Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Безопасность автомобильных кузовов

Безопасность автомобильных кузовов складывается из безопасности его отдельных деталей. В настоящее время разрабатываются не только электронные системы безопасности, но и внедряются различные конструктивные изменения в кузов автомобиля. Любой современный автомобильный кузов состоит из различных узлов и деталей, обеспечивающих комфорт и безопасность автомобиля. Безопасность автомобильного кузова реализуется совместной работой двух систем: активной и пассивной безопасности автомобиля.

Активная безопасность автомобиля

Цель активной безопасности — предотвраще­ние ДТП. Безопасность управления автомо­билем — результат гармоничной конструкции подвески, рулевого управления, тормозов и выбора оптимальных динамических характе­ристик автомобиля.

Условная безопасность вытекает из ми­нимизации физиологических напряжений, которым подвергаются пользователи автомобиля (колебания, шум, климатические условия). Это важный фактор для снижения вероятности неадекватных действий за ру­лем.

Колебания в пределах диапазона ча­стот 1-25 Гц (преодоление неровностей, неустойчивость движения и т.п.), наво­димые колесами, воздействуют на поль­зователей автомобиля непосредственно через кузов, сиденье и рулевое колесо. Эффект этих вибраций более или менее резко выражен, в зависимости от их направ­ления, амплитуды и длительности.

Шум, создаваемый в виде акустических по­мех внутри и вокруг автомобиля, может исхо­дить из внутренних (двигатель, трансмиссия, карданные валы, оси) или внешних (шины на дороге, шум ветра) источников и передается по воздуху или через конструкцию. Уровень звукового давления измеряется в дБ(А).

Меры по уменьшению шума, с одной сто­роны, связаны с разработкой бесшумно работающих компонентов, а с другой — с использованием изолирующих или звукопогло­щающих материалов.

Основными климатическими факторами являются температура воздуха, влажность воздуха, скорость воздушного потока и давление воздуха.

Безопасность движения, связанная с факторами восприятия

Меры, которые повышают уровень безопас­ности движения, связанные с факторами восприятия, в основном, сосредоточены на следующих компонентах:

• Освещение;
• Звуковая сигнализация;
• Прямая и косвенная видимость (обзор во­дителя: угол бинокулярного затемнения (т.е. для обоих глаз водителя), вызываемого передними стойками, не должен пре­вышать 6 градусов).

Безопасность эксплуатации кузова

Низкий уровень стресса у водителя и, таким образом, более высокая степень безопас­ности управления автомобилем требуют обеспечения оптимальных конструктивных особенностей для обстановки вокруг води­теля с точки зрения удобного пользования средствами управления автомобилем.

Пассивная безопасность автомобиля

Цель пассивной безопасности — смягчить последствия ДТП (Рис. «Безопасность дорожного движения» ).

Внешняя безопасность автомобиля

Термин охватывает все меры, относящиеся к автомобилю, которые предназначены для ми­нимизации тяжести ранения пешеходов, вело­сипедистов и мотоциклистов во время наезда на них в результате ДТП. Определяющими факторами являются поведение автомобиля при деформации и внешняя форма кузова.

Первоначальной целью конструкторов яв­ляется проектирование такого автомобиля, чтобы его внешняя форма способствовала минимизации последствий основных видов ДТП (столкновения, наезды и повреждение самого транспортного средства).

Самые серьезные травмы пешеходы полу­чают при ударе о переднюю часть автомобиля или о дорогу, кроме того, точные последствия ДТП сильно зависят от размера кузова. Послед­ствия столкновения с участием двухколесного транспортного средства и легкового автомо­биля могут быть уменьшены лишь конструк­тивными мерами, которые, применительно к легковому автомобилю, включают, например, следующие особенности дизайна, которые можно реализовать в легковом автомобиле:

• Убираемые фары;
• Утопленные очистители ветрового стекла;
• Заделанные заподлицо с панелями сточ­ные желоба;
• Утопленные дверные ручки;
• Деформируемая передняя часть автомо­биля, в том числе капот.

Безопасность интерьера автомобиля

Понятие «внутренняя безопасность» охваты­вает меры, цель которых — минимизация уско­рения и сил, воздействующих на пассажиров при ДТП, обеспечение достаточного запаса вы­живаемости и сохранение работоспособности компонентов, имеющих важнейшее значение для извлечения пассажиров из автомобиля после ДТП. Определяющими факторами обеспечения безопасности пассажиров являются:

• Деформационное поведение кузова;
• Длина пассажирского салона, объем про­странства для выживания вовремя и после возникновения столкновения;
• Удерживающие системы;
• Область воздействия в салоне (FMVSS 201);
• Система рулевого управления;
• Извлечение пассажиров из салона;
• Противопожарная защита.

Законы, регулирующие внутреннюю безопас­ность (лобовые и боковые удары):

• Защита пассажиров в случае ДТП, в част­ности с помощью удерживающих систем пассивной безопасности (FMVSS 208, дополненная версия, FMVSS 214, ЕЭК R94, ЕСЕ R95, критерии ранения);
• Установка ветрового стекла (FMVSS 212);
• Проникновение ветрового стекла в салон автомобиля (FMVSS 219);
• Крышки отделений для вещей (FMVSS 201)
• Предотвращение утечек топлива (FMVSS 301).

Деформационное поведение кузова автомобиля

При испытании на лобовое столкновение автомобиль, движущийся со скоростью 48,3 км/ч, наезжает на неподвижный предмет, перпендикулярный или наклоненный под углом до 30° по отношению к продольной оси автомобиля. На рис. «Риск для пешеходов при столкновении с легковым автомобилем» показано распределе­ние типов столкновений для ДТП, приводя­щих к травмам пешеходов. Источник: GIDAS, German In-Depth Accident Study (исследова­тельский проект BASt и FAT).

Так как практически 50% всех лобовых столкновений в основном затрагивают лишь половину передней части автомобиля, то во всем мире выполняется смещенный лобовой удар с покрытием от 30 до 50% ширины ав­томобиля.

Выдержка из ECE-R94: «Барьер должен иметь такую конфигурацию, чтобы автомо­биль сначала коснулся его той стороной, с которой находится водитель. Если испытание можно провести с автомобилем либо с пра­вым, либо с левым рулем, то его нужно про­вести с самым неблагоприятным типом руле­вого управления, установленным техническим органом, ответственным за испытания» (Рис. «Ускорение, скорость и длина деформации пассажирского салона при наезде на припятствие на скорости 50 км/ч» ).

Во время лобового столкновения кинетиче­ская энергия рассеивается во время дефор­мации бампера, передней части автомобиля, а при тяжелых столкновениях — передней части пассажирского салона (перегородка моторного отсека). Оси, колеса и двигатель ограничивают длину деформации. Однако для минимизации ускорения салона тре­буется адекватная длина деформации и смещения узлов привода. В зависимости от конструкции, размера и массы автомобиля, лобовое столкновение с неподвижным пре­пятствием при скорости 50 км/ч приводит к величине деформации передней части авто­мобиля приблизительно в 0,4-0,7 м. Повреж­дение салона должно быть минимизировано. Это касается, в основном:

• Зоны перегородки между салоном и мо­торным отсеком (смещение системы ру­левого управления, приборной панели, педалей, сжатие перегородки в зоне ног);
• Днища кузова (снижение уровня или изме­нение наклона сидений);
• Боковой части (возможность открывания дверей после ДТП).

Измерение величин ускорений и анализ высокоскоростной видеосъемки позволяют точно определять деформационные харак­теристики. Для имитации водителя и пасса­жиров используются манекены различных размеров, позволяющие измерять ускорение головы, шеи, грудной клетки и бедер.

Боковое столкновение

Боковое столкновение, как следующий наиболее часто встречающийся вид ДТП, вызывает высокую степень тяжести последствий для водителей и пассажиров, что связано с ограниченной демпфирующей спо­собностью и высокой степенью деформиро­вания интерьера автомобиля.

На риск получения ранения в значительной степени оказывают влияние конструктивная прочность боковых элементов кузова, несу­щая способность поперечных элементов пола и сидений, а также конструкция внутренних дверных панелей (FMVSS 214 и 301, ЕЭК R95, европейская программа IMCAP и US — S1NCAP). Дополнительные подушки безопасности в дверях или сиденьях и потолке имеют зна­чительный потенциал уменьшения риска травмирования.

Удар сзади

В испытаниях с ударом сзади деформация салона должна быть незначительной. Должна сохраняться возможность открывания две­рей, край крышки багажника не должен про­никать через заднее стекло в салон; должна сохраняться целостность топливного бака (FMVSS 301).

Потолочные структуры исследуются с по­мощью испытаний на опрокидывание и квазистатических испытаний крыши при ударе (FMVSS 216).

Кроме того, некоторые изготовители под­вергают свои автомобили испытаниям на падение с опрокидыванием, чтобы проверить прочность крыши (пространство выживания) в экстремальных условиях (автомобиль па­дает с высоты 0,5 м на левый передний угол крыши).

Общая безопасность автомобиля

Безопасность автомобильных кузовов, складывающаяся из активной и пассивной безопасности, все больше стирает границы между ними, так как в обоих типах без­опасности используют системы датчиков. Вот почему разрабатывается все больше систем, которые лучше подготавливают пассажиров к потенциальному ДТП, например, Pre-Safe).

Какие бывают активные и пассивные системы безопасности автомобиля

Как развивались системы безопасности в автомобиле

Автомобиль источник повышенной опасности для пешеходов, машин, водителя. С развитием автомобилей, увеличением машин на дорогах, развивались и системы автомобильной безопасности, снижающие количества ДТП на дорогах, травмоопасность, сберегали жизнь и здоровье пассажиров, пешеходов.

Системы безопасности делаться на активные и пассивные. Активные это те системы, которые помогают не допустить аварию, а пассивные спасают пассажиров и водителя, если столкновение уже произошло.

Узнаем как развивались системы безопасности в автомобилях.

Ремни и подушки безопасности – пассивные системы

Первыми ростками в системах безопасности были ремни, которыми пассажиры пристегивались к креслу в машине. Вплоть до 1966 года установка ремней безопасности в серийные автомобили, была не обязательной.

Следующим витком в развитии стали подушки безопасности. Требования обязательной установки подушек безопасности в новые модели начались в 90-е годы прошлого столетия.

Подушки безопасности прошли путь от простых фронтальных до боковых шторок выстреливающих при ДТП, для заграждения пассажиров от разбивающегося стекла машины.

Последним трендом стала установка автомобильных подушек безопасности для пешехода. Смысл таких подушек в том, чтобы при столкновении с пассажиром смягчать удар от машины. Как это выглядит смотрите здесь .

Не обходится и без скандалов. Пример «подушки – смерти» Takata. Автокомпании были вынуждены отозвать проданные модели с подушками Takata в январе 2018 г. Произошло это, когда Национальное Управление безопасности дорожного движения Министерства транспорта США (NHTSA) признала их опасными для здоровья пассажиров. Подушки не спасали, а калечили пассажиров при срабатывании в ДТП. Подробнее читайте тут .

Активные системы безопасности следящие, что бы не произошла авария

С появлением компьютеров в автомобили начали устанавливать электронные системы безопасности. Машины научились следить за препятствиями на дороге через беспроводные инфракрасные сенсоры, лазеры, или камеры. Такие электронные системы предупреждают о возможном столкновении. Например обнаруживают стремительно приближающиеся объекты (олень, внезапно остановившийся транспорт перед светофором или пешеходом), подскажут, если автомобиль съехал со своей полосы или водитель уснул за рулем.

Если машина зафиксирует возможное столкновение, предупреждающие огни и сигналы оповестят водителя, а бортовой компьютер начнет подтормаживать, чтобы дать шанс водителю вовремя среагировать и остановиться. Ремни безопасности автоматически натянуться, подголовники подвинутся вперед для предотвращения травмы шеи, спины и позвоночника, а сидения примут вертикальную позицию.

Продвинутые электронные системы автомобиля предупреждающие столкновение имеют две камеры. Одна камера следит за ситуацией на дороге, а вторая, установленная в рулевом колесе, анализирует лицо водителя на внимательность к сложившейся на дороге ситуации. Если компьютер, на который поступают данные с камер, посчитает, что авария произойдет до того, как водитель сможет отреагировать, автомобиль выполнит торможение самостоятельно. О таких автомобилях Zap-online.ru уже писали в статье « Последние новости Audi ». Еще камеры распознают заснувшего за рулем водителя, подадут сигнал для его пробуждения, включат аварийку, совершат вынужденную остановку без помощи человека. Чего только стоят регулярно публикуемые ролики о том, как система безопасности Tesla уворачивается от летящих колес и встречных машин, без помощи водителя.

Системы ночного виденья в автомобилях

Первая камера ночного видения появилась в Cadillac DeVille 2000 года выпуска . На дисплее приборной панели отображается картина обстановки складывающаяся перед автомобилем, в черно-белом цвете. С системой ночного виденья, водитель видит, что происходит за горизонтом событий свечения фар. Тестирование ночных систем безопасности проводили здесь , почитайте.

С системой ночного виденья связана технология замедляющая разгон автомобиля от 0 до 100 км/ч в ночное время. То есть, если в дневное время разгон занял бы 3,5 секунды, то ночью машина разгонится только за 15 секунд.

Инфракрасное излучение

Новое поколение инфракрасных сенсоров в Lexus обнаруживает тепло в сотне метров от машины – будь то человек, олень или другой автомобиль. Обработанная информация отображается цифровой картинкой на лобовом стекле.

Система предупреждения об отклонении от выбранной полосы (LDWS) отслеживает движение машины в своей полосе и даст сигнал или подвернет автомобиль, если водитель начнет медленно съезжать с нее в кювет.

Модели с опцией обнаружения слепых зон, контролируют обстановку камерами и инфракрасными датчиками, установленными в боковых зеркалах. Датчики отслеживают попутный транспорт на дороге, не попадающий в поле зрения водителя. Когда посторонний автомобиль входит в зону слепого пятна, система начинает посылать сигналы водителю зуммером или морганием диодов на зеркалах. Такие системы ставит в свои модели Citroen. Кстати, система обнаружения слепых зон автомобиля входит в нашу 5-ку бесполезных опций .

Бортовые навигаторы

Новое поколение бортовых навигаторов дает 3D изображение маршрута. Тесла уже умеет передвигаться по заданному маршруту на автопилоте. Когда станет возможным обмен информацией в режиме реального времени о ситуации на дорогах между машинами, начнется эра беспилотных автомобилей, в которых не будет места человеческой ошибке. Машина сама завернет на заправку, если топливо в пластиковом бензобаке будет заканчиваться, заедет за детьми в школу к заданному времени, когда вы будете ехать по пути с работы.

В новых автомобилях тестируется опция авто-лакей, использующая снимки со спутника, чтобы найти свободное парковочное место и даже самостоятельно припарковаться. Для автопарковки нужно включить опцию автопилота и сидеть сложа руки. Автомобиль использует датчики для обнаружения объектов вокруг него и плавно паркует авто на пустое парковочное место. Процесс происходит без помощи водителя, руль крутится сам. Один из примеров машин с автопилотом Toyota Prius .

https://press.ocenin.ru/bezopasnost-avtomobilnyh-kuzovov/
https://zen.yandex.ru/media/id/592d4492e3cda8a0bf8d4912/kakie-byvaiut-aktivnye-i-passivnye-sistemy-bezopasnosti-avtomobilia-5f857b32cae5a83b553ca612