Airbag – historia, sposób działania, wymiana, koszty. Oto co powinieneś wiedzieć

Choć poduszka powietrzna jest z nami od kilkudziesięciu lat, do dziś pozostaje jednym z najważniejszych elementów odpowiadających w samochodzie za bezpieczeństwo bierne. Skąd się wziął airbag, jak działa i ile kosztuje jego wymiana?

Elementy wyposażenia podnoszące poziom bezpieczeństwa samochodu to temat-rzeka. Dzielą się one na elementy odpowiadające za bezpieczeństwo czynne (to, które ma za zadanie nie dopuścić do wypadku), oraz na wyposażenie odpowiedzialne za bezpieczeństwo bierne (czyli to, które ma nas ochronić, gdy już do wypadku dojdzie). Do tej drugiej grupy należą poduszki powietrzne – w Europie od kilkunastu lat obowiązkowe w nowych samochodach.

Pomysł na użycie podobnego rozwiązania pojawił się już w latach 20. XX w., ale nie dotyczył w tym czasie samochodów. Na złożenie pierwszych wniosków patentowych dotyczących samochodowych poduszek powietrznych trzeba było poczekać do 1951 r. – wtedy odpowiednie dokumenty złożył do urzędu Niemiec Walter Linderer. W 1952 r., niezależnie od Linderera, to samo zrobił Amerykanin, John W. Hetrick (można się też spotkać z informacjami, że to Hetrick wyprzedził Linderera o kilka miesięcy i że obaj złożyli wnioski w 1951 r.).

W obu tych przypadkach twórcy przewidzieli, że poduszki będą napełniane sprężonym powietrzem – i choć nazwy nadane we wnioskach patentowych nie były aż tak zwięzłe (u Hetricka: safety cushion assembly for automotive vehicles), to myślę że można uznać, że to stąd wzięło się proste i wystarczająco dokładne określenie „airbag”. Hetrick otrzymał patent w sierpniu 1953 r., a Linderer – w listopadzie tego samego roku.

Pierwsze poduszki powietrzne – jak to miało działać?

Sercem układu w obu rozwiązaniach były zbiorniki ze sprężonym powietrzem, sprzężone ze specjalnymi poduszkami umieszczonymi w kierownicy oraz przed pasażerem (w schowku lub obok niego). Podczas uderzenia system sprężyn otwierał zawór w zbiorniku, co powodowało napełnienie się poduszek. W systemie Linderera istniała także możliwość… samodzielnego zainicjowania napełniania poduszek, co wbrew pozorom nie było wcale takie głupie.

Rzecz w tym, że oba te systemy oparte na sprężonym powietrzu nie były w stanie napompować poduszek wystarczająco szybko, by faktycznie podczas wypadku zdążyły one zamortyzować uderzenie kierowcy czy pasażera w kierownicę i deskę rozdzielczą. Czysto teoretycznie, widząc że wypadek jest nieunikniony, można by było więc przed samym uderzeniem uruchomić poduszki, by zaczęły się napełniać wcześniej. Choć wątpię, żeby ktoś miał do tego głowę na sekundy przed wypadkiem…

Współczesny airbag – czym się różni, jak działa?

Tę część zacznę od jednej uwagi – nie myślcie, że pisząc „współczesny airbag” mam na myśli poduchy z ostatnich 10 czy nawet 20 lat. Nie – chodzi tu także o pierwsze poduszki montowane w samochodach seryjnych, a to oznacza cofnięcie się co najmniej do… lat 70. XX w. Pierwsze samochody z airbagami pojawiły się w 1973 r. (np. Chevrolet Impala), potem dołączały kolejne modele, jak choćby Oldsmobile 98. Ten element wyposażenia pojawił się tylko po to, żeby jeszcze w latach 70. znowu zniknąć, bo klienci bardziej ufali maskom o długości boiska do futbolu amerykańskiego, niż poduszkom.

Najważniejszą różnicą względem prototypowych rozwiązań była rezygnacja ze sprężonego powietrza. Zaczęto używać azotu wytwarzanego dokładnie w chwili wypadku – początkowo jako jego źródła używano toksycznego azydku sodu, później powstało wiele rozwiązań zastępczych. Jednym z głównych wymagań wobec ich jest możliwie jak najmniejsza higroskopijność (zdolność do wchłaniania wilgoci), by jak najdłużej układ poduszek zachował sprawność. To oczywiście nadal nie tłumaczy, w jaki sposób jest inicjowany proces wydzielania się azotu – należy więc dodać, że w nowoczesnych airbagach w chwili wypadku następuje po prostu niewielki wybuch, za sprawą którego poduszki powietrzne są napełniane. Odpowiada za to tzw. generator gazu, składający się z zapalnika i paliwa.

Jako pierwszy na pomysł zastosowania materiału wybuchowego wpadł w 1964 r. japoński inżynier, Yasuzaburou Kobori (niestety zmarł w 1975 r., zanim poduszki powietrzne zdążyły się upowszechnić). W 1967 r. generator gazu zaproponował też w swoim projekcie Amerykanin, Allen K. Breed, a przy okazji zaproponował przełomowy element: specjalną tubę wyposażoną w sensor elektromechaniczny, magnesy i stalową kulkę. Całość pełniła funkcję czujnika zderzeniowego. Kulka była przytrzymywana w miejscu przez magnesy, ale uderzenie przodem auta w przeszkodę sprawiało, że siła bezwładności stawała się większa niż siła magnetyczna i kulka wypadała ze swojego kanału, wpadając na czujnik i zwierając dwa bieguny obwodu elektrycznego. To prowadziło do rozgrzania i wybuchu wspomnianego wcześniej azydku sodu – z 50 g tej substancji można było uzyskać ok. 70 l azotu, a to wszystko w ciągu zaledwie 30 ms.

Obecnie poduszki powietrzne korzystają z wielu czujników

Są one rozmieszczone w różnych miejscach w aucie i mają za zadanie przekazać komputerowi dane nie tylko nt. siły uderzenia, ale i jego kierunku. Na podstawie m.in. tych danych samochód w mniej więcej 10 ms „decyduje”, które poduszki uruchomić, a w przypadku niektórych airbagów – z jaką siłą je napełnić. W każdym razie nie jest niczym dziwnym, że podczas wypadku któraś z poduszek nie wybuchła, albo że wybuchła podczas teoretycznie lekkiej kolizji. Najwyraźniej komputer uznał, że tak trzeba – nie oznacza to niesprawności układu.

To przy okazji prowadzi nas do kwestii trwałości airbagów

Początkowo producenci szacowali trwałość poduszek powietrznych na 10 do 15 lat – po tym czasie zalecano wymianę lub co najmniej inspekcję układu. Po latach okazało się, że airbagi mają zadziwiająco dużą trwałość, czasem określaną wręcz jako większą od reszty samochodu. Innymi słowy: nawet w starym samochodzie najprawdopodobniej w razie kolizji lub wypadku wszystko zadziała prawidłowo, chyba że pojazd był narażony na długotrwałą i ponadnormatywną wilgoć. Zakłady utylizacji samochodów nieformalnie przyznają, że w grupie 100 poduszek aktywować nie udaje się co najwyżej kilku. Osobiście nigdy nie widziałem też testu zderzeniowego starszego auta z airbagami, gdzie system nie zadziałałby bądź zadziałałby nieprawidłowo.

Airbag – wymiana. Kiedy i ile to kosztuje?

Kiedy – tego już się zapewne domyślacie. Po prostu po tym, gdy dotychczasowa poduszka uległa aktywacji podczas zdarzenia drogowego i potrzebna jest nowa (czyli zakładamy w tym przypadku, że auto ma być nadal użytkowane). Ewentualnie dla spokoju sumienia, gdy producent wyraźnie wymagał wymiany poduszek po określonym czasie, ale tutaj zaczynają się schody natury finansowej.

Fabrycznie nowy airbag to droga rzecz (co najmniej kilkaset złotych za sztukę), a do tego dochodzi kwestia wymiany uszkodzonych elementów wnętrza (np. kompletnej deski rozdzielczej) i uszkodzonego osprzętu systemu poduszek powietrznych, plus nierzadko dochodzi jeszcze koszt pirotechnicznych napinaczy pasów bezpieczeństwa (tak, tam też są materiały wybuchowe). Wliczając w to robociznę mówimy więc o kwotach co najmniej czterocyfrowych w przypadku korzystania z usług serwisu nieautoryzowanego i przy stosunkowo niewielkich uszkodzeniach auta. Jeśli ktoś chce naprawić pojazd w autoryzowanym punkcie obsługi, może zapłacić nawet… 20-30 tys. zł.

Zredukowanie kosztów jest możliwe przy zastosowaniu elementów regenerowanych lub wyciągniętych z aut używanych, ale o tym opowiem następnym razem. Póki co mogę jedynie życzyć wszystkim, żeby nigdy nie zobaczyli przed sobą otwierającej się poduszki.