ม่านอากาศด้านข้างปกป้องศีรษะจากกระจกด้านข้างอย่างไร?

ในการชนด้านข้าง ช่วงเวลาที่กระจกแตก สิ่งเดียวที่คั่นระหว่างหัวคุณกับรถที่พุ่งเข้ามาคือม่านผ้านั้นที่กางออกตลอดแนวรางหลังคา
ในการชนด้านข้าง ช่วงเวลาที่กระจกแตก สิ่งเดียวที่คั่นระหว่างหัวคุณกับรถที่พุ่งเข้ามาคือม่านผ้านั้นที่กางออกตลอดแนวรางหลังคา

แชร์หน้านี้

เอดรับม่านข้าง (side curtain airbag) คือผ้าม่านผ้ายาวที่ทอดยาวไปตามรางหลังคา ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ศีรษะกระเด็นออกไปทางกระจกเมื่อเกิดการชนจากด้านข้าง เพราะกระจกสามารถแตกได้ สิ่งเดียวที่มักอยู่ระหว่างศีรษะของคุณกับรถคันที่ชนเข้ามาหรือเสาไฟฟ้าก็คือผ้าม่านนี้ มันทำหน้าที่แตกต่างจากเอร์แบกข้างลำตัวที่อยู่ในประตู และทำงานด้วยตรรกะที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง นี่คือรายละเอียดของตรรกะนั้น ซึ่งเป็นเรื่องที่ฉันสนใจศึกษาเช่นกัน มานำเสนอให้คุณในบทความนี้

สิ่งที่น่าสนใจ

  • ม่านเอร์แบกจะพร้อมในตำแหน่งภายใน 10-20 มิลลิวินาทีแรกของการชนด้านข้าง การกะพริบตาหนึ่งครั้งช้ากว่านั้นถึง 5-7 เท่า
  • เอร์แบกข้างที่คุ้มครองศีรษะช่วยลดความเสี่ยงเสียชีวิตจากการชนด้านข้างในรถเก๋งลง 37% และในรถ SUV ลง 52%
  • ม่านที่ทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์พลิกคว่ำสามารถคงสภาพพองตัวได้นานกว่าปกติมาก - 10 วินาทีขึ้นไป
  • ในสถานการณ์รถพลิกคว่ำ การผสมผสานระหว่างม่านเอร์แบกและเข็มขัดนิรภัยช่วยลดโอกาสที่ผู้โดยสารจะถูกเหวี่ยงออกไปถึง 99%
  • เกณฑ์การทำงานสำหรับการชนวัตถุแคบ เช่น ต้นไม้หรือเสา อยู่ที่ประมาณ 13 กม./ชม. และสำหรับการชนด้านข้างรถกับรถอยู่ที่ประมาณ 29 กม./ชม.

ม่านเอร์แบกข้างทำงานอย่างไร?

ในการชนด้านหน้า ทุกอย่างเป็นไปตามลำดับที่ชัดเจน: ส่วนหน้ายุบตัว โซนการเสียรูปทำหน้าที่ของมัน เซ็นเซอร์ควบคุมกระบวนการ แต่ในการชนด้านข้าง ไม่มีเวลาฟุ่มเฟือยเช่นนั้น ระยะห่างระหว่างผู้โดยสารกับรถที่ชนเข้ามาบางครั้งแค่ประมาณมือจับ โซนการยุบตัวในที่นี้แทบมีแค่ประตูเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ ตรรกะการทำงานของม่านเอร์แบกจึงต้องรวดเร็วและเฉพาะเจาะจงกว่าเอร์แบกด้านหน้าอย่างสิ้นเชิง

เซ็นเซอร์ตรวจจับการชนด้านข้างที่ฝังอยู่ในตัวถังรถจะวัดความรุนแรง ความเร็ว และมุมของแรงกระแทก แล้วส่งข้อมูลไปยังหน่วยควบคุม หน่วยควบคุมจะประมวลผลข้อมูลนี้ภายในไม่กี่มิลลิวินาที และหากเกินเกณฑ์ที่กำหนดก็จะสั่งให้ม่านทำงานทันที นอกจากนี้ยังมีตัวกระตุ้นที่สองในระบบนี้อีกด้วย: เซ็นเซอร์ตรวจจับการพลิกคว่ำ เซ็นเซอร์นี้คอยติดตามการเคลื่อนที่ในแนวข้างและมุมเอียงของรถ แม้การพลิกคว่ำที่แท้จริงยังไม่เริ่มขึ้น เซ็นเซอร์ก็สามารถสั่งให้ม่านพองตัวได้เมื่อการกระเด็นด้านข้างและการเอียงเกินเกณฑ์ที่กำหนด กล่าวคือ ม่านเอร์แบกสามารถทำงานได้แม้การพลิกคว่ำยังไม่เกิดขึ้น เพียงแค่เห็นความเป็นไปได้ของการพลิกคว่ำ - พฤติกรรมที่เอร์แบกด้านหน้าไม่มี

เกณฑ์การทำงานแตกต่างกันตามประเภทของแรงกระแทก

งานที่ละเอียดอ่อนที่สุดของหน่วยควบคุมคือการตัดสินใจว่าแรงกระแทกแบบใดที่ม่านควรทำงาน การชนด้านข้างเข้ากับวัตถุแคบ เช่น ต้นไม้หรือเสาไฟฟ้า อันตรายถึงชีวิตกว่าการชนรถกับรถที่กว้างขวาง เพราะแรงถูกรวมไว้ที่จุดเดียว แต่อย่างเป็นประโยคนัย มันถ่ายทอดแรงไปยังเซ็นเซอร์น้อยกว่า ด้วยเหตุนี้ เกณฑ์การทำงานสำหรับการชนวัตถุแคบจึงถูกตั้งไว้ต่ำ ประมาณ 13 กม./ชม. (8 mph) ส่วนการชนด้านข้างรถกับรถที่แรงกระจายตัว ค่านี้อยู่ที่ประมาณ 29 กม./ชม. (18 mph) เพื่อเปรียบเทียบ: เอร์แบกด้านหน้าจะพองตัวที่ประมาณ 26 กม./ชม. เมื่อคาดเข็มขัด และประมาณ 16-19 กม./ชม. เมื่อไม่คาดเข็มขัด ด้านข้าง กล่าวคือ ต้องตัดสินใจเร็วกว่า

จากตรงนี้ได้ข้อสรุปเชิงปฏิบัติดังนี้: การถามว่า "ทำไมเอร์แบกไม่พองตัว?" หลังเกิดอุบัติเหตุเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลอย่างยิ่ง การชนที่อยู่ต่ำกว่ามุมที่กำหนด ความเร็วต่ำ การชนที่แรงกระทบผ่านใต้ท้องรถ หรือแรงกระแทกที่กระจุกตัวอยู่จุดเดียวและไม่ส่งแรงเต็มที่ไปยังเซนเซอร์ ม่านลมอาจไม่พองตัว นั่นไม่ใช่ความผิดปกติ แต่เป็นผลตามธรรมชาติของตรรกะเกณฑ์การทำงาน ในอุบัติเหตุบางกรณี ตัวดึงเข็มขัดนิรภัยอัตโนมัติจะทำงานก่อนที่ถุงลมจะพองตัว สิ่งที่เป็นตัวกำหนดเสมอคือการประเมินเกณฑ์ของหน่วยควบคุม

การพองตัวที่แข่งกับมิลลิวินาที: การปรับเทียบความเร็วทำงานอย่างไร?

จุดเด่นที่สุดของม่านลมคือความเร็ว ในการชนด้านข้าง ศีรษะจะใช้เวลาหลายสิบมิลลิวินาทีในการไปถึงขอบกระจก ดังนั้นม่านจึงต้องอยู่ในตำแหน่งพร้อมก่อนที่จะสอดแทรกระหว่างผู้โดยสารกับด้านข้างของรถ ถุงลมด้านข้างทั่วไปจะพองตัวภายใน 10-20 มิลลิวินาทีแรกของการชน สำหรับม่านลม จากการวัดในห้องทดลอง เวลาในการพองตัวอยู่ที่ประมาณ 20 ms และความเร็วในการกระจายตัวสูงถึง 7.77 เมตรต่อวินาที Autoliv ผู้ผลิตม่านลมรายหนึ่งระบุว่าม่านของตนอยู่ในตำแหน่งภายในเวลา ไม่ถึง 30 ms แม้แต่การกะพริบตาหนึ่งครั้งของคุณยังใช้เวลามากกว่านั้น 5-7 เท่า ลองคิดดูสักครั้งจริงๆ สิ ภายในช่วงเวลาสั้นๆ นั้น ม่านผ้าชิ้นหนึ่งปิดช่องเปิดกระจกที่ลากยาวจากประตูจรดเพดานได้ทั้งหมด

แม้เวลาในการพองตัวจะถูกมองเหมือนค่าตั้งโรงงานที่คงที่ แต่จริงๆ แล้วถูกออกแบบตามลักษณะของแรงกระแทก ในการชนด้วยความเร็วสูงเข้ากับเสาที่บาง ศีรษะจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น ม่านจึงต้องพองตัวเร็วขึ้นและแรงขึ้น ในการชนรถกับรถที่แรงกระจายตัว การเคลื่อนที่จะใช้เวลานานขึ้นอีกไม่กี่มิลลิวินาที เจเนอเรเตอร์แก๊สของม่าน ความแข็งของเนื้อผ้า และขนาดของช่องระบายอากาศ จะถูกปรับเทียบให้ครอบคลุมทุกสถานการณ์เหล่านี้ กล่าวคือ ภายในแถบผ้าบางเบานั้น มีระบบตัดสินใจที่เขียนขึ้นด้วยฟิสิกส์ของการชนซ่อนอยู่

วิศวกรรมที่ซ่อนอยู่หลังเสา B และ C

Yan perde airbagi camı perde gibi örterken B direğinin önünden iner; çünkü direğin içindeki kablolama, açılımı bozabilir.

เคยสงสัยไหมว่าม่านลมถูกซ่อนไว้ที่ไหน? ถุงผ้ายาวชิ้นหนึ่งพับเก็บอยู่เหนือประตูตลอดแนวรางหลังคา ด้านหลังวัสดุบุเพดานและแผงตกแต่งเสา เนื่องจากอยู่เหนือประตูหน้าและประตูหลังในรางหลังคาทั้งสองข้าง จึงปกป้องศีรษะของผู้โดยสารทั้งเบาะหน้าและเบาะหลังพร้อมกัน เมื่อถูกกระตุ้น ม่านจะกางลงมาด้านล่าง และตัวผ้าจะขยายออกเหมือนม่านที่ไร้กระจก ปิดช่องเปิดกระจก

รายละเอียดที่ละเอียดที่สุดของเรื่องนี้อยู่ที่เสา B ม่านจะสอดลงมาด้านล่างผ่าน ด้านหน้าของเสา B ไม่ใช่จากด้านหลังเสา เหตุผลก็ง่าย: ระบบเดินสายไฟผ่านอยู่ภายในเสา B หากม่านไปปะปนกับระบบเดินสายนั้น การกางออกจะผิดเพี้ยน วิศวกรจึงพัฒนาวิธีแก้ปัญหาเฉพาะสำหรับเรื่องนี้ เช่น โครงสร้าง "pillar ramp" ที่จดสิทธิบัตร ซึ่งกันช่องทางการกางของถุงลมให้ห่างจากสายไฟ ครั้งต่อไปถ้าคุณสัมผัสเสา B ของรถ จงรู้ไว้ว่าข้างในซ่อนระบบที่ดูเรียบง่ายแต่มีการวางแผนทุกมิลลิวินาที

ทำไมในสถานการณ์รถคว่ำ ม่านจึงคงสภาพพองตัวไว้นาน 10 วินาที?

ในการชนด้านข้างปกติ ม่านจะยุบลงภายในไม่กี่วินาที ภารกิจของมันจบแล้ว แต่ในกรณีรถคว่ำ สถานการณ์แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิง หากรถคว่ำ ม่านลมจำเป็นต้องรองรับเพียงช่วงแรกของการสัมผัสเพียงอย่างเดียวไม่ได้ เพราะการคว่ำกินเวลาหลายวินาที และรถอาจพลิกคว่ำได้หลายครั้ง ม่านลมแบบทำงานเมื่อรถคว่ำจึงพองตัวในช่วง 10-20 มิลลิวินาทีแรกของการชน แต่จากนั้นอาจคงสภาพพองตัวไว้ได้ 10 วินาทีหรือมากกว่า แม้ในการคว่ำที่พลิกหลายรอบ ม่านลมเหล่านี้ก็พองตัวแน่นกว่าปกติ เพื่อปิดช่องกระจกรักษาไว้ และป้องกันไม่ให้ผู้โดยสารที่คาดเข็มขัดถูกเหวี่ยงออกทางกระจก

ความสามารถนี้ได้ผลดีแค่ไหน? ในการทดสอบตามมาตรฐานของรัฐบาลกลางที่ประเมินม่านลมแบบทำงานเมื่อรถคว่ำร่วมกับเข็มขัดนิรภัย พบว่าความเสี่ยงที่ผู้โดยสารจะถูกเหวี่ยงออกในเหตุการณ์รถคว่ำลดลง 99% การอ่านตัวเลขนี้จากผ้าบาง ๆ ชิ้นนั้นที่อยู่หลังเสาหลังคา นับเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่โดดเด่นที่สุดของวิศวกรรมยานยนต์ในความคิดของผม รายละเอียดที่น่าสนใจอีกประการ: พฤติกรรมรับมือการคว่ำนี้ไม่ได้ถูกบังคับเป็นการเฉพาะในสหรัฐอเมริกา แต่รถยนต์ตั้งแต่ปี 2018 เป็นต้นมาตอบข้อกำหนดการป้องกันการเหวี่ยงผู้โดยสารออกทางกระจกด้านข้างด้วยม่านลมเหล่านี้อยู่แล้ว กล่าวคือ กฎระเบียบเปิดประตูไว้ และวิศวกรรมคือสิ่งที่เติมเต็มเนื้อหาภายใน

ด้านการคว่ำก็มีข้อจำกัดเช่นกัน ต้องพูดกันตรง ๆ การทดสอบการหมุนและการคว่ำขนาดเต็มแสดงให้เห็นว่าม่านลมแบบทำงานเมื่อรถคว่ำไม่สามารถป้องกันการเคลื่อนที่ขึ้น-ออกด้านข้างของผู้โดยสารที่คาดเข็มขัดได้อย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ตรวจจับการคว่ำยังอาจทำงานโดยไม่จำเป็นแม้เพียงการเอียงเล็กน้อย เนื่องจากถุงลมถูกออกแบบมาสำหรับการพองตัวเพียงครั้งเดียว ในอุบัติเหตุหลายขั้นตอน ม่านเดียวกันจึงไม่สามารถให้การปกป้องรอบการชนที่สองได้

ม่านลมได้ผลดีแค่ไหน - และเพียงพอในตัวเองหรือไม่?

ขอให้ตัวเลขพูดแทน ถุงลมด้านข้างแบบปกป้องศีรษะลดความเสี่ยงเสียชีวิตจากการชนด้านข้างของผู้ขับรถยนต์ลง 37% และของผู้ขับ SUV ลง 52% คอมโบม่านลมและถุงลมลำตัวลดความเสี่ยงเสียชีวิตในการชนด้านข้างระยะใกล้ลง 31% ส่วนถุงลมคอมโบศีรษะ/ลำตัวชิ้นเดียวลดลง 25% ในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว มีการประมาณการว่าถึงปี 2012 ถุงลมด้านข้างช่วยชีวิตไว้แล้ว 2,252 ชีวิต ตั้งแต่ปี 2003 เป็นต้นมา รถทุกคันที่ได้คะแนนดีที่สุดในการทดสอบชนด้านข้างล้วนติดตั้งถุงลมด้านข้างแบบปกป้องศีรษะ และตั้งแต่ปี 2008 ม่านลมเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นในโปรแกรมทดสอบของออสเตรเลีย ฝั่งยุโรปก็มีการทดสอบชนเสาที่ความเร็ว 32 กม./ชม. และบริเวณดูดซับพลังงานที่พองตัวของรถที่มีม่านลมจะถูกประเมินเพิ่มเติมด้วย

แต่ประโยคสำคัญของเรื่องนี้คือ: ม่านลมเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ โครงสร้างห้องโดยสารต้องคงความสมบูรณ์ในการชนด้วย ถุงลมวางเบาะรองระหว่างศีรษะกับโลกภายนอก แต่ถ้ากำแพงหลังเบาะนั้นยุบเข้ามาด้านใน ผ้าชนิดใดก็ไม่มีประโยชน์ นอกจากนี้ ข้อมูลการทดสอบชนเสายังไม่แสดงให้เห็นว่าถุงลมอก/ศีรษะแบบติดตั้งที่เบาะมีประสิทธิภาพเทียบเท่าม่านลม ม่านลมคือรูปแบบที่พิสูจน์แล้วมากที่สุดของการปกป้องด้านข้าง

ประเภทถุงลมสถานการณ์การทำงานระยะเวลาคงสภาพพองตัว
ถุงลมหน้าการชนด้านหน้าสั้น ไม่ทำงานเมื่อรถคว่ำ
ม่านลมด้านข้างมาตรฐานการชนด้านข้างยุบตัวลงภายในไม่กี่วินาที
ม่านลมพร้อมเซ็นเซอร์ตรวจจับการคว่ำ (RSCA)การชนด้านข้างและการคว่ำ10 วินาทีขึ้นไป
Airbag ข้างภายนอก (precrash, ยังไม่มีในการผลิตจริง)การชนข้างที่กำลังจะเข้ามา, ใต้ประตูเปิดทำงานก่อนการชน

หากมองไปข้างหน้า: ในปี 2020 มีการเพิ่มการทดสอบด้านข้างแบบใหม่สำหรับการชนฝั่งตรงข้าม (far-side); ถุงลม far-side ช่วยลดการเหวี่ยงของศีรษะและความเสี่ยงซี่โครงหัก ซัพพลายเออร์รายหนึ่งกำลังพัฒนา airbag ข้างภายนอกที่มีเซนเซอร์ precrash โดยเปิดถุงลมขนาดเท่าเปลญวนใต้ประตูเพื่อรับมือกับการชนข้างที่กำลังจะเข้ามา; ยังไม่อยู่ในการผลิตจริง แต่แนวคิดนี้หมายถึงการนำหลักการม่านถุงลมออกไปภายนอกตัวรถ

คุณคาดเข็มขัดนิรภัยหรือไม่? ม่านถุงลมทำงานเพื่อคุณ

ภารกิจหลักของม่านถุงลมในสถานการณ์รถคว่ำคือการป้องกันไม่ให้ผู้โดยสารที่คาดเข็มขัดนิรภัยถูกเหวี่ยงออกไปโดยเฉพาะ นั่นคือ เข็มขัดนิรภัยและม่านถุงลมเป็นทีมเดียวกัน; อันหนึ่งดึงคุณไว้กับเบาะ อีกอันปิดช่องกระจก ข้อมูลที่น่ายินดีคือไม่พบความเสี่ยงบาดเจ็บที่เพิ่มขึ้นจากการพองตัวของถุงลมข้างในเด็กอายุต่ำกว่า 15 ปี; ถุงลมข้างมีขนาดเล็กกว่าและพองตัวด้วยพลังงานน้อยกว่าถุงลมหน้าอยู่แล้ว

บทเรียนในทางปฏิบัติที่คุณได้จากเรื่องนี้ง่ายมาก: คาดเข็มขัดนิรภัย อย่าติดของแข็งไว้กับแผงหลังคาและแผงเสา และปรับพนักศีรษะของเบาะข้างกระจกให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง คุณไม่สามารถควบคุมมิลลิวินาทีในช่วงเกิดอุบัติเหตุได้ แต่วิศวกรทำสิ่งนี้มาตลอด 30 ปี - และสถิติบอกว่ามันได้ผล คุณคิดว่าสิ่งนี้จะเปลี่ยนมุมมองต่อไปที่คุณมองเสา B ของรถหรือไม่? สำหรับผมแล้วเปลี่ยนแน่นอน

แหล่งข้อมูล