När bilföretag visar annonser på tv som hyllar deras fordons nya säkerhetsfunktioner, nämner de sällan bilens vindruta eller de omgivande fönstren, men glaset som omger dig i dessa fordon har designats och tillverkats med din säkerhet i åtanke. Även om bilglas ser likadana ut som alla andra typer av glas, det fungerar väldigt annorlunda.
I de flesta hem är fönstren i varje rum gjorda av en standardtyp av glas som kommer att splittras till stora skärvor när det går sönder. Med undantag för en skjutdörr i glas eller ytterdörr, utsätts inte dessa hemfönster för samma belastning som ett bilfönster. En bil å andra sidan kommer att stöta på många gropar, stenar och fenderbockare under sin livstid. På grund av detta tillverkas bilglas i två olika typer av säkerhetsglas för att skydda både fordonets struktur och passagerarna inuti. Den första typen av glas kallas laminerat glas , som är för vindrutan. Den andra typen av glas är känd som härdat glas , som används för fordonets sido- och bakrutor.
Senare kommer vi att lära oss hur glastillverkare lägger in ett tunt lager av film mellan två lager av glas och smälter samman dem genom värme och tryck för att göra laminerat glas. Vi ska också ta en titt på hur härdat glas får sin styrka genom en process av uppvärmning och snabb kylning. Utan dessa olika tillverknings- och förstärkningsstilar skulle bilglas vara lite mer än en enkel barriär mellan oss och elementen utanför.
Laminerat och härdat glas har olika funktioner, men tillsammans håller de dig inne i fordonet vid en olycka, skyddar dig från flygande vass glas, behåller takets styvhet vid en vältning och låter sidokrockkudden skydda dig när den utlöses. Låt oss gå vidare till nästa sida och lära oss när dessa typer av glas först användes och varför.
Innehåll
Under tidigt 1900-tal började hästlösa vagnar använda glas för att skydda förare från hårda vindar. Men standardformen av glas som användes på den tiden skyddade inte de åkande tillräckligt från flygande skräp. Det utgjorde också en risk för de åkande om ett föremål träffade glaset eller om fordonet var inblandat i en olycka.
År 1903 snubblade den franske kemisten Edouard Benedictus på hemligheten bakom sprickbeständigt glas när han tappade en glaskolv fylld med en torkad kollodiumfilm. Han fann att glaset belagt med filmen sprack, men behöll sin ursprungliga form. Detta laminerade glas skulle dock inte implementeras i bilar förrän på 1920-talet [källa:Time].
Biltillverkare använde laminerat glas i sina vindrutor för att optimera passagerarnas säkerhet vid olyckor och för att skydda passagerare från projektiler under normala körförhållanden. Trots alla dess fördelar erbjöd de första typerna av laminerat glas begränsad punkteringsmotstånd. Dagens laminerade glas består av ett tunt lager polyvinylbutyral (PVB) insatt mellan två lager av massivt glas.
Förutom laminerat glas började biltillverkare använda härdat glas i slutet av 1930-talet. Denna typ av glas används i fordonets sido- och bakrutor och får sin styrka genom en uppvärmning och snabb nedkylningsprocess som stärker glasets yttre yta såväl som dess kärna.
På 1960-talet hade den amerikanska allmänheten blivit alltmer medveten om att bilar behövde designas för mer än bara utseende. Denna insikt härrörde delvis från konsumentkorsfararen Ralph Naders arbete med att avslöja farorna med vissa fordon och behovet av statliga säkerhetsstandarder. Som svar bildade den amerikanska regeringen National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) 1970 [källa:Bowen].
Sedan dess har NHTSA implementerat bestämmelser som påverkar alla områden av fordonssäkerhet, inklusive bilglas. Några av Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) för bilglas inkluderar:
Nu när vi vet hur bilglas kom till, låt oss ta reda på hur det är tillverkat.
Tips för att köpa och byta bilglas[källa:ABC News]
Laminerat glas tillverkas genom att ett lager av polyvinylbutyral (PVB) placeras mellan två glasbitar. Glaset och PVB förseglas med en serie tryckrullar och värms sedan upp. Denna kombination av tryck och värme binder kemiskt och mekaniskt PVB till glaset. Den mekaniska bindningen sker genom PVB:s vidhäftningsförmåga, medan den kemiska bindningen skapas genom vätebindning av PVB:n till glaset.
Det insatta lagret av PVB är det som gör att glaset absorberar energi under en kollision och ger glaset motstånd mot penetration från flygande projektiler. Det avleder också upp till 95 procent av ultravioletta (UV) strålar från solen [källa:Reuters]. Laminerat glas kan gå sönder och punkteras, men det förblir intakt på grund av dess kemiska bindning med PVB.
Styrkan hos laminerat bilglas gör att det kan utföra två mycket viktiga funktioner i bilar. För det första gör det att krockkudden på passagerarsidan kan utlösas korrekt. Krockkuddar på förarsidan tenderar att flyga rakt mot föraren från ratten, men när passagerarkrockkudden utlöses studsar den från vindrutan mot passageraren. En krockkudde utlöses med otrolig hastighet --1/30 av en sekund -- och kan motstå 2 000 pund (907 kg) kraft. Vindrutan måste absorbera både hastigheten och kraften från krockkudden för att skydda passageraren vid en olycka. På grund av sin styrka kan laminerat glas hålla passagerare inne i bilen under en olycka. Tidigare kunde passagerare kastas ut genom vindrutan eftersom glaset inte var tillräckligt starkt, men dagens vindrutor ger mer säkerhet.
Förutom att absorbera kraften från utlösta krockkuddar och hålla passagerarna inne i fordonet, ger laminerade vindrutor också styrka till en bils tak. Vindrutor hindrar taket från att knäckas och krascha ner på passagerare helt under en vältning. Utan styvheten och styrkan hos vindrutor av laminerat glas skulle många tak utgöra större risker för passagerare i vissa typer av olyckor.
Om du råkar hitta ett litet chip i vindrutan, oroa dig inte. Du behöver inte gå ut och få hela vindrutan bytt för att behålla sin styrka. Vissa små spån kan snabbt och enkelt repareras med en reparationssats för vindrutespån. De flesta bilaffärer har dessa kit för cirka $ 10 och låter dig injicera harts i problemplatsen och ta bort överflödig luft i problemområdet. När du har reparerat glaset kommer du knappt att kunna märka ditt lappjobb.
Låt oss gå vidare till nästa sida för att ta reda på hur härdat glas är tillverkat och hur det skyddar.
Härdat glas är lika viktigt för ett fordons säkerhet som laminerat glas, men det skiljer sig mycket i både form och funktion. Denna typ av glas används för de omgivande fönstren på bilen (även kallade sidelites). ) och bakfönstret (eller bakgrundsbelysning ). Härdat glas skapas genom att värma upp och sedan snabbt kyla glaset till rumstemperatur genom att leda det genom ett system av fläktar.
Glasets yta svalnar mycket snabbare än glasets mitt och drar ihop sig, vilket orsakar tryckspänningar , medan mitten av glaset expanderar på grund av dess temperatur, vilket ger dragspänningar . Vad betyder det? Föreställ dig en glasbit som kan dras eller sträckas till en viss längd (dragspänning), samtidigt som den trycks ned och trycks ihop (tryckspänning). Både drag- och tryckspänningarna som uppnås genom uppvärmning och kylning ger härdat glas dess drag- och tryckhållfasthet. Skillnaderna mellan dessa två ger glaset 5 till 10 gånger den styrka det ursprungligen hade.
Kanterna på en typisk bit härdat glas är mycket svaga. Detta orsakas delvis av den snabba frigöringen av värme under avkylningsfasen av anlöpningsprocessen. För att kompensera för detta svagare område slipas glaset ner på kanterna. När härdat glas går sönder spricker det i små, matta bitar. Skillnaderna mellan tryck- och dragspänningar är det som gör att glaset går sönder på detta sätt. Dragningen och tryckningen av glaset producerar en betydande mängd energi under härdningsprocessen. När glaset går sönder frigörs denna energi och gör att glaset går sönder i små bitar [källa:AIS Glass Solutions].
På grund av sin styrka kan härdat glas motstå den dagliga användningen av bilkörning. Utan den skulle våra bilar fyllas med glas varje gång vi stötte på ett potthål, hamnade i en stänkskärm eller stängde en dörr.
På grund av dess styrka och solida säkerhetsresultat överväger vissa biltillverkare att implementera laminerat glas i alla delar av sina bilar. Den används redan i vissa större fordon:General Motors har installerat den i de bakre fönstren på sina passagerarbilar för att hålla de åkande inne i fordonet under större olyckor. Vissa tillverkare, som BMW, har redan placerat laminerat glas i sideliterna på några av sina modeller som ett extra skydd mot stöld. Förutom säkerhetshöjningen det ger, fungerar laminerat glas också som en bra ljuddämpare på grund av PVB inuti det [källa:Allen].
Det finns dock ett problem med att implementera laminerat glas i ett fordon:I en nödsituation kunde en passagerare som snabbt måste lämna fordonet inte krossa det laminerade glaset utan hjälp. På grund av sin styrka kan laminerat glas ta 10 gånger längre tid att gå sönder än härdat glas, vilket kan göra det svårt för en försvagad och skadad passagerare att fly [källa:Allen]. Detta dilemma har inte hindrat bildesigners från att ta fram nya sätt att få in mer laminerat glas i våra bilar. Till exempel cielotak (namnet kommer från det spanska ordet för "himmel") har dykt upp över hela konceptbilskretsen. Cielo-tak förlänger en bils vindruta bakom förarens huvud och omvandlar hela taket till en enda bit laminerat glas [källa:Allen].
Bilglas designas inte bara för säkerhet och komfort. Glastillverkare och biltillverkare försöker också hitta vägar för att återvinna glaset. Även om en del överskottsglas som produceras under tillverkningen av bilglas återvinns, när bilglaset väl är monterat för en bil blir det svårare att återvinna på grund av tillägg som beläggningar och värmeelement.
Trots dessa dilemman fortsätter glastillverkarna att utforska nya idéer för att göra glas starkare, säkrare och anpassningsbart för nya fordon. Du kanske inte tänker så mycket på det, men våra fordon skulle inte vara så säkra som de är utan modernt härdat och laminerat glas.
