Пассивная безопасность, определения
Пассивная безопасность автомобиля должна обеспечивать выживание и сведение к минимуму количества травм у пассажиров автомобиля, попавшего в дорожно-транспортное происшествие. В последние годы пассивная безопасность автомобилей превратилась в один из наиважнейших элементов с точки зрения производителей. В изучение данной темы и её развитие инвестируются огромные средства, и не только по причине того, что фирмы заботятся о здоровье клиентов, а потому, что безопасность является рычагом продажи. А фирмы любят продавать. Пассивная безопасность подразделяется на внешнюю и внутреннюю.
Внешняя безопасностьдостигается исключением на внешней поверхности кузова острых углов, выступающих ручек и т.д. Таким образом, уменьшаются тяжесть последствий ДТП для пешехода. С этим все понятно и достаточно просто.
Внутренняя безопасность, для повышения уровня внутренней безопасности используют очень много разных конструктивные решения.
Элементы внутренней безопасности
|
|
|
Рисунок 2.1 Daihatsu Esse (2005) - Конструкция кузова предусматривает, что при столкновении части кузова деформируются как бы по отдельности. Плюс к этому в конструкции использованы высоконапряженные металлические листы. Это делает машину более жесткой, а с другой стороны позволяет ей быть не такой тяжелой. На фотографии голубым (более тёмные) цветом выделены те конструктивные элементы, которые принимают на себя лобовой удар, а все, что окрашено в желтую краску (серые), рассчитано на поглощение бокового удара. |
Конструкция кузова или «решётка безопасности».Она обеспечивает приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления при ДТП и сохраняет пространство пассажирского салона после деформации кузова.
При тяжёлой аварии есть опасность, что двигатель и другие агрегаты могут проникнуть в кабину водителя. Поэтому, кабина окружена особой «решёткой безопасности», представляющей собой абсолютную защиту в подобных случаях. Такие же рёбра и брусья жесткости устанавливают и в дверях автомобиля (на случай боковых столкновений). Сюда же относятся и области погашения энергии. При тяжёлой аварии происходит резкое и неожиданное замедление до полной остановки автомобиля. Этот процесс вызывает огромные перегрузки на тела пассажиров, могущие оказаться фатальными. Из этого следует, что необходимо найти способ уменьшить замедление для того, чтобы уменьшить нагрузки на тело человека. Одним из способов решения данной задачи является проектирование областей разрушения, гасящих энергию столкновения, в передней и задней части кузова (рис 2.1). Разрушения автомобиля будут более тяжёлыми, зато пассажиры останутся целыми (и это по сравнению со старыми «толстокожими» машинами, когда машина отделывалась «лёгким испугом», зато пассажиры получали тяжёлые травмы).
Ремни безопасности
Здравая идея привязать человека к сиденью, чтобы спасти ему жизнь при аварии, появилась ещё в 1907 году. Тогда водителя и пассажиров пристегивали только на уровне талии. В 1951 году американские инженеры-авиаторы Хью Де-Хэйвен (Hugh De Haven) и Роджер Грисуолд (Roger W. Griswold) изобрели Y-образную систему крепления с замком на груди, но её использовали в основном в авиации. На серийных автомобилях первой ремни поставила шведская компания Volvoв 1959 году.
После долгих лет, в течение которых система оставалась неизменной, в последние годы произошли существенные изменения, повысившие степень безопасности пассажиров. Так, система предварительного натяжения ремней (belt pretensioner) в случае аварии притягивает корпус человека к спинке сидения, тем самым предотвращая продвижение корпуса вперёд, либо проскальзывание под ремнём. Действенность системы обуславливается тем, что ремень находится в натянутом положении, а не ослаблен применением различных клипсов и прищепок, которые практически аннулируют действие преднатяжителя. Дополнительным элементом ремней безопасности с преднатяжителем является система ограничения максимальной нагрузки на тело. При его срабатывании ремень слегка ослабнет, тем самым уменьшив нагрузку на тело. Надо сказать, что все остальные устройства безопасности автомобиля без ремней теряют смысл, так что пристегивайтесь всегда.
Дальнейшие усовершенствования систем безопасности привели к созданию преднатяжителя ремня, обеспечивающего своевременное реагирование на аварийное замедление автомобиля, притягивая водителя и пассажиров к спинкам сидений, а также дальнейшее продвижение вперёд по инерции и получение травм от рулевой колонки, передней панели и других элементов кузова автомобиля.
Конструкция аварийного преднатяжителя ремня безопасности на примере Subaru Legacy(Pyrotechic pretensioners)
Для задействования механизма преднатяжителя с блока управления воздушными подушками и ремнями безопасности поступает электрический сигнал. Этот сигнал задействует систему зажигания пиротехнического элемента преднатяжителя. Образовавшийся газ толкает поршень механизма, соединённого зубчатой рейкой и через планетарный механизм натягивается ремень безопасности.
Механизм преднатяжителя всегда задействуется раньше, чем воздушные подушки безопасности. Вполне возможно, что система управления «решит» задействовать только преднатяжители без задействования воздушных подушек. Время реакции системы преднатяжителя - 0.004 сек после определения аварии. Напряжение задействования пиропатрона преднатяжителя - 12 Вольт, ток не превышает 2-3 Ампер.
Дополнительным элементом механизма преднатяжителя является ограничитель нагрузки. Его основная функция - предотвращение травм грудной клетки вследствие нагрузки от удержания тела ремнём безопасности. При перегрузке, превышающей заранее заданные параметры, внутренняя зубчатая рейка искривляется и обеспечивает ограниченное ослабление усилия натяжения.
|
|
|
Рисунок 2.2: 1 - ремень безопасности; 2 - возвратное устройство; 3 - доводящие планки; 4 - вал; 5 - газ; 6 - торсионная штанга |
