Автомобильная безопасность Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

?

Тихий С. С.

Научный руководитель - Горбиков М. В.

АВТОМОБИЛЬНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Основное предназначение автомобиля - транспортировка людей и грузов с одного места на другое. В процессе движения на работу автомобиля и водителя могут влиять различные факторы: погодные климатические условия, время суток, состояние дорожного покрытия, исправность систем автомобиля, психофизическое состояние водителя и т.д.. В связи с этим возникает необходимость обеспечить большую безопасность водителя и пассажиров в процессе эксплуатации транспортного средства.

Все эти мероприятия, направленные на защиту жизни человека, проектируемые инженерами ещё на стадии проектирования, условно делятся на активную и пассивную безопасности.

Активная безопасность — это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно-транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля.

Основным предназначением систем активной безопасности автомобиля является предотвращение аварийной ситуации.

Наиболее известными и востребованными системами активной безопасности являются:

• Антиблокировочная система тормозов

• Антипробуксовочная система

• Система курсовой устойчивости

• Система распределения тормозных усилий

• Система экстренного торможения

• Электронная блокировка дифференциала

Имеются также вспомогательные системы активной безопасности (ассистенты), предназначенные для помощи водителю в трудных с точки зрения вождения ситуациях. К таким системам относятся:

• Парктроник

• Адаптивный круиз-контроль

• Система помощи при спуске

• Система помощи при подъёме

• Система ночного видения

• И другие.

•

Антиблокировочная система тормозов помогает остановиться быстрее и не потерять управление автомобилем, особенно на скользких поверхностях. Здесь тормозное усилие на каждом колесе задается в зависимости от коэффициента сцепления шины с дорожным покрытием.

Антипробуксовочная система применяется для предотвращения потери тяги (пробуксовывания) ведущих колёс, независимо от степени нажатия педали газа и дорожного покрытия. Принцип действия её основан на снижении выходной мощности двигателя при возрастании частоты вращения ведущих колёс.

Система курсовой устойчивости предназначена для сохранения стабильности и управляемости автомобиля в предельных режимах поворота. Система определяет ситуации, угрожающие заносом, сносом или опрокидыванием автомобиля, и самостоятельно сбрасывает газ и притормаживает соответствующие колеса.

I

Рис. 1. Система курсовой устойчивости в действии. Пунктирная линия слева - появление заноса, справа - появление сноса; «звездочки» - подтормаживание соответствующего колеса.

Круиз-контроль — это система, автоматически поддерживающая заданную скорость движения вне зависимости от изменений профиля дороги (подъемы, спуски). Система включается нажатием соответствующей кнопки. Круиз-контроль значительно уменьшает появление усталости у водителя в длительных поездках, поскольку позволяет ногам человека находиться в расслабленном состоянии. В большинстве случаев круиз-контроль снижает расход топлива, поскольку поддерживается стабильный режим работы двигателя.

Активный круиз-контроль поддерживает постоянную скорость движения, одновременно отслеживая соблюдение безопасной дистанции до впереди идущего автомобиля. Основной элемент активного круиз-контроля - ультразвуковой датчик, отслеживающий расстояние до впередиидущего транспортного средства.

Шины один из важных элементов безопасности современного автомобиля! Это единственное, что связывает автомобиль с дорожным покрытием. Качество шин заметно сказывается на управляемости, разгоне и торможении.

Пассивная безопасность — совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на снижение тяжести дорожно-транспортного происшествия. Включает в себя, помимо прочего:

• подушки безопасности

• сминаемые или мягкие элементы передней панели

• складывающуюся рулевую колонку

• травмобезопасный педальный узел

• инерционные ремни безопасности с преднатяжителями

• энергопоглощающие элементы передней и задней частей автомобиля, сминающиеся при ударе бамперы

• подголовники сидений

• безопасные стёкла: закалённые и триплексные

• дуги безопасности

• поперечные брусья в дверях

• и т.п.

Рис.2. Краш-тест одного из автомобилей.

Перегрузки, возникающие во время столкновения автомобиля с препятствием, воздействующие на человека, могут достигать десятков <^»! Уменьшить такую нагрузку, приходящуюся на человека, можно, потратив часть энергии удара на деформирование (смятие) панелей и частей кузова.

Кузова современных автомобилей состоят из прочного каркаса, защищающего пассажиров внутри и перераспределяющего энергию удара к остальным частям кузова, и «мягких» частей, способных отобрать часть энергии удара на деформирование этих частей.

Рис.З. Восприятие нагрузки и ее перераспределение.

Каркас кузова состоит из разнородных материалов, каждый из которых выполняет свою функцию.

Рис.4. Структура кузова автомобиля: внутри жесткий каркас из прочных материалов (для защиты пассажиров и перераспределении нагрузки); спереди и сзади - из мягких материалов (для гашения удара); по бокам - из особовысокопрочных материалов (для защиты пассажиров в тех местах, где это

трудно обеспечить).

Рис.5. Выстреливаемые дуги безопасности после того, как автомобиль потерял устойчивость, но еще не успел перевернуться. Применяются на кабриолетах.

Рис.6. Активные подголовники в действии: смещаются в сторону головы чтобы минимально сократить время для соприкосновения головы с «подушкой» подголовника.

Огромное значение в ограничении перемещения пассажиров при столкновении играют ремни безопасности. Ранее были ремни, которые необходимо было регулировать. Сейчас появились инерционные ремни, способные охватить человека любой комплектации без регулирования, а во время столкновения - резко его (человека) зафиксировать. Существуют также ремни с преднатяжителями, которые во время столкновения еще сильнее прижимают человека к спинке сидения.

Ранее были только двухточечные ремни безопасности. Сейчас они обычно трехточечные. На некоторых автомобилях они четырех- пятиточечные и более.

Рис.7. Разница между двухточечным ремнем (слева) и трехточечным (справа).

Рис.8. Серийные автомобили с сиденьями с четырехточечными ремнями.

Практически каждый новый автомобиль имеет несколько подушек безопасности (как минимум две), раздуваемых за 0,025 - 0,05 сек.

Внимание! Подушка безопасности при непристегнутом ремне способна нанести еще больший удар чем в автомобиле, не оборудованном подушкой безопасности, при также непристегнутом пассажире/водителе.

Рис.9. Подушка безопасности в действии.

Рис.10. Более прочные подушки иезипасности на «открытых» автомобилях.

^....

Рис.11. Пробный вариант применения «внешних» подушек безопасности при столкновении с

пешеходами.

Рис. 12. Рулевой механизм в «карданном» исполнении для предотвращения нанесения повреждений

водителю рулевым колесом.