Кузов автомобиля. Активная и пассивная безопасность

Кузов автомобиля. Активная и пассивная безопасность

Кузов автомобиля. Активная и пассивная безопасность

Кузов является сложной и дорогостоящей частью автомобиля. Он несет на себе механизмы и обеспечивает обтекаемость, безопасность, комфортабельность и внешний вид автомобиля. От кузова авто во многом зависят срок службы машины.

Металлическая часть кузова состоит из днища и крыши, крыльев и панелей, дверей, крышек капота и багажника, а также множества более мелких элементов. В специальные проемы устанавливаются стекла автомобиля. Говорить о всевозможных деталях из пластмассы и других искусственных материалов, вообще не имеет смысла, а об их количестве можно только догадываться.

Кузов является несущей системой автомобиля и изготавливается из различных материалов. Двигатель, трансмиссия и подвеска крепятся к основанию кузова. Салон кузова имеет естественную и приточную вентиляцию. Естественная вентиляция обеспечивает поступление свежего воздуха через опускаемые стекла дверей, а приточная вентиляция – через специальные отверстия в кузове и систему отопления салона.

Активная и пассивная безопасность кузова

Активная безопасность кузова (свойство предотвращать ДТП) обеспечивается: хорошей обзорностью при любых погодных условиях, защитой глаз водителя от ослепления солнечными лучами и светом фар, хорошей видимостью контрольных приборов, удобной посадкой, хорошей термоизоляции кузова, созданием соответствующего микроклимата внутри салона.

Это существенно снижает утомляемость водителя и обеспечивает для него безопасность.

Пассивная безопасность кузова (свойство уменьшать тяжесть ДТП) обеспечивается: высокой прочностью пассажирского салона, практически исключающей его деформацию при авариях, ремнями безопасности, регулируемыми подголовниками передних сидений, предотвращающих травмирование шеи человека от удара при наезде на автомобиль сзади, травмобезопасным рулевым колесом, безопасными стеклами и зеркалами, панелью приборов с утопленными приборами, широкими дверями, создающими возможность выхода из потерпевшего аварию авто, надежными замками дверей, выдерживающими большие нагрузки и исключающими их открытие при ударе о препятствие, огнестойкими материалами, безопасной внешней формой кузова без выступающих элементов, что уменьшает травмирование пешеходов.

Какая толщина кузова автомобиля?

От толщины металла кузова зависит стойкость к небольшим ударам. Так, например, при парковке автомобилей слишком близко друг к другу, тот кто не аккуратно открывает двери, создает на поверхности кузова другой машины вмятины.

Раньше, на автомобилях изготовленных в советский период, толщина была внушительной, например, толщина днища у ‘Газ-21’ составляла целых 2 мм. На современных машинах, стандартная толщина кузова составляет от 0,6 до 0,8 мм, а толщина днища 0,9 мм.

Системы активной и пассивной безопасности автомобиля

Если верить исследованиям, от 80 до 85% транспортных аварий и катастроф приходится на автомобили. Производители авто понимают, что безопасность транспортного средства – важное преимущество над соперниками на рынке, а так же то, что от безопасности одного автомобиля зависит безопасность движения на дороге в целом. Причины аварий могут различными – это и человеческий фактор, и состояние дороги, и метеорологические условия, и конструкторам приходится учитывать весь спектр угроз. Поэтому современные системы безопасности обеспечивают и активную, и пассивную защиту автомобиля, и состоят из сложного комплекса различных устройств и приспособлений, от антиблокировочной системы колёс (далее – АБС) и противозаносных систем до подушек безопасности.

Активная безопасность и предотвращение ДТП

Надёжное транспортное средство позволяет водителю сохранить свою жизнь и здоровье, а вместе с тем – жизнь и здоровье пассажиров на современных, битком забитых трассах. Безопасность автомобиля принято делить на пассивную и активную. Активная означает те конструкторские решения или системы, которые уменьшают вероятность дорожно-транспортного происшествия.

Активная безопасность позволяет менять характер движения, не опасаясь выхода автомобиля из-под контроля.

Активная безопасность зависит от конструкции машины, большое значение имеет эргономичность сидений и салона в целом, системы, предотвращающие обмерзанием стёкол, козырьки. Системы, сигнализирующие о поломках, предотвращающие блокировку тормозов или следящие за превышением скорости так же относят к активной безопасности.

Заметность автомобиля на дороге, которая определяется его цветом, тоже может сыграть свою роль в предотвращении аварии. Так, яркие жёлтые, красные и оранжевые автомобильные кузова считаются более безопасными, а при отсутствии снега к их числу добавляется и белый цвет.

Ночью за активную безопасность отвечают различные отражающие свет поверхности, которые машину заметной в свете фар. Например, поверхности номерных знаков, покрытые специальной краской.

Удобное, эргономичное размещение приборов на приборной доске и зрительный доступ к ним вносят свою лепту в предотвращение ДТП.

Кликните по картинке для увеличения

Системы пассивной безопасности

Если авария всё же случилась, водитель и пассажиры оказываются под защитой средств и систем пассивной безопасности. Большая часть специальных устройств и систем пассивной безопасности находится в передней части салона, поскольку при авариях страдает в первую очередь ветровое стекло, рулевая колонка, передние двери автомобиля и приборная панель.

В настоящее время во многих государствах, в том числе, в России, их наличие и использование обязательно.

Созданные изначально как альтернатива ремню и средство, позволяющее избежать травм грудной клетки водителя (травмы о рулевое колесо – одни из самых распространённых при авариях), в современных авто подушки могут быть установлены не только впереди водителя и пассажира, но и вмонтированы в двери для того, чтобы уберечь от бокового удара. Недостатком этих систем являет чрезвычайно громкий звук при наполнении их газом. Шум настолько силён, что превышает болевой порог и может даже повредить барабанную перепонку. Так же подушки не спасут при опрокидывании машины. По этим причинам проводят эксперименты по внедрению сеток безопасности, которые в дальнейшем заменят подушки.

У водителя при лобовом ударе есть возможность травмировать ноги, потому в современных автомобилях педальные узлы тоже должны быть травмобезопасными. При столкновении в таком узле происходит отделение педалей, что позволяет уберечь ноги от травм.

Кликните по картинке для увеличения

Заднее сиденье

Детские автомобильные сиденья и специальные ремни, которые надёжно фиксируют тело ребёнка и предупреждают его перемещение по салону в случае аварии, могут обеспечить безопасность совсем юных пассажиров, для которых не подходят обычные ремни безопасности.

При резком возникновении перегрузки, воздействующей на туловище пассажира, есть возможность повредить шейные позвонки. Поэтому, задние сиденья, как и передние, оснащаются подголовниками.

Надёжное крепление сидений тоже очень важно: перегрузку в 20g должно выдержать пассажирское сиденье, чтобы обеспечить должную безопасность в случае аварии.

Особенности конструкции

Как уже говорилось, автомобиль и сам по себе должен быть сконструирован так, чтобы обеспечивать максимальную безопасность людям. И достигается это не только эргономикой. Не последнее значение имеет прочность различных элементов конструкции. У одних элементов она должна быть повышена, а у других – напротив.

Так, чтобы обеспечить надёжную пассивную безопасность пассажиров и водителя, средняя часть кузова или рамы должна обладать повышенной прочностью, а передняя и задняя части – напротив. Тогда, при сминании передней и задней частей конструкции часть энергии удара тратится на деформацию, а более прочная средняя часть легко выдерживает столкновение, не деформируется и не ломается. Те части, которые должны быть смяты при ударе, делают из хрупких материалов.

Поэтому ступицы руля изготавливают большого диаметра и покрывают упругими амортизирующими материалами.

Стёкла в автомобилях тоже служит целям пассивной безопасности: в отличие от обычного оконного стекла, оно не разбивается на большие куски с острыми кромками, а крошится на мелкие кубики, которые не могут нанести порезы ни водителю, ни пассажирам.

Технологии на службе активной безопасности

Современный рынок предлагает множество надёжных и эффективных систем активной безопасности. Самые распространённые и известные – антиблокировочные системы, которые предотвращают скольжение колёс, возникающее при блокировке колёс. Если нет скольжения, то автомобиль не заносит.

АБС позволяет совершать во время торможения манёвры и полностью контролировать движение транспортного средства до его полной остановки.

Электроника АБС получает сигналы с датчиков вращения колёс. Затем она анализирует информацию и посредством гидромодулятора влияет на тормозную систему, на короткие периоды времени «отпуская» тормоза, чтобы те проворачивались. Это и позволяет избежать заноса и скольжения.

На конструктивной основе АБС построены антипробуксовочные системы, которые анализируют данные о частоте вращения колёс и управляют крутящим моментом двигателя.

Системы курсовой устойчивости повышают безопасность автомобиля, удерживая направление его движения. Такие устройства сами могут определить аварийную ситуацию, интерпретируя действия водителя в сравнении с параметрами движения авто. Если система распознаёт ситуацию как аварийную, она начинает корректировать движение машины несколькими способами: подтормаживанием, изменением крутящего момента мотора, регулировкой положения передних колёс. Есть устройства, которые так же сигнализируют водителю об опасности и нагнетают давление в тормозной системе, повышая её эффективность.

Снизить смертность сбитых пешеходов на 20% позволяют системы обнаружения пешеходов. Они распознают человека по курсу движения автомобиля и автоматически снижают его скорость. Использование специальной подушки безопасности для пешеходов в комплексе с этой системой позволяют сделать автомобиль ещё более безопасным для тех, у кого автомобиля нет.

Для того, чтобы предотвратить блокировку задних колёс, применяют систему перераспределения давления. Её задача – выровнять давление тормозной жидкости, основываясь на показаниях датчиков.

Выводы

Использование систем активной и пассивной безопасности снижает риск аварии и травматизм, если авария всё-таки происходит.

Пассивная безопасность строится вокруг поглощения энергии удара частей кузова, двигателя либо тела пассажира и предотвращения опасных деформаций конструкции, которые могут привести к травмам находящихся в салоне людей.

Активная безопасность направлена на предупреждение водителя об угрозе и регулировку систем управления, торможения, изменение крутящего момента.

Технологии в данной отрасли развиваются стремительно, и рынок постоянно наполняется новыми, более современными и эффективными системами, делая движение по дорогам всё безопасней с каждым годом.

Особенности пассивной безопасности автомобиля: важные составляющие внутренней и внешней безопасности, общие требования

Пассивная безопасность – это набор свойств и приспособлений транспортного средства, которые имеют свои уникальные конструктивные и эксплуатационные отличия, однако функционально направлены на обеспечение максимально безопасных условий при попадании в аварию. В отличии от активной системы безопасности, действие которой направлены на сохранение автомобиля от аварий, система пассивной безопасности автомобиля активизируется уже после того как авария имело место быть.

Постоянные испытания во время краш-тестов позволяют найти и проанализировать самые незащищенные участки в автомобиле. Для того, чтобы снизить последствия аварии применяется целая совокупность из устройств, цель которых снизить тяжесть возникшего ДТП. Для более точной классификации используют разделение на две основные группы:

Внутренняя система – в её состав входят:

1. Подушки безопасности
2. Ремни безопасности
3. Конструкция сидений (подголовники, подлокотники, и т.д.)
4. Энергопоглотители кузова
5. Другие мягкие элементы интерьера

Внешняя система –еще одна, не менее важная группа, представляется в виде:

1. Бамперов
2. Выступов на кузове
3. Стекол
4. Усилителей стоек

С недавнего времени, на страницах известных информационных агентств начали подробно освещать пункты, которые сообщают о всех элементах пассивной безопасности в авто. Кроме того, не стоит забывать и деятельности независимой организации Euro NCAP (European New Car Assessment Programme). Этот комитет уже довольно долгое время проводит краш-тесты всех выходящих на рынок моделей, присуждая ведомости о результатах проверки как активной системы безопасности так и пассивной. С данными по результатам краш-тестов может ознакомится любой желающий, удостоверившись в каждой из составляющих системы защиты.

Изображение демонстрирует как гармонично работают все системы пассивной безопасности во время аварийной ситуации (ремни безопасности, подушки безопасности, сиденье с подголовником).

Общие требования

Средства пассивной безопасности должны соответствовать условиям:

• не иметь острых углов и краев, способных привести к дополнительным травмам;
• быть изготовлены по ГОСТам в части размеров, особенностей конструкции;
• исключать возможность неверного использования;
• сохранять свои качества во время всего периода эксплуатации;
• срабатывать определенным образом только в ходе аварии, а не во время обычного движения.

Требования к пассивной безопасности автомобиля формируются на основе испытаний (краш-тестов). В России они содержатся в ГОСТах 18837-73 (ремни безопасности), 21936-76 (кузов), 24309-80 (подголовники) и многих других. Для всех выпускаемых транспортных средств обязательно соответствие Правилам ЕЭК ООН. Люди, находящиеся в авто, должны остаться в живых при:

• наезде на стоящее на месте препятствие со скоростью 14 м/с;
• столкновении со скоростью 19 м/с;
• ударе сзади предметом массой менее 1250 кг со скоростью 22,2 м/с;
• боковом столкновении под прямым углом со скоростью 9 м/с;
• двукратном или трехкратном переворачивании при начальной скорости 14 м/с.

Ещё на AutoLex.Net:

Важные нюансы, как работает лямбда-зонд

Внутренняя пассивная безопасность

Все элементы пассивной безопасности входящие в этот список призваны обезопасить всех находящихся в салоне автомобиля, который попал в аварию. Именно поэтому, очень важно помимо оснащения автомобиля специальным оборудованием (исправного вида), его необходимо использовать всеми участниками езды по назначению. Только соблюдение всех правил позволит получить наивысшую защиту. Далее мы рассмотрим самые основные пункты, которые входят в перечень внутренней пассивной безопасности.

1. Кузов – основа всей системы безопасности. Прочность автомобиля и возможные деформации его частей напрямую зависят от материала, состояния, а также конструктивных особенностей кузова автомобиля. Чтобы обезопасить пассажиров от попадания подкапотного содержимого в салон, конструкторы специально используют «решетку безопасности» — прочный пласт, который не позволяет нарушить салонную основу.
2. Безопасность салона от элементов конструкции – это целый перечень устройств и технологий, которые призваны обезопасить здоровье водителя и пассажиров. Например, многие салоны предусматривают наличие складывающегося руля, который не позволяет нанести дополнительный урон водителю. Кроме того, современные автомобили оснащены травмобезопасным педальным узлом, действие которого предусматривает отсоединение педалей от креплений, снижая нагрузку на нижние конечности.

Чтобы рассчитывать на максимальную безопасность во время использование подголовника, необходимо очень четко установить его положение на определенную высоту, подходящую именно вам.

1. Ремни безопасности – от принятого стандарта поясных 2-х точечных ремней, которые удерживали пассажира обычной стяжкой через живот или грудь, отказались еще в середине прошлого века. Подобные пассивные средства безопасности требовали улучшений, которые пришли в виде многоточёчных ремней. Повышенная функциональность такого типа устройств позволяла равномерно распределить кинетику по всему телу, не подвергая травматизации отдельных областей тела.
2. Подушки безопасности – вторая по важности (первую строчку здесь уверенно удерживают пояса безопасности), пассивная система безопасности. Получив признание в конце 70-ых гг. они плотно вошли в состав всех транспортных средств. Современный автопром начали оснащать целым набором из систем подушек безопасности, которые окружают водителя и пассажиров со всех сторон, перекрывая потенциальные зоны повреждений. Резкое раскрывание камеры с хранением подушки активирует стремительное наполнение последней воздушной смесью, которая амортизирует приближающегося по инерции человека.
3. Сиденья и подголовники – само по себе сиденье не представляет дополнительных функций во время аварии, кроме как выполнение фиксации пассажира на месте. Однако подголовники, напротив, свой функционал раскрывают как раз в момент столкновения, предотвращая запрокидывание головы с последующей травматизацией шейных позвонков.
4. Другие средства внутренней пассивной безопасности – во многих автомобилях предусмотрено наличие высоконапряженных листов из металла. Такой апгрейд позволяет сделать автомобиль более жестким к ударам, одновременно снижая его массу. Во многих автомобилях также используется активная система областей разрушения, которые при столкновении гасят возникающую кинетику, а сами при этом разрушаются (повышенные деструкции автомобиля ничто в сравнении с жизнью и здоровьем человека).

На примере каркаса небольшого кузова Smart автомобиля, можно убедиться, как пассивная безопасность играет основополагающую роль еще на стадии проектирования будущего автомобиля.

Система экстренного вызова

Система экстренного вызова служит для автоматического оповещения аварийных служб о ДТП и своевременного оказания медицинской помощи пострадавшим. Использование системы экстренного вызова позволяет значительно сократить уровень травматизма при ДТП.

Известными системами экстренного вызова являются:

• Assist Advanced eCall от BMW;
• Connect SOS от Peugeot;
• Localized Emergency Call от Citroёn;
• SYNC Emergency Assistance от Ford;
• Volvo On Call от Volvo.

Система Assist Advanced eCall распознает тяжесть ДТП по показаниям датчиков систем активной и пассивной безопасности.

После чего она сканирует все доступные GSM-сети и выбирает канал для передачи SMS-сообщения об аварии. Система автоматически связывается с центром экстренных вызовов BMW и предоставляет подробную информацию о ДТП:

• точное местоположение;
• скорость автомобиля;
• скорость замедления автомобиля;
• количество пассажиров;
• положение автомобиля (наличие опрокидывания);
• количество сработавших подушек безопасности;
• количество сработавших натяжителей ремней безопасности.

По полученным данным прогнозируется тяжесть травм пассажиров, срочность и объем оказания медицинской помощи. Сразу после происшествия система устанавливает прямую голосовую связь между людьми в автомобиле и специалистами колл-центра BMW. Уточняется характер аварии и состояние пассажиров. Аварийные службы вызываются на основании обобщенных данных. Если пассажиры без сознания и не отвечают на запросы, вызов аварийных служб производится на основании переданных системой данных. К месту аварии выдвигаются специализированные автомобили.

При необходимости может использоваться вертолет. Параллельно выбирается ближайшее лечебное учреждение, соответствующее типу и тяжести полученных травм.

Вызов аварийных служб можно произвести вручную из салона автомобиля, например для того, чтобы предупредить о происшествии с другими участниками движения.

Аналогичным образом работают системы от Peugeot и Citroёn.

В отличие от систем экстренного вызова, использующих связь с центром конкретного автопроизводителя по подписке, система SYNC Emergency Assistance от компании Ford автоматически связывается непосредственно с государственной аварийной службой. Связь осуществляется по мобильному телефону водителя, подключенного к мультимедийной системе SYNC через Bluetooth.

Внешняя пассивная безопасность

Если в предыдущем пункте мы рассматривали средства и устройства автомобиля, защищающие пассажиров и водителей в момент совершения аварии, то в этот раз поговорим о комплексе, который позволяет максимально обезопасить здоровье пешехода, попавшего под колеса рассматриваемого автомобиля.

1. Бамперы – в конструкции современных бамперов входит несколько энерго- и кинетически-поглощающих элементов, которые присутствуют как на передней части автомобиля так и сзади. Их предназначением является абсорбация возникающей от удара энергии за счёт подверженных к сминанию блоков. Это не только позволяет понизить риск нанесения урона пешеходу, но и здорово уменьшает повреждения внутри салона авто.
2. Наружные выступы автомобилей – как правило, к полезным свойствам таких элементов приписать тяжело. Однако, как это может показаться на первый взгляд, большинство из этих элементов имеют схожий принцип самодеструкции, описанный ранее в пункте 6. раздела «Внутренняя пассивная безопасность».
3. Приспособления для защиты пешеходов – отдельные компании-производители в лице Bosch, Siemens, TRW и других, на протяжении нескольких десятилетий активно разрабатывают системы обеспечивающие дополнительную безопасность пешеходам, попавшим в ДТП. Например, система Electronic Pedestrian Protection позволят поднимать крышу капота, увеличивая область столкновения того с телом пешехода, выступая при этом в роли «щита» от более твердых и не ровных частей моторного отсека.

Обзор систем активной безопасности

Способ получения электроэнергии от проезжающих транспортных средств

Данный обзор – попытка перечислить и дать характеристику современным системам активной безопасности.

1. Антиблокировочная система тормозов (АБС, ABS). Предотвращает проскальзывание колес во время торможения автомобиля. Часто (но не всегда) работа АБС сокращает тормозной путь автомобиля, особенно на скользкой дороге.

2. Система курсовой устойчивости (ESP, ESC, VSA и др.). Помогает сохранить или восстановить утерянный контроль над автомобилем при заносе. Система может изменять обороты двигателя и регулирует тормозное усилие индивидуально на каждом колесе автомобиля.

3. Система аварийного торможения (EBA, BAS). В случае экстренного торможения система быстро поднимает давление в тормозной системе. Используется вакуумный способ управления.

4. Система динамического контроля над торможением (DBS, HBB). Быстро поднимает давление при экстренном торможении, но способ реализации иной, гидравлический.

5. Система электронного распределения тормозных сил (EBD, EBV). Фактически это программное расширение последних поколений АБС. Тормозное усилие правильно распределяется между осями автомобиля, не допуская блокировки, в первую очередь, задней оси.

6. Электромеханическая тормозная система (ЕМВ). Тормозные механизмы на колесах активируются при помощи электродвигателей. На серийных автомобилях ещё не применяется.

7. Адаптивный круиз контроль (АСС). Сохраняет выбранную водителем скорость автомобиля, поддерживая при этом безопасную дистанцию до движущегося впереди автомобиля. Для поддержания дистанции система может изменять скорость автомобиля, воздействуя на тормоза, или дроссельную заслонку двигателя.

8. Система помощи при подъеме (Hill Holder, HAS). При трогании автомобиля на подъеме система не позволяет автомобилю откатываться назад. Даже при отпущенной педали тормоза давление в тормозной системе сохраняется и начинает уменьшаться при нажатии на педаль «газа».

9. Система помощи при спуске (HDS, DAC). Сохраняет безопасную скорость автомобиля при движении на спусках. Включается водителем, но активируется при определенной крутизне спуска и достаточно малой скорости автомобиля.

10. Антипробуксовочная система (ASR, TRC, ASC, ETC,TCS). Не дает колесам автомобиля проскальзывать при наборе им скорости.

11. Система обнаружения пешеходов (APD, PDS). Позволяет обнаружить пешехода, поведение которого может привести к столкновению. При опасности оповещает водителя и включает тормозную систему.

12. Парковочная система (PTS, Park Assistant, OPS). Помогает водителю припарковать автомобиль в стесненных условиях. Некоторые разновидности систем выполняют эту работу в автоматическом или автоматизированном режиме.

13. Система кругового обзора (Area View, AVM). При помощи системы видеокамер, а точнее, синтезированного с них изображения на мониторе помогает управлять автомобилем в стесненных условиях.

14. Система аварийного рулевого управления. Берет управление автомобиля на себя в опасной ситуации для увода автомобиля из-под удара.

15. Система помощи движению по полосе. Эффективно удерживает автомобиль на полосе движения, обозначенной линиями разметки.

16. Система помощи при перестроении. Контролируя наличие помех в «мертвых зонах» зеркал заднего вида помогает безопасно выполнить маневр перестроения.

17. Система ночного видения. При помощи видеокамер, реагирующих на тепловое излучение предметов, на мониторе создается изображение, помогающее управлять автомобилем при недостаточной видимости.

18. Система распознавания дорожных знаков. Реагирует на знаки ограничения скорости, доводит эту информацию до водителя.

19. Система контроля усталости водителя. Выполняет мониторинг состояния водителя. Если, по мнению системы, водитель устал, она требует остановки и отдыха.

20. Система торможения после столкновения. При аварии, после первого столкновения включает тормозную систему автомобиля, чтобы избежать последующих столкновений.

21. Превентивная система безопасности. Наблюдает за обстановкой вокруг автомобиля и при необходимости принимает меры, призванные предотвратить аварию.

Посмотрите полезное видео, где рассказывается про системы безопасности автомобиля:

Заключение

Этот перечень ни в коем случае не претендует на полноту, поскольку практически каждый день появляются сообщения о создании новых электронных систем безопасности автомобиля.

Источник https://real-avto.com/blog/ustroystvo-avtomobilya/kuzov-avtomobilya-aktivnaya-i-passivnaya-bezopasnost/

Источник https://carprofy.ru/sistemy-bezopasnosti/sistemy-aktivnoj-i-passivnoj-bezopasnosti-avtomobilya/

Источник https://avtostandart-m24.ru/avtomobili-drugoe/passivnaya-sistema-bezopasnosti-avtomobilya.html