Обзор систем безопасности современных автомобилей

Вид материалаОбзор

Содержание


Подушки безопасности
Историческая справка
Принцип действия подушек безопасности
Активные подголовники
Механический привод
Кузов автомобиля
Деформация передней и задней части автомобиля
При фронтальном столкновении
При боковом столкновении
Подобный материал:
1   2   3   4   5

  Подушки безопасности


 


Подушки безопасности автомобиля (airbag) предназначены для смягчения удара пассажиров в случае автомобильной аварии (столкновения, наезда на препятствие, жесткого приземления после прыжка, падения).
Подушка безопасности представляет собой эластичную оболочку, наполняемую газом.

Историческая справка:
1953 – получение Вальтером Линдерером патента на подушку безопасности
1980 – установка подушки безопасности водителя
1994 – появление боковых подушек безопасности

Система управления подушками безопасности имеет следующее устройство:
  • датчики удара;
  • блок управления;
  • модуль подушки безопасности (газогенератор, пиропатрон);

В зависимости от направления сил, действующих на автомобиль при аварии, различают следующие виды подушек безопасности:
  • фронтальные подушки безопасности;
  • боковые подушки безопасности;
  • головные подушки безопасности («шторки»);
  • коленные подушки безопасности.

Принцип действия подушек безопасности


Активация подушек безопасности происходит при ударе. В зависимости от направления удара активируются только определённые подушки безопасности.

Если сила удара превышает заданный уровень, датчики удара передают сигнал в блок управления. После обработки данных всех датчиков блок управления определяет необходимость и время срабатывания подушек безопасности и других компонентов ссылка скрыта. В зависимости от типа и степени тяжести аварии могут срабатывать, например, только ссылка скрыта или натяжители ремней безопасности вместе с подушками безопасности. Блок управления подает электрический сигнал для включения газогенераторов соответствующих подушек безопасности. Газогенератор обеспечивает раскрытие и надувание газом подушки. После соприкосновения с человеком подушка разрывается и сдувается. Подушки безопасности являются одноразовыми устройствами.

Условия срабатывания подушек безопасности
Фронтальные подушки безопасности срабатывают при следующих условиях:


превышение силы лобового удара заданной величины;

наезд на твердый прочный предмет (бордюр, край тротуара, стенка ямы);

жесткое приземление после прыжка;

падение автомобиля;

косой удар в переднюю часть автомобиля.

Фронтальные подушки безопасности не срабатывают при ударе автомобиля сзади, боковом ударе, опрокидывании автомобиля.
Условием срабатывания боковых и головных подушек безопасности является превышение силы бокового удара заданной величины.

   Активные подголовники


 Подголовники предназначены для снижения вероятности травмирования шейного отдела позвоночника при аварии.
Различают активные и пассивные подголовники.
В пассивных системах безопасность шей
Активный подголовник при аварии приближается к голове, тем самым уменьшается вероятность травмирования шейного отдела позвоночника. Конструкция активного подголовника может иметь следующие виды привода:

механический;

электрический.


Механический привод более простой. При аварии инерционное движение человека в сидении автомобиля передаётся через рычажный механизм к подголовнику, который перемещается к голове. Как только давление на спинку сидения снижается, пружина возвращает подголовник в исходное положение.  

Реализация электрического привода активного подголовника предполагает наличие электронной системы управления. В состав системы управления входят датчики удара, блок управления и собственно механизм привода. Основу механизма составляет пиропатрон с электрическим воспламенением. Датчики удара устанавливаются в задней части автомобиля. Сигналы от датчиков принимает общий блок управления элементами пассивной безопасности. В зависимости от силы и направления удара он регулирует работу привода.

   Кузов автомобиля


 Кузов является важным элементом ссылка скрыта современного автомобиля. Он представляет собой конструкцию, предназначенную для выживания водителя и пассажиров. Конструкция кузова автомобиля разрабатывается исходя из следующих принципов:
  • для поглащения энергии столкновения передняя и задняя части автомобиля должны быть деформируемыми;
  • для выживания пассажиров каркас салона автомобиля должен иметь максимальную жесткость и прочность.

Деформация передней и задней части автомобиля обеспечивается путем продольного складывания, т.н. "гармошки". Для этого коробчатые профили, из которых изготавливается кузов, имеют углубления и выступы в определенных расчетных местах - точках концентрации напряжений.

При расчете передней части автомобиля учитываются дополнительные силы инерции и жесткость таких элементов, как двигатель и колеса.

Чтобы силовая конструкция кузова могла соответствовать предъявляемым требованиям, в ней используются прочные и особо прочные стали. В сильно нагруженных зонах каркаса салона используются конструктивные элементы, изготовленные методом горячей штамповки. Применение таких элементов позволяет уменьшить массу кузова и обеспечить более высокую жёсткость каркаса салона в случае аварии.

При фронтальном столкновении особое внимание уделяется минимизации смещения элементов конструкции автомобиля в пространство для ног водителя и пассажира. Требования к прочности кузова при ударе сзади складываются из жёсткости каркаса салона и деформируемости задней части кузова. Защита топливной системы от удара сзади обеспечивается геометрией задней подвески и расположением топливного бака.

При боковом столкновении важнейшими конструктивными элементами, воспринимающими основную энергию бокового удара, являются средняя стойка и двери. При их изготовлении используются сверхвысокопрочные материалы. Центральным звеном системы является средняя стойка, которая переносит возникающие силы на порог и каркас крыши. Двери, усиленные диагональными брусьями безопасности, также гасят чрезмерную энергию столкновения. Таким образом, при боковом столкновении достигается невысокая скорость смятия и минимальное смещение конструктивных элементов внутрь салона.

В ряде моделей автомобилей наряду со стальными элементами кузова применяются алюминиевые конструкции. Благодаря рациональному использованию стали и алюминия обеспечиваются высокие показатели по прочности и жёсткости конструкции и сбалансированное распределение веса.