Cum funcționează sticla auto

Sticla auto este tratată special pentru a proteja pasagerii vehiculului de elemente. Vezi mai multe poze cu siguranța mașinii. Frederick M. Brown / Getty Images

În cazul în care companiile auto difuzează anunțuri la televizor care prezintă noile caracteristici de siguranță ale vehiculului lor, acestea menționează rar parbrizul auto sau geamurile din jur, dar geamul care te înconjoară în aceste vehicule a fost proiectat și fabricat cu siguranța ta. Cu toate că sticlă auto arată la fel ca orice alt tip de sticlă, funcționează foarte diferit.

În majoritatea caselor, ferestrele din fiecare cameră sunt realizate dintr-un tip standard de sticlă care se va spulbește în cioburi mari atunci când se sparge. Cu excepția unei uși glisante sau a unei uși din față, aceste ferestre de acasă nu primesc aceeași cantitate de eforturi pe care o face o fereastră auto. O mașină, pe de altă parte, va întâlni multe găuri, stânci și îndoitori de apărare în viața sa. Din această cauză, sticla auto este fabricată în două tipuri diferite de sticlă de siguranță pentru a proteja atât structura vehiculului, cât și ocupanții din interior. Primul tip de sticlă se numește sticlă laminată, care este pentru parbriz. Al doilea tip de sticlă este cunoscut sub numele de geam securizat, care este utilizat pentru geamurile laterale și posterioare ale vehiculului.

Mai târziu, vom afla cum producătorii de sticlă introduc un strat subțire de film între două straturi de sticlă și le fuzionează împreună prin căldură și presiune pentru a face sticlă laminată. De asemenea, vom arunca o privire asupra modului în care sticla temperată își câștigă rezistența printr-un proces de încălzire și răcire rapidă. Fără aceste diferite stiluri de fabricație și întărire, sticla auto nu ar fi decât o simplă barieră între noi și elementele de afară.

Sticla laminată și temperată au fiecare funcții diferite, dar împreună, vă păstrează în interiorul vehiculului într-un accident, vă protejează de zborul sticlei ascuțite, păstrează rigiditatea acoperișului într-un rollover și permit airbagului lateral să vă protejeze atunci când este desfășurat. Să mergem la pagina următoare și să aflăm când au fost utilizate pentru prima dată aceste tipuri de sticlă și de ce.

cuprins

1. Istoria sticlei auto
2. Sticlă laminată și PVB
3. Geam securizat
4. Dezvoltări viitoare în sticlă auto

În timpul începutului secolului 20, cărucioarele fără cai au început să folosească sticla pentru a proteja șoferii de vânturile dure. Cu toate acestea, forma standard de sticlă folosită în acele vremuri nu a protejat în mod adecvat ocupanții de resturile zburătoare. De asemenea, acesta reprezenta un risc pentru ocupanți dacă un obiect a lovit geamul sau dacă vehiculul a fost implicat într-un accident.

În 1903, chimistul francez Edouard Benedictus s-a împiedicat de secretul sticlei rezistente la spargere când a aruncat un balon de sticlă umplut cu o peliculă de colodare uscată. El a descoperit că sticla acoperită cu filmul crăpat, dar și-a păstrat forma inițială. Cu toate acestea, această sticlă laminată nu ar fi implementată în automobile până în anii 1920 [sursa: Time].

Producătorii auto au folosit sticlă laminată în parbrizele lor pentru a optimiza siguranța ocupanților în timpul accidentelor și pentru a proteja pasagerii de proiectile în condiții normale de conducere. Pentru toate beneficiile sale, însă, primele tipuri de sticlă laminată au oferit o rezistență limitată la perforare. Sticla laminată de astăzi constă dintr-un strat subțire de polivinil butiric (PVB) inserat între două straturi de sticlă solidă.

Pe lângă sticla laminată, producătorii auto au început să folosească sticla temperată la sfârșitul anilor '30. Acest tip de sticlă este utilizat în geamurile laterale și posterioare ale vehiculului și își câștigă rezistența printr-un proces de încălzire și răcire rapidă care întărește suprafața exterioară a sticlei, precum și miezul său.

Până în anii '60, publicul american devenise din ce în ce mai conștient de faptul că automobilele trebuiau proiectate pentru mai mult decât aspecte simple. Această realizare a derivat parțial din munca de consumator a lui Ralph Nader pentru a expune pericolele prezentate de anumite vehicule și nevoia de standarde guvernamentale de siguranță. Ca răspuns, guvernul Statelor Unite a format Administrația Națională de Siguranță a Traficului pe Șosea (NHTSA) în 1970 [sursa: Bowen].

De atunci, NHTSA a implementat reglementări care afectează toate domeniile de siguranță a vehiculelor, inclusiv sticla auto. Unele dintre Standardele Federale de Siguranță a Vehiculelor (FMVSS) pentru sticlă auto includ:

• FMVSS 205 -- Aceasta a stabilit standarde clare pentru transparența geamurilor auto și rezistența sticlei auto necesare pentru păstrarea ocupanților în interiorul vehiculului în timpul accidentelor.
• FMVSS 212 --Acest standard de montare a parbrizului a fost stabilit pentru a asigura un anumit nivel de rezistență de retenție a parbrizului în timpul accidentelor.
• FMVSS 216 -- Această legislație a pus în aplicare un standard pentru rigiditatea acoperișului, în cazul unei rulări.
• FMVSS 219 -- Acest standard prevede că nicio parte a majorității vehiculelor de pasageri nu poate pătrunde parbrizul mai mult de 6 milimetri (0,24 inci) într-un accident.

Acum că știm cum a ajuns sticla auto, să aflăm cum este fabricată.

Sfaturi pentru cumpărarea și înlocuirea sticlei auto

[sursa: ABC News]

• Înlocuirea parbrizului este o problemă majoră pentru siguranță. Dacă parbrizul dvs. a fost puternic deteriorat, nu lăsați să îl înlocuiți.

• Asigurați-vă că tehnicianul care înlocuiește parbrizul este certificat de acest lucru de către Asociația Națională a Sticlelor.

• După ce parbrizul a fost înlocuit, asigurați-vă că așteptați timpul recomandat înainte de a conduce vehiculul. În unele cazuri, aceasta poate dura până la 10 ore.

Sticla laminată este suficient de puternică pentru a împiedica obiectele zburătoare să pătrundă în parbrizul unei mașini. Bryan Mulennix / Getty Images

Sticla laminată se realizează prin sandwich-ul unui strat de polivinil butiric (PVB) între două bucăți de sticlă. Sticla și PVB sunt sigilate de o serie de role sub presiune și apoi încălzite. Această combinație de presiune și căldură leagă chimic și mecanic PVB de sticlă. Legătura mecanică are loc prin adezivitatea PVB, în timp ce legătura chimică este creată prin legarea de hidrogen a PVB la sticlă.

Acest strat inserat de PVB este ceea ce permite sticlei să absoarbă energie în timpul impactului și dă rezistența sticlei la penetrarea proiectilelor zburătoare. De asemenea, acesta deviază până la 95% din razele ultraviolete (UV) de la soare [sursa: Reuters]. Sticla laminată se poate rupe și perfora, dar va rămâne intactă din cauza legăturii sale chimice cu PVB.

Rezistența sticlei laminate pentru automobile îi permite să îndeplinească două funcții foarte importante în mașini. În primul rând, permite airbag-ului din partea pasagerului să se desfășoare corect. Airbag-urile laterale ale șoferului tind să zboare direct către șofer de la volan, dar atunci când airbag-ul pasagerului este deplasat, acesta sări din parbriz spre pasager. Un air air se desfășoară cu o viteză incredibilă - 1 / 30th of second - și poate rezista la 2.000 de kilograme (907 kilograme) de forță. Parbrizul trebuie să absoarbă atât viteza cât și forța airbag-ului pentru a proteja pasagerul într-un accident. Datorită rezistenței sale, sticla laminată poate păstra ocupanții în interiorul mașinii în timpul unui accident. În trecut, ocupanții puteau fi expulzați prin parbriz deoarece geamul nu era suficient de puternic, dar parbrizele de astăzi oferă mai multă securitate.

Pe lângă absorbția forței airbag-urilor desfășurate și păstrarea pasagerilor în interiorul vehiculului, parbrizele laminate oferă, de asemenea, rezistență acoperișului unei mașini. Parbrizele împiedică acoperișul să se tâmple și să se prăbușească pe pasageri complet în timpul unei rulări. Fără rigiditatea și rezistența parbrizelor din sticlă laminată, multe acoperișuri ar prezenta riscuri mai mari pentru pasageri în anumite tipuri de accidente.

Dacă se întâmplă să găsiți un cip mic în parbrizul dvs., nu vă faceți griji. Nu trebuie să ieșiți și să vă înlocuiți întregul parbriz pentru a-și păstra puterea. Unele cipuri mici pot fi reparate rapid și ușor cu un kit de reparare a jetoanelor de parbriz. Majoritatea magazinelor auto poartă aceste kituri în jur de 10 USD și vă permit să injectați rășină în locul problemelor și să eliminați excesul de aer din zona cu probleme. După ce ați reparat paharul, abia veți putea observa jobul dvs. de plasture.

Să trecem la pagina următoare pentru a afla cum este făcută sticla temperată și cum protejează.

Sticla temperată este la fel de importantă pentru siguranța vehiculului ca și sticla laminată, dar diferă foarte mult atât sub formă cât și ca funcție. Acest tip de sticlă este utilizat pentru geamurile înconjurătoare (numită și geam sidelites) și fereastra din spate (sau backlite). Sticla temperată este creată prin încălzire și apoi răcirea rapidă a sticlei la temperatura camerei, prin introducerea ei printr-un sistem de suflante.

Suprafața sticlei se răcește mult mai repede decât centrul paharului și se contractă, provocând stresuri compresive, în timp ce centrul paharului se extinde din cauza temperaturii sale, producând tensiuni de tracțiune. Ce inseamna asta? Imaginează-ți o bucată de sticlă care poate fi trasă sau întinsă la o anumită lungime (tensiune la tracțiune), în timp ce ești împinsă în jos și comprimată (tensiune compresivă) simultan. Atât eforturile de tragere, cât și de împingere obținute prin procesul de încălzire și răcire conferă sticlei temperate rezistența la tracțiune și compresiune. Diferențele dintre aceste două conferă paharului de 5 până la 10 ori cantitatea de rezistență pe care o avea inițial.

Marginile de pe o bucată tipică de sticlă temperată sunt foarte slabe. Acest lucru este cauzat în parte de eliberarea rapidă a căldurii în faza de răcire a procesului de temperare. Pentru a compensa această zonă mai slabă, sticla este așezată jos pe margini. Când sticla temperată se sparge, aceasta se sparg în bucăți mici și plictisitoare. Diferențele dintre tensiunile compresive și cele de tracțiune sunt cele care permit sticla să se spargă în acest fel. Tragerea și împingerea paharului produc o cantitate semnificativă de energie în timpul procesului de temperare. Când sticla se sparge, această energie este eliberată și face ca sticla să se rupă în bucăți mici [sursa: AIS Glass Solutions].

Datorită rezistenței sale, sticla temperată poate rezista la utilizarea zilnică a conducerii automobilelor. Fără asta, mașinile noastre ar fi umplute cu sticlă de fiecare dată când întâlneam o gaură, ajungem într-un bender sau închidem o ușă.

Datorită rezistenței sale solide și a siguranței sale, unii producători de automobile au în vedere implementarea sticlei laminate în toate zonele mașinilor lor. Este deja folosit pentru unele vehicule mai mari: General Motors l-a instalat în geamurile din spate ale autoutilitarelor lor pentru a menține ocupanții în interiorul vehiculului în timpul accidentelor majore. Unii producători, cum ar fi BMW, au plasat deja sticla laminată pe placutele unora dintre modelele lor ca o protecție suplimentară împotriva furtului. Pe lângă sporul de siguranță pe care îl oferă, sticla laminată acționează, de asemenea, ca un bun amortizor de sunet din cauza PVB din interiorul acesteia [sursa: Allen].

Cu toate acestea, există o problemă cu punerea în aplicare a sticlei laminate pe un vehicul: în caz de urgență, un ocupant care trebuie să părăsească vehiculul nu a putut rupe geamul laminat fără ajutor. Datorită rezistenței sale, sticla laminată poate dura de 10 ori mai mult decât paharul temperat, ceea ce poate face dificilă evadarea pentru un pasager slăbit și rănit [sursa: Allen]. Această dilemă nu i-a împiedicat pe designerii auto să conceapă noi modalități de a obține mai multă sticlă laminată în mașinile noastre. De exemplu, acoperișuri cielo (numele provine de la cuvântul spaniol pentru "cer") au apărut peste tot în circuitul concept auto. Acoperișurile Cielo extind parbrizul unei mașini în spatele capului șoferului, transformând întregul acoperiș într-o singură bucată de sticlă laminată [sursa: Allen].

Sticla auto nu este concepută doar pentru siguranță și confort. Producătorii de sticlă și producătorii de mașini încearcă, de asemenea, să găsească căi de reciclare a sticlei. Deși o parte din excesul de sticlă produsă în timpul fabricării sticlei auto este reciclată, odată ce sticla auto este montată pentru o mașină, devine mai greu de reciclat din cauza adăugărilor precum acoperirile și elementele de încălzire.

În ciuda acestor dileme, producătorii de sticlă continuă să exploreze noi idei pentru a face sticla mai puternică, mai sigură și adaptabilă pentru vehiculele noi. S-ar putea să nu vă gândiți la asta, dar vehiculele noastre nu ar fi la fel de sigure ca și fără sticlă temperată și laminată.

Articole similare

• Cum funcționează sticla de siguranță
• Cum funcționează sticla „rezistentă la gloanțe”?
• Ce face sticla transparentă?
• O mașină poate fi cu adevărat rezistentă la moarte?
• Cum funcționează testarea mașinii

surse

• ABC News. „Îți faci griji pentru parbriz”. 3 iunie 2008. (25 octombrie 2008) http://abcnews.go.com/video/playerIndex?id=4989095
• AIS Glass Solutions. "Sticlă laminată." (4 noiembrie 2008) http://www.aisglass.com/swfs_laminated/online_laminated.asp
• AIS Glass Solutions. "Sticlă laminată PVB." (4 noiembrie 2008) http://www.aisglass.com/pvb_laminated.asp
• AIS Glass Solutions. "Geam securizat." (4 noiembrie 2008) http://www.aisglass.com/swfs_tempered/online_tempered.asp?pagenum=10
• Allen, Leslie J. "În ciuda costurilor, mai mulți producători de mașini folosesc sticlă laminată." Știri auto. 18 febr. 2008. (25 oct. 2008) http://corporateportal.ppg.com/NR/rdonlyres/BBF7E209-920B-4722-877E-53CEC5A7CD52/0/123568996eprint.pdf
• Universitatea Auto Sticla. "Modulul 1 - Rolul sticlei auto." (25 oct. 2008) http://www.autoglassuniversity.com/mod01/mod01.php
• Bowen, Nancy. "Ralph Nader: Om cu o misiune." Cartea secolului XXI. 2002.
• Motoare generale. „Compania noastră - siguranță”. (4 noiembrie 2008) http://www.gm.ca/inm/gmcanada/english/about/Safety/safety_occupant_02.html
• LeakPro. „Bazele reparațiilor parbrizului.” (4 noiembrie 2008) http://www.leakpro.com/services/windshield.html
• Companiile McGraw-Hill. "Consolidarea performanței sticlei laminate." Dec. 2005. (4 noiembrie 2008) http://continuingeducation.construction.com/article.php?L=28&C=321&P=2
• Asociația Națională a Sticlei "Program certificat auto tehnician de sticlă." (4 noiembrie 2008) http://www.glass.org/cert/agrmnt_ov.htm
• Asociația Națională a Sticlei „Consumatori - Sfaturi”. (25 oct. 2008) http://www.glass.org/consumer/a_windshield.htm
• Administrația națională a siguranței traficului rutier. "FMVSS 205." (25 oct. 2008) http://edocket.access.gpo.gov/cfr_2004/octqtr/pdf/49cfr571.205.pdf
• Administrația națională a siguranței traficului rutier. "Partea 571 Standarde federale privind siguranța vehiculelor cu motor." (4 noiembrie 2008) http://www.nhtsa.gov/cars/rules/standards/FMVSS-Regs/pages/Part571.htm
• Pilkington. "Întrebări frecvente." (4 noiembrie 2008) http://www.pilkington.com/automotive+international/faqs.htm#faq7
• Reuters. "Sticla laminată strălucește ca un bonus acustic." 16 ianuarie 2008. (9 noiembrie 2008) http://www.reuters.com/article/pressRelease/idUS201862+16-Jan-2008+PRN20080116
• Time, Inc. „Softness for Safety”. 10 aprilie 1939. (25 oct. 2008) http://www.time.com/time/magazine/article/09171,761001,00.html
• Vartabedian, Ralph. „Care pahar este mai sigur într-un accident?” Los Angeles Times, 21 martie 2007. (4 noiembrie 2008) http://articles.latimes.com/2007/mar/21/autos/hy-wheels21