Airbag

Airbag je jedním ze základních a velice důležitých prvků pasivní bezpečnosti. Společně s bezpečnostními pásy a pyrotechnickými předpínači pásů snižuje rychlost nárazu hlavy a hrudníku. Bezpečnostní pásy bývají také často vybaveny omezovačem tlaku, který snižuje zatížení hrudníku při nárazu. V poslední době se objevují tzv. inteligentní airbagy, které dokážou regulovat rychlost a objem jejich naplnění podle síly nárazu.

Existuje mnoho druhů airbagů, ale nejčastěji používané jsou čelní. Dále se používají boční, hlavové a kolenní airbagy. Například čelní airbag řidiče je společně s inflátorem umístěn přímo v hlavě volantu, airbag spolujezdce je ukryt pod krytem v přístrojové desce a boční airbagy jsou ukryty v sloupcích karoserie. Při aktivaci airbagu dojde k porušení krytu airbagu na předem určených místech, a airbag se naplní plynem.

Princip funkce:
Každý airbag je složen z vaku z polyamidové tkaniny, inflátoru (plynového generátoru, který produkuje plyn pro naplnění vaku) a řídicí jednotky se senzory zrychlení. Řídicí jednotka aktivuje jednotlivé airbagy na základě vyhodnocování signálů od snímačů zrychlení, resp. zpomalení pro každý směr. Nemělo by se tak stát, že se např. při čistě bočním nárazu aktivují oba čelní airbagy.

V okamžiku nárazu, kdy snímače zrychlení naměří hraniční hodnoty, vyšle řídicí jednotka signál do příslušných airbagů, respektive inflátorů. Tablety pro tvorbu plynu v inflátoru jsou zapáleny elektrickým můstkovým zapalovačem s roznětkou v tělese inflátoru. Vznikne chemická reakce produkující plyn, který airbag naplní. Naplnění airbagů probíhá velice rychle, v řádech milisekund (1 ms = 0,001 s = 1/1000 s).

řez airbagem

Průběh činnosti airbagů začíná nárazem vozidla do překážky v čase t=0, v čase t=25ms senzor hlásí náraz a řídicí jednotka odpaluje roznětku, následuje chemická reakce a tvorba plynu. Po uplynutí 40 ms se trhá kryt airbagu a vak se dál plní plynem. V čase t=60 ms je vak již naplněn a zachycuje posádku. V čase t=110 ms je cestující plně ponořen do airbagu a začíná se pohybovat zpět. Ve stopadesáté milisekundě se pasažér vrací do sedadla. Časy jsou samozřejmě pouze přibližné a jak je vidět z obrázku, jsou různé např. pro řidiče a spolujezdce.

V případě bočního nárazu je deformační zóna mnohem kratší, airbag proto musí být připraven už za 60 ms.

rychlost vystřelení airbagu

Historie:

Airbag vynalezl v roce 1952 John W. Hetrick a o rok později si jej nechal patentovat. Podobná zařízení se však již ve 40. letech používala v leteckém průmyslu. V roce 1967 prodal americký vynálezce Allen Breed firmě Chrysler svůj senzor pro detekci nárazu, který tvoří důležitou komponentu systému airbag.

V roce 1972 Chevrolet divize koncernu General Motors poslala do prodeje 1000 experimentálních vozů Chevrolet Caprice a Impala, aby je otestovala v provozu. V této době byl airbag považován za možnou alternativu bezpečnostních pásů (řidiči v USA bezpečnostní pásy téměř neužívali). Ale již v roce 1973 byl zaznamenán první případ úmrtí při použití airbagů.

V říjnu 1974 sjíždí z výrobní linky Oldsmobile Toronado jako první sériově vyráběný automobil vybavený airbagem. V té době byly ještě airbagy nabízeny jako zvláštní výbava u značek Buick, Cadillac a Oldsmobile pod názvem Air Cushion Restraint System (ACRS). Tehdejší airbagy se však nesetkaly s velkým komerčním úspěchem, za tři roky se prodalo pouhých 10 321 vozů vybavených airbagem.

V roce 1980 vybavila airbagy svůj špičkový model W126 také značka Mercedes-Benz. Airbagy však již nebyly prezentovány jako náhrada bezpečnostních pásů, ale jako jejich doplněk zvyšující bezpečnost cestujících.

V roce 1987 se stalo Porsche 944 turbo prvním automobilem se sériově montovaným airbagem řidiče i spolujezdce. V 90. letech zaznamenaly airbagy další obrovský rozmach. Volvo 850 z roku 1995 již nabízelo boční airbagy a BMW v roce 1998 nabízelo hlavové airbagy dokonce ve standardní výbavě.

Je třeba zdůraznit, že dnešní airbagy pracují v součinnosti s bezpečnostními pásy, proto je velmi důležité se ve vozidle připoutat! Bez připoutání se posádka při nárazu pohybuje jinak a účinnost airbagů je snížena.

Co jste možná nevěděli:

Kde je umístěna řídící jednotka a snímače zrychlení?
Řídící jednotka je zpravidla umístěna na bezpečném místě ve vnitřním prostoru vozu, často to bývá přední část středového tunelu. Snímače zrychlení pro čelní náraz jsou často přímo v řídící jednotce airbagu. Snímače pro boční, hlavové a okenní airbagy jsou zpravidla umístěny pod sedadly, a to směrem blíže ke dveřím.

řídící jednotka snímače zrychlení

Jak jsou airbagy veliké? Jaký mají objem? Co je jejich obsahem?
Neaktivované airbagy jsou ukryté pod čalouněním interiéru. Při explozi inflátoru vzniká plyn (pro člověka neškodný) jehož úkolem je co nejrychleji vak naplnit. Hlavní součástí vzniklého plynu je dusík. Objem nafouknutého airbagu řidiče je pak zhruba 65 litrů, airbag spolujezdce je větší, jelikož i prostor před spolujezdcem je větší, jeho velikost je přibližně 90 litrů. Boční airbagy ukryté na vnější straně sedadel mají objem okolo 15 litrů.

Jsou při srážce aktivovány všechny airbagy?
Při nárazu jsou aktivovány pouze airbagy, které jsou ve směru nárazu. Uveďme příklad pro aktivaci čelních airbagů. Směr nárazu musí být v ose automobilu, nebo v úhlu ± 30°. Také intenzita nárazu musí překročit stanovenou hranici, která odpovídá nárazu většímu než při 20 km/hod do pevné stěny. Díky těmto opatřením nedojde ke zbytečné aktivaci airbagů např. při parkování, v popojíždějící koloně nebo při střetu s drobným volným předmětem. Podobné limity jsou nastaveny i u kolenních, hlavových a bočních airbagů.

Pozn.: Airbag se po srážce musí vyměnit! Dále výrobce doporučuje airbag vyměnit po 10 – 15 letech, podle daného typu.

Existují airbagy jen pro posádku automobilu?
Ne! Honda v roce 2005 jako první představila sériově vyráběný motocykl Honda GoldWing vybavený airbagem. Airbag tak stejně jako u automobilu pohlcuje kinetickou energii jezdce a snaží se zmírnit následky havárie.

  

V poslední době se objevují pokusy o využití airbagů i při ochraně chodců. Chodec sražený automobilem dopadá na airbagy na kapotě, což zmenšuje následky střetu.

Střešní airbag
Firma TRW Automotive představila nový typ airbagu pro spolujezdce, který není umístěn před jeho sedadlem v přístrojové desce, ale ve střeše vozidla. Toto umístění designově neomezuje tvůrčí rozlet konstruktérů a zachovává více místa pro odkládací schránku.

Video

Foto: www.netcar.co.il, www.honda.com, www.semiconductors.bosch.de, www.whnet.com, www.leifi.physik.uni-muenchen.de, www.chandigarhtrafficpolice.org, www.benni.is, www.trw.com
Klíčová slova: airbag, airbagy, triggering, časování, princip, jak fungují, hlavové, kolenní, boční, pro motocykly, inflator, plyn v airbagu, rychlost reakce airbagu, rychlost naplnění airbagu, airbag pro chodce