В таком сложном агрегате как автомобиль, очень легко позабыть об одной из самых основных систем - системе защиты и безопасности. И если активная безопасность всегда подробно освещается как СМИ, так и самими дилерами или продавцами, то пассивная безопасность – не что иное как серая мышка внутри сложной конструкции транспортного средства.
Пассивная безопасность – это набор свойств и приспособлений транспортного средства, которые имеют свои уникальные конструктивные и эксплуатационные отличия, однако функционально направлены на обеспечение максимально безопасных условий при попадании в аварию. В отличии от активной системы безопасности, действие которой направлены на сохранение автомобиля от аварий, система пассивной безопасности автомобиля активизируется уже после того как авария имело место быть.
Для того, чтобы снизить последствия аварии применяется целая совокупность из устройств, цель которых снизить тяжесть возникшего ДТП. Для более точной классификации используют разделение на две основные группы:
Внутренняя система – в её состав входят:
Внешняя система –еще одна, не менее важная группа, представляется в виде:
С недавнего времени, на страницах известных информационных агентств начали подробно освещать пункты, которые сообщают о всех элементах пассивной безопасности в авто. Кроме того, не стоит забывать и деятельности независимой организации Euro NCAP (European New Car Assessment Programme). Этот комитет уже довольно долгое время проводит краш-тесты всех выходящих на рынок моделей, присуждая ведомости о результатах проверки как активной системы безопасности так и пассивной. С данными по результатам краш-тестов может ознакомится любой желающий, удостоверившись в каждой из составляющих системы защиты.
Изображение демонстрирует как гармонично работают все системы пассивной безопасности во время аварийной ситуации (ремни безопасности, подушки безопасности, сиденье с подголовником).
Все элементы пассивной безопасности входящие в этот список призваны обезопасить всех находящихся в салоне автомобиля, который попал в аварию. Именно поэтому, очень важно помимо оснащения автомобиля специальным оборудованием (исправного вида), его необходимо использовать всеми участниками езды по назначению. Только соблюдение всех правил позволит получить наивысшую защиту. Далее мы рассмотрим самые основные пункты, которые входят в перечень внутренней пассивной безопасности.
Чтобы рассчитывать на максимальную безопасность во время использование подголовника, необходимо очень четко установить его положение на определенную высоту, подходящую именно вам.
На примере каркаса небольшого кузова Smart автомобиля, можно убедиться, как пассивная безопасность играет основополагающую роль еще на стадии проектирования будущего автомобиля.
Если в предыдущем пункте мы рассматривали средства и устройства автомобиля, защищающие пассажиров и водителей в момент совершения аварии, то в этот раз поговорим о комплексе, который позволяет максимально обезопасить здоровье пешехода, попавшего под колеса рассматриваемого автомобиля.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
В арсенале активной безопасности автомобиля существует много противоаварийных систем. Среди них есть старые системы и новомодные изобретения.
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.
Однако, некоторые аварии происходят, не смотря на уровень водительского мастерства участников. Крупные ДТП со смертельными исходами, происходящие время от времени по всему миру, подтверждают то, что безопасность не может оставаться на откуп везению, а должна серьёзно приниматься во внимание.
Шины – самый важный элемент безопасности современного автомобиля. 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. Спортивные шины имеют лучшее сцепление с дорогой, однако их более мягкая структура быстро разрушается и они служат гораздо меньше.
Антиблокировочная система тормозов (ABS) – это часто недооцениваемый и недопонимаемый элемент активной безопасности автомобиля. 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.
Подводя итог, можно сказать, что антиблокировочная система тормозов устраняет необходимость нажатия и отпускания педали тормоза в случае экстренной остановки или торможения на мокрых или скользких поверхностях.
Traction Control - это ценная опция, которая улучшает торможение и устойчивость при поворотах на скользкой дороге, используя комбинацию электроники, контроль трансмиссии и ABS.
Некоторые системы автоматически уменьшают обороты двигателя и включают тормоза на определенных колесах при нажатии на газ и торможении. BMW, Cadillac, and Mercedes-Benz и многие другие производители предлагают новую систему стабилизационного контроля на моделях высокого и среднего ценового уровня. Такая система помогает стабилизировать автомобиль, когда он начинает выходить из под контроля. Такие системы всё чаще появляются и на менее дорогих марках и моделях авто.
ABS или ABS с TRACS (Система контроля пробуксовки колес), STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес) или DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) - это ещё не всё, что предлагается на рынке. Мы опишем все системы и оценим и полезность для активной безопасности автомобиля.
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.
Подробнее о тормозных системах >>
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.
Активная безопасность автомобиля
Активная безопасность автомобиля зависит не только от маневренности и умений водителя, но и от многих других факторов. Для начала следует разобраться, чем активная безопасность отличается от пассивной. Пассивная безопасность автомобиля отвечает за то, чтобы пассажиры и водитель не пострадали после аварии, а активная безопасность помогает избежать столкновения.
Для этого разработано множество систем, каждая из которых имеет свое значение в сохранении автомобиля в безопасности. В первую очередь речь идет не о каких-то специализированных средствах, а о рабочем состоянии всех систем автомобиля в целом. Автомобиль должен быть надежен, и это заключается в том, что его механизмы не могут неожиданно отказать. Внезапная поломка, не связанная со столкновением или иным внешним повреждением, становится причиной аварий гораздо чаще, чем можно было бы подумать.
Особую роль в данном случае играют тормоза. Возможность резко остановить автомобиль спасла жизнь и здоровье многим. Разумеется, зимой или во время дождя тормоза могут быть бессильны, если подведет сцепление с поверхностью дороги, в таком случае колесо перестанет вращаться и от этого заскользит. Для того, чтобы этого не произошло важно менять шины по сезону, особенно значимо это в период гололеда.
Для активной безопасности автомобиля не последним вопросом является собственно сборка автомобиля. Имеется ввиду то, где находится двигатель автомобиля: перед пассажирским салоном (переднемоторная), между осями автомобиля (центральномоторная, встречается нечасто) и, наконец, двигатель расположен за пассажирским салоном (заднемоторная). Последний способ сборки самый ненадежный, поэтому в последнее время почти не встречается.
Самый надежный вид сборки, при котором двигатель расположен перед салоном, а при этом автомобиль переднеприводной. Это увеличивает устойчивость автомобиля, а, значит, и его безопасность на дороге. Разумеется, у него есть свои минусы, в том числе и более серьезная нагрузка на шины, которые приходиться чаще менять, но это всё же часто имеет второстепенное значение.
Способность быстро изменять скорость, ускоряясь и сбавляя обороты, тоже стоит не на последнем месте. Особенно тяговая динамика важна в условиях обгона и проезде опасных перекрестков. Вместе с управляемостью автомобиля (благодаря чему автомобиль едет в том направлении, которое необходимо) тяговая динамика создает маневренность автомобиля.
И, наконец, чтобы избежать аварии, водитель должен иметь хороший обзор и иметь возможность предугадать и избежать ДТП. А это зависит от исправности панели приборов, а также зеркал, фар и пр. В системе безопасности нет ничего маловажного, помните об этом.
Активная безопасность автомобиля
Активная безопасность автомобиля, в отличие от пассивной, направлена в первую очередь на предупреждение аварии. Чтобы уберечь автомобиль от столкновения на трассе, эти системы воздействуют на подвеску, рулевое управление, тормоза. Использование анти-блокировочной системы (ABS) стало настоящим прорывом в этой области.
Антиблокировочная система в настоящее время применяется на многих автомобилях как иностранного, так и отечественного производства. Роль ABS в активной безопасности автомобиля трудно переоценить, так как именно эта система предотвращает блокировку колес авто в момент торможения, что дает водителю возможность в сложной ситуации на дороге не потерять управление автомобилем.
В начале 90-х годов компанией BOSCH был сделан очередной шаг на пути к автомобильной безопасности. Она разработала и внедрила электронную систему стабилизации движения (ESP). Первым автомобилем, который был оснащен этим устройством, стал Mercedes S 600.
В наше время данная система стала обязательной частью комплектации автомобилей, которые проходят краш-тесты серии EuroNCAP, и такое решение было принято не зря. ESP - это именно то, что предотвращает занос автомобиля и удерживает его на безопасной траектории движения, а так же дополняет своей работой антиблокировочную систему ABS, контролирует работу трансмиссии и двигателя, следит за ускорением автомобиля и вращением рулевого колеса.
Немаловажной частью активной безопасности машины являются автомобильные шины, которые обязаны показывать не только высокие показатели комфорта и проходимости, но и надежное сцепление с дорогой как на мокрой дороге, так и в гололед. Большим шагом в развитии шинной продукции считается производство в 70-х годах прошлого века первых зимних шин.
Они отличались от обычных тем, что материалы, использованные при производстве такой резины, были адаптированы к воздействию низких температур, а рисунок покрышки обеспечивал оптимально надежное сцепление с заснеженной и обледенелой дорогой.
Необходимость постоянного развития систем автомобильной безопасности привело к тому, что над созданием новых технологий в данной области сотрудничают большинство мировых автопроизводителей. Качество безопасности на дорогах призвано в разы, повысить такой разрабатывающийся сейчас функционал, который сможет объединить автомобили различных марок в единую информационную сеть.
Используя технологии GPS, автомобили смогут обмениваться информацией о ситуации на дороге, сообщать друг другу свою скорость и траекторию передвижения, тем самым предотвращая столкновения и аварийные ситуации. Так же независимые эксперты отмечают, что за последние годы появились по-настоящему прогрессивные системы безопасности.
Так, к примеру, компания Toyota Motors разработала систему, которая находится в салоне автомобиля и контролирует состояние водителя. Если система с помощью датчиков обнаруживает, что водитель отвлекся, стал рассеянным и даже начал засыпать за рулем, то срабатывает предупреждение, которое фактически будит водителя.
Если мы заглянем в будущее автомобильной безопасности, то сделаем интересный вывод: автомобиль станет дружественным по отношению к пассажирам и пешеходам. К такому мнению приводят современные японские концепткары. Компания Honda уже представила свое футуристическое авто Puyo.
Его кузов выполнен из мягких материалов, произведенных на основе силикона. Таким образом, если даже и произойдет наезд на пешехода, то ущерб будет как от столкновения с другим человеком на тротуаре, останется только извиниться и разойтись. Надеемся, что безопасность в скором будущем повысится не только на иномарках, но и на наших с вами, отечественных разработках – « Калинах» и «Приорах».
Активная безопасность автомобиля
Сущность активной безопасности автомобиля заключается в отсутствии внезапных отказов в конструктивных системах автомобиля, особенно связанных с возможностью маневра, а также в возможности водителя уверенно и с комфортом управлять механической системой автомобиль-дорога.
1. Основные требования к системам
К активной безопасности автомобиля относятся также соответствие тяговой и тормозной динамики автомобиля дорожным условиям и транспортным ситуациям, а также психофизиологическим особенностям водителей:
а) от тормозной динамики автомобиля зависит величина остановочного пути, который должен быть наименьшим. Кроме того, тормозная система должна позволять водителю очень гибко выбирать необходимую интенсивность торможения;
б) от тяговой динамики автомобиля во многом зависит уверенность водителя при обгоне, проезде перекрестков и пересечении автомобильных дорог. Особое значение тяговая динамика автомобиля имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, а маневр в плане нельзя делать из-за стесненных условий. В этом случае необходимо разряжать обстановку только опережением событий. 2. Устойчивость и управляемость автомобиля:
а) устойчивость - это способность противостоять заносу и опрокидыванию в различных дорожных условиях и при высоких скоростях движения;
б) управляемость - это эксплуатационное свойство автомобиля, позволяющее водителю управлять автомобилем при наименьших затратах психической и физической энергии, при совершении маневров в плане для сохранения или задания направления движения;
в) маневренность или качество автомобиля, характеризующееся величиной наименьшего радиуса поворота и габаритами автомобиля;
г) стабилизация - способность элементов системы автомобиль-водитель-дорога противостоять неустойчивому движению автомобиля или способность указанной системы самой или с помощью водителя сохранить оптимальные положения естественных осей автомобиля при движении;
д) тормозная система, для обеспечения надежности работы которой принимаются раздельные приводы на передние и задние колеса, автоматическое регулирование зазоров в системе для обеспечения стабильного времени срабатывания, блокирующие устройства для предотвращения заноса при торможении и т.д.;
е) рулевое управление должно обеспечивать постоянную надежную связь с рулевым колесом и зоной контакта шины с дорогой при незначительном мышечном усилии водителя.
Рулевое управление должно быть надежным в работе, с точки зрения внезапного отказа, а также иметь значительные резервы работоспособности на истирание (износ) основных деталей узлов механизма рулевого управления;
ж) внезапный отказ автомобиля от сохранения задаваемого водителем направления движения может быть также вызван неправильной установкой управляющих колес автомобиля, что часто вызывает сложности в управлении в критических ситуациях;
з) надежные шины значительно повышают безопасность движения автомобилей и позволяют двигаться автомобилю с надлежащим силовым замыканием в зоне контакта с дорогой;
и) надежность систем сигнализации и освещения. Отказ одной из систем и незнание об этом водителя маневрирующего автомобиля может привести к непониманию развития транспортной ситуации другими водителями, что снижает активную безопасность комплекса в целом.
3. Оптимальные условия для визуального наблюдения за дорожными условиями и ситуациями:
а) обзорность;
б) видимость;
в) видимость поверхности дороги и других предметов в свете фар;
г) обмыв и обогрев стекол (лобового, заднего и боковых).
4. Комфортабельность условий для водителя:
а) шумоизоляция;
б) микроклимат;
в) удобство сидений и пользования другими органами управления;
г) отсутствие вредных вибраций.
5. Понятие и стандартизованное расположение и действие органов управления во всех типах транспортных средств:
а) место расположения;
б) усилия на органах управления, равные на всех типах автомобилей и т. п.;
в) окраска;
г) одинаковые методы блокировки и разблокировки. Главная
Человек и автомобиль
Восприятие водителя
Внимание
Мышление и память
Эмоции и воля человека за рулем
Навыки вождения
Мастерство вождения автомобиля
Профессиональный отбор водителей
Скорость
Темп работы водителя
Педали управления
Управление автомобилем в темное время суток
Выбор тактики движения в ночное время
Скользкая дорога
Автобусные остановки
Утомление водителей
Рабочее место водителя
Микроклимат салона
Гигиена одежды и обуви
Вредные примеси
Предупреждение отравления этилированным бензином
Шум и вибрация
Режим питания водителя
Спорт и профессия водителя
Алкоголь и дорожный травматизм
Болезненные состояния водителей
Медицинский контроль
Учение о безопасности
Активная безопасность автомобиля
Пассивная безопасность автомобиля
Безопасность на дороге
Автомобильный травматизм
Как спасти жизнь пострадавшего в ДТП
Первая помощь
Контакты
Карта сайта
ость автомобилей Volvo при вождении – результат многолетних специальных разработок в области дорожной безопасности и комплексного подхода к ее обеспечению.
Безопасная езда – это значит, что даже в самых неожиданных ситуациях вы полностью полагаетесь на свою машину. Автомобиль обязан подчиняться малейшей команде водителя и делать это быстро, эффективно и надежно.
Автомобиль Volvo обязан быть стабильно управляемым, отвечать быстро и предсказуемо на действия водителя и быть простым в управлении. Чтобы добиться этого, инженеры Volvo организовали «интеллектуальное» взаимодействие всех динамических систем кузова и шасси автомобиля, и тому же служат жесткий, устойчивый к силам скручивания кузов и эргономичное водительское место.
В основе безопасного управления – устойчивое поведение автомобиля вне зависимости от дорожной ситуации или состояния дорожного покрытия. Любой автомобиль Volvo сконструирован таким образом, чтобы сохранять траекторию движения даже при самых неблагоприятных условиях, таких как:
Резкий разгон, как на прямом участке, так и при прохождении поворота
Резкие повороты или маневры в целях избежания столкновения
Внезапные боковые порывы ветра на мостах, в туннелях или при разъезде с тяжелыми грузовиками
В достижении устойчивости поведения на дороге в конструкции автомобиля играют роль многие элементы. Так кузов имеет решетчатую конструкцию, состоящую из продольных и поперечных металлических секций. Компоненты внешних панелей запрессованы в более крупные секции, чтобы избежать лишних швов. Стекла всех глухих окон приклеены к кузову сверхпрочным полиуретановым клеем.
На моделях линии V - V70 и Cross Country – рама, обрамляющая проем задней двери, дополнительно усилена в целях придания жесткости удлиненной секции крыши. Устойчивость этих моделей к скручиванию на 50% выше, чем у их предшественниц.
Устойчивость к скручиванию Volvo S80 на 60% выше, чем у более ранней модели S70, и не менее чем на 90% выше по сравнению с Volvo S60.
Конструкция кузова исключает нежелательные движения и придает кузову исключительную устойчивость к силам скручивания. Это в свою очередь способствует обеспечению стабильного, легко контролируемого поведения автомобиля на дороге. Сопротивление кузова силам скручивания приобретает особое значение при резких движениях в сторону или при сильных боковых ветрах.
Немалую роль в устойчивости автомобиля играет роль грамотно спроектированная подвеска. Передняя подвеска имеет в конструкции пружинные стойки типа Mc Pherson, в которых каждое из передних колёс поддерживается пружиной с поперечно расположенным нижним звеном. Наклон пружинной стойки (и расположение нижнего крепления относительно осевой линии колеса) обеспечивает отрицательное плечо обкатки, способствуя высокой курсовой устойчивости, например, при разгоне или на неровной поверхности. Геометрия подвески тщательно сбалансирована, чтобы исключить воздействие нежелательных сил при изменении направления движения и сохранить ощущение управляемости автомобиля при разгоне.
Подробное описание:
При изменении направления движения колесо поворачивается относительно средней оси пружинной стойки.
Расстояние между осевыми линиями колеса и пружинной стойки образует рычаг
Этот рычаг должен быть как можно короче, чтобы избежать нежелательных явлений при изменении направления движения.
Геометрия подвески, кроме того, способствует быстрому и точному ответу автомобиля на действия рулем. Угол установки и длина пружинной стойки также обеспечивают умеренность изменений угла установки колеса относительно дорожного покрытия при изменении положения подвески. Это способствует надежному сцеплению шин с дорогой.
Задняя подвеска имеет контроль установки колес.
Предыдущие модели Volvo, такие как 240 и 740, оснащались задним приводом – ведущим был задний мост. Основные преимущества такой конструкции заключались в обеспечении постоянной ширины колеи и угла установки колес относительно дорожного полотна даже при значительном ходе подвески. Таким образом, обеспечивалось максимальное сцепление колес с дорогой. Недостатком заднего привода и тяжелого дифференциала был их значительный вес, ограничивавший комфортность автомобиля в движении, а также делавший его склонным «скакать» на неровностях дороги (явление, известное как большая неподрессоренная масса).
Современные автомобили volvo (за исключением Volvo C70) оснащаются независимой задней подвеской с системой тяг (задний мост Multilink). Наличие промежуточных тяг обеспечивает минимально возможное изменение угла установки колес при движениях подвески. Кроме того, подвеска получается относительно легкой (низкая неподрессоренная масса), благодаря чему система обеспечивает как высокий уровень комфорта, так и надежное сцепление колес с дорогой. Тяги, контролирующие продольное направление колеса, обеспечивают определённый эффект подруливания. При прохождении поворотов задние колеса немного поворачиваются в том же направлении, что и передние колеса, обеспечивая устойчивость автомобиля и мгновенный ответ на действия рулем, а также его стабильное и предсказуемое поведение. Система противодействует сносу задней оси. Кроме того, эта система также способствует повышению курсовой устойчивости при торможении. Volvo C70 оснащается полунезависимой задней подвеской, известной как Deltalink. Такая конструкция также ограничивает изменение угла установки колес при движениях подвески и обеспечивает небольшое подруливание при прохождении поворотов.
автомобили volvo могут оснащаться автоматически самовыравнивающейся подвеской. В такой системе применяются амортизаторы, жесткость которых автоматически регулируется в зависимости от веса автомобиля. Когда вы буксируете прицеп или ведете тяжело нагруженный автомобиль, эта система поддерживает кузов в положении, параллельном дорожному полотну. Таким образом, удается сохранить неизменными параметры управляемости и снизить риск ослепления водителей встречных машин.
Для повышения надежности все модели Volvo оснащаются реечным рулевым механизмом – в нем сведено к минимуму количество движущихся деталей, и выгодно отличается от других небольшим весом. Система обеспечивает быстрый ответ автомобиля на действия рулем, высокую точность и позволяет хорошо чувствовать дорогу, повышая, таким образом, безопасность вождения.
Все шины для автомобилей Volvo производятся по оригинальным спецификациям Volvo. Профиль шины и рисунок протектора определяют качество сцепления колеса с дорожным полотном. Широкие низкопрофильные шины с узким и мелким протектором обеспечивают прекрасное сцепление с сухим покрытием. Более высокий и узкий профиль с широким и глубоким протектором больше подходит для мокрых, покрытых слякотью и снегом дорог. Низкие боковины низкопрофильной шины должны быть исключительно прочными во избежание риска их повреждения пиковым давлением, создаваемым движениями подвески. Кроме того, такая конструкция шин обеспечивает устойчивость на поворотах. Недостатком низкой и жесткой боковины шины является ее ограниченная гибкость, делающая езду менее комфортной. Легкосплавные колеса снижают неподрессоренную массу автомобиля относительно более тяжелых стальных колес. Легкие колеса быстрее реагируют на неровности дорожного полотна, улучшая сцепление с неровным дорожным покрытием. Различные модели Volvo оснащаются шинами и колесами, максимально соответствующими характеристикам управляемости и комфортности автомобиля и исключительно жестким требованиям Volvo к безопасности вождения.
В конструкцию автомобилей Volvo заложена максимально возможная равномерность распределения нагрузки на колеса между передней и задней подвесками. Это способствует безопасному, устойчивому поведению автомобиля на дороге. Например, вес Volvo S60 распределяется следующим образом: 57% на переднюю подвеску и 43% - на заднюю.
Для обеспечения устойчивости, надежного и предсказуемого поведения на извилистых дорогах конструкции последних моделей Volvo - S80, V70, Cross Country и S60 – отличаются очень широкой колеей и большим расстоянием от переднего до заднего моста, или колесной базой.
Но устойчивое поведение на дороге достигается не только грамотно спроектированной подвеской. Технические решения в трансмиссии автомобилей Volvo также позволяют чувствовать себя уверенно при движении. Одним из решений является привод колес равной длины.
Современные модели Volvo оснащаются поперечно расположенными двигателями, приводящими в движение передние колеса. Однако, такая конфигурация создает одну проблему. Поскольку точка отбора мощности расположена сбоку от продольной оси автомобиля, расстояние от нее до каждого из ведущих колес неодинаковое. При различной длине приводов ведущих колес и с учетом упругости материала привода создается риск так называемого «крутящего момента на рулевом колесе» при резком разгоне с одновременным поворотом рулевого колеса, когда создается ощущение «непослушного» руля. Однако, компании Volvo удалось свести эту проблему к минимуму: мы добились того, чтобы точка отбора мощности находилась на продольной оси автомобиля, применив для этого промежуточные валы. Таким образом, переднеприводные Volvo остаются вполне контролируемыми и в такой ситуации.
Для безопасного вождения зимой автоматическая коробка передач оснащается «зимним» режимом (W). Эта функция обеспечивает улучшенное сцепление с дорогой при трогании с места или медленной езде по скользкому полотну за счет включения более высокой начальной передачи, чем обычно, а также предотвращает езду (и особенно разгон) на передаче, слишком низкой для того покрытия, по которому движется автомобиль.
В полноприводных моделях Volvo используется постоянный привод на все колеса с автоматическим распределением тягового усилия между передними и задними колесами в зависимости от состояния дороги и стиля вождения.
При нормальной езде по сухой дороге большая часть тягового усилия (около 95%) передается на передние колеса. Если состояние дороги приводит к тому, что передние колеса начинают терять сцепление с дорогой, т.е. они начинают вращаться быстрее задних, на задние колеса передается дополнительная доля тягового усилия. Такое перераспределение мощности происходит очень быстро, незаметно для водителя, сохраняя курсовую устойчивость автомобиля.
При разгоне система полного привода распределяет мощность двигателя между передними и задними колесами таким образом, чтобы максимально возможная часть этой мощности передавалась на дорожное полотно и двигала автомобиль вперед.
Полноприводным автомобилем, кроме того, легче управлять на поворотах, поскольку мощность всегда распределяется на колеса, имеющие наилучшее сцепление с дорогой.
Для обеспечения передачи тягового усилия от двигателя той паре колес, которая имеет наилучшее сцепление с дорогой, между передними и задними колесами полноприводного автомобиля устанавливается вязкостная муфта. Бесступенчатое изменение соотношения долей тягового усилия достигается за счет дисков и вязкой силиконовой среды.
Для контроля устойчивости и управления тяговым усилием используется система контроля STC – (Stability and Traction Control). STC – это система улучшения устойчивости за счет предотвращения пробуксовывания колеса. Система функционирует, хотя и по-разному, как при трогании с места, так и во время движения.
При трогании с места на скользком покрытии STC использует помощь антиблокировочной системы (ABS), датчики которой отслеживают вращение колеса. В том случае, если одно из ведущих колес начинает вращаться быстрее другого, другими словами, начинает пробуксовывать, сигнал передается управляющему модулю системы ABS, которая подтормаживает проворачивающееся колесо. Одновременно тяговое усилие передается другому ведущему колесу, имеющему лучшее сцепление с дорогой.
Датчики ABS настроены таким образом, что эта функция работает только при езде на невысоких скоростях.
Во время движения автомобиля, STC постоянно отслеживает и сравнивает скорость всех
четырех колес. Если одно или оба ведущих колеса начинают терять сцепление с дорогой, например, если автомобиль начинает аквапланировать, система реагирует немедленно (приблизительно через 0,015 секунды).
Сигнал передается модулю управления двигателем, который снижает крутящий момент мгновенно за счет уменьшения количества впрыскиваемого топлива. Это происходит поэтапно до тех пор, пока сцепление с дорогой не восстановится. Весь процесс занимает только несколько миллисекунд.
На практике это означает, что начинающееся пробуксовывание колеса прекращается на протяжении полуметра дистанции при движении на скорости 90 км/ч!
Снижение крутящего момента продолжается до тех пор, пока не восстановится удовлетворительное сцепление с дорогой, и происходит на всех скоростях начиная приблизительно с 10 км/ч на нижней передаче.
Системой STC оснащаются крупногабаритные модели Volvo - S80, V70, Cross Country и S60.
Для предотвращения заноса используется система DSTC контроля динамической устойчивости и управления тяговым усилием (Dynamic Stability and Traction Control).
Принцип работы: По сравнению с STC, DSTC представляет собой более продвинутую систему контроля устойчивости. DSTC обеспечивает правильную реакцию автомобиля на команды водителя, возвращая машину на ее курс.
Датчики отслеживают ряд параметров, таких как вращение всех четырех колес, вращение рулевого колеса (угол поворота) и курсовое поведение автомобиля.
Сигналы обрабатываются процессором DSTC. В случае отклонения от обычных значений, как, например, при начинающемся боковом смещении задних колес, применяется торможение одного или нескольких колес, возвращающее автомобиль на правильный курс. При необходимости тяговое усилие двигателя также будет снижено, как и в случае с STC.
Технология: Основной блок системы DSTC состоит из датчиков, которые регистрируют:
Скорость каждого колеса (датчики ABS)
Вращение рулевого колеса (используя оптический датчик на рулевой колонке)
Угол смещения относительно движения руля (измеряется гиродатчиком, расположенным в центральной части автомобиля)
Центробежную силу Средства обеспечения безопасности в системе DSTC:
Поскольку эта система управляет тормозами, Volvo оснащает систему DSTC спаренными датчиками (определяющими угол отклонения от курса и центробежную силу). Системой DSTC оснащаются крупногабаритные модели Volvo - S80, V70, Cross Country и S60.
Для компактных моделей компания Volvo использует система DSA поддержки динамической устойчивости (Dynamic Stability Assistance).
DSA – это система контроля вращения колеса, разработанная для компактных моделей Volvo S40 и V40.DSA отслеживает случаи, когда какое-либо из ведущих передних колес начинает вращаться быстрее задних колес. Если это происходит, система немедленно (в течение 25 миллисекунд) понижает крутящий момент двигателя. Это позволяет водителю быстро ускоряться, даже на скользком покрытии, без потери сцепления с дорогой, устойчивости и управляемости. Система DSA задействована во всем диапазоне скоростей автомобиля: от самой малой до максимальной. Автомобили Volvo S40 и V40 могут оборудоваться системой DSA в качестве заводского варианта (за исключением автомобилей с дизельными двигателями или двигателями с рабочим объемом 1,8 л.).
Для того, чтобы облегчить трогание с места на скользком покрытии используется система TRACS управления тяговым усилием (Traction Control System). TRACS – это вспомогательная электронная система, облегчающая трогание с места, которая пришла на смену устаревшему механическому самоблокирующемуся дифференциалу и дифференциальным тормозам. Система использует датчики для отслеживания случаев пробуксовывания какого-либо колеса. Применение торможения для пробуксовывающего колеса увеличивает тяговое усилие на другом колесе той же пары колес. Это облегчает трогание на скользком покрытии и управление на скоростях до 40 км/ч. Модель Volvo Cross Country оборудована системой TRACS, облегчающей трогание с места, на передних и задних колесах.
Для обеспечения устойчивости на поворотах при высокой скорости используется другая система Roll Stability Control, Volvo XC90. Она является активной системой, которая позволяет совершать крутые повороты на высокой скорости, например, при резком маневрировании. Риск опрокидывания автомобиля при этом уменьшается.
Система RSC рассчитывает риск опрокидывания. Для определения скорости, с которой автомобиль начинает крениться, в системе используется гиростат. Информация от гиростата используется для расчета конечного крена и, соответственно, риска опрокидывания. Если такой риск существует, срабатывает система контроля тяги для обеспечения курсовой устойчивости (DSTC), которая снижает мощность двигателя и подтормаживает одно или несколько колес с усилием, достаточным для выравнивания автомобиля.
При срабатывании системы DSTC, переднее внешнее колесо (при необходимости одновременно с задним внешним колесом) подтормаживаются, в результате чего автомобиль несколько выходит из дуги поворота. Воздействие боковых сил на шины уменьшается, что снижает также силы, способные опрокинуть автомобиль.
Благодаря срабатыванию системы с геометрической точки зрения радиус поворота несколько увеличивается, что, собственно, и является причиной уменьшения центробежной силы. Для выравнивания автомобиля необязательно значительно увеличивать радиус поворота. Например, во время резкого маневрирования на скорости 80 км/ч при значительных поворотах рулевого колеса (около 180° в каждом направлении), может оказаться достаточным увеличить радиус поворота на полметра.
Внимание!
Система RSC не защитит автомобиль от опрокидывания при слишком высоких угловых скоростях или при ударе колес о бордюр (неровность дороги) одновременно с изменением траектории. Большое количество груза на крыше также увеличивает риск опрокидывания при резком изменении траектории движения. Эффективность системы RSC также снижается при резком торможении, поскольку в этом случае тормозной потенциал уже используется полностью.
Проблема безопасности движения автомобильного транспорта относиться к весьма ограниченному множеству действительно глобальных проблем, непосредственно затрагивающих интересы практически всех членов современного общества, и сохраняет мировой уровень значимости, как в настоящем, так и в обозримом будущем.
Только в России, с ее весьма скромным по мировым меркам автопарком порядка 25 млн. автомобилей, в ДТП ежегодно погибает более 35 тысяч человек, более 200 тыс. получают ранения, а ущерб от более, чем 2 млн. регистрируемых ГИБДД ДТП достигает астрономических размеров.
Ожидать сколь - нибудь заметных позитивных изменений столь катастрофического состояния проблемы можно лишь при сосредоточении усилий общества на всех направлениях ее решения, определяемых по результатам содержательного системного анализа.
По существу, решение проблемы безопасности движения сводиться к решению двух независимых друг от друга задач:
задачи предотвращения столкновений;
задачи снижения тяжести последствий столкновения, если предотвратить его не удалось.
Вторая задача решается исключительно с помощью средств пассивной безопасности, таких как ремни и подушки безопасности (фронтальные и боковые) , дуги безопасности, устанавливаемые в салоне автомобиля и применения конструкций кузовов с программируемой деформацией силовых элементов.
Для решения первой задачи требуется анализ математических условий столкновений, формирование структурированного множества типовых столкновений, включающего все потенциально возможные столкновения и определение условий их предотвращения в терминах координат состояния объекта и их динамических границ.
Анализ множества типовых столкновений, содержащего 90 столкновений с препятствиями и 10 типовых опрокидываний, показывает, что направлениями ее решения являются:
строительство односторонних многополосных дорог магистрального типа, что позволяет исключить столкновения со встречными и неподвижными препятствиями, а так же с препятствиями, движущимися по пересекающимся направлениям одного уровня;
информационное оснащение действующей сети автодорог оперативными сведениями об опасных участках;
организация эффективного контроля за соблюдением ПДД силами ГИБДД;
оснащение автомобильного парка многофункциональными системами активной безопасности.
Следует отметить, что создание систем активной безопасности и оснащение ими автопарка является одним из наиболее перспективных направлений, сложившихся в ведущих развитых странах, и представляет собой актуальную прикладную проблему, решение которой в настоящее время далеко от завершения. Перспективность систем активной безопасности объясняется тем, что их применение потенциально позволяет предотвратить более 70 типовых столкновений из 100, в то время как строительство дорог магистрального типа позволяет предотвратить 60 из 100 типовых столкновений.
Сложность проблемы в научном аспекте определяется тем, что с позиций современной теории управления, автомобиль, как объект управления, характеризуемый вектором переменных состояния, является неполностью наблюдаемым и неполностью управляемым в движении, а задача предотвращения столкновений в общем случае относится к алгоритмически неразрешимым из-за непрогнозируемых изменений направления движения препятствий.
Это обстоятельство создает практически непреодолимые трудности при построении полнофункциональных автопилотов для автомобилей не только в настоящем, но и в обозримом будущем.
Кроме того, решение задачи динамической стабилизации координат состояния, к которой сводиться задача предотвращения столкновений в ее наиболее полной алгоритмически разрешимой постановке, характеризуется как неопределенностью большинства динамических границ переменных состояния, так и их возможными перекрытиями.
Сложность проблемы в техническом аспекте определяется отсутствием в мировой практике подавляющего большинства датчиков первичной информации, необходимых для измерения координат состояния и их динамических границ, а применение существующих ограничивается их высокой стоимостью, тяжелыми условиями эксплуатации, высоким энергопотреблением, низкой помехозащищенностью и трудностями размещения на автомобиле.
Сложность проблемы в экономическом аспекте определяется тем, что для придания статуса алгоритмической разрешимости задаче предотвращения столкновений необходимо оснащение многофункциональными системами активной безопасности всего автопарка, включая старые автомобили низших ценовых категорий. Учитывая, что стоимость ядра аппаратных средств, включая датчики и исполнительные устройства, наиболее распространенных зарубежных систем стабилизации продольных и поперечных скольжений колес (АБС,ПБС, ESP и VCS) превышает тысячу долларов, возможность оснащения ими действующего парка автомобилей представляется весьма проблематичной. Отметим, что число предотвращаемых типовых столкновений этими системами не превышает 20 из 100.
Проведенные исследования показывают, что для решения задачи динамической стабилизации в полном объеме требуется измерение следующего набора переменных и их динамических границ:
дистанций до попутных автомобилей;
дистанции необходимой для полной остановки;
скоростей и ускорений колес;
скоростей и ускорений центра масс автомобиля;
скоростей и ускорений продольных и поперечных скольжений колес;
углов поворота и схождения управляемых колес;
давлений воздуха в шинах;
износов кордов шин;
температур перегрева шин, характеризующих интенсивность износа протекторов;
дополнительных углов развала колес, возникающих при самопроизвольном или умышленном отворачивании крепежных болтов.
Как показывают результаты исследования проблемы, ее решение лежит в области интеллектуальных систем, которые строятся на принципах косвенных измерений всех приведенных выше переменных состояния и их динамических границ в минимально возможной конфигурации датчиков первичной информации.
Высокоточные косвенные измерения оказываются возможными лишь с применением оригинальных математических моделей и алгоритмов решения некорректных задач.
Естественно, что для технической реализации таких систем необходимо использование современной компьютерной техники и средств отображения информации, стоимость и функциональные возможности которых, подчинясь известному закону Мура “ удваивают свои возможности и вдвое снижаются в цене каждые 18 месяцев “, что создает условия для заметного снижения стоимости аппаратных средств данного типа систем.
Следует отметить, что уже сегодня разработаны отечественные многофункциональные системы активной безопасности предусматривающие индикацию водителю информации о приближении к границам опасных режимов, а собственно управление тормозами, акселератором, трансмиссией и рулевым колесом выполняется водителем.
Цены на такие системы сегодня не превышают 150-250 долларов США в зависимости от объемов функций, их установка на автомобили не вызывает затруднений, что снижает остроту экономического аспекта проблемы для автомобилей низшей ценовой категории.
Для автомобилей средней ценовой категории автоматическое выполнение некоторых функций, например стабилизации продольных скольжений колес, требует дополнительных исполнительных устройств (управляемых гидроклапанов, гидронасосов и др) , что, естественно, заметно увеличивает цены на системы этого класса.
Для автомобилей высокой ценовой категории может предусматриваться автоматическое выполнение большинства функций управления за счет введения в состав системы датчиков дистанций, состояния внешней среды и др.
Общими функциями для интеллектуальных систем активной безопасности различных ценовых категорий являются косвенные измерения координат состояния и их динамических границ, а также индикация приближения к границам опасных режимов. Выбор уровня автоматизации управления и необходимой для этого конфигурации технических средств остается в этом случае за владельцем автомобиля любой ценовой категории.
В качестве примера интеллектуальной системы активной безопасности рассмотрим отечественную компьютерную систему ИНКА –ПЛЮС.
Технические решения, положенное в основу ИНКА- системы, запатентованы в России, зарегистрированы во Всемирной организации интеллектуальной собственности (WIPO).
К числу основных функций ИНКА- системы относятся:
измерение разностей давлений в парах шин и индикация их отклонений от номиналов;
индикация скоростей вращения колес и индикация блокировок и пробуксовок колес;
измерение и индикация дополнительных углов развала колес.
В состав ИНКА- системы входят:
блок обработки и индикации информации (ИНКА- ПЛЮС) , устанавливаемый на приборной панели (фото1) в удобном для водителя месте;
датчики первичной информации индукционого типа, измеряющие приращения углов поворота колес (фото 2);
кабеля связи, выполняющие коммутацию датчиков с блоком обработки и индикации информации;
соединителя питания блока ИНКА-ПЛЮС, подключенного в штатное гнездо прикуривателя;
Фото1 блок обработки и индикации ИНКА-ПЛЮС
Фото2 датчик индукционного типа
Датчики ИНКА- системы состоят из двух диаметрально расположенных постоянных магнитов, наклеиваемых внутри обода и индукционной катушки, устанавливаемой на тормозном щите с помощью кронштейна.
Датчики ИНКА-системы не подвержены влиянию температур в диапазоне –40+120 град С, загрязнений, вибраций, влаги и других реальных факторов. Срок их службы практически не ограничен, а их установка не требует внесения изменений в конструкцию агрегатов автомобиля.
Датчики ИНКА-системы подключены к блоку обработки и индикации информации по токовой схеме, что позволяет полностью подавить электромагнитные помехи от распределителя зажигания и других источников помех.
Датчики ИНКА-системы не требуют подключения к источнику питания и не нуждаются в повторных настройках, регулировках и техническом обслуживании в процессе эксплуатации.
На лицевой панели блока ИНКА-ПЛЮС выведены 4 группы по 3 светодиода в каждой, расположение групп светодиодов соответствует расположению колес автомобиля (вид сверху)
Верхний светодиод зеленого свечения служит для индикации нормального уровня давления в шине. При отклонении от номинала на 0.25 –0.35 бара верхний светодиод мигает с частой 1 Гц.
Средний светодиод красного свечения служит для индикации отклонения давления от номинала. При отклонении давления от номинала в диапазоне 0.35- 0.45 бар предусматривается мигание с частотой 1Гц, при отклонении более 0.45 бар-постоянное свечение красного светодиода. Нижний светодиод группы зеленого свечения предназначен для отображения сигналов с датчиков первичной информации.
Кнопка настройки, расположена на торцевой поверхности блока ИНКА-ПЛЮС и предназначена для активации режима настройки косвенных измерений давлений.
Принцип действия ИНКА-системы основан на прецизионном измерении разностей частот вращения колес автомобиля, возникающих при снижении давления в одном из колес пары и соответствующем изменении статического радиуса этого колеса.
Экспериментально установлено, что для шин со статическими радиусами, порядка 280- 320 мм, изменение давления на 1 бар сопровождается изменением статического радиуса шины примерно на 1 мм.
Точность измерения разностей давления в парах колес не зависит от скорости движения автомобиля и состояния дорожного покрытия.
Возможные искажения, возникающие при скольжениях колес и при движении на виражах, обнаруживается алгоритмически и не влияют на результаты измерений.
Необходимость настройки системы может возникать в следующих случаях:
при замене или перестановке колес;
при изменении номиналов давлений;
при индикации ненулевых отклонений от номиналов в результате различного износа шин в парах колес.
Режим настройки активируется нажатием кнопки настройки при включенном питании и выполняется полностью автоматически. Завершение цикла настройки отображается на красном индикаторе правого заднего колеса при его включении на интервале 1 секунда.Номинальные значения давлений в шинах устанавливаются водителем на холодных шинах обычным образом. Индикация блокировок и пробуксовок колес выполняется с помощью светодиодов состояния датчиков колес. Блокировка колеса сопровождается пропаданием свечения на соответствующем светодиоде, пробуксовка колеса на скоростях менее 20 км/ч сопровождается появлением свечения на светодиоде буксующего колеса.
Увеличение несоосности датчика и магнитов, соответствующая увеличению углов дополнительного развала колес, сопровождается возрастанием скорости, на которой возникает свечение светодиода состояния датчика колеса.
В таблице 1 приведены технические характеристики системы ИНКА-ПЛЮС.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ИНКА-СИСТЕМ табл 1
Диапазон измерения давлений, бар
Относительная погрешность, %
Диапазон скоростей автомобиля, км/ч
Потребляемая мощность от сети, Вт
Напряжение бортовой сети, B
Масса комплекта, кг
В таблице 2 приведены сравнительные характеристики зарубежных систем аналогичного назначения, принцип действия которых основан на непосредственном измерении давлений в полости шин и передаче информации по радиоканалу.
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ табл 2
Модель системы
Ограничения на типы шин
Трудоемкость
Срок эксплуатации
Скорость мин. км/ч
Скорость макс км/ч
Демонтаж колес
Балансирв-ка колес
Michelin Zero Pressure
(Франция)
требуется
требуется
(Тайвань)
Бескамерные шины без металло-корда
требуется
требуется
Ограничен ресурсом источников питания датчиков
(Финлян-дия)
Бескамерные шины без металло-корда
требуется
требуется
Ограничен ресурсом источников питания датчиков
Шины одной модели
не требуется
не требуется
нет ограничений
Применение беспроводной схемы передачи данных по радиоканалу в рассматриваемых системах ограничивает их применение шинами без металлокорда, являющегося экраном для радиоволн, а конструкция датчика давления размещенного на ободе внутри шины, ограничивает применение этих систем для камерных шин. Величины перегрузок, действующих на элементы конструкции датчика и элементы питания при вращении колеса превосходят 250 g на скоростях более 144 км/ч. Отметим, что перегрузки в 200 g отмечаются при падении самолетов со скоростью 720 км/ч и образовании в местах падения воронки глубиной 10 м. При этом стрелки приборов пробивают циферблаты и тем самым сохраняют показания приборов в момент касания земли самолетом.
Масса датчиков давления этих систем составляет 20 - 40 грамм, что требует дополнительной балансировки колес, а для их установки внутри обода необходим демонтаж колеса. К этому следует добавить ограниченный ресурс источников питания датчиков, который значительно снижается при низких и высоких температурах.
Для ИНКА –систем отсутствуют ограничения по типам шин, необходимости демонтажа и дополнительной балансировки колес, по сроку эксплуатации, что определяется использованием датчиков индукционного типа, проводной линии связи и схемы расположения магнитов на ободе колеса.
Идеология построения ИНКА- систем допускает наращивание функций косвенных измерений переменных состояния и их динамических границ программным путем без увеличения количества датчиков первичной информации, что обеспечивает как полную наблюдаемость и управляемость объекта в движении, так и решение задачи предотвращения столкновений в ее наиболее полной алгоритмически разрешимой постановкe. Относительно низкая стоимость комплекта ИНКА –системы и отсутствие ограничений по установке датчиков позволяют оснащать ими все модели автомобилей, включая автомобили низших ценовых категорий.
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1,№2
по дисциплине «Безопасность транспортных средств»
Активная и пассивная безопасность автомобиля
Введение
1 Техническая характеристика автомобиля
2 Активная безопасность автомобиля
3 Пассивная безопасность автомобиля
4 Экологическая безопасность автомобиля
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Современный автомобиль по своей природе представляет собой устройство повышенной опасности. Учитывая социальную значимость автомобиля и его потенциальную опасность при эксплуатации, производители оснащают свои автомобили средствами, способствующими его безопасной эксплуатации. Из комплекса средств, которыми оборудован современный автомобиль, большой интерес представляют средства пассивной безопасности. 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 по причине того, что фирмы заботятся о здоровье клиентов.
Попробую объяснить несколько определений, скрывающихся под широким определением «пассивной безопасности».
Она подразделяется на внешнюю и внутреннюю.
К внутренней относится мероприятия по защите людей, сидящих в автомобиле, путем специального оборудования салона. К внешней пассивной безопасности относятся мероприятия по защите пассажиров путем придания кузову особых свойств, например, отсутствия острых углов, деформации.
Пассивная безопасность - совокупность узлов и устройств, позволяющих сохранить жизнь пассажиров автомобиля при аварии. Включает в себя, помимо прочего:
1.подушки безопасности;
2.сминаемые или мягкие элементы передней панели;
3.складывающуюся рулевую колонку;
4.травмобезопасный педальный узел - при столкновении педали отделяются от мест крепления и уменьшают риск повреждения ног водителя;
5.инерционные ремни безопасности с преднатяжителями;
6.энергопоглощающие элементы передней и задней частей автомобиля, сминающиеся при ударе - бамперы;
7.подголовники сидений - защищают от серьезных травм шею пассажира при ударе автомобиля сзади;
8.безопасные стекла: закаленные, которые при разрушении рассыпаются на множество неострых осколков и триплекс;
9.дуги безопасности, усиленные передние стойки крыши и верхняя рамка ветрового стекла в родстерах и кабриолетах поперечные брусья в дверях.
1 Технические характеристики автомобиля ГАЗ-66-11
Таблица 1 – Характеристика ГАЗ – 66 – 11
| Модель автомобиля | ГАЗ – 66 - 11 |
| Год выпуска | 1985 – 1996 гг. |
| Размерные параметры, мм | |
| Длина | 5805 |
| Ширина | 2322 |
| Высота | 2520 |
| База | 3300 |
| Колея, мм | |
| Передних колёс | 1800 |
| Задних колёс | 1750 |
| Весовые характеристики | |
| Масса в снаряжённом состоянии, кг | 3640 |
| Грузоподъёмность, кг | 2000 |
| Полная масса, кг | 3055 |
| Скоростные характеристики | |
| Максимальная скорость, км/ч | 90 |
| Время разгона до 100 км/ч, сек | нет данных |
| Тормозные механизмы | |
| Передней оси | Барабанного типа с внутренними колодками. Диаметр 380 мм., ширина накладок 80 мм. |
| Задней оси | |
Таблица 2. – Значения установившегося замедления.
2 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.
БЕЗОТКАЗНОСТЬ
Безотказность узлов, агрегатов и систем автомобиля является определяющим фактором активной безопасности. 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.
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 компоновки - 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 необходимой 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 ухудшается 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 передние колеса требует применение сложных узлов - 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.
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 выполнения 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.
ТЯГОВЫЕ СВОЙСТВА
Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность интенсивно увеличивать скорость движения. От этих свойств во многом зависит уверенность водитель при обгоне, проезде перекрестов. 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.
УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Устойчивость - способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающих 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 опрокидывании 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.
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.
ИНФОРМАТИВНОСТЬ
Информативность - свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средств, находящихся на дороге, о состояния дорожного покрытия и т.д. часто становится причиной аварии. Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспринимать 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.
Расположение панели приборов, кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т.д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроля показаний, 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.
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.
3 Пассивная безопасность автомобиля
КУЗОВ
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).
Конструкция кузова предусматривает, что при столкновении части кузова деформируются как бы по отдельности. Плюс к этому в конструкции использованы высоконапряженные металлические листы. Это делает машину более жесткой, а с другой стороны позволяет ей быть не такой тяжелой
РЕМНИ БЕЗОПАСНОСТИ
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» из-за своей простоты и удобства прижились трёхточечные.
Чтобы ремень нормально отработал своё предназначение, он должен плотно прилегать к телу. Раньше ремни приходилось регулировать, подгонять по фигуре. С появлением инерционных ремней необходимость «ручной регулировки» отпала - в нормальном состоянии катушка свободно крутится, и ремень может обхватить пассажира любой комплекции, он не сковывает действия и каждый раз, когда пассажир захочет сменить положение тела, ремешок всегда плотно прилегает к телу. Но в тот момент, когда наступит «форс-мажор» - инерционная катушка тут же зафиксирует ремень. Кроме того, на современных машинах в ремнях применяются пиропатроны. Небольшие заряды взрывчатки детонируют, дёргают ремень, и тот прижимает пассажира к спинке кресла, не давая ему удариться.
Ремни безопасности - это одно из самых действенных средств защиты при аварии.
Поэтому легковые автомобили должны оборудоваться ремнями безопасности, если для этого предусмотрены места крепления. Защитные свойства ремней во многом зависят от их технического состояния. К неисправностям ремней, при которых не допускается эксплуатация автомобиля, относятся видимые невооружённым глазом надрывы и потёртости тканевой ленты лямок, ненадёжная фиксация языка лямки в замке или отсутствие автоматического выброса языка при отпирании замка. У ремней безопасности инерционного типа лента лямки должна свободно втягиваться в катушку и блокироваться при резком движении автомобиля со скоростью 15 – 20 км/ч. Замене подлежат ремни, испытавшие критические нагрузки во время ДТП, в которых кузов автомобиля получил серьёзные повреждения.
ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ
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.
Сегодня надувные подушки безопасности - обычное дело не только на дорогих машинах, но и на маленьких (и относительно недорогих) автомобильчиках. Зачем же нужны подушки безопасности? И что они из себя представляют?
Разработаны подушки безопасности, как для водителей, так и для пассажиров на переднем сиденье. Для водителя подушка устанавливается обычно на рулевом управлении, для пассажира - на приборной панели (в зависимости от конструкции).
Передние подушки безопасности срабатывают при получении аварийного сигнала от блока управления. В зависимости от конструкции, степень наполнения подушки газом может варьироваться. Предназначение передних подушек – защита водителя и пассажира от травмирования твёрдыми предметами (кузов двигателя и др.) и осколками стёкол при фронтальных столкновениях.
Боковые подушки предназначены для уменьшения повреждения людей, находящихся в автомобиле при боковом ударе. Они устанавливаются на дверях, либо в спинках сидений. При боковом столкновении внешние датчики посылают сигналы в центральный блок управления подушками безопасности. Это делает возможным срабатывание как некоторых, так и всех боковых подушек.
Вот схема работы системы подушек безопасности:
Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показали, что таковая уменьшается на 20-25%.
В случае, если подушки безопасности сработали, или были каким-либо образом повреждены, они не могут быть отремонтированы. Вся система подушек безопасности подлежит замене.
Воздушная подушка водителя имеет объём от 60 до 80 литров, а переднего пассажира – до 130 литров. Нетрудно представить, что при срабатывании системы, объём салона уменьшается на 200-250 литров в течение 0,04 сек(см. рисунок), что даёт немалую нагрузку на барабанные перепонки. Кроме того, вылетающая со скоростью более 300 км/ч подушка, таит в себе немалую опасность для людей, если они не пристёгнуты ремнём безопасности и ничто не задерживает инерционное движение тела навстречу подушке.
Существует статистика, говорящая о влиянии надувных подушек безопасности на травматизм при аварии. Что же нужно делать, чтобы уменьшить вероятность травмы?
Если в машине имеется подушка безопасности, не стоит размещать повернутые назад детские сиденья на сиденье автомобиля, где эта подушка безопасности находится. При надувании подушка безопасности может сдвинуть сиденье и нанести травму ребенку.
Подушки безопасности на пассажирском месте повышают вероятность гибели детей до 13 лет, сидящих на этом месте. Ребёнок ниже 150 см роста может получить удар в голову воздушной подушкой, открывающейся со скоростью 322 км/ч.
ПОДГОЛОВНИКИ
Роль подголовника – предотвратить резкое движение головы во время аварии. Поэтому следует отрегулировать высоту подголовника и его позицию в правильное положение. Современные подголовники имеют две степени регулировки, позволяющие предотвратить травмы шейных позвонков при движении «взахлест», столь характерных при наездах сзади.
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.
ТРАВМОБЕЗОПАСНЫЙ РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ
Травмобезопасное рулевое управление является одним из конструктивных мероприятий, обеспечивающих пассивную безопасность автомобиля – свойство уменьшать тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий. Рулевой механизм рулевого управления может нанести серьёзную травму водителю при лобовом столкновении с препятствием при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой механизм перемещается в сторону водителя.
Водитель также может получить травму от рулевого колеса или рулевого вала при резком перемещении вперёд вследствие лобового столкновения, когда при слабом натяжении ремней безопасности перемещение составляет 300…400 мм. Для уменьшения тяжести травм, получаемых водителем при лобовых столкновениях, которые составляют около 50% всех дорожно-транспортных происшествий, применяют различные конструкции травмобезопасных рулевых механизмов. С этой целью кроме рулевого колеса с утопленной ступицей и двумя спицами, позволяющих значительно снизить тяжесть наносимых травм при ударе, в рулевом механизме устанавливают специальное энергопоглащающее устройство, а рулевой вал часто выполняют составным. Все это обеспечивает незначительное перемещение рулевого вала внутрь кузова автомобиля при лобовых столкновениях с препятствиями, автомобилями и другими транспортными средствами.
В травмобезопасных рулевых управлениях легковых автомобилей применяются и другие энергопоглащающие устройства, которые соединяют составные рулевые валы. К ним относятся резиновые муфты специальной конструкции, а также устройства типа «японский фонарик», который выполнен в виде нескольких продольных пластин, приваренных к концам соединяемых частей рулевого вала. При столкновениях резиновая муфта разрушается, а соединительные пластины деформируются и уменьшают перемещение рулевого вала внутри салона кузова.
Основными элементами колеса в сборе являются обод с диском и пневматическая шина, которая может быть бескамерной или состоять из покрышки, камеры и ободной ленты.
ЗАПАСНЫЕ ВЫХОДЫ
Люки крыши и окна автобусов могут быть использованы в качестве запасных выходов для быстрой эвакуации пассажиров из салона при ДТП или пожаре. С этой целью внутри и снаружи пассажирского помещения автобусов предусмотрены специальные средства для открытия аварийных окон и люков. Так, стекла могут устанавливаться в оконные проёмы кузова на двух замковом резиновом профиле, имеющем замковый шнур. При возникновении опасности необходимо выдернуть замковый шнур с помощью скобы, прикреплённой к нему, и выдавить стекло. Некоторые окна подвешиваются в проеме на петлях и снабжаются ручками для их открывания наружу.
Устройства для приведения в действие аварийных выходов автобусов, находящихся в эксплуатации, должны быть в работоспособном состоянии. Однако в процессе эксплуатации автобусов работники АТП нередко снимают скобу на аварийных окнах, опасаясь умышленной порчи уплотнения окон пассажирами или пешеходами в случаях, когда это не диктуется необходимостью. Подобная «предусмотрительность» делает невозможным экстренную эвакуацию людей из автобусов.
4 Экологическая безопасность автомобиля
Экологическая безопасность – это свойство автомобиля, позволяющее уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации. Мероприятиями по уменьшению вредного воздействия автомобилей на окружающую среду следует считать снижение токсичности отработавших газов и уровня шума.
Основными загрязняющими веществами при эксплуатации автотранспорта являются:
– выхлопные газы;
– нефтепродукты при их испарении;
– продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления, асфальтовых и бетонных покрытий.
Основными мероприятиями по предотвращению и уменьшению вредного воздействия автомобилей на окружающую среду следует считать:
1) разработку таких конструкций автомобилей, которые меньше загрязняли бы атмосферный воздух токсичными компонентами отработавших газов и создавали бы шум более низкого уровня;
2) совершенствование методов ремонта, обслуживания и эксплуатации автомобилей с целью снижения концентрации токсичных компонентов в отработавших газах, уровня шума, производимого автомобилями, и загрязнения окружающей среды эксплуатационными материалами;
3) соблюдение при проектировании и строительстве автомобильных дорог, инженерных сооружений, объектов обслуживания таких требований, как вписывание объекта в ландшафт; рациональное сочетание элементов плана и продольного профиля, обеспечивающее постоянство скорости движения автомобиля; защита поверхностных и грунтовых вод от загрязнения; борьба с водной и ветровой эрозией; предотвращение оползней и обвалов; сохранение животного и растительного мира; сокращение площадей, отводимых под строительство; защита зданий и сооружений вблизи дороги от вибраций; борьба с транспортным шумом и загрязнением воздуха; применение методов и технологии строительства, приносящих наименьший ущерб окружающей среде;
4) использование средств и методов организации и регулирования движения, обеспечивающих оптимальные режимы движения и характеристики транспортных потоков, сокращение остановок у светофоров, числа переключения передач и времени работы двигателей на неустановившихся режимах.
Методы снижения уровня шума автомобилей
Для снижения шума автомобиля, прежде всего, стремятся конструировать менее шумные механические узлы; уменьшать число процессов, сопровождающихся ударами; снижать величину неуравновешенных сил, скорости обтекания деталей газовыми струями, допуски сопрягаемых деталей; улучшать смазку; применять подшипники скольжения и бесшумные материалы. Кроме того, уменьшение шума автомобиля достигается применением шумопоглощающих и шумоизолирующих устройств.
Шум во впускном тракте двигателя может быть уменьшен с помощью воздухоочистителя специальной конструкции, имеющего резонансную и расширительную камеры, и конструкций впускных труб, уменьшающих скорости обтекания внутренних поверхностей потоком топливовоздушной смеси. Эти устройства позволяют снижать уровень шума впуска на 10–15 дБ по шкале А.
Уровень шума, при выпуске отработавших газов (при их истечении через выпускные клапаны), может достигать 120–130 дБ по шкале А. Чтобы уменьшить шум при выпуске, устанавливают активные или реактивные глушители. Наиболее распространенные простые и дешевые активные глушители представляют собой многокамерные каналы, внутренние стенки которых изготовлены из звукопоглощающих материалов. Звук гасится в результате трения отработавших газов о внутренние стенки. Чем больше длина глушителя и меньше сечение каналов, тем интенсивнее гасится звук.
Реактивные глушители представляют собой сочетание элементов различной акустической упругости; снижение шума в них происходит вследствие многократного отражения звука и возвращения его к источнику. Следует помнить, что чем эффективнее работает глушитель, тем больше уменьшается эффективная мощность двигателя. Эти потери могут достигать 15% и более. В процессе эксплуатации автомобилей необходимо тщательно следить за исправностью (прежде всего – герметичностью) впускного и выпускного трактов. Даже небольшая разгерметизация глушителя резко усиливает шум выпуска. Шум в трансмиссии, ходовой части и кузове нового исправного автомобиля может быть уменьшен путем конструктивных усовершенствований. В коробке передач применяются синхронизаторы, косозубые шестерни постоянного зацепления, блокирующие конусные кольца и ряд других конструктивных решений. Получают распространение промежуточные опоры карданного вала, гипоидные главные передачи, менее шумные подшипники. Совершенствуются элементы подвески. В конструкциях кузовов и кабин широко используются сварка, шумоизолирующие прокладки и покрытия. Шум в перечисленных выше частях и механизмах автомобилей может возникать и достигать значительных величин только при неисправностях отдельных узлов и деталей: поломке зубьев шестерни, коробления дисков сцепления, дисбалансе карданного вала, нарушении зазоров между зубчатыми колесами в главной передаче и т.д. Особенно резко возрастает шум автомобиля при неисправности различных элементов кузова. Основной путь устранения шума – правильная техническая эксплуатация автомобиля.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Обеспечение исправного состояния элементов конструкции автомобиля, требования к которому рассмотрены ранее, позволяет снизить вероятность ДТП. Однако создать абсолютную безопасность на автодорогах пока не удаётся. Вот почему специалисты многих стран уделяют большое внимание так называемой пассивной безопасности автомобиля, позволяющим уменьшить тяжесть последствий ДТП.
ЛИТЕРАТУРА
1. www.anytyres.ru
2. www.transserver.ru
3. Теория и конструкция автомобиля и двигателя
Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевский А. А.
4. Организация автомобильных перевозок и безопасность движения 6 учеб. пособие студ.высш.учеб. заведений/ А.Э.Горев, Е.М.Олещенко.- М.: Издательский центр «Академия». 2006.(стр.187-190)
Что такое система активной безопасности и чем она отличается от пассивной? Второй случай представлен всевозможными приспособлениями, не влияющими на процесс управления. Яркими представителями системы являются ремень и подушка. Активная безопасность автомобиля выражена более сложными устройствами. К этой группе относятся, в основном, всевозможные электронные системы. В своей работе они используют алгоритмы. Любое отклонение от показателей сразу же вызывает реакцию, приводящую значения в норму.
Можно говорить о перехвате управления автомобилем электронной системой управления.
На сегодняшний день существует большое количество всевозможных электронных систем на борту автомобиля. Все они направлены на облегчение процесса вождения и повышают возможность маневрирования. Можно провести условное разделение на основные и вспомогательные системы.
Сюда же можно включить все средства, помогающие водителю в тех или иных ситуациях. Например, круиз-контроль, автоматически удерживающий скорость и распознающий расстояние до ближайших преград. Специальные парковочные программы позволят определить расстояние между автомобилем и препятствием, сообщая водителю насколько еще можно подъехать.
Это такие системы, которые работают автоматически. Они не дают водителю потерять контроль над управлением. Благодаря их наличию на большинстве современных автомобилей удалось существенно снизить количество ДТП. О них далее и пойдет речь.
Самыми популярными и эффективными считаются такие системы.
АБС получила свое развитие ближе к концу прошлого века. Ее возможности удалось раскрыть только благодаря электронике. Сегодня, многие страны не допускают производства или управления автомобиля без наличия АБС на борту. Особенно важно это для общественного автотранспорта.
Принцип работы.
Современные АБС способны осуществлять до 15 циклов в секунду.
Список преимуществ достаточно большой. Такое устройство в автомобиле помогает сделать следующее:
АБС разрабатывалась компанией Bosch, эта же фирма является основным производителем и лидером на рынке. Текущие модели способны работать с каждым колесом индивидуально.
На базе АБС работает еще одна важная система – ПБС. Что она делает? Следит за тем, чтобы колеса не начали буксовать и скользить. В большинстве автомобилей она пользуется теми же датчиками, что и АБС, на низких скоростях использует тормоза, а на скорости свыше 80 км/час – замедляет движение с помощью двигателя, работая с ЭБУ в одной связке. Это приводит к повышению устойчивости автомобиля как на трассе, так и на грунтовых дорогах. В отличие от АБС, ПБС может быть отключена водителем.
Как и ПБС, СРТУ использует датчики и механизмы АБС, имеет схожий принцип работы. Она обеспечивает равномерное торможение передних и задних колес, приводя процесс к сбалансированному замедлению. Для чего это нужно?
В случае экстренного торможения вся нагрузка, вместе с центром тяжести, перемещается на передние колеса. В этот момент на заднюю пару не оказывается необходимое давление, а значит – снижается сцепление с дорогой.
СЭТ – одна из важнейших элементов активной безопасности. По принципу действия она делится на системы автоматического экстренного торможения и системы помощи.
Среди всех вариантов работы можно выделить общий принцип действия.
Многие СЭТ имеют в своем арсенале куда большие функции, включая воздействие на работу двигателя, тормозов и даже систему пассивной безопасности.
Помощник торможения имеет совершенно другие функции и задачи. Он использует датчики скорости нажатия педали тормоза. Если в экстренной ситуации водитель недожимает педаль или по какой-то причине не может этого сделать, то компьютер все сделает за него.
ЭБД служит для предотвращения скольжения одного из ведущих колес во время разгона и набора скорости. С его помощью удается достичь максимального контроля во время ускорения и более быстрого набора скорости.
СДС является представительницей электронных систем с более высоким уровнем, чем все предыдущие. Более того, она контролирует работу следующих систем:
В чем заключается ее роль? В удерживании выбранного курса и максимальной управляемости автомобилем во время маневров. Пользуясь механизмами регулировки, удается добиться уверенных поворотов, без заносов, ускорения или замедления во время маневров и много прочего.
Как уже говорилось, к этой категории относятся всевозможные вспомогательные программы и блоки.
Среди них можно выделить представителей, обладающих следующими возможностями.
На сегодняшний день каждый производитель автомобилей может предложить свои системы, которые, так или иначе, отличаются от аналогов на рынке. Некоторые разработки применяются всего лишь несколькими компаниями.
Да Нет
