Устройство и принцип работы системы пассивной безопасности SRS
Автомобиль – это не только привычное средство передвижения, но и источник опасности. Постоянно увеличивающееся число транспортных средств на дорогах России и мира, растущие скорости движения неизбежно приводят к росту числа ДТП. Поэтому задача конструкторов заключается в том, чтобы разработать не только комфортный, но и безопасный автомобиль. Решить эту задачу помогает система пассивной безопасности.
Что включает в себя система пассивной безопасности
Система пассивной безопасности автомобиля включает в себя все устройства и механизмы, предназначенные для защиты водителя и пассажиров от получения тяжелых травм в момент аварии.
К основным компонентам системы относятся:
В современных автомобилях все элементы SRS взаимосвязаны между собой и имеют общее электронное управление, обеспечивающее эффективность работы большинства компонентов.
Однако, основными элементами защиты в момент аварии в автомобиле остаются ремни и подушки безопасности. Они являются частью системы SRS (Supplemental Restraint System), которая также включает в себя еще множество механизмов и устройств.
Эволюция устройств пассивной безопасности
Самым первым устройством, созданным для обеспечения пассивной безопасности человека в автомобиле, стал ремень безопасности, впервые запатентованный еще в 1903 году. Однако массово устанавливать ремни в автомобили начали только во второй половине ХХ века – в 1957 году. В то время устройства устанавливались на передние сиденья и фиксировали водителя и пассажира в области таза (двухточечный).
Трехточечный ремень безопасности был запатентован в 1958 году. Спустя еще один год устройство начали устанавливать на серийных автомобилях.
В 1980 году конструкция ремней была значительно усовершенствована с помощью установки натяжителя, обеспечивающего наиболее плотное прилегание ленты в момент столкновения.
Подушки безопасности (airbags) появились в автомобилях значительно позже. Несмотря на то, что первый патент на подобное устройство был выдан в 1953 году, оснащать подушками серийные автомобили начали лишь в 1980 году в США. Сначала airbags устанавливались только для водителя, а позже – и для переднего пассажира. В 1994 году в транспортных средствах впервые появились подушки для защиты при боковом ударе.
Сегодня ремни и подушки безопасности обеспечивают основную защиту людей, находящихся в автомобиле. Однако следует помнить, что они эффективны только при условии пристегнутого ремня. В противном случае сработавшие подушки могут нанести дополнительные травмы.
Типы ударов
Согласно данным статистики, более половины (51,1%) серьезных аварий с пострадавшими сопровождаются фронтальным ударом в переднюю часть автомобиля. На втором месте по частоте – боковые удары (32%). Наконец, небольшое число аварий происходит в результате удара в заднюю часть автомобиля (14,1%) или опрокидывания (2,8%).
В зависимости от направления удара, система SRS определяет, какие именно устройства должны быть задействованы.
Логика срабатывания элементов пассивной безопасности автомобиля зависит от конкретных обстоятельств аварии (силы и направления удара, скорости в момент столкновения и т.д.), а также от марки и модели автомобиля.
Временная диаграмма столкновения
Столкновение автомобилей происходит в одно мгновение. Например, машина, ехавшая со скоростью 56 км/ч и столкнувшаяся с неподвижным препятствием, полностью останавливается в течение 150 миллисекунд. Для сравнения, за это же время человек может успеть моргнуть глазами. Не удивительно, что ни водитель, ни пассажиры не успеют принять каких-либо действий для обеспечения собственной безопасности в момент удара. Это должна сделать за них система SRS. Она активирует натяжитель ремня безопасности и систему подушек.
Чтобы обезопасить человека от повторного удара (например, при опрокидывании автомобиля или съезде в кювет), боковые подушки остаются наполненными в течение более длительного промежутка времени.
Датчики удара
Работоспособность всей системы обеспечивается благодаря датчикам удара. Эти устройства определяют, что произошло столкновение, и посылают соответствующий сигнал в блок управления, который, в свою очередь, активирует подушки безопасности.
Изначально в автомобилях устанавливались только датчики фронтального удара. Однако по мере того, как транспортные средства стали комплектовать дополнительными подушками, количество датчиков также было увеличено.
Главная задача датчиков – определить направление и силу удара. Благодаря данным устройствам при ДТП сработают только нужные подушки безопасности, а не все, что имеются в автомобиле.
Традиционными являются датчики электромеханического типа. Их конструкция проста, но надежна. Главные элементы – шарик и металлическая пружина. Благодаря инерции, возникающей при ударе, шарик распрямляет пружину, замыкая контакты, после чего датчик удара посылает импульс на блок управления.
Повышенная жесткость пружины не позволяет механизму срабатывать при резком торможении или несильном ударе о препятствие. Если автомобиль движется на небольшой скорости (до 20 км/ч), то силы инерции также не хватит для того, чтобы воздействовать на пружину.
Вместо электромеханических датчиков во многих современных автомобилях устанавливаются электронные устройства – датчики ускорения.
В упрощенном представлении датчик ускорения устроен как конденсатор. Некоторые из его пластин жестко закреплены, а другие являются подвижными и работают как сейсмическая масса. При столкновении данная масса перемещается, изменяя емкость конденсатора. Информацию об этом расшифровывает система обработки данных, посылая полученные данные в блок управления подушками безопасности.
Датчики ускорения можно разделить на два основных вида: емкостный и пьезоэлектрический. Каждый из них состоит из чувствительного элемента и электронной системы обработки данных, находящихся в одном корпусе.
Основу системы пассивной безопасности автомобиля составляют устройства, успешно демонстрирующие свою эффективность на протяжении многих лет. Благодаря постоянной работе инженеров и конструкторов, совершенствующих системы безопасности, автомобилистам и пассажирам удается избежать тяжелых травм в момент аварии.
Система пассивной безопасности автомобиля
Любое транспортное средство, в том числе легковой автомобиль, всегда управляется водителем. Поэтому сейчас большое внимание уделяется системам защиты и безопасности. Но многие не знают, что различают две системы безопасности: активная и пассивная. Об активной безопасности известно всем, о ней всегда подробно рассказывают продавцы автомобилей, часто пишут в СМИ. Но на вопросы о пассивной безопасности немногие могут ответить правильно.
Что же такое пассивная безопасность автомобиля?
Пассивная безопасность – это совокупность свойств автомобиля, отличающаяся уникальностью конструкции и эксплуатационными характеристиками, которая при попадании в аварию обеспечивает самую высокую степень защиты. Активная система безопасности призвана предохранить транспортное средство от аварии. Пассивная же система безопасности начинает функционировать только после свершившегося факта аварии, и направлена на защиту людей, которые в это время находятся в автомобиле.
Внутренняя система, которая состоит из следующих элементов:
В систему же внешней безопасности входят такие детали и изделия:
Получаемые при этом данные наглядно показывают в динамике всю последовательность работы элементов системы пассивной безопасности.
Внутренняя пассивная безопасность
Вся система внутренней пассивной безопасности и входящие в неё элементы создана для того, чтобы обеспечить максимальный уровень защиты водителя и пассажиров автомобиля, попавшего в аварию. При этом очень важным фактором является обязательное использование этого специального оборудования строго по его назначению. Соблюдение всех установленных изготовителем правил позволяет получить наивысший уровень защиты. Ниже рассмотрим основные элементы системы внутренней пассивной безопасности.
Защита салона от конструктивных элементов обеспечивается целым комплексом устройств и технологических решений, которые предохраняют водителя и пассажиров от травм и увечий. Так, например, некоторые модели автомобилей оснащаются складывающимися рулями, чтобы предотвратить нанесение вреда водителю. Кроме того применяются специально разработанные травмобезопасные педальные узлы, которые в случае аварии автоматически отсоединяются от креплений и тем самым предохраняют ноги водителя от увечий.
Для обеспечения максимальной безопасности при использовании подголовника, необходимо правильно рассчитать высоту его установки, исходя из индивидуальных физиологических характеристик водителя.
Раньше применялись только двухточечные ремни безопасности, которые удерживали пассажира обычной стяжкой через грудь или живот. В настоящее время в автомобили устанавливают многоточечные ремни безопасности, которые гораздо более эффективны. Они позволяют распределять аварийную нагрузку равномерно по всему телу, тем самым предохраняя отдельные части от травм. Ремни безопасности считаются наиболее важным элементом пассивной системы безопасности.
Уже в середине прошлого века подушки безопасности прочно заняли своё место в общей системе пассивной безопасности автомобиля. Сейчас автомобили, как правило, оснащаются несколькими подушками безопасности. Каждая из них защищает какую-то одну предполагаемую зону поражения, а все вместе надёжно прикрывают водителя и пассажиров со всех сторон. Принцип действия подушек безопасности состоит в стремительном наполнении их воздухом при столкновении. Движущийся по инерции водитель сталкивается с подушкой, а не с травмоопасными элементами конструкции.
Сидения фиксируют удобное положение пассажира или водителя на месте, а подголовники, являясь частью сидения, как раз и защищают шейные позвонки водителя в момент аварии, не давая запрокидываться голове.
При изготовлении современных автомобилей стали часто применять высоконапряжённые листы металла. Это, во-первых, снижает его массу, а во-вторых, делает автомобиль более жёстким к ударам.
Всё большее применение находит система областей активного разрушения. Она состоит в том, что при ударе детали сами разрушаются, но при этом принимают на себя значительную часть кинетической энергии. Таким образом, ценой разрушения автомобиля обеспечивается сохранность жизни и здоровья водителя и пассажиров.
Для примера можно привести конструкцию каркаса кузова Smart автомобиля, где ещё на стадии разработки важнейшей целью стала система пассивной безопасности.
Внешняя пассивная безопасность
Элементы внешней системы пассивной безопасности призваны при аварии сохранить жизнь и здоровье пешехода.
Современные бамперы изготавливаются с несколькими поглощающими кинетическую энергию элементами, причём они имеются как в передних, так и в задних бамперах. Проще говоря, в момент столкновения бамперы сминаются и тем самым гасят энергию удара. Это не только защищает пешехода, но и способствует уменьшению повреждений в салоне транспортного средства.
Выступы, находящиеся на наружной поверхности автомобиля, на первый взгляд, не относятся к элементам системы пассивной безопасности. Но в большинстве таких конструктивных или декоративных элементов заложен принцип самодеструкции, то есть их действие аналогично работе бамперов при столкновении.
Приспособления для защиты пешеходов
Такие известные компании как Bosh, Siemens, TRV и другие уже много лет разрабатывают и внедряют дополнительные меры защиты для пешеходов, попавших в аварию. К примеру, сравнительно недавно появившаяся электронная система Electronic Pedestrian Protection функционирует следующим образом. В момент столкновения капот автомобиля автоматически поднимается, тем самым увеличивая площадь столкновения с телом пешехода. При этом увеличивается расстояние между капотом и двигателем, что также защищает от нанесения травм. Принцип действия очень похож на действие подушки безопасности.
Грамотно разработанная пассивная безопасноть авто это хорошо! Но лучше не проверять их действие на себе и других. Будьте внимательны за рулем вашего автомобиля и не пренебрегайте правилами поведения пешеходов на дороге!
Читайте также
Отличия литола от солидола
Быстро двигающиеся детали нуждаются в качественной смазке. Особенно это касается механизмов авто, которые при трении достаточно быстро выходят из строя. Большинство автовладельцев используют для этих целей самые популярные средства – литол и солидол. Оба эти состава производятся из нефтяных масел, но имеют некоторые отличительные свойства, которые и предопределяют разные сферы применения. Об этом речь и пойдет ниже.
Как продать автомобиль дорого: 8 практичных советов
Продажа автомобиля – это всегда тяжелый и нервный процесс. Иногда люди избегают случаев, когда можно просто сбавить цену почти до минимума, зато продать автомобиль. В таком случае сделка состоится быстро.
Потек радиатор в пути. Что делать
Если начал протекать радиатор, есть несколько вариантов выхода из ситуации, чтобы иметь возможность добраться до автомастерской без риска для автомобиля и водителя.
Как снять секретку, если специального ключа нет
Для чего нужна секретка на колесе
Когда легковой автомобиль находится не в гараже, а на улице, воры часто присматриваются к таким машинам и снимают колеса в темное время суток. Конечно же, владельцев такое положение дел не устраивает и многие устанавливают на каждое крепление диска по секретному болту, который можно открутить только при помощи специального ключа. Однако, иногда все получается с точностью да наоборот. Владелец автомобиля может сам попасть в свою же ловушку. Допустим, вам необходимо открутить колесо, а необходимого ключа для секретки у вас с собой нет.
Пробег в авто. Какой автомобиль не стоит покупать
От авто с каким пробегом лучше отказаться в приобретении
Выбрать хороший подержанный автомобиль не так просто, поскольку за таким приобретением скрывается множество «подводных камней». Потенциальный покупатель всегда хочет получить автомобиль, который будет приносить удовольствие и не потребует постоянных ремонтных работ.
Как можно увеличить мощность двигателя в автомобиле
Увеличиваем мощь двигателя машины
Многие водители хотят, чтобы их машина резво ездила, однако не у всех есть возможности для покупки транспорта с мощным мотором. Стандартный мотор может не устраивать по многим причинам, кому-то не хватает динамики для разгона, кто-то не может ездить по бездорожью. Всего можно обнаружить примерно 10 способов, как увеличить мощность машины, они отличаются друг от друга ценой и тем, какие изменения будут проведены с машиной. В данной статье более подробно пойдет речь о самых удобных и востребованных способах по увеличению мощности машины.
Как использовать приемы перекупщиков при продаже авто
Мы разобрались, какие основные приемы при продажах умело используют менеджеры и перекупы. Как можно их применить на собственном опыте продажи, если Вы не относитесь к профессиональным продавцам?
Приобретение автомобиля с японского интернет-аукциона
Каждый, кто хочет приобрести автомобиль, задумывается над способом покупки. У всех на этот счет имеется свое мнение. Вариантов существует несколько. Некоторые уверены, что лучшим вариантом будет покупка абсолютно нового авто у автодилера. Другие из-за своих убеждений или недостатка финансов покупает автомобиль б/у у хозяина или в автосалоне, который занимается именно такими машинами.
Восстановление автомобильных ключей с чипом
Принцип восстановления АВТОМОБИЛЬНЫХ КЛЮЧЕЙ С ЧИПОМ
Если теряется чиповый ключ от автомобиля, необходимо срочно обращаться в специализированную контору, которая занимается восстановлением таких ключей и производит обнуление памяти машины. Информацию о потерянном запускающем двигатель устройстве необходимо уничтожить. В противном случае не исключена возможность, что автомобиль угонят похитители, если ключ каким-то образом окажется у них.
Основные причины вибрации при разгоне
Видов поломок в автомобиле много. Иногда повреждения дают о себе знать характерным звуком. Но бывает так, что неисправность определяется слишком поздно, потому как она не проявляла в начале появления специфических признаков. Чаще всего водители замечают появление тряски кузова при какой-то одной определенной скорости, а также когда происходит разгон. Объяснений такого «поведения» автомобиля при создании данных условий может быть несколько.
Пассивная безопасность — что это?
Авария — штука всегда неприятная. Но современные автомобили имеют целый арсенал средств, которые не дадут ей стать трагедией.
Автомобильная безопасность условно делится на два вида — активную и пассивную. Активная безопасность — это системы и устройства машины, которые позволяют ей избежать столкновения. А пассивная — это возможности автомобиля сохранить жизнь и здоровье пассажиров, если нештатная ситуация произошла. В арсенале любого современного авто есть целый ряд средств для смягчения последствий аварии: ремни, подушки, деформируемые зоны.
Чтобы живые остались в живых и не покалечились во время серьёзной аварии, их скорость при столкновении нужно погасить как можно плавнее (недаром, прыгающим с высоты подстилают многоярусные маты). Причём скорость гасить нужно так, чтобы внутри автомобиля оставалось достаточно жизненного пространства. А вот это уже задача, которая предъявляет к силовой структуре автомобиля взаимоисключающие требования.
Получается, что кузов должен быть и жёстким, и податливым одновременно. Так вот, жёстким делают каркас «жилой» зоны, в которой находятся водитель и пассажиры — при ударе она деформируется в последнюю очередь. Силовая «клетка» салона сделана из сверхпрочной стали, в дверях есть мощные брусья, не дающие им сминаться. А относительно податливыми изготавливают специальные зоны, за счёт деформации которых и будет гаситься скорость. Моторный отсек и багажник как раз являются так называемыми зонами запрограммированной деформации. Так автомобили делают сравнительно недавно. Раньше же никто об этом не задумывался, и машины сминались равномерно — страдал и кузов, и салон. А у современных автомобилей, попавших в аварию, как правило, можно увидеть, что передок разбит всмятку, а салон цел.
Кстати, большую проблему при лобовом столкновении может представлять двигатель. Поэтому, чтобы при столкновении он не влетал в салон (что не сулит ничего хорошего), его опоры и моторный щит делают так, чтобы он смещался как можно ниже или вообще выпадал вниз, не нанося салону никакого вреда.
Но это полдела. Чтобы люди получили наименьшие увечья, их во время аварии нужно удерживать совершенно особым способом.
Способы нам всем известны с пелёнок, но менее значимыми от этого они не становятся. Это устройства, системы и конструкции, которые преследуют всего лишь одну цель — вовремя «поймать» человека и как можно бережнее и плавнее погасить его скорость. Конечно, лучше остальных на этом поприще себя проявил бы большой батут. Он способен наиболее безвредно погасить энергию и скорость падающего на него предмета. Ведь он мягкий. Жаль, что места для батутов и многоярусных матов в автомобиле нет. Зато нашлось место для ремней и подушек безопасности.
Ремни перекочевали в автомобиль, как и множество других полезных решений, из авиации. Поначалу на автомобили ставились ремни с двухточечным креплением, которые «держали» седоков за живот или грудь. Не прошло и полувека, как инженеры смекнули, что многоточечная конструкция гораздо лучше, потому что при аварии позволяет распределить давление ремня на поверхность тела более равномерно и значительно снизить риск травмирования позвоночника и внутренних органов. В автоспорте, например, применяются четырёх-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности — они держат человека в кресле «намертво». Но на «гражданке» своей простоты и удобства прижились трёхточечные.
Ремни безопасности — это одно из самых действенных средств защиты при аварии. И хотя им сто лет в обед, их конструкция постоянно изменяется и улучшается. Вторым по значимости после ремней изобретением можно, пожалуй, назвать подушки безопасности.
Прообраз современной подушки был запатентован ещё в 1953 году. Нужно ли говорить, что на тот момент идея надувать сложенные мешки во время аварии была более чем смелой? Самые дерзкие из разработчиков ухватились за неё, но потерпели фиаско — необходимых технологий для реализации на тот момент просто не было.
Изначально вариантов наполнения колокола подушки было несколько. Например, некоторые инженеры предлагали закачивать в колокол газ, который хранился бы под высоким давлением в баллоне. Но принцип пиротехнического наполнения подушки перевесил. Именно он позволил надувать её мгновенно — всего за тысячных доли секунды. И пока инженеры нашли необходимое горючее, которое при небольших размерах заряда срабатывало как надо, они многое перепробовали, в том числе и ракетное топливо. Сегодня в подушках в качестве пиропатрона используются компактные и лёгкие «таблетки» из кристаллического вещества — азида натрия (NaN3). Если соединение при помощи электрического тока нагреть до температуры выше 330°C, оно начнёт разлагаться на азот и натрий со скоростью, которая позволяет наполнять колокол подушки и доводить давление газов в нём до рабочей величины всего за секунды.
Срабатывание подушки опасно резким скачком давления, который может привести к травмированию барабанных перепонок и контузии. Ведь раскрытие колокола (иногда одновременно нескольких) происходит в небольшом замкнутом пространстве автомобильного салона. Подходов к решению этой проблемы несколько. Например, скорость вылета подушки снижают до определённого предела, чтобы хоть часть вытесняемого воздуха смогла стравиться через неплотности салона. Второй, достаточно действенный способ, — применение подушек относительно небольшого объёма. Но в некоторых случаях проблем с барабанными перепонками и контузией не избежать, всё зависит от индивидуальных особенностей человека и размера машины.
Несмотря на большой прорыв в сфере «надувной» защиты, сказать, что подушки находятся на пике развития нельзя. В скором времени подушки наделят способностью раскрываться не после аварии, а за мгновения до нее, тогда пневмоудар удастся сделать несколько мягче. Сейчас электроника умеет определять наличие пассажира в кресле, но в планах разработчиков научить систему безопасности распознавать индивидуальные данные человека (вес, рост), который в момент аварии сидит в кресле. Именно тогда подушка сможет сработать максимально эффективно.
Системы «надувной» защиты уже давно не ограничиваются фронтальными подушками. Конструкторы разработали аналогичные системы для защиты человека при боковом ударе. В базовое оснащение многих современных авто уже входят боковые подушки, вмонтированные в спинки передних сидений, а также надувные «занавески», которые размещаются в рёбрах крыши. Первые защищают тело пассажира при боковом ударе, а вторые — голову. В отличие от фронтальных подушек, которые сдуваются практически сразу после срабатывания, занавески могут сохранять давление в течение нескольких секунд, то есть до тех пор, пока опасная ситуация не минует. А при опрокидывании автомобиля они не дадут непристёгнутым пассажирам вылететь из салона.
Часто предлагается оснащать машину дополнительными подушками для защиты коленей и ступней. Многие производители оснащают свои автомобили подушками и для задних пассажиров. Но какой бы суперсовременной и умной ни была бы электроника на вашем автомобиле, не забывайте пристегиваться во время поездки. Ведь разрабатывая все эти сверхсовременные средства защиты, инженеры компаний исходят из одного постулата — водитель и пассажиры пристёгнуты ремнём безопасности. А если это не так, то толку от всех эти штук будет немного.
