Hvordan bilbransjen fungerer

Bilglass er spesialbehandlet for å beskytte kjøretøypassasjerer mot elementene. Se flere bilsikkerhetsbilder. Frederick M. Brown / Getty Images

Når bilbedrifter kjører annonser på TV som viser bilenes nye sikkerhetsfunksjoner, nevner de sjelden bilens frontrute eller de omkringliggende vinduene, men glasset som omgir deg i disse kjøretøyene er designet og produsert med sikkerhet for deg. Selv om bilglass ser ut som alle andre typer glass, det fungerer veldig annerledes.

I de fleste hjem er vinduene i hvert rom laget av en standard type glass som vil knuses til store skjær når det går i stykker. Med unntak av en skyve glassdør eller inngangsdør, får ikke disse hjemmevinduene den samme belastningen som et bilvindu gjør. En bil, derimot, vil støte på mange jettegryter, steiner og fenderbendere i løpet av sin levetid. På grunn av dette produseres bilglass til to forskjellige typer sikkerhetsglass for å beskytte både kjøretøyets og beboernes struktur. Den første typen glass kalles laminert glass, som er for frontruten. Den andre typen glass er kjent som herdet glass, som brukes til bilens side- og bakvinduer.

Senere vil vi lære hvordan glassprodusenter setter inn et tynt lag film mellom to glasslag og smelter dem sammen gjennom varme og trykk for å lage laminert glass. Vi vil også se på hvordan herdet glass får sin styrke gjennom en prosess med oppvarming og rask avkjøling. Uten disse forskjellige stilene for produksjon og forsterkning, ville bilglass være lite mer enn en enkel barriere mellom oss og elementene utenfor.

Laminert og herdet glass har begge forskjellige funksjoner, men sammen holder de deg inne i kjøretøyet i en ulykke, beskytter deg mot å fly skarpt glass, beholde takets stivhet i en rullering og la sidekollisjonsputen beskytte deg når det er satt ut. La oss gå videre til neste side og lære når disse glassartene ble brukt første gang og hvorfor.

innhold

1. Historien om bilbriller
2. Laminert glass og PVB
3. Herdet glass
4. Fremtidig utvikling i bilglass

I løpet av det tidlige 1900-tallet begynte hesteløse vogner å bruke glass for å beskytte sjåførene mot hard vind. Den vanlige glassformen som ble brukt i disse tider beskyttet imidlertid ikke beboerne mot flyvende rusk. Det utgjorde også en fare for beboerne hvis en gjenstand slo i glasset eller hvis kjøretøyet var involvert i en ulykke.

I 1903 snublet den franske kjemikeren Edouard Benedictus over hemmeligheten til knusebestandig glass da han droppet en glassflaske fylt med en tørket kollosjonsfilm. Han fant ut at glasset belagt med filmen sprakk, men beholdt sin opprinnelige form. Imidlertid ville dette laminerte glasset ikke bli implementert i biler før på 1920-tallet [kilde: Tid].

Bilprodusenter brukte laminert glass i frontrutene for å optimalisere passasjerens sikkerhet under ulykker og for å beskytte passasjerer mot prosjektiler under normale kjøreforhold. Men for alle fordelene ga de første typene laminert glass begrenset punkteringsmotstand. Dagens laminerte glass består av et tynt lag med polyvinylbutyral (PVB) satt inn mellom to lag med solid glass.

I tillegg til laminert glass, begynte bilprodusentene å bruke herdet glass på slutten av 1930-tallet. Denne typen glass brukes i bilens side- og bakvinduer og får sin styrke gjennom en oppvarmings- og rask avkjølingsprosess som styrker glassets ytre overflate så vel som kjernen.

Ved 1960-tallet hadde den amerikanske offentligheten blitt stadig mer klar over at biler måtte designes for mer enn bare utseende. Denne erkjennelsen stammer delvis fra forbrukerkrysseren Ralph Naders arbeid med å avsløre farene som visse kjøretøyer utgjør, og behovet for statlige sikkerhetsstandarder. Som svar dannet den amerikanske regjeringen National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) i 1970 [kilde: Bowen].

Siden den gang har NHTSA implementert forskrifter som berører alle sikkerhetsområder, inkludert bilglass. Noen av de føderale sikkerhetsstandardene for motorvogner (FMVSS) for bilglass inkluderer:

• FMVSS 205 -- Dette satte klare standarder for bilvinduets gjennomsiktighet og styrken til bilglass som kreves for å holde beboere inne i bilen under ulykker.
• FMVSS 212 --Denne frontruten monteringsstandard ble etablert for å sikre et visst nivå av frontrutenes fastholdelsesstyrke under ulykker.
• FMVSS 216 -- Denne lovgivningen implementerte en standard for takstivhet i tilfelle rullering.
• FMVSS 219 -- Denne standarden sier at ingen deler av de fleste personbiler kan trenge gjennom frontruten mer enn 6 millimeter (0,24 tommer) i et krasj.

Nå som vi vet hvordan bilglass ble til, la oss finne ut hvordan det er laget.

Tips for kjøp og utskifting av bilglass

[kilde: ABC Nyheter]

• Å bytte frontruten er et viktig sikkerhetsproblem. Hvis frontruten er blitt alvorlig skadet, må du ikke sette i gang med å få den skiftet ut.

• Forsikre deg om at teknikeren som skifter frontruten er sertifisert av National Glass Association.

• Når frontruten er skiftet ut, sørg for å vente på den anbefalte tiden før du kjører kjøretøyet. I noen tilfeller kan dette vare opptil 10 timer.

Laminert glass er sterkt nok til å forhindre at flygende gjenstander trenger inn i bilens frontrute. Bryan Mulennix / Getty Images

Laminert glass lages ved å legge et lag polyvinylbutyral (PVB) mellom to glassdeler. Glasset og PVB forsegles med en serie trykkruller og blir deretter oppvarmet. Denne kombinasjonen av trykk og varme binder PVB kjemisk og mekanisk til glasset. Den mekaniske bindingen skjer gjennom klebemidlet til PVB, mens den kjemiske bindingen skapes gjennom hydrogenbinding av PVB til glasset.

Det innsatte laget av PVB er det som gjør det mulig for glasset å absorbere energi under en støt og gir glasset motstand mot penetrering fra flygende prosjektiler. Den avbøyer også opptil 95 prosent av ultrafiolette (UV) stråler fra solen [kilde: Reuters]. Laminert glass kan knekke og punkteres, men det vil forbli intakt på grunn av dets kjemiske binding til PVB.

Styrken til laminert bilglass gjør at den kan utføre to svært viktige funksjoner i biler. For det første lar den kollisjonsputen til passasjersiden distribuere riktig. Førersekkens kollisjonspute har en tendens til å fly rett mot sjåføren fra rattet, men når passasjerkollisjonsputen er utplassert, spretter den av frontruten mot passasjeren. En kollisjonspute tar ut med utrolig hastighet - 1/30 sekund - og tåler 907 kilo kraft. Frontruten må absorbere både hastigheten og kraften i kollisjonsputen for å beskytte passasjeren i en ulykke. På grunn av sin styrke kan laminert glass holde beboere inne i bilen under en ulykke. Tidligere kunne passasjerer kastes ut gjennom frontruten fordi glasset ikke var sterkt nok, men dagens frontruter gir mer sikkerhet.

I tillegg til å absorbere kraften fra utplasserte kollisjonsputer og holde passasjerer inne i kjøretøyet, gir laminerte frontruter også styrke til biltaket. Frontruter forhindrer at taket krasker og krasjer helt ned på passasjerene under en rullering. Uten stivheten og styrken til vindsidene i laminert glass, ville mange tak utgjøre større risiko for passasjerene i visse typer ulykker.

Hvis du tilfeldigvis finner en liten brikke i frontruten, ikke bekymre deg. Du trenger ikke å gå ut og få hele frontruten erstattet for å beholde styrken. Noen små flis kan repareres raskt og enkelt med et reparasjonssett for frontrute. De fleste bilforretninger har disse settene for rundt $ 10 og lar deg injisere harpiks på problemer og fjerne overflødig luft i problemområdet. Når du har reparert glasset, vil du knapt kunne merke lappjobben din.

La oss gå videre til neste side for å finne ut hvordan herdet glass lages og hvordan det beskytter.

Herdet glass er like viktig for bilens sikkerhet som laminert glass, men det skiller seg veldig ut både i form og funksjon. Denne typen glass brukes til de omkringliggende vinduene i bilen (også kalt sidelites) og bakvinduet (eller back). Herdet glass lages ved å varme opp og deretter raskt avkjøle glasset til romtemperatur ved å føre det gjennom et system med blåsere.

Overflaten på glasset avkjøles mye raskere enn midten av glasset og trekker seg sammen og forårsaker trykkspenninger, mens midten av glasset utvides på grunn av sin temperatur og produserer strekkspenninger. Hva betyr det? Se for deg et glassstykke som kan trekkes eller strekkes til en viss lengde (strekkspenning), mens du skyves ned og komprimeres (trykkspenning) samtidig. Både trekk- og skyvespenninger oppnådd gjennom varme- og kjøleprosessen gir herdet glass dens strekk- og trykkfasthet. Forskjellene mellom disse to gir glasset 5 til 10 ganger styrken det opprinnelig hadde.

Kantene på et typisk herdet glass er veldig svake. Dette er delvis forårsaket av den raske frigjøring av varme under avkjølingsfasen av tempereringsprosessen. For å kompensere for dette svakere området, blir glasset malt ned på kantene. Når herdet glass går i stykker, knuses det i små, kjedelige biter. Forskjellene mellom trykk- og strekkspenningen er det som gjør at glasset kan brytes på denne måten. Trekking og skyving av glasset produserer en betydelig mengde energi under tempereringsprosessen. Når glasset går i stykker, frigjøres denne energien og får glasset til å bryte i små biter [kilde: AIS Glass Solutions].

På grunn av sin styrke kan herdet glass tåle daglig bruk av bilkjøring. Uten det ville bilene våre blitt fylt med glass hver gang vi møtte en jettegryte, kom inn i en fenderbender eller lukket en dør.

På grunn av sin styrke og solide sikkerhetsrekord vurderer noen bilprodusenter å implementere laminert glass i alle områder av bilene sine. Den er allerede i bruk i noen større kjøretøy: General Motors har installert den i bakvinduene til passasjervognene sine for å holde beboerne inne i kjøretøyet under større ulykker. Noen produsenter, som BMW, har allerede plassert laminert glass i sidelittene til noen av modellene sine som en ekstra beskyttelse mot tyveri. I tillegg til sikkerhetsøkningen det gir, fungerer laminert glass også som en god lyddemper på grunn av PVB inni det [kilde: Allen].

Imidlertid er det ett problem med å implementere laminert glass gjennom et kjøretøy: I en nødsituasjon kunne ikke en beboer som måtte forlate kjøretøyet raskt knekke det laminerte glasset uten hjelp. På grunn av sin styrke kan det ta laminerte glass 10 ganger lengre tid å bryte enn herdet glass, noe som kan gjøre flukt vanskelig for en svekket og skadet passasjer [kilde: Allen]. Dette dilemmaet har ikke stoppet bildesignere fra å utvikle nye måter å få mer laminert glass inn i bilene våre. For eksempel, cielo-tak (navnet kommer fra det spanske ordet for "himmel") har dukket opp over hele bilkretsen. Cielo-tak forlenger bilens frontrute bak sjåførens hode, og omdanner hele taket til et enkelt stykke laminert glass [kilde: Allen].

Bilglass er ikke bare designet for sikkerhet og komfort. Glassprodusenter og bilprodusenter prøver også å finne veier for gjenvinning av glasset. Selv om noe overflødig glass produsert under fremstilling av bilglass blir resirkulert, blir det vanskeligere å resirkulere når bilglasset er montert for en bil på grunn av tillegg som belegg og varmeelementer..

Til tross for disse dilemmaene fortsetter glassprodusentene å utforske nye ideer for å gjøre glass sterkere, tryggere og tilpasningsdyktige for nye kjøretøyer. Du tenker kanskje ikke så mye på det, men kjøretøyene våre ville ikke være like sikre som de er uten moderne herdet og laminert glass.

Relaterte artikler

• Slik fungerer sikkerhetsglass
• Hvordan fungerer "skuddsikkert" glass?
• Hva gjør glass gjennomsiktig?
• Kan en bil virkelig være dødssikker?
• Slik fungerer biltesting

kilder

• ABC Nyheter. "Bekymre deg over frontruter." 3. juni 2008. (25. oktober 2008) http://abcnews.go.com/video/playerIndex?id=4989095
• AIS Glass Solutions. "Laminert glass." (4. november 2008) http://www.aisglass.com/swfs_laminated/online_laminated.asp
• AIS Glass Solutions. "PVB laminert glass." (4. november 2008) http://www.aisglass.com/pvb_laminated.asp
• AIS Glass Solutions. "Herdet glass." (4. november 2008) http://www.aisglass.com/swfs_tempered/online_tempered.asp?pagenum=10
• Allen, Leslie J. "Til tross for kostnader bruker flere bilprodusenter laminert glass." Automotive News. 18. februar 2008. (25. oktober 2008) http://corporateportal.ppg.com/NR/rdonlyres/BBF7E209-920B-4722-877E-53CEC5A7CD52/0/123568996eprint.pdf
• Auto Glass University. "Modul 1 - Auto Glass-rollen." (25. oktober 2008) http://www.autoglassuniversity.com/mod01/mod01.php
• Bowen, Nancy. "Ralph Nader: Mann med et oppdrag." Tjueførste århundre bøker. 2002.
• General motors. "Vårt firma - sikkerhet." (4. november 2008) http://www.gm.ca/inm/gmcanada/english/about/Safety/safety_occupant_02.html
• LeakPro. "Fundamentals of Windshield Repairs." (4. november 2008) http://www.leakpro.com/services/windshield.html
• McGraw-Hill Companies. "Styrke ytelsen til laminert glass." 2005. (4. november 2008) http://continuingeducation.construction.com/article.php?L=28&C=321&P=2
• National Glass Association. "Certified Auto Glass Technician Program." (4. november 2008) http://www.glass.org/cert/agrmnt_ov.htm
• National Glass Association. "Forbrukere - tips." (25. oktober 2008) http://www.glass.org/consumer/a_windshield.htm
• National Highway Traffic Safety Administration. "FMVSS 205." (25. oktober 2008) http://edocket.access.gpo.gov/cfr_2004/octqtr/pdf/49cfr571.205.pdf
• National Highway Traffic Safety Administration. "Del 571 føderale sikkerhetsstandarder for motorkjøretøyer." (4. november 2008) http://www.nhtsa.gov/cars/rules/standards/FMVSS-Regs/pages/Part571.htm
• Pilkington. "Ofte stilte spørsmål." (4. november 2008) http://www.pilkington.com/automotive+international/faqs.htm#faq7
• Reuters. "Laminert glass skinner som en akustisk bonus." 16. januar 2008. (9. november 2008) http://www.reuters.com/article/pressRelease/idUS201862+16-Jan-2008+PRN20080116
• Time, Inc. "Mykhet for sikkerhet." 10. april 1939. (25. oktober 2008) http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,761001,00.html
• Vartabedian, Ralph. "Hvilket glass er tryggere i et krasj?" Los Angeles Times, 21. mars 2007. (4. november 2008) http://articles.latimes.com/2007/mar/21/autos/hy-wheels21