Активная система безопасности. Системы активной и пассивной безопасности автомобиля

Я думаю, что ни у кого не возникнут сомнения в том, что автомобиль представляет большую опасность для окружающих и участников движения. А поскольку полностью избежать дорожно-транспортных проишествий пока не представляется возможным, автомобиль совершенствуется в направлении снижения вероятности аварии и минимизации ее последстий. Этому способствуют ужесточения требований к безопасности автомобиля со стороны организаций, занимающихся анализом и практическими опытами (краш-тесты). И такие меропиятия дают свои положительные «плоды». С каждым годом автомобиль становиться безопасней — как и для тех, кто находиться внутри его, так и для пешеходов. Чтобы понять составляющие понятия «безопасность автомобиля», сначала разделим его на две части — АКТИВНУЮ и ПАССИВНУЮ безопасность.

АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Что же такое АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ?
Говоря научным языком — это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно-транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля.
А если говорить проще, то это те системы автомобиля, которые помогают в предотвращении аварии.
Ниже — подробнее о параметрах и системах автомобиля, влияющие на его активную безопасность.

1. БЕЗОТКАЗНОСТЬ

Безотказность узлов, агрегатов и систем автомобиля является определяющим фактором активной беззопасности. Особенно высокие требования предъявляются к надежности элементов, связанных с осуществлением маневра — тормозной системе, рулевому управлению, подвеске, двигателю, трансмиссии и так далее. Повышение безотказности достигается совершенствованием конструкции, применением новых технологий и материалов.

2. КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ

Компоновка автомобилей бывает трех видов:
а) Переднемоторная — компоновка автомобиля, при которой двигатель расположен перед пассажирским салоном. Является самым распространенной и имеет два варианта: заднеприводную (класическую) и переднеприводную . Последний вид компановки — переднемоторная переднеприводная — получил в настоящее время широкое распространение благодаря ряду преимуществ перед приводом на задние колеса:
— лучшая устойчивость и управляемость при движении на большой скорости, особенно по мокрой и скользкой дороге;
— обеспечение неоходимой весовой нагрузки на ведущие колеса;
— меньшему уровню шума, чему способствует отсутствие карданного вала.
В тоже время переднеприводные автомобили обладают и рядом недостатков:
— при полной нагрузке уходшается разгон на подъеме и мокрой дороге;
— в момент торможения слишком неравномерное распределение веса между осями (на колеса передней оси приходится 70%-75% веса автомобиля) и соответственно тормозных сил (см. Тормозные свойства);
— шины передних ведущих управляемых колес нагружены больше соответственно больше подвержены износу;
— привод на предние колеса требует применение сложных узков — шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов)
— объединение силового агрегата (двигатель и КПП) с главной передачей усложняет доступ к отдельным элементам.

б) Компоновка с центральным расположением двигателя — двигатель находится между передней и задней осями, для легковых автомобилей является достаточно редкой. Она позволяет получить наиболее вместительный салон при заданных габаритах и хорошее распределение по осям.

в) Заднемоторная — двигатель расположен за пассажирским салоном. Такая компоновка была распространена на малолитражных автомобилях. При передаче крутящего момента на задние колеса она позволяла получить недорогой силовой агрегат и распределение такой нагрузки по осям, при которой на задние колеса приходилось около 60% веса. Это положительно сказывалось на проходимости автомобиля, но отрицательно на его устойчивости и управляемости, особенно на больших скоростях. Автомобили с этой компоновкой, в настоящее время, практически не выпускаются.

3. ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА

Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным торможением, поэтому необходимо, чтобы тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в любых дорожных ситуациях.
Для выполненния этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления с дорогой, зависящей от весовой нагрузки на колесо и состояния дорожного покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительном увеличении тормозного пути. Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой нагрузки на колесо. Реализуется это с помощью применения более эффективных дисковых тормозов.
На современных автомобилях используется антиблокировочная система (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.
Зимой и летом состояние дорожного покрытия разное, поэтому для наилучшей реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие сезону.

4. ТЯГОВЫЕ СВОЙСТВА

Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность интенсивно увеличевать скорость движения. От этих свойств во многом зависит увереность водитель при обгоне, проезде пререкрестов. Особенно важное значение тяговая динамика имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, маневрировать не позволяют сложные условия, а избежать ДТП можно, только опередив события.
Так же как и в случае с тормозными силами, сила тяги на колесе не должна быть больше силы сцепления с дорогой, в противном случае оно начнет пробуксовывать. Предотвращает это противобуксовочная система (ПБС). При разгоне автомобиля она притормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных, а при необходимости уменьшает мощность, развиваемую двигателем.

5. УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Устойчивость — способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывоющих его занос и опрокидывание в различных дорожных условиях при высоких скоростях.
Различают следующие виды устойчивости:
— поперечная при прямолинейном движении (курсовая устойчивость).
Ее нарушение проявляется в рыскании (изменении направления движения) автомобиля по дороге и может быть вызвано действием боковой силы ветра, разными величинами тяговых или тормозных сил на колесах левого или правого борта, их буксованием или скольжением. большим люфтом в рулевом управлении, неправильными углами установки колес и т.д.;
— поперечная при криволинейном движении.
Ее нарушение приводит к заносу или опрокидовании под действием центробежной силы. Особенно ухудшает устойчивость повышение положения центра масс автомобиля (например, большая масса груза на съемном багажнике на крыше);
— продольная .
Ее нарушение проявляется в буксовании ведущих колес при преодолении затяжных обледенелых или заснеженных подъемов и сползании автомобиля назад. Особенно это характерно для автопоездов.

6. УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Управляемость — способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем.
Одной из характеристик управляемости является поворачиваемость — свойство автомобиля изменять направление движения при неподвижном рулевом колесе. В зависимости от изменения радиуса поворота под воздействием боковых сил (центробежной силы на повороте, силы ветра и т.д.) поворачиваемость может быть:
— недостаточной — автомобиль увеличивает радиус поворота;
— нейтральной — радиус поворота не изменяется;
— избыточной — радиус поворота уменьшается.

Различают шинную и креновую поворачиваемость.

Шинная поворачиваемость

Шинная поворачиваемость связана со свойством шин двигаться под углом к заданному направлению при боковом уводе (смещение пятна контакта с дорогой относительно плоскости вращения колеса). При установке шин другой модели поворачиваемость может измениться и автомобиль на поворотах при движении с большой скоростью поведет себя иначе. Кроме того, величина бокового увода зависит от давления в шинах, которое должно соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Креновая поворачиваемость

Креновая поворачиваемость связана с тем, что при наклоне кузова (крене) колеса изменяют свое положение относительно дороги и автомобиля (в зависимости от типа подвески). Например, если подвеска двухрычажная, колеса наклоняются в стороны крена, увеличивая увод.

7. ИНФОРМАТИВНОСТЬ

Информативность — свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средст, находящихся на дороге, о состояния дорожного покрытия и т.д. часто становится причиной аварии. Информативность автомобиля подразделяют на внутреннюю, внешнюю и дополнительную.

Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспренимать информацию, необходимую для управления автомобилем.
Она зависит от следующих факторов:
— Обзорность должна позволять водителю своевременно и без помех получать всю необходимую информацию о дорожной обстановке. Неисправные или неэффективно работающие омыватели, система обдува и обогрева стекол, стеклоочистители, отсутствие штатных зеркал заднего вида резко ухудшают обзорность при определенных дорожных условиях.
— Раположение панели приборов , кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т.д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроляпоказаний, воздействий на переключатели и т.д.

Внешняя информативность — обеспечение других участников движения информацией от автомобиля, которая необходима для правильного взаимодействия с ними. В нее входят система внешней световой сигнализации, звуковой сигнал, размеры, форма и окраска кузова. Информативность легковых автомобилей зависит от контрастности их цвета относительно дорожного покрытия. По статистике автомобили, окрашенные в черный, зеленый, серый и синий цвета, в два раза чаще попадают в аварии из-за трудности их различения в условиях недостаточной видимости и ночью. Неисправные указатели поворотов, стоп-сигналы, габаритные огни не позволят другим участникам дорожного движения вовремя распознать намерения водителя и принять правильное решение.

Дополнительная информативность — свойство автомобиля, позволяющие эксплуатировать его в условиях ограниченной видимости: ночью, в тумане и т.д. Она зависит от характеристик приборов системы освещения и других устройств (например, противотуманных фар), улучшающих восприятие водителем информации о дорожно-транспортной ситуации.

8. КОМФОРТАБЕЛЬНОСТЬ

Комфортабельность автомобиля определяет время, в течение которого водитель способен управлять автомобилем без утомления. Увеличению комфорта способствует использование АККП, регуляторов скорости (круиз-контроль) и т.д. В настоящее время выпускаются автомобили, оборудованные адаптивным круиз-контролем. Он не только автоматически поддерживает скорость на заданном уровне, но и при необходимости снижает ее вплоть до полной остановки автомобиля.

ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

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.
Попробую объяснить несколько определений, скрывающихся под широким определением «пассивной безопасности».
Она подразделяется на внешнюю и внутренюю.

Внешняя достигается исключением на внешней поверхности кузова острых углов, выступающих ручек и т.д. С этим все понятно и достаточно просто.
Для повышения уровня внутренней безопасности используют очень много разных конструктивные решения:

1. 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 можно найти 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 «замедлить» 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. 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).

2. РЕМНИ БЕЗОПАСНОСТИ

Система ремней, так хорошо нам знакомая, несомненно является наиболее действенным способом защиты человека во время аварии. После долгих лет, в течение которых система оставалась неизменной, в последние годы произошли существенные изменения, повысившие степень безопaсности 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.

3. НАДУВНЫЕ ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ (airbag)

Одной из распространённых и действенных систем безопасности в современных автомобилях (после ремней безопасности) являются воздушные подушки. Они начали широко использоваться уже в конце 70-х годов, но лишь десятилетие спустя они действительно заняли достойное место в системах безопасности автомобилей большинства изготовителей.
Они размещаются не только перед водителем, но и перед передним пассажиром, а также с боков (в дверях, стойках кузова и т.д.). Некоторые модели автомобилей имеют их принудительное отключение из-за того, что люди с больным сердцем и дети могут не выдержать их ложного срабатывания.

4. СИДЕНИЯ С ПОДГОЛОВНИКАМИ

Я думаю, что ни у кого не возникнут сомнения Роль подголовника – предотвратить резкое движение головы во время аварии. Поэтому следует отрегулировать высоту подголовника и его позицию в провильное положение. Современные подголовники имеют две степени регулировки, позволяющие предотвратить травмы шейных позвонков при движении «взахлест», столь характерных при наездах сзади.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕТЕЙ

Сегодня уже нет необходимости ломать голову над подгонкой детского сиденья под оригинальные ремни безопасности. Всё более распространённое приспособление Isofix позволяет присоединить сиденье безопасности для ребёнка прямо к точкам соединения, заранее подготовленными в машине, не используя ремни безопасности. Необходимо лишь проверить, что автомобиль и детское сиденье приспособлены к креплениям Isofix .

Безопасность зависит от трех важных характеристик автомобиля: размер и вес, средства пассивной безопасности, которые помогают выжить в аварии и избежать травм, и средства активной безопасности, которые помогают избегать дорожных происшествий.
Однако при столкновении более тяжелые машины с относительно плохими оценками в краш-тестах могут показать лучшие результаты, чем легкие автомобили с отличными оценками. В компактных и малых автомобилях погибает в два раза больше людей, чем в больших. Об этом стоит всегда помнить.

Средства пассивной безопасности помогают водителю и пассажирам выжить в аварии и остаться без серьезных травм. Размер автомобиля – это тоже средство пассивной безопасности: больше = безопаснее. Но есть и другие важные моменты.

Ремни безопасности стали лучшим из когда-либо придуманных устройств защиты водителя и пассажиров. Здравая идея привязать человека к сиденью, чтобы спасти ему жизнь при аварии, появилась еще в 1907 году. Тогда водителя и пассажиров пристегивали только на уровне талии. На серийных автомобилях первой ремни поставила шведская компания Volvo в 1959 году. Ремни в большинстве машин трехточечные, инерционные, в некоторых спортивных автомобилях используются и четырехточечные и даже пятиточечные, чтобы лучше удержать водителя в седле. Ясно одно: чем плотнее тебя прижимает к креслу, тем безопаснее. Современные системы ремней безопасности имеют автоматические преднатяжители, которые при аварии выбирают провисания ремней, повышая защиту человека, и сохраняют место для раскрытия подушек безопасности. Важно знать, что хотя подушки безопасности и защищают от серьезных травм, ремни безопасности абсолютно необходимы для обеспечения полной безопасности водителя и пассажиров. Американская организация безопасности движения NHTSA на основании своих исследований сообщает, что использование ремней безопасности снижает риск смертельного исхода на 45-60% в зависимости от типа автомобиля.

Без подушек безопасности в машине никак нельзя, этого теперь не знает только ленивый. Они нас и от удара спасут, и от разбитого стекла. Но первые подушки были как бронебойный снаряд – раскрывались под воздействием датчиков удара и выстреливали навстречу телу со скоростью 300 км/ч. Аттракцион на выживание, да и только, не говоря уже о том ужасе, который испытывал человек в момент хлопка. Теперь подушки встречаются даже в самых дешевых автомобильчиках и умеют раскрываться с разной скоростью в зависимости от силы столкновения. Устройство пережило много модификаций и вот уже 25 лет спасает человеческие жизни. Однако опасность остается до сих пор. Если забыл или поленился пристегнуться, то подушка легко может… убить. Во время аварии, даже при небольшой скорости, тело по инерции летит вперед, раскрывшаяся подушка его остановит, зато голову с огромной скоростью отфутболит назад. У хирургов это называется “хлыстовая травма”. В большинстве случаев это грозит переломом шейных позвонков. В лучшем -вечной дружбой с вертеброневрологами. Это такие врачи, которым иногда удается поставить ваши позвонки на место. Но шейные позвонки, как известно, лучше не трогать,они проходят под категорией неприкасаемых. Именно поэтому во многих машинах раздается противный писк, который не столько напоминает нам, что нужно пристегиваться, сколько сообщает, что подушка НЕ раскроется, если человек не пристегнут. Внимательно прислушайтесь к тому, что вам поет ваша машина. Подушки безопасности разработаны специально, чтобы работать вместе ремнями безопасности и ни в коем случае не исключают необходимость их использования. По сведениям американской организации NHTSA использование подушек безопасности снижает риск смертельного исхода при аварии на 30-35% в зависимости от типа автомобиля.
Во время столкновения ремни и подушки безопасности работают совместно. Комбинация их работы на 75% более эффективна в предотвращении серьезных травм головы и на 66% более эффективна в предотвращении травм грудной клетки. Боковые подушки безопасности тоже значительно улучшаю защиту водителя и пассажиров. Производители автомобилей используют также двухступенчатые подушки безопасности, которые раскрываются поэтапно одна за другой, чтобы избежать возможных травм, наносимых детям и невысоким взрослым от применения одноступенчатых, более дешевых подушек безопасности. В связи с этим, правильней сажать детей только на задние места в автомобилях любых типов.

Подголовники призваны предотвращать травмы от внезапного резкого движения головы и шеи при столкновении задней частью автомобиля. В действительности часто подголовники практически не защищают от травм. Эффективная защита при использовании подголовника может быть достигнута, если он находится точно на линии центра головы на уровне ее центра тяжести и не далее 7 см от задней ее части. Помните, что некоторые опции сидений изменяют размер и положение подголовника. Значительно повышают безопасность активные подголовники . Принцип их работы основан на простых физических законах, в соответствии с которыми голова откидывается назад несколько позднее корпуса. Активные подголовники используют давление корпуса на спинку сидения в момент удара, что вызывает смещение подголовника вверх и вперед, предотвращая вызывающее травму резкое откидывание головы назад. При ударе в заднюю часть автомобиля, новые подголовники срабатывают одновременно со спинкой сиденья, чтобы снизить риск травмы позвонков не только шейного, но и поясничного отделов. После удара, поясница сидящего в кресле непроизвольно движется вглубь спинки, при этом встроенные датчики дают «команду» подголовнику выдвинуться вперед-вверх, чтобы равномерно распределить нагрузку на позвоночник. Выдвигаясь при ударе, подголовник надежно фиксирует затылочную часть головы, предотвращая чрезмерный изгиб шейных позвонков. Стендовые испытания показали, что новая система эффективнее аналогичной уже существующей на 10-20%. При этом, однако, многое зависит от того, в каком положении находится человек в момент удара, его веса, а также того, пристегнут ли тот ремнем безопасности.

Структурная целостность (целостность каркаса автомобиля) это ещё один важный компонент пассивной безопасности автомобиля. Для каждого автомобиля он тестируется, перед тем как пойти в производство. Детали каркаса не должны изменять свою форму при столкновении, в то время как другие детали должны поглощать энергию удара. Сминаемые зоны спереди и сзади стали, пожалуй, тут самым серьезным достижением. Чем лучше будут сминаться капот и багажник, тем меньше достанется пассажирам. Главное, чтобы двигатель во время аварии уходил в пол. Инженеры разрабатывают все новые и новые комбинации материалов, чтобы погасить энергию удара. Результаты их деятельности можно очень наглядно увидеть на страшилках краш-тестов. Между капотом и багажником, как известно, находится салон. Так вот он и должен стать капсулой безопасности. И этот жесткий каркас ни в коем случае не должен смяться. Прочность жесткой капсулы дает возможность выжить даже в самом маленьком автомобиле. Если спереди и сзади каркас защищен капотом и багажником, то по бокам за нашу безопасность отвечают только металлические брусья в дверях. При самом страшном ударе, боковом, они не могут защитить, поэтому тут используют активные системы – боковые подушки безопасности и шторки, которые тоже блюдут наши интересы.

Также к элементам пассивной безопасности относятся:
-передний бампер, поглощающий часть кинетической энергии при столкновении;
-травмобезопасные детали внутреннего интерьера пассажирского салона.

Активная безопасность автомобиля

В арсенале активной безопасности автомобиля существует много противоаварийных систем. Среди них есть старые системы и новомодные изобретения. Перечислим только некоторые из них: антиблокировочная система тормозов (ABS), traction control, electronic stability control (ESC), система ночного видения и автоматический круиз-контроль – эти модные технологии, которые помогают водителю на дороге сегодня.

Антиблокировочная система тормозов (ABS) помогает остановиться быстрее и не потерять управление автомобилем, особенно на скользких поверхностях. В случае экстренной остановки ABS работает по-другому нежели обычные тормоза. С обычными тормозами внезапная остановка часто приводит к блокировке колес, что вызывает занос. Антиблокировочная система тормозов определяет, когда колесо заблокировано и отпускает его, управляя тормозами в 10 раз быстрее, чем это может сделать водитель.При срабатывании ABS раздается характерный звук и ощущается вибрация на педали тормоза. Для эффективного использования ABS следует изменить технику торможения. Не нужно отпускать и снова нажимать педаль тормоза,поскольку это отключает систему ABS. В случае экстренного торможения следует один раз нажать на педаль и аккуратно удерживать её до остановки автомобиля.

Traction Control (TCS) применяется для предотвращения 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. О частоте вращения каждого колеса компьютер, управляющий этой системой, узнаёт от датчиков, установленных у каждого колеса и от датчика ускорения. Точно такие же датчики применяются в системах ABS и в системах контроля крутящего
момента, поэтому часто эти системы применяются одновременно. По сигналам датчиков, указывающих на то, что ведущие колёса начинают пробуксовывать, компьютер принимает решение о снижении мощности двигателя и оказывает на него действие, аналогичное
уменьшению степени нажатия на педаль газа, причем степень сброса газа тем сильнее, чем выше темпы нарастания пробуксовки.

ESC (electronic stability control) — она же ESP. Задача ESC — сохранить стабильность и управляемость автомобиля в предельных режимах поворота. Отслеживая боковые ускорения автомобиля, вектор поворота, тормозное усилие и индивидуальную скорость вращения колес, система определяет ситуации, угрожающие заносом или опрокидыванием автомобиля, и самостоятельно сбрасывает газ и притормаживает соответствующие колеса. Рисунок наглядно иллюстрирует ситуацию, когда водитель превысил максимальную скорость вхождения в поворот, и начался занос (или снос). Красная линия — это траектория движения машины без ESC. Если её водитель начнёт тормозить, у него есть серьёзный шанс развернуться, а если нет — то улететь с дороги. ESC же выборочно подтормозит нужные колёса так, чтобы автомобиль остался на нужной траектории. ESC– наиболее сложное устройство, которое сотрудничает с антиблокировочной (ABS) и антипробуксовочной (TCS) системами, контролирует тягу и управление дроссельной заслонкой. Система ESС на современном автомобиле почти всегда отключаемая. Это может помочь в нестандартных ситуациях на дороге, например при раскачивании застрявшего автомобиля.

Круиз-контроль — это система, автоматически поддерживающая заданную скорость движения вне зависимости от изменений профиля дороги (подъемы, спуски). Управление работой данной системы (фиксация скорости, ее снижение или увеличение) осуществляется водителем путем нажатия кнопок на подрулевом выключателе или руле после разгона автомобиля до необходимой скорости. При нажатии водителем педали тормоза или газа система моментально отключается.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; увеличивается моторесурс двигателя, так как при поддерживаемых системой постоянных оборотах отсутствуют переменные нагрузки на его детали.

Кроме поддержания постоянной скорости движения, одновременно отслеживает соблюдение безопасной дистанции до впереди идущего автомобиля. Основной элемент активного круиз-контроля – ультразвуковой датчик, установленный в переднем бампере или за радиаторной решеткой. Его принцип работы аналогичен датчикам парковочного радара, только радиус действия составляет несколько сотен метров, а угол охвата, наоборот, ограничен несколькими градусами. Посылая ультразвуковой сигнал, датчик ждет ответа. Если луч нашел препятствие в виде автомобиля, движущегося с меньшей скоростью и вернулся – значит, необходимо снизить скорость. Как только дорога вновь освобождается, машина разгоняется до первоначальной скорости.

Еще одним из важных элементов безопасности современного автомобиля являются шины. Подумайте: они единственное, что связывает машину с дорогой. Хороший комплект шин дает большое преимущество в том, как машина реагирует на экстренные маневры. Качество шин также заметно сказывается на управляемости машин.

Рассмотрим для примера оснащение Mercedes S-класса. В базовой комплектации автомобиля есть система Pre-Safe. При угрозе ДТП, которую электроника определяет по резкому торможению или слишком сильному скольжению колес, Pre-Safe подтягивает ремни безопасности и надувает
воздушные камеры в мультиконтурных передних и задних сиденьях, чтобы лучше зафиксировать пассажиров. Помимо этого Pre-Safe «задраивает люки» – закрывает стекла и люк в крыше. Все эти приготовления должны уменьшить тяжесть возможного ДТП. Отличника контраварийной подготовки из S-класса делают всевозможные электронные помощники водителя – система стабилизации ESP, антипробуксовочная система ASR, система помощи при экстренном торможении Brake Assist. Система помощи при экстренном торможении в S-классе совмещена с радаром. Радар определяет
расстояние до едущих впереди машин.

Если оно становится угрожающе коротким, а водитель тормозит слабее необходимого, электроника начинает ему помогать. При экстренном торможении стоп-сигналы автомобиля мигают. По заказу S-класс можно оборудовать системой Distronic Plus. Она представляет собой автоматический круиз-контроль, очень удобный в пробках. Устройство с помощью того же радара контролирует дистанцию до впереди идущего автомобиля, при необходимости останавливает машину, а когда поток возобновляет движение, автоматически разгоняет ее до прежней скорости. Тем самым Mercedes избавляет водителя от каких-либо манипуляций помимо вращения руля. Distronic работает
на скоростях от 0 до 200 км/ч. Парад антиаварийных приспособлений S-класса завершает инфракрасная система ночного видения. Она выхватывает из темноты предметы, спрятавшиеся от мощных ксеноновых фар.

Рейтинг безопасности автомобилей (краш-тесты EuroNCAP)

Главным светочем пассивной безопасности является «Европейская ассоциация испытания новых автомобилей», или сокращенно «EuroNCAP». Основанная в 1995 году, эта организация занимается тем, что регулярно уничтожает новенькие автомобили, выставляя оценки по пятизвездной шкале. Чем больше звездочек, тем лучше. Итак, если, выбирая новый автомобиль, вы в первую очередь заботитесь о безопасности, отдайте предпочтение модели, получившей максимально возможные пять звезд от «EuroNCAP».

Все серии испытаний проходят по одному сценарию. Сначала организаторы отбирают популярные на рынке автомобили одного класса и одного модельного года и анонимно закупают по две машины каждой модели. Испытания проводятся на двух известных независимых исследовательских центрах – английском TRL и голландском TNO. Начиная с первых тестов 1996 года и до середины 2000 года рейтинг безопасности EuroNCAP был «четырехзвездочным» и включал в себя оценку поведения автомобиля в двух видах испытаний – при фронтальном и боковом краш-тестах.

Но летом 2000 года эксперты EuroNCAP ввели еще одно, дополнительное, испытание – имитацию бокового удара о столб. Автомобиль размещают поперечно на подвижной тележке и на скорости 29 км/ч направляют водительской дверью в металлический столб диаметром примерно 25 см. Этот тест проходят только те автомобили, которые оснащены специальными средствами защиты головы водителя и пассажиров – «высокими» боковыми подушками или надувными «занавесками».

Если машина прошла три теста, то вокруг головы манекена на пиктограмме степени безопасности при боковом столкновении появляется ореол в виде звезды. Если ореол зеленый, это означает, что автомобиль успешно прошел третий тест и получил дополнительные баллы, способные переместить его в пятизвездочную категорию. А те машины, у которых в стандартном оснащении нет «высоких» боковых подушек или надувных «занавесок», проходят испытания по обычной программе и не могут претендовать на высшую оценку Euro-NCAP.
Оказалось, что эффективно сработавшие защитные приспособления могут более чем на порядок снизить риск травм головы водителя при боковом ударе о столб. Например, без «высоких» подушек или «занавесок» коэффициент вероятности повреждения головы НIС (Head Injury Criteria) при «столбовом» тесте может достигать 10000! (Пороговой величиной НIС, за которой начинается область смертельно опасных повреждений головы, медики считают 1000.) Зато с применением «высоких» подушек и «занавесок» НIС падает до безопасных величин – 200-300.

Пешеход – самый беззащитный участник дорожного движения. Однако его безопасностью EuroNCAP озаботилось лишь в 2002 году, разработав соответствующую методику оценки автомобилей (зеленые звезды). Изучив статистику, специалисты пришли к выводу, что большинство наездов на пешехода происходит по одному сценарию. Вначале автомобиль бампером бьет по ногам, а затем человек, в зависимости от скорости движения и конструкции автомобиля, ударяется головой либо о капот, либо о ветровое стекло.

Перед проведением теста бампер и переднюю кромку капота расчерчивают на 12 участков, а капот и нижнюю часть лобового стекла делят на 48 частей. Затем последовательно по каждому участку наносят удары имитаторами ног и головы. Сила удара соответствует столкновению с человеком на скорости 40 км/ч. Внутри имитаторов размещены датчики. Обработав их данные, компьютер присваивает каждому размеченному участку определенный цвет. Зеленым обозначаются наиболее безопасные участки, красным – самые опасные, желтым – занимающие промежуточное положение. Затем, по совокупности оценок, выставляется общая «звездная» оценка автомобилю за безопасность пешеходов. Максимально возможный результат – четыре звезды.

За последние годы прослеживается четкая тенденция – все больше новых автомобилей получают «звезды» в пешеходном тесте. Проблемными остаются только крупные вседорожники. Причина – в высокой передней части, из-за чего в случае наезда удар приходится не по ногам, а по туловищу.

И еще одно новшество. Все больше автомобилей оснащаются системами напоминания о непристегнутом ремне безопасности (СНРБ) – за наличие такой системы на водительском месте эксперты EuroNCAP начисляют один дополнительный балл, за оснащение обоих передних мест – два балла.

Американская национальная ассоциация безопасности дорожного движения NHTSA проводит краш–тесты по собственной методике. При фронтальном ударе автомобиль на скорости 50 км/ч врезается в жесткий бетонный барьер. Более суровы и условия бокового удара. Тележка весит почти 1400 кг, а автомобиль движется со скоростью 61 км/ч. Такой тест проводится дважды – производятся удары в переднюю, а затем в заднюю двери. В США профессионально и официально бьет машины еще одна организация – Институт транспортных исследований для страховых компаний IIHS. Но ее методика несущественно отличается от европейской.

Заводские краш-тесты

Даже не специалисту понятно, что описанные выше тесты не охватывают всех возможных видов аварий и, следовательно, не позволяют достаточно полно оценить безопасность автомобиля. Поэтому все крупные автопроизводители проводят собственные, нестандартные, краш–тесты, не жалея при этом ни времени, ни денег. Например, каждая новая модель Мерседес до начала производства проходит 28 испытаний. В среднем на одно испытание уходит около 300 человеко-часов. Некоторая часть тестов проводится виртуально, на компьютере. Но они играют роль вспомогательных, для окончательной доводки автомобилей их разбивают только в «реале».Самые тяжелые последствия наступают в результате лобовых столкновений. Поэтому основная часть заводских испытаний имитирует именно этот вид аварий. При этом автомобиль врезают в деформируемые и жесткие препятствия под разными углами, с разными скоростями и разными величинами перекрытия. Однако и такие тесты не дают всей полноты картины. Производители стали сталкивать автомобили между собой, причем не только «одноклассников», но и машины разных «весовых категорий» и даже легковые с грузовиками. Благодаря результатам таких тестов на всех «фурах» с 2003 года стали обязательными противоподкатные балки.

С выдумкой заводские специалисты по безопасности подходят и к испытания боковыми ударами. Разные углы, скорости, места ударов, равновеликие и разновеликие участники – все, как с фронтальными тестами.

Кабриолеты и крупные вседорожники испытывают еще и на переворот, ведь по статистике число погибших в таких авариях достигает 40%

Часто производители испытывают свои автомобили ударом сзади на небольших скоростях (15-45 км/ч) и перекрытии до 40%. Это позволяет оценить, насколько защищены пассажиры от хлыстовых травм (повреждения шейных позвонков) и насколько защищен бензобак. Фронтальные и боковые удары при скоростях до 15 км/ч помогают определить степень ущерба (т.е. затраты на ремонт) при мелких авариях. Отдельным испытания подвергаются сиденья и ремни безопасности.

А что предпринимают автопроизводители для защиты пешеходов? Бампер изготавливают из более мягкого пластика, а в конструкции капота применяют как можно меньше усилительных элементов. Но главная опасность для жизни человека – подкапотные агрегаты. При наезде голова проминает капот и натыкается именно на них. Здесь идут двумя путями – стараются максимально увеличить свободное пространство под капотом, либо снабжают капот пиропатронами. Датчик, расположенный в бампере, при ударе подает сигнал на механизм, вызывающий срабатывание пиропатрона. Последний, выстреливая, приподнимает капот на 5-6 сантиметров, защищая тем самым голову от удара о жесткие выступы подкапотного пространства.

Куклы для взрослых

Все знают, что для проведения краш – тестов используются манекены. Но далеко не всем известно, что к такому, казалось бы простому и логичному решению пришли не сразу. В начале для испытаний использовались человеческие трупы, животные, а в менее опасных тестах участвовали живые люди – добровольцы.

Пионерами в борьбе за безопасность человека в автомобиле выступили американцы. Именно в США еще в 1949 году был изготовлен первый манекен. По своей «кинематике» он больше походил на большую куклу: его конечности двигались совсем не так, как у человека, а тело было цельным. Только в 1971 году GM создали более-менее «человекоподобный» манекен. А современные «куклы» отличаются от своего предка, примерно как человек от обезьяны.

Сейчас манекены изготавливаются целыми семействами: два варианта «отца» разного роста и веса, более легкая и миниатюрная «супруга» и целый набор «детей» – от полуторагодовалого до десятилетнего возраста. Вес и пропорции тела полностью имитируют человеческое. Металлические «хрящи» и «позвонки» работают как человеческий позвоночник. Гибкие пластины заменяют ребра, а шарниры – суставы, даже ступни ног подвижны. Сверху этот «скелет» обтянут виниловым покрытием, упругость которого соответствует упругости человеческой кожи.

Внутри манекен с ног до головы напичкан датчиками, которые во время испытаний передают данные в блок памяти, расположенный в «грудной клетке». В итоге стоимость манекена составляет – держитесь за стул – свыше 200 тысяч долларов. То есть, в несколько раз дороже подавляющего большинства испытуемых автомобилей! Зато такие «куклы» универсальны. В отличие от предшественников, они годятся для проведения и фронтальных, и боковых тестов, и наезда сзади. Подготовка манекена к проведению испытания требует точной настройки электроники и может занимать несколько недель. Кроме того, непосредственно перед тестом, на различные участки «тела» наносят метки краской, чтобы определить, с какими частями салона происходит контакт во время аварии.

Мы живем в компьютерном мире, а потому специалисты по безопасности активно используют в своей работе виртуальное моделирование. Это позволяет собрать гораздо больше данных и, кроме того, такие манекены практически вечны. Программисты Toyota, например, разработали более десятка моделей, имитирующих людей всех возрастов и антропометрических данных. А на Volvo даже создали цифровую беременную женщину.

Заключение

Каждый год во всем мире в ДТП погибают около 1,2 миллиона человек, а полмиллиона получают травмы и увечья. Стремясь привлечь внимание к этим трагическим цифрам, ООН в 2005 году объявило каждое третье воскресенье ноября Всемирным днем памяти жертв дорожных аварий. Проведение краш – тестов позволяет повысить безопасность автомобилей и снизить тем самым вышеприведенную печальную статистику.

Безопасность транспортных средств. Безопасность транспортного средства включает в себя комплекс конструктивных и эксплуатационных свойств, снижающих вероятность дорожно-транспортных происшествий, тяжесть их последствий и отрицательное влияние на окружающую среду.

Понятие безопасность конструкции автомобиля включает в себя активную и пассивную безопасность.

Активная безопасность конструкции — это конструктивные меры, направленные на предупреждение аварий. К ним относятся меры, обеспечивающие управляемость и устойчивость при движении, эффективное и надежное торможение, легкое и надежное рулевое управление, малую утомляемость водителя, хорошую обзорность, эффективное действие внешних осветительных и сигнальных приборов, а также повышение динамических качеств автомобиля.

Пассивная безопасность конструкции — это конструктивные мероприятия, исключающие или сводящие к минимуму последствия аварии для водителя, пассажиров и груза. Они предусматривают применение травмобезопасных конструкций рулевых колонок, энергоемких элементов на передней и задней части автомобилей, мягкой обивки кабины и кузова и мягких накладок, ремней безопасности, безосколочных стекол, герметичной топливной системы, надежных противопожарных устройств, замков для капота и кузова с блокирующими устройствами, безопасной компоновки деталей и всего автомобили.

В последние годы уделяется большое внимание совершенствованию безопасности конструкции автомобилей во всех производящих их странах. В Соединенных Штатах Америки более широко. Под активной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства, снижающие вероятность возникновения дорожнотранспортного происшествия.

Активная безопасность обеспечивается несколькими эксплуатационными свойствами, позволяющими водителю уверенно управлять автомобилем, разгоняться и тормозить с необходимой интенсивностью, совершать маневрирование на проезжей части, которого требует дорожная обстановка, без значительных затрат физических сил. Основные из этих свойств: тяговые, тормозные, устойчивость, управляемость, проходимость, информативность, обитаемость.

Под пассивной безопасностью транспортного средства понимаютсяего свойства, снижающие тяжесть последствий дорожно-транспортного происшествия.

Различают внешнюю и внутреннюю пассивную безопасность автомобиля. Основным требованием внешней пассивной безопасности является обеспечение такого конструктивного выполнения наружных поверхностей и элементов автомобиля, при котором вероятность повреждений человека этими элементами в случае дорожно — транспортного происшествия была бы минимальной.

Как известно, значительное количество происшествий связано со столкновениями и наездами на неподвижное препятствие. В связи с этим одним из требований к внешней пассивной безопасности автомобилей является предохранение водителей и пассажиров от ранений, а также самого автомобиля от повреждений с помощью внешних элементов конструкции.

Рисунок 8.1 — Схема сил и моментов действующих на автомобиль

Рисунок 8.1 — Структура безопасности транспортных средств

Примером элемента пассивной безопасности может быть травмобезопасный бампер, назначение которого — смягчать удары автомобиля о препятствия при малых скоростях движения (например, при маневрировании в зоне стоянки).

Пределом выносливости перегрузок для человека является 50-60g (g-ускорение свободного падения). Пределом выносливости для незащищённого тела является величина энергии, воспринимаемая непосредственно телом, соответствующая скорости движения около 15 км/ч. При 50 км/ч энергия превышает допустимую примерно в 10 раз. Следовательно задача состоит в снижении ускорений тела человека при столкновении за счёт продолжительных деформаций передней части кузова автомобиля, при которых поглощалось бы как можно больше энергии.

То есть, чем больше деформация автомобиля и чем дольше она происходит, тем меньшие перегрузки испытывает водитель при столкновении с препятствием.

К внешней пассивной безопасности имеют отношение декоративные элементы кузова, ручки, зеркала и другие детали, закреплённые на кузове автомобиля. На современных автомобилях всё шире применяются утомленные ручки дверей, не наносящие травм пешеходам в случае дорожно — транспортного происшествия. Не применяются выступающие эмблемы заводов-изготовителей на передней части автомобиля.

К внутренней пассивной безопасности автомобиля предъявляются два основных требования:

Создание условий, при которых человек мог бы безопасно выдержать любые перегрузки;

Исключение травмоопасных элементов внутри кузова (кабины). Водитель и пассажиры при столкновении после мгновенной остановки автомобиля еще продолжают двигаться, сохраняя скорость движения, которую автомобиль имел перед столкновением. Именно в это время происходит большая часть травм в результате удара головой о ветровое стекло, грудью о рулевое колесо и рулевую колонку, коленями о нижнюю кромку щитка приборов.

Анализ дорожно-транспортных происшествий показывает, что подавляющее большинство погибших находилось на переднем сиденье. Поэтому при разработке мероприятий по пассивной безопасности в первую очередь уделяется внимание обеспечению безопасности водителя и пассажира, находящихся на переднем сиденье.

Конструкция и жесткость кузова автомобиля выполняются такими, чтобы при столкновениях деформировались передняя и задняя части кузова, а деформация салона (кабины) была по возможности минимальной для сохранения зоны жизнеобеспечения, то есть минимально необходимого пространства, в пределах которого исключено сдавливание тела человека, находящегося внутри кузова.

Кроме того, должны быть предусмотрены следующие меры, снижающие тяжесть последствии при столкновении:

Необходимость перемещения руля и рулевой колонки и поглощения ими энергии удара, а также равномерного распределения удара по поверхности груди водителя;

Исключение возможности выброса или выпадения пассажиров и водителя (надежность дверных замков);

Наличие индивидуальных защитных и удерживающих средств для всех пассажиров и водителя (ремни безопасности, подголовники, пневмоподушки);

Отсутствие травмоопасных элементов перед пассажирами и водителем;

Оборудование кузова травмобезопасными стеклами. Эффективность применения ремней безопасности в сочетании с другими мероприятиями подтверждена статистическими данными. Так, использование ремней уменьшает количество травм на 60 — 75% и снижает их тяжесть.

Одним из эффективных способов решения проблемы ограничения перемещения водителя и пассажиров при столкновении является применение пневматических подушек, которые при столкновении автомобиля с препятствием наполняются сжатым газом за 0,03 — 0,04с, воспринимают на себя удар водителя и пассажиров и тем самым снижают тяжесть травмы.

Под послеаварийной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства в случае аварии не препятствовать эвакуации людей, не наносить травм при эвакуации и после нее. Основными мерами послеаварийной безопасности являются противопожарные мероприятия, мероприятия по эвакуации людей, аварийная сигнализация.

Наиболее тяжелым последствием дорожно — транспортного происшествия является возгорание автомобиля. Чаще всего возгорание происходит при тяжелых происшествиях, таких как столкновение автомобилей, наезды на неподвижные препятствия, а также опрокидывание. Несмотря на небольшую вероятность возгорания (0,03 -1,2% от общего количества происшествий), их последствия тяжелейшие.

Они вызывают почти полное разрушение автомобиля и при невозможности эвакуации — гибель людей, В таких происшествиях топливо выливается из поврежденного бака или из заливной горловины. Возгорание происходит от горячих деталей системы выпуска отработавших газов, от искры при неисправной системе зажигания или возникшей от трения деталей кузова об дорогу или о кузов другого автомобиля. Могут быть и другие причины возгорания.

Под экологической безопасностью транспортного средства понимается его свойство снижать степень отрицательного воздействия на окружающую среду. Экологическая безопасность охватывает все стороны использования автомобиля. Ниже перечислены основные аспекты экологии, связанные с эксплуатацией автомобиля.

Потеря полезной площади земли . Земля, необходимая для движения и стоянки автомобилей, исключается из пользования других отраслей народного хозяйства. Общая протяженность мировой сети автомобильных дорог с твердым покрытием превышает 10 млн км, что означает потерю площади свыше 30 млн га. Расширение улиц и площадей приводит к «увеличению территорий городов и удлинению всех коммуникаций. В городах с развитой дорожной сетью и предприятиями автосервиса площади, отведенные для движения и стоянок автомобилей, занимают до 70 % всей территории.

Кроме того, огромные территории занимают заводы по производству и ремонту автомобилей, службы обеспечения функционирования автомобильного транспорта: АЗС, СТО, кемпинги и т.д.

Загрязнение атмосферы . Основная масса вредных примесей, рассеянных в атмосфере, является результатом эксплуатации автомобилей. Двигатель средней мощности выбрасывает в атмосферу за один день эксплуатации около 10 м 3 отработавших газов, в состав которых входит окись углерода , углеводороды , окислы азота и многие другие токсичные вещества.

В нашей стране установлены следующие нормы среднесуточных предельно допустимых концентраций токсичных веществ в атмосфере:

Углеводороды — 0,0015 г/м;

Окись углерода — 0,0010 г/м;

Двуокись азота — 0,00004 г/м.

Использование природных ресурсов. На производство и экплуатацию автомобилей используются миллионы тонн высококачественных материалов, что приводит к истощению их природных запасов. При экспоненциальном росте потреблении энергии на душу населения, характерном для промышленно развитых стpaн, скоро наступит такой момент, когда существующие источники энергии не смогут удовлетворить потребности человека.

Значительная доля потребляемой энергии расходуется автомобилями, к.п.д. двигателей которых составляет 0,3 0,35, Следовательно, 65 — 70% энергетического потенциала не используется.

Шум и вибрация. Уровень шума, длительно переносимым человеком без вредных последствий, составляем 80 — 90 дБ На улицах крупных городов и промышленных центров уровень шума достигает 120- 130 дБ. Колебания почвы, вызванные движением автомобилей, пагубно сказываются на зданиях и сооружениях. Для защиты человека от пагубного влиянии шума транспортных средств применяют различные приемы: совершенствование конструкции автомобилей, шумозащитные сооружения и зеленые насаждения вдоль оживленных городских магистралей, организация такого режима движения, когда уровень шума наименьший.

Величина тяговой силы тем больше, чем больше крутящий момент двигателя и передаточные числа коробки передач и главной передачи. Но величина тяговой силы не может превысить силу сцепления ведущих колес с дорогой. Если тяговая сила превысит силу сцепления колес с дорогой, то ведущие колеса будут пробуксовывать.

Сила сцепления равна произведению коэффициента сцепления на сцепной вес. Для тягового автомобиля сцепной вес равен нормальной нагрузке, приходящейся на затормаживаемые колеса.

Коэффициент сцепления зависит от типа и состояния покрытия дороги, от конструкции и состояния шин (давление воздуха, рисунок протектора), от нагрузки и скорости движения автомобиля. Величина коэффициента сцепления снижается при мокрой и влажной поверхностях дороги, особенно при увеличении скорости движения и изношенном протекторе шин. Например, при сухой дороге с асфальтобетонным покрытием коэффициент сцепления равен 0,7 — 0,8, а для мокрой — 0,35 — 0,45. При обледенелой дороге коэффициент сцепления снижается до 0,1 — 0,2.

Сила тяжести автомобиля приложена в центре тяжести. У современных легковых автомобилей центр тяжести располагается на высоте 0,45 — 0,6 м от поверхности дороги и примерно посередине автомобиля. Поэтому нормальная нагрузка легкового автомобиля распределяется по его осям примерно поровну, т.е. сцепной вес равен 50 % нормальной нагрузки.

Высота расположения центра тяжести у грузовых автомобилей 0,65 — 1 м. У полностью груженных грузовых автомобилей сцепной вес составляет 60 75 % нормальной нагрузки. У полноприводных автомобилей сцепной вес равен нормальной нагрузке автомобиля.

При движении автомобиля указанные соотношения изменяются, так как происходит продольное перераспределение нормальной нагрузки между осями автомобилям при передаче ведущими колесами тяговой силы больше нагружаются задние колеса, а при торможении автомобиля — передние колеса. Кроме того, перераспределение нормальной нагрузки между передними и задними колесами имеет место при движении автомобиля на спуск или на подъем.

Перераспределение нагрузки, изменяя величину сцепного веса, влияет на величину сцепления колес с дорогой, тормозные свойства и устойчивость автомобиля.

Силы сопротивления движению . Тяговая сила на ведущих колесах автомобиля. При равномерном движении автомобиля по горизонтальной дороге такими силами являются: сила сопротивления качению и сила сопротивления воздуха. При движении автомобиля на подъем возникает сила сопротивления подъему (рис. 8.2), а при разгоне автомобиля — сила сопротивления разгону (сила инерции).

Сила сопротивления качению возникает вследствие деформации шин и поверхности дороги. Она равна произведению нормальной нагрузки автомобиля на коэффициент сопротивления качению.

Рисунок 8.2 — Схема сил и моментов действующих на автомобиль

Коэффициент сопротивления качению зависит от типа и состояния покрытия дороги, конструкции шин, их износа и давления воздуха в них, скорости движения автомобиля. Например, для дороги с асфальтобетонным покрытием коэффициент сопротивления качению равен 0,014 0,020, для сухой грунтовой дороги — 0,025-0,035.

На твердых дорожных покрытиях коэффициент сопротивления качению резко увеличивается при снижении давления воздуха в шинах, и возрастает с ростом скорости движения, а также с увеличением тормозного и крутящего моментов.

Сила сопротивления воздуха зависит от коэффициента сопротивления воздуха, лобовой площади и скорости движения автомобиля. Коэффициент сопротивления воздуха определяется типом автомобиля и формой его кузова, а лобовая площадь — колеей колес (расстоянием между центрами шин) и высотой автомобиля. Сила сопротивления воздуха возрастает пропорционально квадрату скорости движения автомобиля.

Сила сопротивления подъему тем больше, чем больше масса автомобиля и крутизна подъема дороги, которая оценивается углом подъема в градусах или величиной уклона, выраженной в процентах. При движении автомобиля под уклон сила сопротивления подъему, наоборот, ускоряет движение автомобиля.

На автомобильных дорогах с асфальтобетонным покрытием продольный уклон обычно не превышает 6%. Вели коэффициент сопротивления качению принять равным 0,02, то общее сопротивление дороги составит 8% т нормальной нагрузки автомобиля.

Сила сопротивления разгону (сила инерции) зависит от массы автомобиля, его ускорения (приросту скорости в единицу времени) и массы вращающихся частей (маховик, колеса), на ускорение которых также затрачивается тяговая сила.

При разгоне автомобиля сила сопротивления разгону направлена в сторону, обратную движению. При торможении автомобиля и замедлении его движения сила инерции направлена в сторону движения автомобиля.

Торможение автомобиля. Тормозная динамичность характеризуется способностью автомобиля быстро уменьшить скорость и остановиться. Надежная и эффективная тормозная система позволяет водителю уверенно вести автомобиль с большой скоростью и при необходимости остановить его на коротком участке пути.

Современные автомобили имеют четыре тормозные системы: рабочую, запасную, стояночную и вспомогательную. Причем, привод ко всем контурам тормозной системы раздельный. Наиболее важной для управления и безопасности является рабочая тормозная система. С ее помощью осуществляется служебное и экстренное торможение автомобиля.

Служебным называют торможение с небольшим замедлением (1-3 м/с 2). Его применяют для остановки автомобиля на ранее намеченном месте или для плавного снижения скорости.

Экстренным называют торможение с большим замедлением, обычно максимальным, доходящим до 8 м/с2. Его применяют в опасной обстановке для предотвращении пасши ни неожиданно появившееся препятствие.

При торможении автомобиля на и о колеса действует не сила тяги, а тормозные силы Рт1 и Рт2, как показано на (рис. 8.3). Сила инерции в этом случае направлена в сторону движения автомобиля.

Рассмотрим процесс экстренного торможения. Водитель заметив препятствие, оценивает дорожную обстановку, принимает решение о торможении и переносит ногу на тормозную педаль. Время t , необходимое для этих действий (время реакции водителя), изображено на (рис. 8.3) отрезком АВ.

Автомобиль за это время проходит путь S не снижая скорости. Затем водитель нажимает на тормозную педаль и давление от главного тормозного цилиндра (или тормозного крана) передается колесным тормозам (время срабатывания тормозного привода tpт — отрезок ВС. Время tт зависит в основном от конструкции тормозного привода. Оно равно в среднем 0,2-0,4с у автомобилей с гидравлическим приводом и 0,6-0,8 с с пневматическим. У автопоездов с пневматическим тормозным приводом время tт может достигать 2-3 с. Автомобиль за время tт проходит путь Sт, так же не снижая скорости.

Рисунок 8.3 — Остановочный и тормозной пути автомобиля

По истечении времени tрт тормозная система полностью включена (точка С), и скорость автомобиля начинает снижаться. При этом замедление сначала увеличивается (отрезок CD, время нарастания тормозной силы tнт), а затем остается примерно постоянным (установившимся) и равным jуст (время t уст, отрезок DE).

Длительность периода tнт зависит от массы транспортного средства, типа и состояния дорожного покрытия. Чем больше масса автомобиля и коэффициент сцепления шин с дорогой, тем больше время t. Значение этого времени находится в пределах 0,1-0,6 с. За время tнт автомобиль перемещается на расстояние Sнт, и скорость его несколько снижается.

При движении с установившимся замедлением (время tуст, отрезок DE), скорость автомобиля за каждую секунду уменьшается на одну и ту же величину. В конце торможения она падает до нуля (точка Е), и автомобиль, пройдя путь Sуст, останавливается. Водитель снимает ногу с тормозной педали и происходит оттормажи-вание (время оттормаживания toт, участок EF).

Однако под действием силы инерции передний мост при торможении нагружается, а задний, напротив, разгружается. Поэтому реакция на передних колесах Rzl увеличивается, а на задних Rz2 уменьшается. Соответственно изменяются силы сцепления, поэтому у большинства автомобилей полное и одновременное использование сцепления всеми колесами автомобиля наблюдается крайне редко и фактическое замедление меньше максимально возможного.

Чтобы учесть снижение замедления, в формулу для определения jуст приходится вводить поправочный коэффициент эффективности торможения K.э, равный 1,1-1,15 для легковых автомобилей и 1,3-1,5 для грузовых автомобилей и автобусов. На скользких дорогах тормозные силы на всех колесах автомобиля практически одновременно достигают значения силы сцепления.

Тормозной путь меньше остановочного, т.к. за время реакции водителя автомобиль перемещается на значительное расстояние. Остановочный и тормозной пути увеличиваются с ростом скорости и уменьшением коэффициента сцепления. Минимально допустимые значения тормозного пути при начальной скорости 40 км/ч на горизонтальной дороге с сухим, чистым и ровным покрытием нормированы.

Эффективность тормозной системы в большой степени зависит от ее технического состояния и технического состояния шин. В случае проникновения в тормозную систему масла или воды снижается коэффициент трения между тормозными накладками и барабанами (или дисками), и тормозной момент уменьшается. При износе протекторов шин уменьшается коэффициент сцепления.

Это влечет за собой снижение тормозных сил. В эксплуатации часто тормозные силы левых и правых колес автомобиля различны, что вызывает его поворот вокруг вертикальной оси. Причинами могут быть различный износ тормозных накладок и барабанов или шин или проникновение в тормозную систему одной стороны автомобиля масла или воды, уменьшающих коэффициент трения и снижающих тормозной момент.

Устойчивость автомобиля. Под устойчивостью понимают свойства автомобиля противостоять заносу, скольжению, опрокидыванию. Различают продольную и поперечную устойчивость автомобиля. Более вероятна и опасна потеря поперечной устойчивости.

Курсовой устойчивостью автомобиля называют его свойство двигаться в нужном направлении без корректирующих воздействий со стороны водителя, т.е. при неизменном положении рулевого колеса. Автомобиль с плохой курсовой устойчивостью все время неожиданно меняет направление движения.

Это создает угрозу другим транспортным средствам и пешеходам. Водитель, управляя неустойчивым автомобилем, вынужден особенно внимательно следить за дорожной обстановкой и постоянно корректировать движение, чтобы предотвратить выезд за пределы дороги. При длительном управлении таким автомобилем водитель быстро утомляется, повышается возможность ДТП.

Нарушение курсовой устойчивости происходит в результате действия возмущающих сил, например, порывов бокового ветра, ударов колес о неровности дороги, а также из-за резкого поворота управляемых колес водителем. Потеря устойчивости может быть вызвана и техническими неисправностями (неправильная регулировка тормозных механизмов, излишний люфт в рулевом управлении или его заклинивание, прокол шины и др.)

Особенно опасна потеря курсовой устойчивости при большой скорости. Автомобиль, изменив направление движения и отклонившись даже на небольшой угол, может через короткое время оказаться на полосе встречного движения. Так, если автомобиль, движущийся со скоростью 80 км/ч, отклонится от прямолинейного направления движения всего на 5°, то через 2,5с он переместиться в сторону почти на I м и водитель может не успеть вернуть автомобиль на прежнюю полосу.

Рисунок 8.4 — Схема сил, действующих на автомобиль

Часто автомобиль теряет устойчивость при движении по дороге с поперечным уклоном (косогору) и при повороте на горизонтальной дороге.

Если автомобиль движется по косогору (рис.8.4,а) сила тяжести G составляет с поверхностью дороги угол β и ее можно разложить на две составляющие: силу Р1, параллельную дороге, и силу Р2, перпендикулярную ей.

Сила Р1, стремиться сдвинуть автомобиль под уклон и опрокинуть его. Чем больше угол косогора β , тем больше сила Р1 , следовательно, тем вероятнее потеря поперечной устойчивости. При повороте автомобиля причиной потери устойчивости является центробежная сила Рц (рис. 8.4,б), направленная от центра поворота и приложенная к центру тяжести автомобиля. Она прямо пропорциональна квадрату скорости автомобиля и обратно пропорциональна радиусу кривизны его траектории.

Поперечному скольжению шин по дороге противодействуют силы сцепления, как уже отмечалось выше, которые зависят от коэффициента сцепления. На сухих, чистых покрытиях силы сцепления достаточно велики, и автомобиль не теряет устойчивости даже при большой поперечной силе. Если дорога покрыта слоем мокрой грязи или льда, автомобиль может занести даже в том случае, когда он движется с небольшой скоростью по сравнительно пологой кривой.

Максимальная скорость, с которой можно двигаться по криволинейному участку радиусом R без поперечного скольжения шин, равна Так, выполняя поворот на сухом асфальтобетонном покрытии (jx = 0,7) при R = 50м, можно двигаться со скоростью около 66 км/ч. Преодолевая тот же поворот после дождя (jx = 0,3) без скольжения можно двигаться лишь при скорости 40-43 км/ч. Поэтому перед поворотом нужно уменьшить скорость тем больше, чем меньше радиус предстоящего поворота. Формула определяет скорость, при которой колеса обоих мостов автомобиля скользят в поперечном направлении одновременно.

Такое явление в практике наблюдается крайне редко. Гораздо чаще начинают скользить шины одного из мостов — переднего или заднего. Поперечное скольжение переднего моста возникает редко и к тому же быстро прекращается. В большинстве скользят колеса заднего моста, которые, начав двигаться в поперечном направлении, скользят все быстрее. Такое ускоряющееся поперечное скольжение называют заносом. Для гашения начавшегося заноса нужно повернуть рулевое колесо в сторону заноса. Автомобиль при этом начнет двигаться по более пологой кривой, радиус поворота увеличиться, а центробежная сила уменьшится. Поворачивать рулевое колесо нужно плавно и быстро, но не на очень большой угол, чтобы не вызвать поворот в противоположную сторону.

Как только занос прекратиться, нужно также плавно и быстро вернуть рулевое колесо в нейтральное положение. Следует также заметить, что для выхода из заноса заднеприводного автомобиля подачу топлива нужно уменьшить, а на переднеприводном, напротив, увеличить. Часто занос возникает во время экстренного торможения, когда сцепление шин с дорогой уже использовано для создания тормозных сил. В этом случае следует немедленно прекратить или ослабить торможение и тем самым повысить поперечную устойчивость автомобиля.

Под действием поперечной силы автомобиль может не только скользить по дороге, по и опрокинуться на бок или на крышу. Возможность опрокидывания зависит от положения центра, тяжести автомобиля. Чем выше от поверхности автомобиля находится центр тяжести, тем вероятнее опрокидывание. Особенно часто опрокидываются автобусы, а также грузовые автомобили, занятые на перевозке легковесных, объемных грузов (сено, солома, пустая тара и т.д.) и жидкостей. Под действием поперечной силы рессоры с одной стороны автомобиля сжимаются и кузов его наклоняется, увеличивая опасность опрокидывания.

Управляемость автомобиля. Под управляемостью понимают свойство автомобиля обеспечивать движение в направлении, заданном водителем. Управляемость автомобиля больше, чем другие его эксплуатационные свойства, связана с водителем.

Для обеспечения хорошей управляемости конструктивные параметры автомобиля должны соответствовать психофизиологическим характеристикам водителя.

Управляемость автомобиля характеризуется несколькими показателями. Основные из них: предельное значение кривизны траектории при круговом движении автомобиля, предельное значение скорости изменения кривизны траектории, количество энергии, затрачиваемой на управление автомобилем, величина самопроизвольных отклонений автомобиля от заданного направления движения.

Управляемые колеса под воздействием неровностей дороги постоянно отклоняются от нейтрального положения. Способность управляемых колес сохранять нейтральное положение и возвращаться в него после поворота называется стабилизацией управляемых колес. Весовая стабилизация обеспечивается поперечным наклоном шкворней передней подвески. При повороте колес благодаря поперечному наклону шкворней автомобиль приподнимается, но своим весом стремиться вернуть повернутые колеса в исходное положение.

Скоростной стабилизирующий момент обусловлен продольным наклоном шкворней. Шкворень расположен так, что его верхний конец направлен назад, а нижний вперед. Ось шкворня пересекает поверхность дороги впереди пятна контакта колеса с дорогой. Поэтому при движении автомобиля сила сопротивления качению создает стабилизирующий момент относительно оси шкворня. При исправном рулевом приводе и рулевом механизме после поворота автомобиля управляемые колеса и рулевое колесо должны возвращаться в нейтральное положение без участия водителя.

В рулевом механизме червяк расположен относительно ролика с небольшим перекосом. В связи с этим в среднем положении зазор между червяком и роликом минимален и близок к нулю, а при отклонении ролика и сошки в любую сторону зазор увеличивается. Поэтому при нейтральном положении колес в рулевом механизме создается повышенное трение, способствующее стабилизации колес и скоростного стабилизирующих моментов.

Неправильная регулировка рулевого механизма, большие зазоры в рулевом приводе могут стать причиной плохой стабилизации управляемых колес, причиной колебания курса автомобиля. Автомобиль с плохой стабилизацией управляемых колес самопроизвольно меняет направление движения, вследствие чего водитель вынужден непрерывно поворачивать рулевое колесо то в одну, то в другую сторону, чтобы возвратить автомобиль на свою полосу движения.

Плохая стабилизация управляемых колес требует значительных затрат физической и психической энергии водителя, повышает износ шин и деталей рулевого привода.

При движении автомобиля на повороте наружные и внутренние колеса катятся по окружностям различного радиуса (рис. 8.4). Для того, чтобы колеса катились без скольжения, их оси должны пересекаться в одной точке. Л для выполнения этого условия управляемые колеса должны поворачиваться на разные углы. Поворот колес автомобиля на разные углы обеспечивает рулевая трапеция. Наружное колесо всегда поворачивается на меньший угол, чем внутреннее, и эта разница тем больше, чем больше угол поворота колес.

Значительное влияние на поворачиваемость автомобиля оказывает эластичность шин. При действии на автомобиль боковой силы (неважно, силы инерции или бокового ветра) шины деформируются и колеса вместе с автомобилем смещаются в сторону действия боковой силы. Это смещение тем больше, чем больше боковая сила и чем выше эластичность шин. Угол между плоскостью вращения колеса и направлением его движения называется углом увода 8 (рис. 8.5).

При одинаковых углах увода передних и задних колес автомобиль сохраняет заданное направление движения, но повернут относительно него на величину угла увода. Если угол увода колес передней оси больше угла увода колес задней тележки, то при движении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге большего радиуса, чем та, которую задает водитель. Такое свойство автомобиля называется недостаточной поворачиваемостью.

Если угол увода колес задней оси больше угла увода колес передней оси, то при движении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге меньшего радиуса, чем та, которую задает водитель. Такое свойство автомобиля называется избыточной поворачиваемостью.

Поворачиваемостью автомобиля можно в некоторой степени управлять, применяя шины разной пластичности, изменяя давление в них, изменяя распределение массы автомобиля по осям (за счет размещения груза).

Рисунок 8.5 — Кинематика поворота автомобиля и схема увода колеса

Автомобиль с избыточной поворачиваемостью более маневренный, но требует большего внимания и высокого профессионального мастерства от водителя. Автомобиль с недостаточной поворачиваемостью требует меньшего внимания и мастерства, но затрудняет работу водителя, так как требует поворотов рулевого колеса на большие углы.

Влияние поворачиваемости и на движение автомобиля становится заметным и существенным только на высоких скоростях.

Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления. Уменьшение давления в одной из шин увеличивает ее сопротивление качению и уменьшает поперечную жесткость. Поэтому автомобиль со спущенной шиной постоянно отклоняемся и ее сторону. Для компенсации этого увода водитель поворачивает управляемые колеса в сторону, противоположную уводу, и колеса начинают катиться с боковым скольжением, интенсивно изнашиваясь при этом.

Износ деталей рулевого привода и шкворневого соединения приводит к образованию зазоров и возникновению произвольных колебаний колес.

При больших зазорах и высокой скорости движения колебания передних колес могут быть настолько значительными, что нарушится их сцепление с дорогой. Причиной колебания колес может явиться их дисбаланс из-за дисбаланса шины, заплатки па камере, грязи на диске колеса. Для предотвращения колебаний колес их необходимо балансировать на специальном стенде установкой на диск балансировочных грузов.

Проходимость автомобиля. Под проходимостью понимают свойство автомобиля двигаться по неровной и труднопроходимой местности не задевая за неровности нижним контуром кузова. Проходимость автомобиля характеризуется двумя группами показателей: геометрическими показателями проходимости и опорно- сцепными показателями проходимости. Геометрические показатели характеризуют вероятность задевания автомобиля за неровности, а опорно — сцепные характеризуют возможность движения по труднопроходимым участкам дорог и бездорожью.

По проходимости все автомобили можно разделить на три группы :

Автомобили общего назначения (колесная формула 4×2, 6×4);

Автомобили повышенной проходимости (колесная формула 4×4, 6×6);

Автомобили высокой проходимости, имеющие специальную компоновку и конструкцию, многоосные со всеми ведущими колесами, гусеничные или полугусеничные, автомобили — амфибии и другие автомобили, специально предназначенные для работы только в условиях бездорожья.

Рассмотрим геометрические показатели проходимости. Дорожный просвет — это расстояние между низшей точкой автомобиля и поверхностью дороги. Этот показатель характеризует возможность движения автомобиля без задевания за препятствия, расположенные на пути движения (рис.8.6).

Рисунок 8.6 — Геометрические показатели проходимости

Радиусы продольной и поперечной проходимости представляют собой радиусы окружностей, касательных к колесам и низшей точки автомобиля, расположенной внутри базы (колеи). Эти радиусы характеризуют высоту и очертания препятствия, которое может преодолеть автомобиль, не задевая за него. Чем они меньше, тем выше способность автомобиля преодолевать значительные неровности без задевания за них своими низшими точками.

Передний и нижний углы свеса, соответственно αп1 и αп2, образованы поверхностью дороги и плоскостью, касательной к передним или задним колесам и к выступающим низшим точкам передней или задней части автомобиля.

Максимальная высота порога, который может преодолеть автомобиль, для ведомых колес составляет 0,35. 0,65 радиуса колеса. Максимальная высота порога, преодолеваемого ведущим колесом, может достигать радиуса колеса и иногда ограничивается не тяговыми возможностями автомобиля или сцепными свойствами дороги, а малыми величинами углов свеса или просвета.

Максимально необходимая ширина проезда при минимальном радиусе поворота автомобиля характеризует возможность маневрировать на малых площадках, поэтому проходимость автомобиля в горизонтальной плоскости часто рассматривают как отдельное эксплуатационное свойство маневренность. Наиболее маневренными являются автомобили со всеми управляемыми колесами. В случае буксировки прицепом или полуприцепов маневренность автомобиля ухудшается, так как мри поворотах автопоезда прицеп смешается к центру поворота, именно поэтому ширина полосы движения автопоезда больше, чем одиночного автомобиля.

К опорно — сцепным показателям проходимости относятся следующие. Максимальная сила тяги — наибольшая сила тяги, которую способен развивать автомобиль па низшей передаче. Сцепной вес — сила тяжести автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса. Чем больше сцен пой вес, тем выше проходимость автомобиля.

Среди автомобилей с колесной формулой 4×2 наибольшую проходимость имеют заднемоторные заднеприводные и переднемоторные переднеприводные автомобили, так как при такой компоновке ведущие колеса всегда нагружены массой двигателя. Удельное давление шин на опорную поверхность определяется как отношение вертикальной нагрузки на шину к площади контакта, замеренной по контуру пятна контакта шины с дорогой q = GF.

Этот показатель имеет большое значение для проходимости автомобиля. Чем меньше удельное давление, тем меньше разрушается грунт, меньше глубина образуемой колеи, меньше сопротивление качению и выше проходимость автомобиля.

Коэффициент совпадении колеи представляет собой отношение колеи передних колес к колее задних колес. При полном совпадении колеи передних и задних колес задние катятся по грунту, уплотненному передними колесами, и сопротивление качению при этом минимально. При несовпадении колеи передних и задних колес затрачивается дополнительная энергия на разрушение задними колесами уплотненных стенок колеи, образованной передними колесами. Поэтому у автомобилей повышенной проходимости часто на задние колеса устанавливают одинарные шины, уменьшая тем самым сопротивление качению.

Проходимость автомобиля во многом зависит от его конструкции. Так, например, в автомобилях повышенной проходимости применяют дифференциалы повышенного трения, блокируемые межосевые и межколесные дифференциалы, широкопрофильные шины с развитыми грунтозацепами, лебедки для самовытаскивания и другие приспособления, облегчающие проходимость автомобиля в условиях бездорожья.

Информативность автомобиля. Под информативностью понимают свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и других участников движения. В любых условиях воспринимаемая водителем информация имеет важнейшее значение для безопасного управления автомобилем. При недостаточной видимости, особенно ночью, информативность среди других эксплуатационных свойств автомобиля оказывает особенное влияние на безопасность движения.

Различают внутреннюю и внешнюю информативность.

Внутренняя информативность — это свойство автомобиля обеспечивать водителя информацией о работе агрегатов и механизмов. Она зависит от конструкции панели приборов, устройств, обеспечивающих обзорность, рукояток, педалей и кнопок управления автомобилем.

Расположение приборов на панели и их устройство должны позволять водителю тратить минимальное время для наблюдения за показаниями приборов. Педали, рукоятки, кнопки и клавиши управления должны быть расположены так, чтобы водитель легко их находил, особенно ночью.

Обзорность зависит в основном от размера окон и стеклоочистителей, ширины и расположения стоек кабины, конструкции стеклоомывателей, системы обдува и обогрева стекол, расположения и конструкции зеркал заднего вида. Обзорность зависит также от удобства сиденья.

Внешняя информативность — это свойство автомобиля информировать других участников движения о своем положении на дороге и намерениях водителя по изменению направления и скорости движения. Она зависит от размеров, формы и окраски кузова, расположения световозвращателей, внешней световой сигнализации, звукового сигнала.

Грузовые автомобили средней и большой грузоподъемности, автопоезда, автобусы благодаря своим габаритам более заметны и лучше различимы, чем легковые автомобили и мотоциклы. Автомобили, окрашенные в темные цвета (черный, серый, зеленый, синий), из-за трудности их различения в 2 раза чаще попадают в ДТП, чем окрашенные в светлые и яркие цвета.

Система внешней световой сигнализации должна отличаться надежностью работы и обеспечивать однозначное толкование сигналов участниками дорожного движения в любых условиях видимости. Фары ближнего и дальнего света, а также другие дополнительные фары (прожектор, противотуманные) улучшают внутреннюю и внешнюю информативность автомобиля при движении ночью и в условиях недостаточной видимости.

Обитаемость автомобиля. Обитаемость транспортного средства — это свойства окружающей водителя и пассажиров среды, определяющие уровень комфортабельности и эстетичное i и места их труда и отдыха. Обитаемость характеризуется микроклиматом, эргономическими характеристиками кабины, шумом и вибрациями, загазованностью и плавностью хода.

Микроклимат характеризуется совокупностью температуры, влажности и скорости воздуха. Оптимальной температурой воздуха в кабине автомобиля считается 18. 24°С. Понижение или повышение температуры, особенно на длительный период времени, сказывается на психофизиологических характеристиках водителя, приводит к замедлении) реакции и умственной деятельности, к физическому утомлению и, как результат, к снижению производительности труда и безопасности движения.

Влажность и скорость воздуха в значительной степени влияют на терморегуляцию организма. При низкой температуре и высокой влажности повышается теплоотдача и организм подвергается более интенсивному охлаждению. При высокой температуре и влажности теплоотдача резко снижается, что ведет к перегреву организма.

Водитель начинает ощущать движение воздуха в кабине при его скорости 0,25 м/с. Оптимальная скорость движения воздуха в кабине около 1м/с.

Эргономические свойства характеризуют соответствие сиденья и органов управления транспортного средства антропометрическим параметрам человека, т.е. размерам его тела и конечностей.

Конструкция сиденья должна способствовать посадке водителя за органами управления, обеспечивающей минимум затрат энергии и постоянную готовность в течении длительного времени.

Цветовая гамма внутри салона тоже оказывает определенное внимание на психику водителя, что, естественно, сказывается на работоспособности водителя и безопасности движения.

Природа шума и вибраций одна и та же — механические колебания деталей автомобиля. Источниками шума в автомобиле являются двигатель, трансмиссия, система выпуска отработавших газов, подвеска. Действие шума на водителя является причиной увеличения его времени реакции, временного ухудшения характеристик зрения, снижения внимания, нарушения координации движений и функций вестибулярного аппарата.

Отечественные и международные нормативные документы устанавливают предельно допустимый уровень шума в кабине в пределах 80 — 85 ДБ.

В отличие от шума, воспринимаемого ухом, вибрации воспринимаются поверхностью тела водителя. Так же, как и шум, вибрация наносит большой вред состоянию водителя, а при постоянном воздействии в течении длительного времени может повлиять на его здоровье.

Загазованность характеризуется концентрацией отработавших газов, паров топлива и других вредных примесей в воздухе. Особую опасность для водителя представляет окись углерода — газ без цвета и запаха. Попадая в кровь человека через легкие, он лишает ее возможности доставлять кислород клеткам организма. Человек погибает от удушья, ничего не чувствуя и не понимая, что с ним происходит.

В этой связи водитель должен внимательно следить за герметичностью выпускного тракта двигателя, предотвращать засасывание газов и паров из моторного отсека в кабину. Категорически запрещается пускать и главное прогревать двигатель в гараже при нахождении в нем людей.

Сегодня поговорим об активной. Над повышением надежности и эффективности систем безопасности современных автомобилей работают ученые и программисты, специализирующиеся на перспективных разработках в разных областях человеческих знаний: материаловедении, электроники, физики, биологии и многих других.

Это обусловлено как сложностью задач, возлагаемых на систему безопасности в случае ДТП, так и необходимостью оснащения автомобиля устройствами, способными «предвидеть» и предотвращать ДТП. Долгое время после зарождения автомобилестроения основное внимание разработчиков было направлено на повышение характеристик пассивной системы безопасности, то есть конструкторы стремились обеспечить максимальную защиту водителя и пассажира от последствий случившейся аварии. Но сейчас уже никто в мире не ставит под сомнение утверждение, что более важным направлением развития систем безопасности является разработка эффективного комплекса средств обнаружения и распознавания нештатных дорожных ситуаций, а также создание исполнительных устройств, способных взять управление автомобилем на себя и не допустить ДТП. Такой комплекс технических средств, установленных на легковом автомобиле, носит название активной системы безопасности. Слово «активная» говорит о том, что система самостоятельно (без участия водителя) оценивает текущую дорожную обстановку, принимает решение и начинает управлять устройствами автомобиля с целью предотвращения развития событий по опасному сценарию.

Сегодня на автомобилях достаточно широко применяются следующие элементы системы активной безопасности:

1. Антиблокировочная тормозная система (АБС). Предотвращает полную блокировку одного или нескольких колес при торможении, сохраняя тем самым управляемость автомобиля. Принцип действия системы основан на циклическом изменении давления тормозной жидкости в контуре каждого колеса по сигналам от датчиков угловой скорости. АБС является неотключаемой системой;
2. Противобуксовочная система (ПБС). Работает совместно с элементами АБС и призвана исключить возможность пробуксовки ведущих колес автомобиля путем управления значением тормозного давления либо изменением крутящего момента двигателя (для реализации этой функции ПБС взаимодействует с блоком управления двигателем). ПБС может быть принудительно отключена водителем;
3. Система распределения тормозных усилий (СРТУ). Предназначена для исключения наступления блокировки задних колес автомобиля раньше передних и является своеобразным программным расширением функционала АБС. Поэтому датчиками и исполнительными устройствами СРТУ являются элементы антиблокировочной системы; дифференциала (ЭБД). Система предотвращает пробуксовку ведущих колес при трогании с места, разгоне на мокрой дороге, движении по прямой и в поворотах за счет включения алгоритма принудительного подтормаживания. В процессе подтормаживания проскальзывающего колеса на нем происходит увеличение крутящего момента, которое за счет симметричного дифференциала передается и на другое колесо автомобиля, имеющее лучшее сцепление с дорожным полотном. Для реализации режима ЭБД в гидравлический блок АБС добавлены два клапана: переключающий клапан и клапан высокого давления. Эти два клапана вместе с насосом обратной подачи способны самостоятельно создавать высокое давление в тормозных контурах ведущих колес (что отсутствует в функционале обычной АБС). Управление ЭБД осуществляется специальной программой, записанной в блок управления АБС;
4. Система динамической стабилизации (СДС). Другое название СДС — система курсовой устойчивости. Эта система объединяет в себе функционал и возможности предыдущих четырех систем (АБС, ПБС, СРТУ и ЭБД) и потому является устройством более высокого уровня. Основное назначение СДС — удержание автомобиля на заданной траектории в различных режимах движения. В процессе работы блок управления СДС взаимодействует со всеми подконтрольными системами активной безопасности, а также с блоками управления двигателем и автоматической коробкой передач. СДС является отключаемой системой;
5. Система экстренного торможения (СЭТ). Предназначена для эффективного использования возможностей тормозной системы в критических ситуациях. Позволяет сократить тормозной путь на 15-20%. Конструктивно СЭТ подразделяются на два типа: оказывающие помощь при экстренном торможении и осуществляющие полностью автоматическое торможение. В первом случае система подключается только после резкого нажатия водителем на педаль тормоза (высокая скорость нажатия на педаль является сигналом включения системы) и реализует максимальное тормозное давление. Во втором – максимальное тормозное давление формируется полностью автоматически, без участия водителя. В этом случае информацию для принятия решения в систему поставляют датчик скорости автомобиля, видеокамера и специальный радар, определяющий расстояние до препятствия;
6. Система обнаружения пешеходов (СОП). В некоторой степени СОП является производной системы экстренного торможения второго типа, так как в качестве поставщиков информации выступают все те же видеокамеры и радары, а в качестве исполнительного устройства – тормоза автомобиля. Но внутри системы функции реализованы иначе, так как первоочередная задача СОП – обнаружить одного или нескольких пешеходов и предотвратить наезд или столкновение с ними автомобиля. Пока СОП имеют ярко выраженный недостаток: они не работают ночью и в условиях плохой видимости.

По имеющимся статистическим данным, большая часть происходит с участием автомобилей, следовательно, именно соображениям безопасности конструкторы и производители машин уделяют повышенное внимание. Большой объем работы в этом направлении производится на стадии проектирования, где осуществляется моделирование всех видов опасных моментов, способных произойти на дороге.

В современные системы активной и пассивной безопасности автомобиля входят как отдельные вспомогательные приспособления, так и достаточно сложные технологические решения. Применение всего этого комплекса средств призвано помочь водителям автомобилей и всем другим участникам дорожного движения сделать жизнь более безопасной.

Системы активной безопасности

Основная задача установленных систем активной безопасности состоит в создании условий для исключения возникновения любого рода . В настоящий момент за обеспечение активной безопасности отвечают в основном электронные системы автомобиля.

При этом стоит учитывать, что главным звеном, обеспечивающим отсутствие аварийных ситуаций на дороге, по-прежнему является водитель. Все имеющиеся в наличие электронные системы должны лишь помогать ему в этом и облегчать управление транспортным средством, исправляя незначительные ошибки.

Антиблокировочная система (ABS)

Антиблокировочные устройства в настоящий момент устанавливаются на большую часть всех транспортных средств. Такие системы безопасности помогают исключить блокирование колес в момент торможения. Это дает возможность сохранять управляемость транспортным средством во всех сложных ситуациях.

Наибольшая необходимость применения систем ABS возникает обычно при перемещении на скользкой дороге. Если во время гололеда блоку управления транспортным средством поступает информация о том, что скорость вращения какого-либо из колес меньше, чем у остальных, то ABS регулирует давление тормозной системы на него. В результате скорость вращения всех колес выравнивается.

Антипробуксовочная система (ASC)

Такой вид активной безопасности можно считать одной из разновидностей антиблокировочной системы, и предназначен он для обеспечения управляемости транспортным средством во время разгона или подъема на дороге со скользким покрытием. Пробуксовка в данном случае предотвращается благодаря перераспределению между колесами крутящего момента.

Система курсовой устойчивости (ESP)

Активная система безопасности автомобиля такого рода позволяет сохранить устойчивость транспортного средства и предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций. В своей основе ESP использует антипробуксовочную и антиблокировочную системы, стабилизируя движение автомобиля. Кроме того, ESP отвечает за просушку тормозных колодок, чем значительно облегчает ситуацию при движении на мокрой трассе.

Система распределения тормозных усилий (EBD)

Распределять тормозные усилия необходимо для того, чтобы исключить вероятность заноса транспортного средства в процессе торможения. EBD представляет собой разновидность антиблокировочной системы и перераспределяет давление в тормозной системе между передними и задними колесами.

Система блокировки дифференциала

Основная задача дифференциала – передача крутящего момента от КПП на ведущие колеса. Такой комплекс безопасности обеспечивает передачу усилия всем потребителям в том случае, когда одно из ведущих колес имеет плохое сцепление с поверхностью, находится в воздухе или на скользкой дороге.

Системы помощи при спуске или подъеме

Включение таких систем серьезно облегчает управление транспортным средством при движении на спуске или подъеме. Цель электронной системы помощи – поддерживать необходимую скорость, подтормаживая одно из колес при необходимости.

Парковочная система

Датчики парктроника задействуются при маневрировании машины с целью предотвратить ее столкновение с другими объектами. С целью предупреждения водителя подается звуковой сигнал, иногда на табло показывается оставшееся расстояние до препятствия.

Ручной тормоз

Основное предназначение стояночного тормоза – в удержании транспортного средства в статическом положении во время стоянки.

Системы пассивной безопасности автомобиля

Цель, которую должна выполнять любая система пассивной безопасности автомобиля состоит в уменьшении тяжести возможных последствий в том случае, если аварийная ситуация все-таки произошла. Применяемые способы пассивной защиты могут быть такими:

• ремень безопасности;
• подушка безопасности;
• подголовник;
• сделанные из мягкого материала детали передней панели машины;
• передний и задний бамперы, поглощающие энергию при ударе;
• складывающаяся рулевая колонка;
• безопасный узел педалей;
• подвеска двигателя и всех основных агрегатов, уводящая его под низ автомобиля при аварии;
• изготовление стекол по технологии, предотвращающей возникновение острых осколков.

Ремень безопасности

Среди всех систем пассивной безопасности, применяемых в автомобиле, ремни считаются одним из основных элементов.

В случае дорожно-транспортного происшествия ремни безопасности позволяют удержать на своем месте водителя и пассажиров.

Подушка безопасности

Наряду с удерживающими ремнями, подушка безопасности также относится к основным элементам пассивной защиты. При возникновении быстро наполняющиеся газом подушки предохраняют находящихся в машине людей от получения травм со стороны рулевого колеса, стекла или передней панели.

Подголовник

Подголовники позволяют обезопасить шейный отдел человека при некоторых видах аварий.

Заключение

Системы активной и пассивной безопасности автомобиля во многих случаях помогают предотвратить возникновение аварийных ситуаций, но лишь ответственное поведение на дороге может в значительной степени гарантировать отсутствие тяжелых последствий.

• Автомат коробка ДСГ (DSG): почему так стремительно переходят на роботы?
• Коробка передач dsg — ремонт акпп dsg фольксваген, шкода, замена мехатроника, сцепления Принцип работы коробки дсг на фольксваген
• Кашкай или Дастер — сравнение и что лучше?
• Nissan X-Trail T32 – пять основных проблем

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.

Понятие систем активной безопасности

Для понимания того, что собой представляют такие системы, необходимо для начала рассмотреть принцип действия механизмов, которые являются их противоположностью. То есть речь пойдет о системах пассивной безопасности. Как уже было отмечено, это механические устройства, причем традиционно никак не связанные с электронными средствами управления. Они срабатывают в моменты, когда физически фиксируется внешнее воздействие. Что же касается активной безопасности автомобиля, это комплекс устройств, которые ориентируются на предотвращение ДТП, а также минимизацию рисков, приводящих к другим негативным последствиям. Это могут быть не только электронные приборы с датчиками, но и конструкционные части машины. Более того, на эффективность таких систем влияют и рабочие характеристики автомобиля, которые напрямую никак не связаны с задачами обеспечения безопасности.

Антиблокировочная система ABS

Не потерять устойчивость и контроль над управлением автомобиля при экстренном торможении помогает ABS. Это система контроля над блокировкой колес во время резкого снижения скорости. Если при активации тормозной системы одно или несколько колёс перестают вращаться, ABS ослабит давление, и шина вернется в действие. При длительном нажатии на педаль тормоза, блокировка/разблокировка непрерывно продолжается до конца торможения (в 10 раз быстрее, чем, если бы это делал водитель без использования этой системы). Это в свою очередь значительно уменьшит тормозной путь. Отмечу, что при срабатывании антиблокировочной системы слышится характерный звук и чувствуется вибрация на педали тормоза.

Это одна из первых электронных систем активной безопасности автомобиля. Сегодня ABS устанавливают на легковые и грузовые автомобили, мотоциклы и даже шасси самолета.

Антипробуксовочная система

ASR (Traction Control, TCS) – это электрогидравлический комплекс в авто, который не дает ведущим колесам хаотично вращаться в момент резкого ускорения, в начале движения, на поворотах, в условиях бездорожья. Хорошее сцепление с дорожным покрытием – это, то что обеспечивает активная безопасность автомобиля «в лице» антипробуксовочной системы. При активизации ASR выходная мощность мотора снижается, а частота вращения ведущих колёс увеличивается.

Принцип действия TCS прост: колеса оснащены датчиками, которые отслеживают угловую скорость. Если фиксируется резкое увеличение частоты вращения ведущего колеса, блок управления дает команду снижения тяги с последующим притормаживанием. Антипробуксовочную систему часто устанавливают вместе с ABS.

Система курсовой устойчивости

Для предотвращения заноса и опрокидывания автомобиля, активную систему дополняет ESP (ESC), по-другому – динамическая система стабилизации транспортного средства. Во время движения, ESP сопоставляет параметры скорости, направления и действия водителя. При выявлении несоответствия, система исправляет положение, стабилизируя авто:

• изменяя крутящий момент двигателя;
• замедляя вращение определенных колес;
• регулируя действие амортизаторов;
• меняя угол поворота передних колес.

Основная задача системы курсовой устойчивости – не дать транспортному средству отклониться от нужной траектории при поворотах. На основании показаний разных датчиков ESP «видит», как движется автомобиль и в критичных ситуациях берёт управление на себя, в нужный момент притормаживая и регулируя скорость, чтобы избежать заноса.

ESP работает вместе с ABS и TSC. Отмечу, что если скорость автомобиля высокая, то даже самая продвинутая система не сможет предотвратить занос.

Адаптивный круиз-контроль

САПС – устройство для автоматического поддержания определенной скорости с соблюдением нужной дистанции по отношению к впереди едущему автомобилю. Данная функция особенно востребована для передвижения на дальние расстояния, когда длительная монотонная езда утомляет водителя.

Круиз-контроль «умеет» тормозить и увеличивать скорость самостоятельно, строго соблюдая заданные параметры вне зависимости от профиля дорожного полотна (подъём, спуски и т.д.). Главная часть круиз-контроля – это ультразвуковой датчик, который сканирует пространство перед автомобилем. Из минусов отмечу, что повышается расход топлива, но зато увеличивается ресурс мотора.

Система распределения тормозных усилий

EBV – электронный ассистент, предупреждает сносы, заносы авто не только при резком нажатии на педаль тормоза, но и в стабильном режиме. Основная нагрузка при торможении ложится на ведущие колеса, а остальные блокируются из-за недостатка массы. При этом сцепление с дорогой у них разное, а вот давление тормозов везде одинаковое. Датчики EBV регулируют тормозные усилия в соответствии с «поведением» каждого колеса.

Что дает данный вид активной безопасности автомобиля:

• не позволяет транспортному средству отклониться от первоначальной траектории;
• минимизирует риски заносов, сносов, разворотов на поворотах или скользкой дороге;
• облегчает управление авто в постоянном режиме.

Наибольший эффект заметен EBV во время езды по неоднородной поверхности.

Система экстренного торможения

AEB – устройство, которое при опасном сближении авто с препятствием, другим ТС или пешеходом включает тормоз без ведома водителя. Анализируя расстояние, скорость и траекторию движения объекта, ассистент оценивает вероятность столкновения, и передает предупреждение водителю. При отсутствии ответных действий, AEB включает автоматическое торможение.

Контроль усталости водителя

Согласно статистике, порядка 25 % аварий на дорогах происходит именно по причине усталости автовладельца. Достаточно 4 часов вождения без перерывов, чтобы реакции водителя утратили необходимую остроту. Специально для таких случаев была разработана концепция ассистента, который фиксирует отклонения в поведении водителя, сообщая о необходимости остановки. При этом используются разные принципы выявления признаков усталости – по взгляду водителя (через специальные сенсоры), по контролю движения машины и характеру манипуляций с органами управления. Опять же, при однозначной фиксации отклонений система может или дать соответствующее оповещение, или вмешаться в процесс управления через тормозную систему, руль и т. д.

Особенности активной безопасности

Главной особенностью данного рода систем можно назвать элемент интеллектуального принятия решений, из-за чего их и называют активными. Разумеется, речь идет об условной «интеллектуальности», поскольку самое сложное устройство этого комплекса все же работает по определенному алгоритму. Другое дело, что и сам пользователь, и управляющая программа могут менять отдельные параметры работы системы в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Важно рассмотреть, что такое с точки зрения управления активная безопасность автомобиля. Это во многом автономная система, которая включается в работу, в постоянном режиме обрабатывая исходные данные от датчиков. По их показаниям и принимаются те или иные решения. Причем действие системы может завершаться на этапе подачи тревожного сигнала водителю или же непосредственным влиянием на отдельные механические агрегаты и даже на характер движения машины.

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.

Компоненты системы пассивной безопасности

Оценить важность конструктивных свойств автомобиля поможет представление об аварийной ситуации. Что происходит при лобовом столкновении? При ударе сминается кузов авто, машина резко останавливается. Люди, находящиеся в салоне, продолжают двигаться по инерции, набирая скорость, как при падении с большой высоты.

Всё это происходит в считанные секунды. Пассажиры и водитель травмируются, наскакивая на рулевое колесо, лобовое стекло, панель приборов. Поэтому главная задача всех элементов безопасности в автомобиле – смягчение удара, снижение скорости движущихся предметов.

Что относится к пассивной безопасности автомобиля:

• Надежные замыкающие устройства;
• Отсутствие травмоопасных (острых) предметов в салоне;
• Система удерживания человека на месте (ремни с преднатяжителями, пневматические подушки, сиденья с активными подголовниками);
• Безосколочное ветровое стекло;
• Кресло для ребенка;
• Энергопоглощающая рулевая колонка.

• Специальная конструкция кузова с зоной выживания и зоной деформации;
• Элементы, которые обеспечат безопасность пешеходам;
• Амортизирующие свойства (демпфирующие) передней и задней части кузова (бампер);
• Электронные и механические средства защиты пешеходов: датчик ускорения в передней части транспортного средства, наружные подушки, пиропатроны под капотом.

Отмечу, что в гоночных авто кроме вышеуказанных систем внедряют:

1. Стойкий к огню костюм водителя.
2. Хорошо сконструированный каркас, даже если автомобиль переворачивается много раз подряд.
3. В одноместных болидах применяется Halo – дополнительная дуга безопасности.
4. Ремни безопасности, имеющие многоточечную систему, которые быстро отстёгиваются.
5. Хорошая система защиты головы и шейной области, которая значительно уменьшает нагрузку на основание черепа при лобовом ударе.
6. Наличие встроенной системы пожаротушения.
7. Пониженный риск появления топливного пожара.
8. Привязанные колёса, которые уменьшают вероятность попадание ими в постороннего человека.

Внутренняя

Современная система безопасности начинается со специальной конструкции кузова автомобиля. В ней предусмотрены зоны деформации, усиленная «решётка безопасности» в области нахождения водителя и пассажиров. Чередование прочных и легко сминаемых участков кузова предусмотрено для уменьшения скорости деформации кузова, снижения инерционных нагрузок.

Защитный каркас вокруг зоны с людьми необходим для смягчения силы удара в момент столкновения. В первую очередь при аварии у современного авто сминается передняя и задняя часть, и только потом будет деформироваться силовая клетка вокруг салона. Кроме того, усиленная конструкция становится надежной защитой от попадания двигателя, а также других тяжелых деталей внутрь авто.

При резкой остановке в момент удара, человек по инерции продолжает двигаться вперед, получая дополнительное ускорение. При этом на скорости 50 км/ч он ударяется с силой в 30-60 раз больше его веса. Чтобы сдержать «полет», используют ремни безопасности с натяжителем (зажимами полотна), которые в современном виде применяются с 1950-х гг. Они удерживают человека на месте и снижают риск серьезных ранений, моментально фиксирующие при ударе, чтобы максимально уменьшить движение пассажира вперёд. Дополнительно преднатяжители не дают человеку проскальзывать под свободным ремнём. Всего имеется 3 вида преднатяжителей ремней безопасности: электрический, механический и пиротехнический.

Для защиты детей предусмотрены специальные удерживающие устройства – детские кресла. Чтобы обезопасить водителя от удара об руль, устанавливают складывающуюся рулевую колонку, предохранительные мягкие прокладки на рулевое колесо и другие приспособления.

К пассивной конструктивной безопасности автомобиля относят систему Airbag: датчики удара и пневматические подушки. В обычном автомобиле подушек обычно 6 штук. Подушки безопасности применяют с начала 1980-х гг. Они срабатывают при столкновении, закрывая руль и другие выступающие элементы салона:

• фронтальные – подушки безопасности водителя и переднего пассажира защищают голову, грудную клетку. Подушки встроены в рулевое колесо и панель приборов с пассажирской стороны;
• боковые – находятся над дверью, сбоку в сиденьях, предотвращают травмы таза, живота;
• головные «шторки» — они защищают шею и голову;
• подушка сидения – защищает тазовую область ниже поясного ремня;
• коленные и напольные – расположены в нижней части приборной доски, на полу, чтобы обезопасить нижние конечности.;
• подушка безопасности пешеходов.

Видео: Подушка безопасности. Как определить сработает ли подушка безопасности?

Стоит отметить, что пневматические подушки будут выполнять защитную функцию, если человек пристегнут ремнем безопасности. При ударе за 10 мс от датчика идёт команда на запуск газогенератора, который и надевает подушки. Это происходит при ударе на скорости 50км/ч и выше. Не пристёгнутый пассажир рискует получить дополнительные травмы при столкновении с оболочкой подушки, которая «выстреливает» со скоростью до 300 км/ч.

Боковые же подушки ставятся в спинках сидений (где потолочная обшивка). При боковом ударе они надуваются, становятся похожими на боковые шторы. Они отлично защищают тело, руки и голову от повреждений. Они надуваются быстрее, чем 5 мс. При опрокидывании автомобиля автоматически срабатывают передние и боковые подушки.

Для исключения хлыстовой травмы шейного отдела позвоночника, сиденье снабжено активным подголовником со специальным подвижным рычагом. Конструкция защищает голову и шею пассажира или водителя от резкого сгибания, разгибания при внезапной остановке во время удара.

Также к внутренней пассивной безопасности относится система ЭРА-ГЛОНАСС, которая автоматически обеспечивает постоянную связь с диспетчерами и определяют координаты при ДТП.

Интерьер салона современного автомобиля сделан из мягких материалов, которые не имеют острых краёв, не подвержены горению. Также в машине применяются замки, которые можно легко открыть после столкновения, но в то же время во время движения они не дают открыть дверь.

В кабриолетах и больших внедорожниках при опрокидывании для защиты водителя и пассажиров используется жёсткий борт на авто за задними сидениями, а также усиленная рама ветрового стекла.

Также применяются так называемые активные подголовники. Они необходимы для защиты головы и шеи при резком ударе в автомобиль сзади, предотвращая резкое опрокидывание головы назад. Но на практике они почти не защищают от травм.

Внешняя

Современные конструкторы авто позаботились, чтобы пассивная безопасность транспортного средства распространялась не только на защиту пассажиров, но и на пешеходов, а также других участников аварии. За поглощение энергии удара и защиту корпуса отвечает бампер.

Ранее бампер применялся для защиты колёс, моторного и багажного отсека. Бампер изготавливали из прочной закалённой стали. Со временем бампер стали изготавливать из легко деформирующихся материалов, а внутренняя его часть эффективно поглощает удар и легко сминается.

Современный бампер бывает:

• механическим;
• пневматическим;
• гидравлическим;
• комбинированным.

Бампер устанавливают на передней и задней части машины, как можно ниже к поверхности дороги. Это снижает вероятность травм бедер, таза, коленных суставов у пешехода. А нежёсткая конструкция бампера уменьшает тяжесть ранения.

В систему защиты пешехода и других транспортных средств входят:

• безопасные многослойные стекла, которые при ударе сдерживаются внутренним слоем, что снижает вероятность повреждения людей осколками. С виду разбитое стекло похоже на паутину. Дополнительно стекло можно с лёгкостью выдавить изнутри салона.;
• отсутствие объемных выступающих элементов – эмблем, ручек дверей, спойлеров;
• ручки дверей утоплены в основание;
• антенна перемещена на крышу или заднюю часть автомобиля;
• безопасные зеркала заднего вида, которые при ударе отлетают или складываются;
• применение брызговиков;
• детали, увеличивающие заметность автомобиля (противотуманные фары, отражатели, контрастный цвет кузова);
• пневматические подушки в капоте авто (при ударе одна раскрывается прямо перед бампером, а другая – около лобового стекла);
• безопасные топливные баки. Они расположены перед задней осью во избежание деформации при аварии. Как правило, бак изготовлен из качественного пластика и имеет на борту систему, которая предотвращает утечку горючего при опрокидывании авто;
• аккумулятор автомобиля расположен так, чтобы избежать деформации при ударе;
• барьерные сетки. Их устанавливают между грузовым и пассажирским отсеком (в больших внедорожниках и фургонах) для защиты пассажира и водителя от обрушения крыши и попадания груза.
• разделённая рулевая колонка. При лобовом ударе она поглощает часть энергии и предотвращает попадание руля в салон.

Требования к системам активной безопасности

Нормативный регламент с требованиями к активной безопасности напрямую относится к устройствам и конструкционным узлам. С последними взаимодействуют электронные регуляторы, отвечающие за комплекс функций, обеспечивающих безопасность. Среди основных требований к активной безопасности автомобиля такого типа можно выделить следующие:

• Все колеса должны контролироваться тормозной системой, команды на которую подаются от одного управляющего органа.
• К управляющему комплексу активной безопасности должна быть подключена резервная система торможения, также связанная с четырьмя колесами.
• Самопроизвольные движения рулевого колеса с поддержкой гидроусилителя от нейтрального положения при условии работающего мотора не допускаются.
• Рулевой механизм не должен иметь следов деформации и прочих конструкционных изменений.
• Уровень технической жидкости в бачке гидроусилителя рулевого управления всегда должен отвечать нормативным требованиям для конкретного механизма. Не допускаются утечки из резервуара и другие конструкционные нарушения.

Система блокировки дифференциала

Основная задача дифференциала – передача крутящего момента от КПП на ведущие колеса. Такой комплекс безопасности обеспечивает передачу усилия всем потребителям в том случае, когда одно из ведущих колес имеет плохое сцепление с поверхностью, находится в воздухе или на скользкой дороге.

Ручной тормоз

Основное предназначение стояночного тормоза – в удержании транспортного средства в статическом положении во время стоянки.

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.

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.

Заводские краш-тесты

Даже не специалисту понятно, что описанные выше тесты не охватывают всех возможных видов аварий и, следовательно, не позволяют достаточно полно оценить безопасность автомобиля. Поэтому все крупные автопроизводители проводят собственные, нестандартные, краш–тесты, не жалея при этом ни времени, ни денег. Например, каждая новая модель Мерседес до начала производства проходит 28 испытаний. В среднем на одно испытание уходит около 300 человеко-часов. Некоторая часть тестов проводится виртуально, на компьютере. Но они играют роль вспомогательных, для окончательной доводки автомобилей их разбивают только в «реале».Самые тяжелые последствия наступают в результате лобовых столкновений. Поэтому основная часть заводских испытаний имитирует именно этот вид аварий. При этом автомобиль врезают в деформируемые и жесткие препятствия под разными углами, с разными скоростями и разными величинами перекрытия. Однако и такие тесты не дают всей полноты картины. Производители стали сталкивать автомобили между собой, причем не только «одноклассников», но и машины разных «весовых категорий» и даже легковые с грузовиками. Благодаря результатам таких тестов на всех «фурах» с 2003 года стали обязательными противоподкатные балки.

С выдумкой заводские специалисты по безопасности подходят и к испытания боковыми ударами. Разные углы, скорости, места ударов, равновеликие и разновеликие участники – все, как с фронтальными тестами.

Кабриолеты и крупные вседорожники испытывают еще и на переворот, ведь по статистике число погибших в таких авариях достигает 40%

Часто производители испытывают свои автомобили ударом сзади на небольших скоростях (15-45 км/ч) и перекрытии до 40%. Это позволяет оценить, насколько защищены пассажиры от хлыстовых травм (повреждения шейных позвонков) и насколько защищен бензобак. Фронтальные и боковые удары при скоростях до 15 км/ч помогают определить степень ущерба (т.е. затраты на ремонт) при мелких авариях. Отдельным испытания подвергаются сиденья и ремни безопасности.

А что предпринимают автопроизводители для защиты пешеходов? Бампер изготавливают из более мягкого пластика, а в конструкции капота применяют как можно меньше усилительных элементов. Но главная опасность для жизни человека – подкапотные агрегаты. При наезде голова проминает капот и натыкается именно на них. Здесь идут двумя путями – стараются максимально увеличить свободное пространство под капотом, либо снабжают капот пиропатронами. Датчик, расположенный в бампере, при ударе подает сигнал на механизм, вызывающий срабатывание пиропатрона. Последний, выстреливая, приподнимает капот на 5-6 сантиметров, защищая тем самым голову от удара о жесткие выступы подкапотного пространства.

Система экстренного торможения необходима для максимально эффективного срабатывание тормозов при резком торможении. Она обозначается разными аббревиатурами – BA, BAS, EBA, AFU.

Эта система бывает двух типов. В первом варианте она не задействует ABS, а суть работы BA сводится к тому, что она отслеживает скорость перемещения штока тормозного цилиндра. И при обнаружении его быстрого движения, что бывает, когда водитель «бьет» по тормозам в экстренном случае, BA задействует электромагнитный привод штока, дожимая его и обеспечивая максимальное усилие.

Во втором варианте BAS работает вместе с ABS. Здесь все работает по описанному выше принципу, но исполнение несколько иное. При определении экстренного торможения она подает сигнал на исполнительный механизм ABS, а тот создает максимальное давление в тормозных магистралях.

Система курсовой устойчивости направлена на стабилизацию поведения авто и сохранения направления движения при возникновении внештатных ситуаций. У разных автопроизводителей она обозначается как ESP, ESC, DSC, VSA и прочие.

По сути, ESP представляет собой комплекс, включающий в себя ABS, BA, ASR, а также электронную блокировку дифференциала. Также для работы она использует системы управления силовой установкой и АКПП, в некоторых случаях также и датчики угла поворота колес и руля.

Все вместе они постоянно оценивают поведение авто, действия водителя и при обнаружении каких-либо отклонений от параметров, которые считаются нормой, вносят необходимые коррективы в режим работы систем двигателя, КПП, тормозов.

Система предотвращения столкновения с пешеходами контролирует пространство перед авто и при обнаружении пешеходов в автоматическом режиме включает тормоза, обеспечивая замедление авто. У автопроизводителей она обозначается как PDS, APDS, Eyesight.

PDS является сравнительно новой и применяется она далеко не всеми производителями. Для работы PDS используются камеры или радары, а в качестве исполнительного механизма выступает BAS.

Электронная блокировка дифференциала работает на базе ABS. В ее задачу входит предотвращение пробуксовки и повышение проходимости за счет перераспределения крутящего момента на ведущих колесах.

Отметим, что EDS работает по тому же принципу, что и BAS, то есть она с помощью датчиков фиксирует скорость вращения ведущих колес и при выявлении повышенной скорости вращения на одном из них, задействует тормозной механизм.

Парктроник

Система представляет группу устройств, отвечающих за помощь в управлении автомобилем при выполнении типовых маневров. В данном случае речь идет о парковочном ассистенте, некоторые элементы которого, впрочем, могут задействоваться и в других ситуациях. Итак, парктроник – это активная безопасность автомобиля, которая посредством датчиков и видеокамер позволяет аккуратно и без риска столкновения парковаться. В области бамперов устанавливаются чувствительные элементы (сенсоры), которые подают в салон световые или звуковые сигналы в случае опасного приближения. Видеокамеры – это своего рода опциональное дополнение, позволяющее водителю ориентироваться не только на сигналы, но и самому наблюдать за происходящим в зоне парковки через монитор, подключенный к задней или передней камере.

Системы помощи при спуске или подъеме

Включение таких систем серьезно облегчает управление транспортным средством при движении на спуске или подъеме. Цель электронной системы помощи – поддерживать необходимую скорость, подтормаживая одно из колес при необходимости.

Качество лидера

На благо безопасности в автомобиле трудятся десятки систем. Если разобрать какую-нибудь из современных моделей, обнаружится, что на большинстве деталей этих систем стоит клеймо немецкой компании Continental. одного из крупнейших в мире производителей автокомпонентов. Их концерн не только штампует, но и самостоятельно разрабатывает. Для испытаний существует собственный обширный полигон под Ганновером.

Для большинства автомобилистов Continental — это только шины. Возможно, кто-то еще вспомнит автозапчасти под этим брендом. Однако масштаб разработок по-настоящему поражает. Например, такая, казалось бы, мелочь, как стояночный тормоз . Переход с рычажного управления им на клавишное открыл новые возможности. В Continental придумали функцию автоматического включения «ручника» при каждой остановке машины. Теперь автомобиль точно никуда не покатится на светофоре или из-за забывчивости владельца.

Системы ночного видения

Плохая видимость на дороге – один из опаснейших врагов любого автомобилиста. Особенно в условиях ночного времени и плохой погоды повышаются риски столкновения с объектами, которые не были должным образом идентифицированы водителем. Для предотвращения подобных ошибок используются устройства с тепловым излучением. Через специальную камеру они воспринимают инфракрасный сигнал, проецируя его на экран пользователя в салоне. Бывают системы активной и пассивной безопасности автомобиля такого типа:

• Активные отличаются высоким разрешением «картинки» и способностью различать объекты на расстояниях 200-250 м.
• Пассивные тепловизоры характеризуются более высокой дальностью действия (до 300 м), однако страдают низкой детализацией.

Манекены для тестов

Проверку эффективности пассивной безопасности проводят, усаживая в салон «искусственных людей». Так называют манекены, которые изготавливают в полном соответствии с анатомией и физиологией человеческого тела. Дополнительно их оснащают многочисленными датчиками, которые передают сигнал о степени повреждения «организма» во время аварии. Цена такого манекена составляет более 200 тыс. зелёных.

Манекены для краш-тестов применяют уже около 70 лет, с середины прошлого столетия (хотя поначалу использовались человеческие трупы, животные и живые люди). Благодаря таким испытаниям, уровень безопасности авто значительно повысился, а «искусственные люди» помогли «спасти» большое количество реальных жизней.

Куклы для взрослых

Все знают, что для проведения краш – тестов используются манекены. Но далеко не всем известно, что к такому, казалось бы простому и логичному решению пришли не сразу. В начале для испытаний использовались человеческие трупы, животные, а в менее опасных тестах участвовали живые люди – добровольцы.

Пионерами в борьбе за безопасность человека в автомобиле выступили американцы. Именно в США еще в 1949 году был изготовлен первый манекен. По своей «кинематике» он больше походил на большую куклу: его конечности двигались совсем не так, как у человека, а тело было цельным. Только в 1971 году GM создали более-менее «человекоподобный» манекен. А современные «куклы» отличаются от своего предка, примерно как человек от обезьяны.

Сейчас манекены изготавливаются целыми семействами: два варианта «отца» разного роста и веса, более легкая и миниатюрная «супруга» и целый набор «детей» – от полуторагодовалого до десятилетнего возраста. Вес и пропорции тела полностью имитируют человеческое. Металлические «хрящи» и «позвонки» работают как человеческий позвоночник. Гибкие пластины заменяют ребра, а шарниры – суставы, даже ступни ног подвижны. Сверху этот «скелет» обтянут виниловым покрытием, упругость которого соответствует упругости человеческой кожи.

Внутри манекен с ног до головы напичкан датчиками, которые во время испытаний передают данные в блок памяти, расположенный в «грудной клетке». В итоге стоимость манекена составляет – держитесь за стул – свыше 200 тысяч долларов. То есть, в несколько раз дороже подавляющего большинства испытуемых автомобилей! Зато такие «куклы» универсальны. В отличие от предшественников, они годятся для проведения и фронтальных, и боковых тестов, и наезда сзади. Подготовка манекена к проведению испытания требует точной настройки электроники и может занимать несколько недель. Кроме того, непосредственно перед тестом, на различные участки «тела» наносят метки краской, чтобы определить, с какими частями салона происходит контакт во время аварии.

Свойства активной безопасности автомобиля

Даже исправный и соответствующий требованиям комплекс активной безопасности не всегда может отвечать должному уровню контроля машины, если его организация и настройки были выполнены без учета эксплуатационных параметров. Чтобы исключить подобные отклонения, следует ориентироваться на рабочие свойства данной системы. В частности, под активной безопасностью понимают свойства автомобиля следующего порядка:

• Эффективная тормозная система. Указывает на способность машины надежно удерживаться на одном месте и быстро сокращать скоростной режим.
• Устойчивость и управляемость. Способность машины в условиях аварийного движения производить резкие маневры с целью выхода из критического положения.
• Обзорность. Свойство, которое позволяет водителю получать максимальный объем визуальной информации о ситуации на дороге с учетом конструкции конкретного автомобиля.
• Наружная информативность машины. Эффективность средств, которые отвечают за подачу сигналов и внешнее освещение.
• Шумоизоляция. Высокий уровень шума в салоне напрямую негативно сказывается на состоянии водителя, снижая его внимание и скорость реакций.

Системы пассивной безопасности автомобиля

Цель, которую должна выполнять любая система пассивной безопасности автомобиля состоит в уменьшении тяжести возможных последствий в том случае, если аварийная ситуация все-таки произошла. Применяемые способы пассивной защиты могут быть такими:

• ремень безопасности;
• подушка безопасности;
• подголовник;
• сделанные из мягкого материала детали передней панели машины;
• передний и задний бамперы, поглощающие энергию при ударе;
• складывающаяся рулевая колонка;
• безопасный узел педалей;
• подвеска двигателя и всех основных агрегатов, уводящая его под низ автомобиля при аварии;
• изготовление стекол по технологии, предотвращающей возникновение острых осколков.

Ремень безопасности

Среди всех систем пассивной безопасности, применяемых в автомобиле, ремни считаются одним из основных элементов.

В случае дорожно-транспортного происшествия ремни безопасности позволяют удержать на своем месте водителя и пассажиров.

Подушка безопасности

Наряду с удерживающими ремнями, подушка безопасности также относится к основным элементам пассивной защиты. При возникновении ДТП быстро наполняющиеся газом подушки предохраняют находящихся в машине людей от получения травм со стороны рулевого колеса, стекла или передней панели.

Подголовник

Подголовники позволяют обезопасить шейный отдел человека при некоторых видах аварий.

Разновидности устройств обеспечения активной безопасности

По функциональному назначению и технико-аппаратному исполнению можно выделить несколько групп устройств или комплексных систем, которые образуют общую систему активной безопасности на базе конкретного автомобиля:

• Системы управления двигателем.
• Механика тормозной системы.
• Средства контроля рулевого управления.
• Электронные устройства.

Наиболее перспективной считается последняя категория элементов активной безопасности автомобиля – ее представляют так называемые ассистенты водителя, которые помогают ему в сложных условиях вождения. Данная помощь носит не только характер информационного оповещения, но и непосредственно влияет на управление, подавая команды на механические узлы и агрегаты в той или иной части.

Аварийное рулевое управление

Существует целое семейство систем, предназначенных для контроля продольной динамики движения транспортного средства. Наиболее эффективными считаются разработки, в которых сочетаются элементы торможения и аварийного рулевого управления. Такая комбинация обеспечивает возможность контроля и боковой динамики автомобиля. Активная и пассивная безопасность в данном случае формируют единый функциональный комплекс устройств, срабатывающих в моменты угрозы. Например, в условиях гололеда одного лишь экстренного торможения бывает не достаточно. Требуется и соответствующее направление кузова через рулевой контроль. Именно так срабатывает аварийное рулевое управление, одновременно подключая и тормозную систему, и поворотные механизмы. Слаженность взаимодействия достигается посредством сигналов, поступающих от телематического комплекса автомобиля и его датчиков.

Выводы

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.

Безопасность автомобиля. Активная и пассивная. Что такое пассивная и активная безопасность автомобиля

Пассивная безопасность – это комплекс систем, установленных в автомобиле, которые уменьшают последствия дорожно-транспортного происшествия для водителя и пассажиров. Условно их можно разделить на конструктивные и эксплуатационные элементы пассивной безопасности. К первым относят различные элементы конструкции автомобиля, которые снижают степень деформации кузова при ударе либо предотвращают повреждения пассажиров, выводя из строя узлы и агрегаты машины (рулевая колонка, двигатель). Ко вторым относят подушки и ремни безопасности, которые уменьшают травматические последствия аварий.

Конструктивные системы пассивной безопасности появились в автомобилях раньше, чем эксплуатационные. Конструкторы автомобильных компаний, исследуя повреждения кузовов машин, которые пострадали в ДТП, пришли к выводу, что транспортные средства нужно усиливать как изнутри, так и снаружи. Первым элементом пассивной безопасности «железных коней» стали бамперы – брусья, устанавливаемые на пружинящих кронштейнах на передней и задней части автомобиля и поглощающие энергию удара.

Ford Model A 1928

Впервые их установили в 1898 году на автомобиль President, а серийно эти элементы пассивной безопасности начали применять на модели Ford Model A. С годами бампера усовершенствовались, становились менее тяжелыми и изготавливались не из металла, пусть и защищенного резиновыми накладками, а из пластика.

Кроме установки бамперов, конструкторы монтировали на переднюю и заднюю части кузова авто стальные пластины, которые защищали транспортное средство от деформации при ударе спереди или сзади. Такой элемент пассивной безопасности используется и на современных автомобилях.

Еще один элемент пассивной безопасности, появившийся на заре автомобилестроения – стальные противоударные поперечные балки, устанавливаемые в дверях. Этими брусьями инженеры усиливали конструкцию боковых дверей, которые менее деформировались при боковом ударе, чем двери без подобных элементов. Впервые такие конструкции стали применяться на автомобилях в середине 1930-х годов и постепенно, доказав свою необходимость, начали устанавливаться на всех без исключения легковых автомобилях. Параллельно конструкторы прорабатывали и определяли зоны деформации кузова – места в кузове, которые при боковых, передних, задних ударах или опрокидывании автомобиля деформировались, поглощая энергию удара и позволяя сохранить салон автомобиля и сидящих в нем пассажиров от значительных повреждений. Первые автомобили, в которых была реализована технология зон деформации кузова, сошли с конвейера компании Mercedes-Benz в 1950-х годах.

К конструктивным элементам пассивной безопасности, помимо указанных выше, также относятся травмобезопасная рулевая колонка и педальный узел, мягкие детали передней панели, усиленные передние стойки, система Sandwich Panel (обеспечивает уход двигателя под днище автомобиля при фронтальном ударе) и безопасные стекла.

Трамобезопасная рулевая колонка обладает телескопическим механизмом, который при фронтальном ударе складывает колонку в переднюю панель, предотвращая, таким образом, повреждение грудной клетки водителя. Педальный узел при таком же ударе работает так: педали тормоза, газа и сцепления слетают с креплений, уменьшая риск перелома ног водителя. Мягкие детали приборной панели при фронтальном ударе сминаются, не причиняя ущерба водителю и пассажирам, а специальные закаленные стекла при разбитии рассыпаются на множество осколков с тупыми краями. Триплекс (многослойное стекло) при таком ударе сохраняет структуру стекла, покрываясь паутиной трещин – именно потому на современных автомобилях в основном используют именно этот материал остекления. Наконец, так называемая система сендвичных панелей позволяет при фронтальном ударе сместить двигатель под днище автомобиля, предотвращая его попадание в салон.

Первыми элементами эксплуатационной пассивной безопасности стали ремни, которые начали применять на автомобилях в начале ХХ века. Они позволяют удерживать тело человека при аварии в кресле, не допуская соприкосновения с рулевой колонкой. Первые ремни безопасности были двухточечными (крепились к каркасу кресла в двух мечтах), в процессе развития технологии безопасности количество точек крепления росло.

Ремни безопасности

Эволюционным шагом в развитии конструкции ремней безопасности стало применение инерционного механизма и преднатяжителей, которые во время столкновения регулируют силу удержания тела водителей и пассажиров в кресле. По статистике именно ремни безопасности сохранили больше жизней (70%), чем подушки (20%). Кстати, первые подушки безопасности стали применяться в автомобилях конце 1960-х годов на автомобилях компании Chrysler, но популярности эти элементы не имели, так как процент гибели людей в машинах, оснащенных подушками, был все же высок.

Исследования показали, что эффективность подушек возрастает в разы, если они используются в комплексе с ремнями безопасности – ведь не пристегнутый человек при аварии получает сильный удар раскрывшейся подушки безопасности. Поэтому даже 7 или 9 подушек безопасности, установленные в автомобиле, не дают гарантии выживаемости в ДТП, если водитель и пассажиры не были пристегнуты. Сегодня существуют не только внутрисалонные (фронтальные, боковые, занавесочного типа), но и внешние подушки безопасности, которые устанавливаются в передней части автомобиля. При столкновении с пешеходом такая подушка безопасности раскрывается и смягчает удар, предотвращая гибель пешехода.

Наконец, еще одним элементом эксплуатационной пассивной безопасности являются подголовники, которые устанавливаются на спинки кресел переднего и заднего ряда. Эти устройства помогают защитить шейный отдел пассажиров и водителя при ударе сзади. Первыми подголовниками оснащались автомобили марки Mercedes-Benz. Конструктивно эти устройства подразделяются на активные (можно регулировать по высоте и углу наклона) и неподвижные (жестко встроены в спинки сидений).

Самые популярные системы безопасности автомобиля

Введение

Согласно статистике, в более 80% всех дорожно-транспортных происшествий участвуют автомобили. Более одного миллиона людей каждый год погибают и около 500 тысяч получают телесные повреждения. Стремясь обратить взор на эту проблему, каждое 3-е воскресенье ноября было объявлено ООН «Всемирным днём памяти жертв дорожных аварий». Современные системы безопасности автомобиля нацелены на уменьшение существующей печальной статистики по этому вопросу. Конструктора новых авто всегда пристально следуют нормам производства и безопасности авто. Для этого они моделируют всевозможные опасные ситуации на краш-тестах. Поэтому перед выпуском в свет авто проходит тщательную проверку и годность для безопасного использования на дороге.

Автомобильные аварии становятся причиной гибели многих людей

Но полностью устранить этот вид происшествий невозможно при таком уровне развития техники и общества. Поэтому основной упор делается на предупреждение аварийной ситуации и ликвидацию последствий после неё.

Тесты по безопасности авто

Главной организацией по оценке безопасности автомобилей является «Европейская ассоциация испытания новых автомобилей». Существует она с 1995 года. Каждой новой марке машины, прошедшей через ряд тестов, выставляется оценка по пятизвездной шкале – чем звезд больше, тем лучше.

Каждая новая марка автомобиля должна пройти ряд испытаний

Например, благодаря тестам они доказали, что использование высоких подушек безопасности уменьшают риск получения травмы головы в 5-6 раз.

Параметры активной безопасности

Активные системы безопасности автомобиля – комплекс конструктивных и эксплуатационных свойств, которые направлены на уменьшение вероятности ДТП на дороге.

Разберём основные параметры, которые отвечают за уровень активной безопасности.

За эффективность управления автомобилем во время торможения отвечают его тормозные свойства, исправность которых и позволяет избежать ДТП. За корректировку уровня торможения каждого колеса и системы колёс в целом отвечает антиблокировочная система.

Исправность тормозной системы автомобиля многократно снижает вероятность ДТП

Новые стандарты качества должны гарантировать безотказность системы

Водитель должен быть обеспечен информацией о происходящем на дороге

Системы активной безопасности

Самыми популярными системами активной безопасности, значительно повышающими эффективность тормозной системы, являются:

1) Антиблокировочная система тормозов. Она устраняет блокировку колёс во время торможения. Задача системы: предотвратить скольжение авто в случае потери водителем управления во время аварийного торможения. АБС уменьшает тормозной путь, что позволит избежать наезда на пешехода или угодить в кювет. Плюсом антиблокировочной системы тормозов является антипробуксовочная система и электронный контроль устойчивости;

Антиблокировочная система тормозов (составляющие)

2) Антипробуксовочная система. Система предназначена для улучшения управления автомобилем в сложных погодных условиях и условиях плохого сцепления, используя механизм воздействия на ведущие колёса;

3) Система курсовой устойчивости. Предотвращает неприятные заносы автомобиля благодаря использованию электронного компьютера, который и управляет моментом силы колеса или колёс одновременно. Система под руководством компьютера берёт управление на себя, когда близка вероятность потери управления человеком – поэтому и является очень эффективной системой безопасности авто;

Система курсовой устойчивости

4) Система, распределяющая тормозные усилия. Дополняет антиблокировочную систему тормозов. Основное отличие состоит в том, что СРТ помогает управлять тормозной системой на протяжении всего движения автомобиля, а не только во время аварийной ситуации. Она отвечает за равномерность распределения тормозных усилий по всем колёсам, дабы сохранить установленную водителем траекторию движения;

5) Механизм электронной блокировки дифференциала. Суть работы её такова: во время заноса или скольжения, часто возникает ситуация, что одно из колёс зависает в воздухе, продолжая крутиться, а опорное колесо – перестаёт. Водитель теряет контроль над управлением автомобиля, что создаёт риск аварии на дороге. В свою очередь, блокировка дифференциала позволяет передать крутящийся момент полуосям или карданам, нормализуя движение авто.

6) Механизм автоматического экстренного торможения. Помогает в тех случаях, когда водитель не успевает полностью нажать на педаль тормоза, т. е. система сама автоматически оказывает тормозное давление.

7) Система предупреждения о приближении пешеходов. При опасном приближении пешехода к автомобилю система подаст звуковой сигнал, который позволит избежать происшествия на дороге и сохранить ему жизнь.

Также существуют системы безопасности (ассистенты), которые вступают в работу до наступления аварии, как только почувствуют потенциальную угрозу жизни водителя, при этом они перехватывают на себя ответственность за рулевое управление и тормозную систему. Рывок для развития этих механизмов дал прорыв в изучении электронных систем: выпускаются новые виды устройств, увеличивается полезность блоков управления.

К этим системам относят:

• Различные радарные, акустические и ультразвуковые системы, которые предупреждают водителя о неблагоприятном расстоянии с другими авто, стенами, препятствиями;
• Система, позволяющая автоматически увеличивать или уменьшать скорость при приближении к другим автомобилям – адаптивный круиз-контроль;

Система ночного виденья

Элементы пассивной безопасности

Когда водитель уже не в силах самостоятельно предотвратить аварийную ситуацию, в работу вступают элементы системы пассивной безопасности автомобиля.

Система включают в себя следующие компоненты:

Ремни безопасности.

Идея создать механизм привязки водителя к сиденью проявилась в 1907 году, а уже в 1959 году были выпущены первые автомобильные ремни. По сей день они остаются самым дешёвым и эффективным элементом, обеспечивающим безопасность. С развитием технологии производства и техники в целом, стали появляться ремни с автоматической системой натяжения, которые отлично проявляют себя в паре с подушками безопасности в случае аварийной ситуации: они срабатывают сразу же и прижимают человека к креслу.

В зависимости от типа, модели и комплекции автомобиля ремни безопасности сохраняют жизнь в 50-55% случаев.

Подушки безопасности.

Подушка представляет собой ничем не примечательный мешок из синтетического материала, основной задачей которого является принятие нагрузки в результате столкновения о тело человека. Сейчас подушки практически не оставляют повреждений на теле человека, однако, раньше они приводили к гематомам на теле, а в крайнем случае могли вызвать глухоту. Очень часто это происходило с людьми невысокого роста и детьми.

При использовании подушки безопасности вы сохраните себе жизнь в трех случаях из десяти, а при комбинированном использовании подушки и ремня безопасности вероятность положительного исхода увеличивается до 80%.

Конструктора заявляют, что подголовники также защищают наше тело, в частности шею, от серьезных травм при контакте с корпусом автомобиля в случае аварийной ситуации. Однако, по словам основной массы людей, эффективность подголовников преувеличена, и защита достигается только при определённых условиях.

Также на пассивную безопасность оказывают влияние размеры кузова, чем больше – тем безопаснее, и окраска.

Заключение

Благодаря развитию науки постоянно улучшаются системы активной и пассивной безопасности. Современные автомобили оснащены более продвинутыми системами безопасности, что позволяет в разы снизить риск аварии и уменьшить увечья пассажиров и ущерб технике. Статистика Евросоюза подтверждает, что использование этих систем позволило снизить количество смертельных случаев на дороге практически в два раза. Поэтому при выборе своей машины проверьте у неё наличие хорошей системы безопасности, так как это поможет избежать чрезвычайных ситуаций на дороге и сохранить жизнь. А какие, по вашему мнению, существуют самые надёжные системы безопасности автомобиля?

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

Кредит 9.9% / Рассрочка / Trade-in / 98% одобрений / Подарки в салоне Мас Моторс

Пассивная безопасность автомобиля

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса — ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Системы обеспечения безопасности водителя и пассажиров в автомобиле можно классифицировать как активные и пассивные. Пассивные системы предназначены для обеспечения безопасности обитателей салона, когда авария все-таки произошла. В понятие пассивной безопасности автомобиля входит наличие разных устройств и приспособлений, уменьшающих количество и интенсивность травм у водителя и пассажиров в случае происшедшей аварии. Рациональная конструкция корпуса Безопасность автомобиля, естественно, очень важный фактор для потребителя. Конечно, это, прежде всего, квалифицированное и осторожное вождение. Но есть немало факторов, повышающих безопасность автомобиля, независимо от внимательности и опытности водителя. Так, например, большие и средние внедорожники в сравнении с легковыми автомобилями близких габаритов и веса более безопасны при наездах и столкновениях. По данным американского Страхового института безопасности дорожного движения на миллион больших внедорожников приходится 90 смертей против 111 для легковых автомобилей, для машин средних размеров это соответственно 131 и 161 летальных исходов. В то же время, небольшие легковые машины более безопасны. Количество аварий со смертельным исходом для малых внедорожников — 298, а для легковых авто — 265. Сегодня, как и ранее, совершенствование автомобиля для повышения его безопасности — одна из самых главных конструкторских проблем. Цель одна — уменьшить смертность на дорогах. В конструкции силового агрегата и кузова предусмотрены со специальные энергопоглощающие элементы. У большинства современных переднеприводных легковых автомобилей двигатель сконструирован таким образом, что при лобовом наезде или столкновении он уходит вниз под переднее сидение. Начинает применяться изменяемая структура автомобиля при ударе — упрочение продольных элементов, удлинение бамперов. Раннее обнаружение препятствий делает это возможным. Цель — смягчение удара, поглощение его энергии, уменьшение динамических нагрузок на пассажиров. Но законы механики остаются в действии и при столкновении тяжелого автомобиля с более легким первый пострадает, скорее всего, меньше. Системы ограничения перемещений и перегрузок человека при столкновении При столкновении человек, находящийся в салоне автомобиля, без принятия специальных мер продолжит движение по инерции и будет травмирован при контакте с твердыми конструкциями для уменьшения травматизма в момент аварии перед водителем и пассажиром переднего сидения пиротехнически надувают воздушные мешки. Воздушный мешок представляет собой мешок из нейлоновой ткани с резиновой подкладкой, сложенный под полиуретановой крышкой. Когда мешок надувается, крышка ломается вдоль специально сделанной канавки и раскрывается наружу, пропуская мешок вперед. В зависимости от модели автомобиля воздушный мешок имеет емкость 30-70 литров. Электронный блок управления постоянно измеряет перегрузки, испытываемые автомобилем с помощью акселерометров, размещенных в определенных точках корпуса. В момент удара перегрузки резко возрастают и контроллер после установления факта столкновения подает импульс тока, поджигающий пиротехнические заряды. Мешки надуваются. В зависимости от вида столкновения должно быть правильно рассчитано время включения воздушных мешков и ремней безопасности, чтобы перемещение пассажира по инерции не превысило допустимую норму. Воздушные мешки ограничивают перемещение до 12,5 см, привязные ремни до 1 см. Фронтальные мешки надуваются примерно за 30 мс, ремни натягиваются за 5-10 мс. Скорость надувания мешка не должна быть слишком большой, это может привести к контузии, особенно при закрытых окнах. Приходится применять такое техническое решение: при аварии сначала пиротехнически выбирается слабина привязных ремней, это дает возможность замедлить надувание воздушных мешков. Однако пиротехническая система натяжения ремней безопасности имеет существенный недостаток. Во время натяжения ремень может давить на человека с силой в 55 раз превышающей силу тяжести, по сути это очень сильный удар по телу. Для уменьшения травматизма была разработана система надуваемых привязных ремней SmartBelt. Через 10 миллисекунд после обнаружения датчиками факта столкновения надуваются пиротехнический встроенный в ремень воздушный мешок, его малый объем позволяет делать это быстро. Давление на человека оказывается значительно ниже, устройство работоспособно и безопасно для детей и малогабаритных пассажиров. В обычных условиях такие ремни практически неотличимы от стандартных. На основе обобщения опыта первых лет эксплуатации автомобилей с воздушными мешками безопасности с 1997 года энергия пиротехнического заряда снижена на 20-35%. Многие модели оснащаются мешками двухфазного действия, которые при столкновении с небольшой силой удара или не раскрываются, или раскрываются с меньшей энергией. Созданы конструкции со специальными датчиками и системой управления, обеспечивающей при раскрытии мешка автоматическое изменение его конфигурации в зависимости от размеров пассажира и силы удара. Все современные автомобили оснащаются переключателем, позволяющим отключать воздушные мешки при размещении на переднем сидении ребёнка или подростка. По соображениям безопасности, что дети до 12 лет в автомобиле могут находиться только на заднем сидении. Дети, весом до 9 кг, независимо от возраста, обязательно должны располагаться в специальном закрепляемом детском сидении. Водителю и переднему пассажиру рекомендуется сидеть не ближе 25 см от рулевого колеса или панели, где расположены мешки безопасности. Автомобильные компании совершенствуют выпускаемые модели с целью повышения безопасности. Например, на Vоlvo S80 все пять сидений оснащены трехточечными привязными ремнями с пиротехническими натяжителями. Автомобиль имеет воздушные мешки для защиты при фронтальных (Рис. 1) и боковых (Рис. 2) столкновениях, а также пиротехнически надуваемые шторы для защиты головы (Рис. 2.).

Воздушные мешки на Vоlvo S80(рис 1)

Надуваемые шторы(Рис 2)

При заднем ударе спинка сидения откидывается назад на 15° (Рис. 3) это уменьшает риск получения травмы позвоночника примерно на 50%. Однако как бы ни совершенствовалась техника, безопасность прежде всего должен обеспечивать сам водитель — квалифицированный и трезвый за рулем.

Источник http://edukr.ru/the-engine-fuel-system/aktivnaya-sistema-bezopasnosti-sistemy-aktivnoi-i-passivnoi/

Источник http://copylegal.ru/vse-stati/sistemy-aktivnoj-i-passivnoj-bezopasnosti-avtomobilya/

Источник http://auto21rus.ru/raznoe/chto-takoe-passivnaya-i-aktivnaya-bezopasnost-avtomobilya.html