ir negatīva vērtība - citiem vārdiem sakot, mēs runājam par palēninājuma ātrumu.

Zem pasažiera sēdekļa atrodas sensors, kas nosaka, vai uz tā sēž cilvēks. Ja tā nav, atbilstošais spilvens nedarbosies.

Gāzes ģeneratora mērķis ir acumirklī piepildīt gaisa spilvenu ar gāzi. Tas var būt cietais kurināmais vai hibrīds.

Cietajā propelentā ar squib palīdzību tiek aizdedzināts cietā kurināmā lādiņš, un degšanu pavada gāzveida slāpekļa izdalīšanās.

Hibrīdā tiek izmantots lādiņš ar saspiestu gāzi - parasti tas ir slāpeklis vai argons.

Pēc iekšdedzes dzinēja iedarbināšanas vadības bloks pārbauda sistēmas stāvokli un izdod atbilstošu signālu uz paneļa. Sadursmes brīdī tas analizē sensoru signālus un atkarībā no kustības ātruma, palēninājuma ātruma, trieciena vietas un virziena iedarbina nepieciešamos drošības spilvenus. Dažos gadījumos visu var aprobežoties tikai ar jostu spriegojumu.

Vadības blokā parasti ir kondensators, kura lādiņš var aizdedzināt svārku, kad borta tīkls ir pilnībā izslēgts.

Gaisa spilvena iedarbināšanas process ir sprādzienbīstams un notiek mazāk nekā 50 milisekundēs. Mūsdienu adaptīvajos variantos atkarībā no sitiena stipruma ir iespējama divpakāpju vai daudzpakāpju aktivizēšana.

Mūsdienu gaisa spilvenu šķirnes

Sākumā tika izmantoti tikai priekšējie gaisa spilveni. Tie joprojām ir populārākie līdz šai dienai, aizsargājot vadītāju un blakus sēdošo pasažieri. Vadītāja gaisa spilvens ir iebūvēts stūrē, bet pasažiera gaisa spilvens atrodas netālu no cimdu nodalījuma.

Pasažiera priekšējais drošības spilvens bieži ir paredzēts deaktivizēšanai, lai priekšējā sēdeklī varētu uzstādīt bērnu sēdeklīti. Ja tas nav izslēgts, atvērta balona sitiens var kropļot vai pat nogalināt bērnu.

Sānu gaisa spilveni aizsargā krūtis un rumpja lejasdaļu. Tie parasti atrodas priekšējā sēdekļa aizmugurē. Gadās, ka tie ir uzstādīti aizmugurējos sēdekļos. Uzlabotākajās versijās ir iespējamas divas kameras - stingrāka apakšējā un mīkstāka, lai aizsargātu krūtis.

Lai samazinātu krūškurvja defektu iespējamību, spilvens ir iebūvēts tieši drošības jostā.

Deviņdesmito gadu beigās Toyota bija pirmā, kas izmantoja galvas gaisa spilvenus vai, kā tos sauc arī, “aizkarus”. Tie ir uzstādīti jumta priekšpusē un aizmugurē.

Tajos pašos gados parādījās ceļgalu drošības spilveni. Tie ir novietoti zem stūres un aizsargā vadītāja kājas no defektiem. Ir iespējams arī aizsargāt priekšējā pasažiera kājas.

Salīdzinoši nesen tika izmantots centrālais spilvens. Sānu trieciena vai transportlīdzekļa apgāšanās gadījumā tas novērš savainojumus no cilvēku sadursmes savā starpā. Tas ir novietots aizmugurējā sēdekļa priekšējā vai aizmugures roku balstā.

Nākamais solis ceļu satiksmes drošības sistēmas attīstībā, iespējams, būs drošības spilvena ieviešana, kas atveras, saduroties ar gājēju un pasargā viņa galvu no trieciena pret vējstiklu. Šādu aizsardzību Volvo jau ir izstrādājis un patentējis.

Zviedru autoražotājs negatavojas pie tā apstāties un jau izmēģina ārējo spilvenu, kas aizsargā visu automašīnu.

Gaisa spilveni ir jāizmanto pareizi

Kad soma pēkšņi piepildās ar gāzi, atsitoties pret to, cilvēks var gūt nopietnus savainojumus un pat izraisīt nāvi. Mugurkaula lūzuma risks no sadursmes ar spilvenu palielinās par 70%, ja cilvēks nesēž.

Tāpēc piesprādzēta drošības josta ir priekšnoteikums gaisa spilvena aktivizēšanai. Parasti sistēma tiek noregulēta tā, lai gadījumā, ja vadītājs vai pasažieris nesēž, atbilstošais gaisa spilvens nedarbotos.

Minimālais pieļaujamais attālums starp cilvēku un drošības spilvena sēdekli ir 25 cm.

Ja automašīnai ir regulējama stūres statne, labāk neaizrauties un nebīdīt stūri pārāk augstu. Nepareiza gaisa spilvena atvēršanās var izraisīt nopietnus ievainojumus vadītājam.

Nestandarta manevrēšanas cienītāji spilvena šaušanas laikā riskē salauzt rokas. Ar nepareizu vadītāja roku stāvokli gaisa spilvens pat palielina lūzuma iespējamību, salīdzinot ar gadījumiem, kad ir tikai piesprādzēta drošības josta.

Ja drošības josta ir piesprādzēta, traumu iespējamība, kad ir atvērts gaisa spilvens, ir maza, bet tomēr iespējama.

Retos gadījumos gaisa spilvena atvēršanās var izraisīt dzirdes zudumu vai sirdslēkmi. Trieciens uz brillēm var saplīst lēcas, un tad pastāv acu bojājumu risks.

Izplatīti gaisa spilvenu mīti

Sitot stāvošai automašīnai ar smagu priekšmetu vai, piemēram, krītošu koka zaru, var atvērties gaisa spilvens.

Faktiski darbība netiks veikta, jo šajā gadījumā ātruma sensors paziņo vadības blokam, ka automašīna stāv. Tā paša iemesla dēļ sistēma nedarbosies, ja stāvošā automašīnā ielidos cita automašīna.

Slīdēšana vai pēkšņa bremzēšana var izraisīt gaisa spilvena izslīdēšanu.

Tas ir absolūti izslēgts. Darbība iespējama ar pārslodzi 8g un vairāk. Salīdzinājumam, Formula 1 braucēji vai iznīcinātāju piloti nepārsniedz 5 g. Tāpēc ne avārijas bremzēšana, ne bedres, ne pēkšņas joslu maiņas nenovedīs pie gaisa spilvena izšaušanas. Arī sadursmes ar dzīvniekiem vai motocikliem parasti neaktivizē gaisa spilvenus.