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

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

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

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

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

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

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

Активная безопасность автомобиля

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

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

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

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

Круиз-контроль - это система, автоматически поддерживающая заданную скорость движения вне зависимости от изменений профиля дороги (подъемы, спуски). Управление работой данной системы (фиксация скорости, ее снижение или увеличение) осуществляется водителем путем нажатия кнопок на подрулевом выключателе или руле после разгона автомобиля до необходимой скорости. При нажатии водителем педали тормоза или газа система моментально отключается.Круиз-контроль значительно уменьшает появление усталости у водителя в длительных поездках, поскольку позволяет ногам человека находиться в расслабленном состоянии. В большинстве случаев круиз-контроль снижает расход топлива, поскольку поддерживается стабильный режим работы двигателя; увеличивается моторесурс двигателя, так как при поддерживаемых системой постоянных оборотах отсутствуют переменные нагрузки на его детали.

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

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

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

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

Рейтинг безопасности автомобилей (краш-тесты EuroNCAP)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Заводские краш-тесты

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

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

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

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

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

Куклы для взрослых

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

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

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

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

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

Заключение

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

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КОКШЕТАУСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБАЯ МЫРЗАХМЕТОВА

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

специальность 5В090100 - «ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОК, ДВИЖЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСПОРТА»

ПОВЫШЕНИЕ ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЕГО КОНСТРУКЦИИ

Алпысбаев Темирлан Мухамедрашидович

Кокшетау, 2016

Введение

2.3.1 Ремень безопасности

2.3.2 Кузов

2.3.3 Безопасные клеммы

2.3.4 Подушки безопасности

2.3.5 Подголовники

2.3.6 Ограничители усилия натяжения ремней безопасности

2.3.7 Реечный преднатяжитель ремня безопасности

2.3.8 Травмобезопасный рулевой механизм

2.3.9 Запасные выходы

2.4 Место водителя

3. Экологическая безопасность автотранспортного средства

4. Экономическая эффективность средств пассивной безопасности

4.1 Эффективность эргономики

4.2 Экономическая эффективность модернизации автотранспортного средства

Заключение

Список использованной литературы

Введение

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

Безопасность дорожного движения существенно зависит от конструкции автотранспортного средства, от эргономичности рабочего места водителя, что может влиять на уровень его утомляемости и, в целом, на состояние здоровья. Как показывают исследования, этому фактору при проведении экспертиз дорожно-транспортных происшествий (ДТП) практически не уделяется внимание. При создании новых транспортных средств эту проблему считают одной из самых важных, но пока страны СНГ и Казахстан в том числе, отстает в этом вопросе от ведущих зарубежных фирм. Но и за рубежом не применяется оценка влияния эргономических факторов на работоспособность и состояние здоровья водителя.

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.

Целью дипломной работы является решение вопроса о повышении пассивной безопасности автомобиля путем совершенствования элементов его конструкции.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

Анализ параметров, обеспечивающих пассивную безопасность автотранспортного средства;

Нахождение путей совершенствования элементов конструкции автомобиля;

Рассмотрение экологической безопасности автотранспортного средства;

Определение экономической эффективности средств пассивной безопасности. пассивный безопасность автотранспортный конструкция

Объектом исследования в дипломной работе является пассивная безопасность автотранспортного средства.

Предметом исследования явились конструктивные элементы автомобиля, которые влияют на безопасность пассажиров и автомобиля при его движении и резкой остановке.

Степень изученности проблемы: основные принципы обеспечения безопасности дорожного движения и пассивной безопасности автотранспортного средства давно и широко известны, что отражено в работах Г.В. Спичкина, А.М. Третьякова, Б.Л. Либина Б.Л , И.А. Венгерова , А.М. Харазова и др.

Методы исследования: аналитическая обработка результатов публикаций и опросов, анализ статистических данных по отчетам департаментов внутренних дел и Министерства транспорта и коммуникаций, метод автоматизированного поиска в сети Интернет.

Научная новизна работы заключается в том, что предложено оснащение автотранспортного средства такими конструктивными элементами, которые повышают безопасность автомобиля, водителя и пассажиров во время движения и в момент резкой остановки.

Практическая ценность дипломной работы состоит в разработке компонентов системы пассивной безопасности транспортного средства, что крайне актуально для условий столкновения и опрокидывания автотранспортного средства в момент повышения общего уровня ДТП на улично-дорожной сети городов и на международных скоростных трассах.

Практической базой написания дипломной работы явилось РЭО УДП ДВД, Акмолинской области, г. Кокшетау.

Структура и объем дипломной работы: Работа состоит из более, чем шестидесяти страниц текста пояснительной записки. Введения, четырех частей, заключения, списка использованной литературы и электронной презентации.

Во введении определенна актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость.

В первой главе выполнен анализ параметров, обеспечивающих пассивную безопасность автотранспортного средства;

Во второй главе предложены пути совершенствования элементов конструкции автомобиля;

В третьей главе рассмотрена экологическая безопасность автотранспортного средства;

В четвертой главе определена экономическая эффективность средств пассивной безопасности.

В заключении сделаны краткие выводы по результатам работы, определена оценка полноты решений поставленных задач, даны рекомендации и исходные данные по конкретному использованию результатов работы.

1. Анализ параметров, обеспечивающих пассивную безопасность автотранспортного средства

1.1 Безопасность транспортных средств

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

Различают активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность транспортного средства. Под активной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства, снижающие вероятность возникновения дорожно-транспортного происшествия. Активная безопасность обеспечивается несколькими эксплуатационными свойствами, позволяющими водителю уверенно управлять автомобилем, разгоняться и тормозить с необходимой интенсивностью, совершать маневрирование на проезжей части, которого требует дорожная обстановка, без значительных затрат физических сил. Основные из этих свойств: тяговые, тормозные, устойчивость, управляемость, проходимость, информативность, обитаемость.

Под пассивной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства, снижающие тяжесть последствий дорожно- транспортного происшествия. Различают внешнюю и внутреннюю пассивную безопасность автомобиля. Основным требованием внешней пассивной безопасности является обеспечение такого конструктивного выполнения наружных поверхностей и элементов автомобиля, при котором вероятность повреждений человека этими элементами в случае дорожно - транспортного происшествия была бы минимальной.

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

Примером элемента пассивной безопасности может быть травмобезопасный бампер, назначение которого - смягчать удары автомобиля о препятствия при малых скоростях движения (например, при маневрировании в зоне стоянки). Пределом выносливости перегрузок для человека является 50-60g (g- ускорение свободного падения). Пределом выносливости для незащищённого тела является величина энергии, воспринимаемая непосредственно телом, соответствующая скорости движения около 15 км/ч. При 50 км/ч энергия превышает допустимую примерно в 10 раз. Следовательно задача состоит в снижении ускорений тела человека при столкновении за счёт продолжительных деформаций передней части кузова автомобиля, при которых поглощалось бы как можно больше энергии.

Примечание - 3

Рисунок 1. - Структура безопасности транспортных средств

То есть, чем больше деформация автомобиля и чем дольше она происходит, тем меньшие перегрузки испытывает водитель при столкновении с препятствием. К внешней пассивной безопасности имеют отношение декоративные элементы кузова, ручки, зеркала и другие детали, закреплённые на кузове автомобиля. На современных автомобилях всё шире применяются утопленные ручки дверей, не наносящие травм пешеходам в случае дорожно-транспортного происшествия. Не применяются выступающие эмблемы заводов-изготовителей на передней части автомобиля. К внутренней пассивной безопасности автомобиля предъявляются два основных требования:

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

Исключение травмоопасных элементов внутри кузова (кабины).

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

Анализ дорожно - транспортных происшествий показывает, что подавляющее большинство погибших находилось на переднем сиденье. По- этому при разработке мероприятий по пассивной безопасности в первую очередь уделяется внимание обеспечению безопасности водителя и пасса- жира, находящихся на переднем сиденье. Конструкция и жесткость кузова автомобиля выполняются такими, чтобы при столкновениях деформировались передняя и задняя части кузова, а деформация салона (кабины) была по возможности минимальной для сохранения зоны жизнеобеспечения, то есть минимально необходимого пространства, в пределах которого исключено сдавливание тела человека, находящегося внутри кузова.

Кроме того, должны быть предусмотрены следующие меры, снижающие тяжесть последствии при столкновении: - необходимость перемещения руля и рулевой колонки и поглощения ими энергии удара, а также равномерного распределения удара по поверхности груди водителя; - исключение возможности выброса или выпадения пассажиров и водителя (надежность дверных замков); - наличие индивидуальных защитных и удерживающих средств для всех пассажиров и водителя (ремни безопасности, подголовники, пневмо- подушки); - отсутствие травмоопасных элементов перед пассажирами и водителем; - оборудование кузова травмобезопасными стеклами. Эффективность применения ремней безопасности в сочетании с другими мероприятиями подтверждена статистическими данными. Так, использование ремней уменьшает количество травм на 60 - 75% и снижает их тяжесть.

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

1.2 Биомеханика основных видов ДТП

В процессе наиболее тяжелых ДТП (столкновения, наезды на неподвижные препятствия, опрокидывания) вначале деформируется кузов автомобиля, происходит первичный удар. Кинетическая энергия автомобиля при этом тратится на поломку и деформацию деталей. Человек внутри автомобиля продолжает движение по инерции с прежней скоростью. Силы, удерживающие тело человека (мышечные усилия конечностей, трение о поверхность сиденья), невелики по сравнению с инерционными нагрузками и не могут воспрепятствовать перемещению. 8

Когда человек контактирует с деталями автомобиля - рулевым колесом, панелью приборов, ветровым стеклом и т.п., происходит вторичный удар. Параметры вторичного удара зависят от скорости и замедления автомобиля, перемещения тела человека, формы и механических свойств деталей, о которые он ударяется. При высоких скоростях автомобиля возможен также третичный удар, т.е. удар внутренних органов человека (например, мозговой массы, печени, сердца) о твердые части скелета.

В 1994 г. в Имоле разбился великий пилот Формулы 1, Айртон Сенна. Находясь в прочном монококе, он не получил опасных для жизни “внешних” травм, а скончался от многочисленных повреждений внутренних органов и головного мозга, вызванных перегрузкой. Монокок остался практически цел, пилота убило почти мгновенное замедление со скорости 300 км/ч до нуля. При распространенных на наших дорогах скоростях большую часть травм водители и пассажиры получают во время вторичного удара.

Наибольшее значение для внутренней пассивной безопасности имеют столкновения транспортных средств и их наезды на неподвижное препятствие, а для внешней - наезды на пешеходов.

По статистике, самое опасное сиденье в машине - правое переднее, потому что инстинктивно, в самый последний момент, водитель все же отводит удар от себя, причем самые серьезные телесные повреждения получает пассажир, не пользовавшийся ремнем безопасности. На втором месте - водительское. На третьем - заднее правое. А самое безопасное место - сзади, за водителем. 3

На рис. 2 показан механизм образования травм при встречных столкновениях у водителя легкового автомобиля. В начале удара водитель скользит по сиденью вперед, и его колени ударяются о панель приборов (рис. 2, а и б). Затем сгибаются тазобедренные суставы, и верхняя часть туловища наклоняется вперед до удара о рулевое колесо (в и г). При больших скоростях автомобиля возможен удар о ветровое стекло (д и е), а при боковых столкновениях - повреждение головы об угловую сторону кузова. Передний пассажир, перемещаясь вперед, также ударяется сначала коленями о панель приборов, затем головой о ветровое стекло (рис. 3, а-г). В случае движения автомобиля с большой скоростью возможно травмирование подбородка и груди пассажира о верхний край панели приборов (рис. 3, д и е). При боковых ударах повреждаются плечи, руки и колени. Таким образом, источниками травм водителя наиболее часто являются рулевая колонка, рулевое колесо, панель приборов. Для передних пассажиров опасность представляют панель приборов и ветровое стекло, а для задних - спинки передних сидений. Кнопки и рычаги управления, пепельницы, детали радиоприемника обычно не наносят серьезных ранений. Однако при ударе о них головой у водителя и пассажиров может быть повреждено лицо. Также источниками повреждений являются детали дверей. Большое число травм получают люди при выбрасывании через двери, открывшиеся вследствие удара.

Примечание 3

Рисунок 2. - Механизм образования травм у водителя при столкновении автомобилей

Примечание - 3

Рисунок 3. - Механизм образования травм у переднего пассажира

Кроме того, необходимо учитывать, следующие моменты:

Двигатель, который у большинства современных автомобилей находится впереди, в результате удара вполне может оказаться внутри салона и упасть на ноги;

Если автомобиль “догоняют” сзади, то резкое запрокидывание головы - верный перелом позвоночника;

Отдельные детали интерьера могут при ударе срываться со своих мест и отправляться в путешествие по салону.

Когда автомобиль ударяется о препятствие, то человек по инерции продолжает движение внутри остановившегося автомобиля. Но недолго - до ближайшего твердого предмета, которых в салоне вполне достаточно.

Представьте себе автомобиль, врезающийся в бетонную стенку на скорости 72 км/ч (20 м/с). При этом перегрузка, действующая на пассажиров, составит 25,5g, то есть человека, весящего 75 кг, “приложит” о приборную доску с силой в 1912 кг! Упираться руками и ногами бесполезно. Кстати, аналогичный расчет показывает, почему прочные джипы более опасны для пассажиров. В подобных условиях мощная рамная конструкция сомнется всего на 0,3-0,4 м. Соответственно, перегрузки и силы, действующие на пассажиров, вырастут в два раза со всеми вытекающими последствиями.

1.3 Компоненты системы пассивной безопасности автомобиля

Современный автомобиль является источником повышенной опасности. Неуклонный рост мощности и скорости автомобиля, плотности движения автомобильных потоков значительно увеличивают вероятность аварийной ситуации.

Для защиты пассажиров при аварии активно разрабатываются и внедряются технические устройства безопасности. В конце 50-х годов прошлого века появились ремни безопасности, предназначенные для удержания пассажиров на своих местах при столкновении. В начале 80-х годов были применены подушки безопасности.

Совокупность конструктивных элементов, применяемых для защиты пассажиров от травм при аварии, составляет систему пассивной безопасности автомобиля. Система должна обеспечивать защиту не только пассажиров и конкретного автомобиля, но и других участников дорожного движения. 8

Важнейшими компонентами системы пассивной безопасности автомобиля являются:

ремни безопасности;

активные подголовники;

подушки безопасности;

безопасная конструкция кузова;

аварийный размыкатель аккумуляторной батареи;

ряд других устройств (система защиты при опрокидывании на кабриолете;

детские системы безопасности - крепления, кресла, ремни безопасности).

Современной разработкой является система защиты пешеходов. Особое место в пассивной безопасности автомобиля занимает система экстренного вызова.

Современная система пассивной безопасности автомобиля имеет электронное управление, обеспечивающее эффективное взаимодействие большинства компонентов. Конструктивно система управления включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства.

Входные датчики фиксируют параметры, при которых возникает аварийная ситуация, и преобразуют их в электрические сигналы. К ним относятся датчики удара, выключатели замка ремня безопасности, датчик занятости сидения переднего пассажира, а также датчик положения сидения водителя и переднего пассажира.

На каждую из сторон автомобиля устанавливается, как правило, по два датчика удара. Они обеспечивают работу соответствующих подушек безопасности. В задней части датчики удара применяются при оборудовании автомобиля активными подголовниками с электрическим приводом.

Выключатель замка ремня безопасности фиксирует использование ремня безопасности. Датчик занятости сидения переднего пассажира позволяет в случае аварийной ситуации и отсутствии на переднем сидении пассажира сохранить соответствующую подушку безопасности.

В зависимости от положения сидения водителя и переднего пассажира, которое фиксируется соответствующими датчиками, изменяется порядок и интенсивность применения компонентов системы. 8

На основании сравнения сигналов датчиков с контрольными параметрами блок управления распознает наступление аварийной ситуации и активизирует необходимые исполнительные устройства элементов системы.

Исполнительным устройствами элементов системы пассивной безопасности являются пиропатроны подушек безопасности, натяжителей ремней безопасности, аварийного размыкателя аккумуляторной батареи, механизма привода активных подголовников (при использовании подголовников с электрическим приводом), а также контрольная лампа, сигнализирующая о непристегнутых ремнях безопасности.

Активизация исполнительных устройств производится в определенном сочетании в соответствии с заложенным программным обеспечением. 15

При фронтальном ударе в зависимости от его силы могут сработать натяжители ремней безопасности или фронтальные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности.

При фронтально-диагональном ударе в зависимости от его силы и угла столкновения могут сработать:

натяжители ремней безопасности;

фронтальные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;

соответствующие (правые или левые) боковые подушки безопасности и натяжители ремней безопасности:

соответствующие боковые подушки безопасности, головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;

фронтальные подушки безопасности, соответствующие боковые подушки безопасности, головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности.

При боковом ударе в зависимости от силы удара могут сработать:

соответствующие боковые подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;

соответствующие головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;

соответствующие боковые подушки безопасности, головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности.

При ударе сзади в зависимости от силы удара могут сработать натяжители ремней безопасности, размыкатель аккумуляторной батареи и активные подголовники.

2. Пути совершенствования элементов конструкции автомобиля

2.1 Эргонометрическая оценка транспортных средств

Безопасность дорожного движения существенно зависит от эргономичности рабочего места водителя, что может влиять на уровень его утомляемости и, вообще, на состояние здоровья. К сожалению, этому фактору при проведении экспертиз дорожно-транспортных происшествий практически почти не уделяют внимания, хотя иногда говорят об этом. При создании новых транспортных средств этой проблеме уделяют все большее внимание. Но за рубежом не применяется оценка влияния эргономических факторов на работоспособность и состояние здоровья водителя. Также никакого внимания в автошколах не уделяется психологическим аспектам, тогда как непосредственно или косвенно они часто бывают причинами дорожно-транспортных происшествий. Психологическая культура преподавателей автошкол облегчает освоение знаний и повышает эффективность их использования в практике вождения. 28

Современные транспортные средства, наряду с многочисленными характеристиками, часто подробно внесенными фирмами - изготовителями в паспорта и другие технические документы, имеют также многочисленные эргономические характеристики, характеризующие комфорт и безопасность водителя и пассажиров. К ним относятся шум, вибрация, загазованность, пыль, форма кресел, конструкция приборного щитка и т.д.

Однако эти параметры, как правило, не отражаются в технической документации. В соответствии с действующими нормативными документами каждый из эргономических параметров транспортных средств в основном оцениваются индивидуально, независимо от других, несмотря на то, что на организм человека эргономические параметры всегда влияют совокупно. Общая же оценка рабочего места определяется в баллах, методика расчета которых весьма субъективна и не обоснована метрологически.

Для комплексной эргономической количественной оценки транспортных средств, фирмой «Локус» совместно с Санкт-Петербургской медицинской академией им. И. И. Мечникова были проведены предварительные исследования, направленные на определение возможности использования для этой цели эргономического параметра «Эргоемкость», измеряемого в новых единицах D, количественно характеризующего биологические затраты организма человека при комплексных воздействиях различных нагрузок .

Эргономическая оценка транспортных средств по параметру эргоемкость должна быть выполнена в стандартных условиях на соответствующих транспортных средствах, и включать в себя комплекс медицинских исследований организма водителей и математического анализа результатов по специальной компьютерной программе.

Однако такие исследования требуют выполнения достаточно большого объема работ и значительного финансирования.

Поэтому в данной стадии мы выполнили только предварительные исследования, в основном использующих результаты выполненных ранее работ.

Определение величины эргоемкости основано на критерии времени восстановления функциональных сдвигов, возникающих в организме в результате трудовой деятельности - в данном случае управлении транспортным средством.

Имеющиеся в нашем распоряжении материалы позволили произвести расчеты эргоемкости различных видов городского общественного транспорта: автобусов, троллейбусов, трамваев и легковых такси.

Как показали исследования, закономерность развития функциональных сдвигов у водителей и их восстановления в целом соответствует подобным процессам в других видах трудовой деятельности человека.

Как оказалось, функциональные сдвиги, возникающие у водителей, за время отдыха в течение суток полностью не восстанавливаются, и происходит их накопление. Полное же восстановление происходит только в выходные дни. 3

Таким образом, напряженный график работы водителей приводит к накоплению их усталости в течение рабочей недели, что увеличивает вероятность аварийных ситуаций.

После анализа результатов многочисленных гигиенических исследований различных авторов с помощью специализированной компьютерной программы установлено, что для обеспечения оптимальных условий труда значение эргоемкости не должно превышать 8 D для 95% людей, так как при этом за время отдыха в течение суток будет происходить полное восстановление функциональных сдвигов.

Как показали предварительные исследования, оценка эргономических качеств автодорожного транспорта по показателю эргоемкость позволит значительно повысить потребительские качества и безопасность автомобилей без вложения каких-либо существенных денежных средств.

Это подтверждается результатами исследований рабочих мест авиадиспетчеров, в результате которых путем их незначительной модернизации степень утомления авиадиспетчеров уменьшилась до 3-х раз; компьютерных рабочих мест, в результате чего были разработаны новые компьютерные столы, полностью учитывающие специфику работы и индивидуальные требования операторов, ряда других рабочих мест и промышленного оборудования .

Применительно к автодорожному транспорту у нас уже сейчас есть некоторые предложения по улучшению эргономических параметров приборных щитков, конструкции кресел, радиооборудования и других узлов .

Таким образом, введение в перечень технических параметров автодорожного транспорта эргономических показателей, в частности эргоемкости, позволит значительно улучшить потребительские качества транспортных средств и повысить их безопасность.

При подготовке водителей в автошколах было бы полезно ввести некоторые вопросы психологии и эргономики. Последнее решается конструкторами и дизайнерами, но и водитель может и должен подгонять свое место с учетом своих антропометрических данных и психологических особенностей, чтобы была максимальная комфортность места водителя и его меньшая утомляемость.

Познать себя - это один из важнейших аспектов постановки любого образования, но к сожалению в традиционном образовании любого уровня этот вопрос утерян, даже там, где психология является ведущей учебной дисциплиной. Психологические учебные дисциплины сильно формализованы. В автошколе слишком мало времени для изучения психологических дисциплин, но, преподавая другие разделы и даже ПДД, их можно ставить так, чтобы ученик мог эти знания прочувствовать и пропустить через себя и осознать их, а не просто формально запомнить для сдачи экзамена. Но, наверное, необходимо выделить важнейшие вопросы психологии и эргономики применительно к особенностям дорожного движения.

Профессиональная пригодность водителя определяется базовыми свойствами, такими как темперамент и характер. Водители сангвиники и флегматики адекватно реагируют на дорожную ситуацию, тогда как холерики и меланхолики неправильной реакцией могут вызвать ДТП или попасть в него. Но водить хотят люди всех темпераментов. Холерики и меланхолики должны знать о своих особенностях, но при этом они должны также знать, что они могут включить черты сангвиника или флегматика, т.к. каждый человек имеет свойства темпераментов всех видов. Кроме этого необходимо понимать суть дорожного поведения, а также влияние стрессов на характер поведения за рулем и на состояние здоровья .

Очевидно, что пассивная безопасность автомобиля во время его эксплуатации напрямую зависит от психологического состояния водителя. Наличие в автотранспортном средстве элементов конструкции, способствующих выравниванию психологического фона позволяет уменьшать риск получения тяжелых травм пассажиров.

2.2 Антропометрия и пассивная безопасность автомобиля

Антропометрические данные являются исходным материалом при конструировании и разработке многих технических систем, с которыми человек имеет контакт в своей производственной и непроизводственной деятельности. В области конструирования автомобилей антропометрические данные до последнего времени использовали главным образом с целью удовлетворения требований эргономики. Исследования в области пассивной безопасности показали, что использование антропометрических данных является необходимым условием при создании безопасных конструкций автомобилей. Применение антропометрических данных имеет свои особенности, в силу которых медицинские антропометрические данные часто являются недостаточными или даже неприменимыми.

При посадке в автомобиль человек (водитель или пассажир) занимает специфичное положение, которое обусловлено интерьером автомобиля и возможностями регулировки сиденья или органов управления. Кроме того, существуют специфичные положения частей тела человека, характерные для определенных условий, в которых может оказаться человек, находящийся в автомобиле. Например, при столкновении автомобиля человек, находящийся в нем, принимает положение, характерное только для данных условий. Антропометрические измерения водителей автомобилей, проведенные Стаудтом и Макфарландом, можно считать характерным образцом подобного рода исследований. Особенность их методики - применение специального жесткого сиденья-стенда, на котором проводились измерения, что исключает влияние конструкции и жесткости сиденья на получаемые результаты и позволяет применить результаты измерений к любому мягкому автомобильному сиденью.

Данные, получаемые при антропометрических замерах, характеризуют только размеры тела человека и не учитывают отклонений, которые обусловлены одеждой человека. Антропометрические измерения в целях пассивной безопасности должны проводиться с учетом условий, характерных для положения человека в автомобиле, а также включать одежду и обувь измеряемых субъектов. 28

Антропометрия обозначает измерение человека. Многие исследователи пришли к мнению, что не существует среднего человека, который часто фигурировал раньше как критерий конструктивных ограничений сферы действия человека. Речь может идти лишь о предельных размерах человека, полученных при измерении определенной популяции населения и применимых к системе, с которой эти люди взаимодействуют. Различают статические и динамические (или функциональные) измерения. Статические измерения производятся при неподвижном, фиксированном в определенном положении теле человека и могут быть использованы для обеспечения приспособляемости человека к условиям интерьера автомобиля, т. е. его размещения в определенном пространстве. Динамические измерения устанавливают пределы, которые необходимы для осуществления человеком функции управления .

Применимость антропометрических данных характеризуется так называемой репрезентативностью. Репрезентативность - это степень охвата данным размером определенного контингента людей. Количественно репрезентативность представляет собой часть площади (в процентах) под кривой нормального распределения значений какого-либо антропометрического признака (размера) для определенного контингента людей при сплошном отборе индивидов. Зная закон распределения вероятностей, среднюю величину признака (т) и среднеквадратичное отклонение (б), можно определить число людей, у которых величина антропометрического признака укладывается в тот или иной интервал. Пользуясь этими данными, можно в каждом конкретном случае рассчитать число людей, размерам которых будет удовлетворять данная конструкция. Как правило, в настоящее время при конструировании технических систем «человек-машина» невозможно добиться полного соответствия машины требованиям всех людей, от самых больших до самых малых. Обычно не учитываются размеры 5% самых высоких или самых низких людей, в зависимости от того, на что влияет данный размер. В автомобилестроении при равной вероятности для самых больших и для самых низких людей не учитываются их размеры. Это можно пояснить на следующих примерах. Выбирая высоту салона автомобиля, можно ограничиться размером, соответствующим наименьшему росту 5% самых высоких людей. Напротив, располагая органы управления, можно пренебречь тем, что часть из них окажется вне зоны досягаемости для 5% самых низких людей. Таким образом, в каждом случае для 95% людей будут обеспечены соответствующие условия. Если же рассматривать салон автомобиля в целом, то 90% людей будут иметь достаточный комфорт и лишь 5% самых высоких и 5% самых низких людей будут испытывать некоторые неудобства. Как показывает опыт, такой компромисс вполне оправдан и экономически целесообразен. 29

В исследовании пассивной безопасности человек является одним из главных объектов изучения. Однако условия испытаний должны имитировать аварийные условия при ДТП, представляющие опасность для человека. Поэтому неизбежно встает вопрос о применении моделей тела человека - антропометрических манекенов. Создание манекенов, наиболее близко имитирующих тело человека по его физико-механическим свойствам, невозможно без знания антропометрических характеристик человека. Представительность манекенов также характеризуется репрезентативностью. Различными зарубежными фирмами выпускаются антропометрические манекены мужчин и женщин 5%, 50%, 90% и 95% репрезентативности, а также манекены детей определенного возраста. Кроме того, разработана стандартная конструкция трехмерного или посадочного манекена, основные размеры которого могут регулироваться в пределах от 5 до 95% репрезентативности. Создание антропометрических манекенов не означает, однако, что имеется универсальная модель, способная полностью заменить человека. Во-первых, при создании манекена приходится принимать компромиссные решения, поскольку при настоящем уровне науки и техники еще не удается достигнуть полной идентичности конструкции манекена строению тела человека. Поэтому создаваемые манекены необходимо специально исследовать для определения их характеристик и соответствия этих характеристик характеристикам тела человека. Во-вторых, антропометрические характеристики населения меняются с течением времени.

Антропометрические размеры - важнейшая составная часть так называемого жизненного пространства в салоне автомобиля. Жизненное пространство - это минимальный объем пассажирского салона, который необходимо обеспечить при ДТП, для того чтобы предотвратить травмирование людей, находящихся в автомобиле. При столкновении человек небольших габаритов может оказаться в более тяжелых условиях. Дело в том, что благодаря возможности продольной регулировки сиденья человек малого роста может переместиться (для удобства управления) вперед настолько, что его грудь, например, окажется ближе к элементам интерьера, чем грудь человека большого роста. В процессе столкновения в силу упругих или пластических деформаций элементы интерьера могут достигнуть груди и нанести человеку травму. Это может также отрицательно повлиять на эффективность ремней безопасности или других удерживающих систем. Удерживающие системы должны конструироваться таким образом, чтобы обеспечивать соответствующую защиту для водителей и пассажиров.

Математическое моделирование, широко применяемое в исследованиях пассивной безопасности, также основывается на антропометрических данных. Кроме размерных характеристик, для создания математических моделей тела человека необходимо иметь также данные об инерционных свойствах, положениях центров тяжести и артикуляции (подвижности) частей тела человека. С помощью математических моделей, путем изменения вводных характеристик (размеров, веса и т. д.) можно наиболее подробно исследовать такой сложный процесс, как перемещение человека внутри автомобиля при ДТП. Краткий обзор использования антропометрических данных для целей пассивной безопасности позволяет судить о важности и необходимости специальных антропометрических исследований в решении проблемы повышения безопасности автомобильного транспорта. .

С первых дней своего существования автомобили представляли определенную опасность как для окружающих, так и для находящихся в них людей. Несовершенство конструкции двигателя приводило к взрывам, а нерасторопность окружающих - к гибели людей. В настоящее время в мире насчитывается почти 1 млрд. автомобилей самых различных типов, марок и модификаций. Автомобиль нашел самое широкое распространение как транспортное средство, используемое для перевозки грузов и людей. Резко возросла скорость движения, изменился внешний вид автомобиля, широко используются различные безопасные элементы. В то же время интенсивное развитие автомобилизации сопровождается рядом регрессивных воздействий на общество: тонны выхлопных газов загрязняют атмосферу, а дорожно-транспортные происшествия приносят огромный моральный и материальный ущерб обществу. Одним словом, глобальная автомобилизация имеет позитивные и негативные последствия.

При разработке новых элементов конструкции автомобиля необходимо учитывать, насколько тот или иной элемент опасен для человека. Исследования, проведенные Корнельской лабораторией аэронавтики в соответствии с Американской программой изучения травматизма в ДТП, показали, что основная причина получения тяжелых и смертельных травм - удары о передний щиток и рулевую колонку. На втором месте - удары о ветровые стекла, на долю которых приходится 11,3% тяжелых травм и смертельных случаев. Кроме того, ветровое стекло - причина 21% травм (пробивание черепа, сотрясение мозга и т. д.).

При ДТП водитель чаще всего ударяется об автомобиль головой (13%), а передний пассажир - ногами (11,3%). Те, кто пристегивался ремнями безопасности, получили серьезные травмы только в 7% случаев и легкие в 34% случаев. При использовании более эффективных ремней безопасности с инерционным устройством в результате ДТП лишь 5% пострадавших получили тяжелые травмы и 29% легкие, в то время как при использовании обычных ремней с трехточечным креплением соответственно 8 и 37%, а при использовании диагональных ремней - 7 и 41%.

Представляют интерес данные, полученные американскими учеными Д. Ф. Хьюэлком и П. У. Джикасом из Мичиганского университета. Они расследовали 104 автомобильные аварии, в которых погибло 136 человек. В результате были сделаны выводы: основных причин смерти пассажиров четыре (выброс с сиденья, удары о рулевое управление, о дверь и о щиток приборов); около 50% жертв могло бы спастись, если бы пассажиры и водители были закреплены ремнями безопасности; дальнейшее уменьшение количества несчастных случаев может быть получено благодаря изменению конструкции автомобиля - путем установки устройств, уменьшающих силу удара при столкновении. 3

Из 136 пострадавших 38 человек были выброшены из автомобиля. Если бы они были пристегнуты ремнями, то 18 из 28 выброшенных водителей и 6 из 10 пассажиров, располагавшихся на переднем сиденье, были бы спасены. Из 24 водителей, получивших смертельные травмы от рулевого управления, 18 были убиты от удара о рулевое колесо и спицы. Причем 16 водителей не сумели бы спастись даже при наличии ремней безопасности. Рулевая колонка и рулевое колесо настолько выдвигались в зону водителя, что шансы спастись сводились к минимуму. В 19 случаях смертельным для водителей и пассажиров явился удар о дверь кузова. И в данном случае предохранительный ремень безопасности мог дать только минимальную защиту, так как только два пассажира, размещавшихся на переднем сиденье, могли быть спасены при применении соответствующей привязной системы. Панель приборов явилась причиной смертельного исхода в 15 случаях (5 водителей и 10 пассажиров переднего сиденья). Большинство из них могли бы спастись, используя ремни безопасности. Такие элементы конструкции, как потолок, рама автомобиля и некоторые другие, послужили причиной смертельных травм в 20 случаях.

Свыше половины смертельных случаев пришлось на водителей автомобилей и четверть - на пассажиров переднего сиденья. Исследованиями установлено, что подавляющее большинство погибших - 120 из 136 человек - во время аварии находились на переднем сиденье. Поэтому, основное внимание должно быть уделено обеспечению безопасности водителя и пассажира переднего сиденья. Кроме того, анализ показал, что около 50% жертв погибли бы даже при использовании предохранительных ремней безопасности. Поэтому большое внимание следует обратить на изменение обустройства салона и конструкции некоторых деталей, чтобы устранить острые режущие кромки, а также жесткие элементы, которые служат причиной травмирования водителей и пассажиров.

Очень важно установить, какие именно элементы внутреннего оборудования автомобиля вызывают травмирование. Изучение статистических данных итальянских, американских и немецких исследователей позволяет выявить элементы конструкции салона автомобиля, которыми наиболее часто травмируется человек. Первые три места по опасности заняли: рулевая колонка, щиток приборов, ветровое стекло. За ними следуют: двери, зеркало заднего вида. Физиологически люди настолько разнообразны, что при установлении уровня выносливости по слабейшему субъекту требования к конструкции будут практически невыполнимы. В настоящее время конструирование защитных приспособлений в автомобиле должно в первую очередь исключать получение человеком тяжелых и серьезных ранений, пренебрегая при этом увеличением (относительным) количества легких травм.

О том, что жесткая рулевая колонка представляет собой опасность для водителя, стало ясно уже при первых анализах аварий. С 1960-х годов делаются попытки снизить этот риск различными конструктивными мерами. Сегодня, например, рулевые колонки снабжаются шарниром, который подается при столкновении. Самые современные рулевые колонки способны поглощать энергию удара. Особый интерес представляла собой система procon-ten, которая при лобовом столкновении сдвигала рулевую колонку с рулем вперед от водителя.

Примечание - 41

Рисунок 4. - Распределение травмированных при ДТП

С внедрением подушек безопасности задача рулевой колонки усложнилась: теперь она должна дополнять защитный потенциал ремней и подушек безопасности. Телескопические штанги и дополнительные шарниры служат для кинематического разъединения рулевого колеса и деформирующейся перегородки моторного отсека. Поэтому при ударе до определенной силы рулевое колесо и подушка безопасности поддерживают определенное жизненное пространство перед сидящим. Интегрированный сдвижной механизм с функцией демпфирования снижает в меру технических возможностей нагрузки, которым подвергаются при ударе грудь и голова человека. Эти элементы служат хорошим дополнением к ограничителям усилия натяжения ремней безопасности.

2.3 Компоненты системы пассивной безопасности автомобиля

Для обеспечения безопасности, как пассажиров, так и остальных участников дорожного движения, автомобиль должен быть оборудован целым рядом систем. Важнейшими компонентами системы пассивной безопасности современных автомобилей являются:

система ремней безопасности с натяжителями, включая систему безопасности детей

активные подголовники

система подушек безопасности (передние, боковые, коленные и головные (занавески)

устойчивый к деформации кузов с крышей соответствующей прочности и зонами деформации в передней, задней и боковой частях автомобиля (они защищают пассажиров путём целенаправленного поглощения энергии столкновения)

система защиты при опрокидывании на кабриолете

аварийный выключатель АКБ.

Компоненты система пассивной безопасности:

1 - аварийный выключатель АКБ; 2 - безопасный самооткрывающийся при столкновении капот; 3 - подушка безопасности переднего пассажира; 4 - боковая подушка безопасности переднего пассажира; 5 - боковая подушка безопасности переднего пассажира; 6 - активные подголовники; 7 - задняя правая подушка безопасности; 8 - левая головная подушка безопасности; 9 - левая задняя подушка безопасности; 10 - датчик удара задней подушки безопасности со стороны водителя; 11 - натяжитель ремня безопасности; 12 - боковая подушка безопасности водителя; 13 - датчик удара боковой подушки безопасности водителя; 14 - подушка безопасности водителя; 15 - коленная подушка безопасности; 16 - блок управления подушек безопасности; 17 - датчик удара фронтальной подушки безопасности водителя; 18 - датчик срабатывания пиропатрона капота; 19 - датчик удара фронтальной подушки безопасности переднего пассажира

Примечание - 5

Рисунок 5. - Компоненты система пассивной безопасности

2.3.1 Ремень безопасности

Ремень безопасности -- это приспособление, состоящее из лямок, запирающего устройства и деталей крепления, которое может быть прикреплено к внутренней части кузова автомобиля или каркасу сиденья и которое сконструировано таким образом, чтобы в случае столкновения или резкого торможения уменьшить опасность ранения пользователя путем ограничения возможности перемещения его тела.

Примечание - 5

Рисунок 6. - Ремень безопасности

В настоящее время наибольшее распространение имеет ремень с креплением в трех точках, представляющий собой сочетание поясного и диагонального ремней. При этом поясным считается ремень, охватывающий тело пользователя на высоте таза, а диагональным -- охватывающий грудную клетку по диагонали от бедра до противоположного плеча.

На некоторых типах автомобилей используются ремни привязного типа, состоящие из поясного ремня и плечевых лямок.

Основные элементы ремня безопасности -- пряжка, лямка, регулирующее устройство длины лямки, регулирующее устройство ремня по высоте, втягивающее устройство и запирающий механизм.

Пряжка -- устройство, позволяющее быстро расстегивать ремень и дающее возможность удерживать ремнем тело пользователя.

Лямка -- гибкая часть ремня, предназначенная для удержания тела пользователя и передачи нагрузки на стационарные элементы крепления.

Регулирующее устройство длины лямки может быть частью пряжки или его функции может выполнять втягивающее устройство. 3

Регулирующее устройство ремня по высоте позволяет регулировать по высоте положение верхнего обхвата ремня по желанию пользователя и в зависимости от положения сиденья может рассматриваться как часть ремня или часть устройства для крепления ремня.

Ремень безопасности может иметь втягивающее устройство. Втягивающим называют устройство для частичного или полного втягивания лямки ремня безопасности. Втягивающие устройства могут быть нескольких типов:

втягивающее устройство, из которого лямка полностью вытягивается при приложении небольшой силы и которое не имеет регулятора длины вытянутой лямки

автоматическое втягивающее устройство, которое позволяет получать желаемую длину лямки и при закрытой пряжке автоматически регулирует длину ремня для пользователя. Это устройство имеет запирающий механизм, срабатывающий в случае аварии. Запирающий механизм может иметь единичную или множественную чувствительность, т.е. срабатывать под воздействием торможения или резкого движения ремня

автоматическое втягивающее устройство с механизмом предварительного натяжения. Ремень может иметь механизм предварительного натяжения, который служит для прижатия лямки ремня к сиденью в целях натяжения ремня в момент удара.

2.3.2 Кузов

Первоначальной целью конструкторов является проектирование такого автомобиля, чтобы его внешняя форма способствовала минимизации последствий основных видов ДТП (столкновения, наезды, и повреждение самого транспортного средства).

Наиболее тяжелым ранениям подвергаются пешеходы, которые наталкиваются на переднюю часть автомобиля. Последствия столкновения с участием легкового автомобиля могут быть уменьшены лишь конструктивными мерами, включают, например, следующие:

убираемые фары

спрятанные заподлицо стеклоочистители

заделанные заподлицо с панелями сточные желоба

утопленные дверные ручки

Определяющими факторами обеспечения безопасности пассажиров являются:

деформационные характеристики кузова автомобиля

длина пассажирского отсека, объем пространства для выживания во время и после возникновения столкновения

удерживающие системы

зоны возможного столкновения

система рулевого управления

извлечение пользователей

противопожарная защита

Для защиты от ударов на легковых автомобилях имеются три различные области, которые в случае аварии должны принимать удар на себя. Верхней, средней и нижней поверхностями, принимающими удар на себя, являются, соответственно, крыша, боковая часть и днище автомобиля.

Примечание - 5

Рисунок 5. - Распределение сил при ударе:

а - боковой удар; б - лобовой удар

Целью всех мер по защите от удара является минимизация деформации кузова, и следовательно, минимизация риска травматизма пассажиров при ударе. Это достигается за счет того, что возникающие при ударе силы целенаправленно действуют на конкретный компонент структуры кузова. Таким образом, снижается коэффициент деформации деталей, на которые приходится удар, т.к. возникающие при этом силы распределяются по большей площади.

Конструкция многих других элементов силовой структуры в наше время определяется именно таким образом, чтобы обеспечить предельную жесткость и рассеяние энергии удара по возможно большему числу направлений (рис. 6). Большое внимание уделяется дверным проемам: здесь важно избежать заклинивания дверей.

Наибольшие проблемы разработчикам систем пассивной безопасности доставляет боковой удар. Запас зоны деформации при боковом столкновении, в отличие от передней или задней части автомобиля, составляет незначительную величину всего 100…200 мм. Разработчики фирмы «Фореция» разработали механизм предотвращения последствий бокового удара. Механизм начинает работать за 0,2 с до столкновения по коде специальных сенсоров. По команде контроллера уже через 60 мс удлиняется изготовленный из сплава с памятью (Shape Memory Alloy) стержень 2, установленный под сиденьями поперек кузова автомобиля, выдвигая стальной штырь почти до самой двери. Одновременно срабатывает механизм внутри двери, поворачивая в рабочее положение упор 3. Теперь при боковом ударе дверь не сможет вмяться внутрь кузова. Указанный механизм позволяет уменьшить деформацию двери внутрь кузова на 70 мм.

Примечание - 5

Рисунок 6. - Рассеяние энергии удара

Работа механизма обратима, ведь в нем нет одноразовых пиропатронов. Если аварии не случилось, штанга укоротится до исходной длины, а пружина подтянет штырь обратно.

...

Подобные документы

Шины современного автомобиля как один из наиболее важных компонентов его активной безопасности. Знакомство со способами повышения эксплуатационной эффективности зимних ошипованных шин. Анализ устройства пневмопистолета модели Ш-305 для ошиповки шин.

дипломная работа , добавлен 09.11.2016


Общая характеристика производства этилена из этан-этиленовой фракции. Анализ опасных и вредных производственных факторов проектируемого объекта. Защита зданий и сооружений от разрядов атмосферного электричества. Обеспечение экологической безопасности.

реферат , добавлен 25.12.2010


Назначение проектируемого оборудования и его техническая характеристика. Описание конструкции и принципа действия, расчеты основных параметров и элементов. Технические условия на изготовление и эксплуатацию. Мероприятия по технике безопасности работ.

курсовая работа , добавлен 13.06.2016


Измерение конструктивных элементов и основных углов метчика. Изучение и исследование элементов резьбы комплекта машинно-ручных метчиков со шлифованным профилем, их точности и распределение нагрузки. Особенности изучения конструкции и геометрии метчиков.

лабораторная работа , добавлен 12.10.2013


Способы совершенствования сварочного производства применительно к сварной конструкции штуцера 20-150. Анализ конструкции изделия на технологичность. Обоснование выбора материала. Анализ характера конструкции изделия и выбор неразъемных соединений.

дипломная работа , добавлен 15.07.2015


Технологии производств и применение СВЧ технологии в промышленности. Преимущества и проблемы микроволнового нагрева. Правила безопасности при работе с СВЧ установками. Получение зависимостей коэффициента ослабления от параметров запредельных волноводов.

курсовая работа , добавлен 09.09.2016


Динамический расчет автомобиля. Определение полной массы автомобиля. Радиус качения ведущих колес. Передаточные числа и скорости движения. Время и путь разгона автомобиля. Экономическая характеристика автомобиля. Движение автомобиля на прямой передаче.

курсовая работа , добавлен 16.05.2010


Тяговый диапазон трактора, его масса и расчет двигателя. Выбор параметров ведущих колес. Расчет передаточных чисел трансмиссий и теоретических скоростей движения. Тяговый расчет автомобиля. Расчет и построение экономической характеристики автомобиля.

курсовая работа , добавлен 12.11.2010


Расчет жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), используемого на второй ступени баллистической ракеты. Технологический процесс сборки фермы полезной нагрузки. Оценка предполагаемых затрат на проект. Основные моменты безопасности и экологичности проекта.

дипломная работа , добавлен 23.11.2009


Меры безопасности к основным элементам конструкции станка. Построение структурной схемы автоматизации с помощью лазерной системы видения. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка гидравлической схемы с помощью программы Automation Studio.

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

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

Тесты по безопасности авто

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

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

Параметры активной безопасности

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

Разберём основные параметры, которые отвечают за уровень активной безопасности.

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

   

2. Тяговые свойства авто влияют на возможность увеличения величины скорости в движении, принимают участие при совершении обгона, перестройки в полосах движения и прочих манёврах.
3. Производство и настройка подвески, рулевого управления, тормозной системы, осуществляется с использованием новых стандартов качества и современных материалов, что позволяет улучшить безотказность системы.

   

4. Оказывает влияние на безопасность и компоновка авто . Более предпочтительными считаются авто с переднемоторной компоновкой.
5. За наилучшее прохождение траектории движения, избегая заносов, выбросов на обочину и других проблем с отклонением от заданного пути, отвечает устойчивость автомобиля .
6. Управляемость автомобиля – способность авто перемещаться по траектории, выбранной . Одним из определений, характеризующих управляемость, является способность автомобиля менять вектор движения при условии неподвижности рулевого колеса – поворачиваемость. Различают поворачиваемость шинную и креновую.
7. Информативность – свойство автомобиля, задачей которого является своевременное обеспечение информацией водителя об интенсивности движения на дороге, погодных условиях и прочего. Различают внутреннюю информативность, которая зависит от радиуса обзора, эффективной работы обдува и обогрева стекол; внешнюю, зависящую от габаритных размеров, исправных фар, стоп-сигналов; и дополнительную информативность, которая помогает при тумане, снегопаде и в ночные часы.
8. Комфортабельность – параметр, отвечающий за создание благоприятных условий микроклимата во время управления автомобилем.

   

Системы активной безопасности

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

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

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

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

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

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

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

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

Также существуют системы безопасности (ассистенты), которые вступают в работу до наступления аварии, как только почувствуют потенциальную угрозу жизни водителя, при этом они перехватывают на себя ответственность за рулевое управление и тормозную систему. Рывок для развития этих механизмов дал прорыв в изучении электронных систем: выпускаются новые Идея создать механизм привязки водителя к сиденью проявилась в 1907 году, а уже в 1959 году были выпущены первые автомобильные ремни. По сей день они остаются

Заключение

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

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.

Что такое пассивная безопасность автомобиля

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:

1. Подушки безопасности
2. Ремни безопасности
3. Конструкция сидений (подголовники, подлокотники, и т.д.)
4. Энергопоглотители кузова
5. Другие мягкие элементы интерьера

Внешняя система –еще одна, не менее важная группа, представляется в виде:

1. Бамперов
2. Выступов на кузове
3. Стекол
4. Усилителей стоек

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).

Внутренняя пассивная безопасность

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.

1. Кузов – основа всей системы безопасности. Прочность автомобиля и возможные деформации его частей напрямую зависят от материала, состояния, а также конструктивных особенностей кузова автомобиля. Чтобы обезопасить пассажиров от попадания подкапотного содержимого в салон, конструкторы специально используют «решетку безопасности» - прочный пласт, который не позволяет нарушить салонную основу.
2. Безопасность салона от элементов конструкции – это целый перечень устройств и технологий, которые призваны обезопасить здоровье водителя и пассажиров. Например, многие салоны предусматривают наличие складывающегося руля, который не позволяет нанести дополнительный урон водителю. Кроме того, современные автомобили оснащены травмобезопасным педальным узлом, действие которого предусматривает отсоединение педалей от креплений, снижая нагрузку на нижние конечности.

Чтобы рассчитывать на максимальную безопасность во время использование подголовника, необходимо очень четко установить его положение на определенную высоту, подходящую именно вам.

1. Ремни безопасности – от принятого стандарта поясных 2-х точечных ремней, которые удерживали пассажира обычной стяжкой через живот или грудь, отказались еще в середине прошлого века. Подобные пассивные средства безопасности требовали улучшений, которые пришли в виде многоточёчных ремней. Повышенная функциональность такого типа устройств позволяла равномерно распределить кинетику по всему телу, не подвергая травматизации отдельных областей тела.
2. Подушки безопасности – вторая по важности (первую строчку здесь уверенно удерживают пояса безопасности), пассивная система безопасности. Получив признание в конце 70-ых гг. они плотно вошли в состав всех транспортных средств. Современный автопром начали оснащать целым набором из систем подушек безопасности, которые окружают водителя и пассажиров со всех сторон, перекрывая потенциальные зоны повреждений. Резкое раскрывание камеры с хранением подушки активирует стремительное наполнение последней воздушной смесью, которая амортизирует приближающегося по инерции человека.
3. Сиденья и подголовники – само по себе сиденье не представляет дополнительных функций во время аварии, кроме как выполнение фиксации пассажира на месте. Однако подголовники, напротив, свой функционал раскрывают как раз в момент столкновения, предотвращая запрокидывание головы с последующей травматизацией шейных позвонков.
4. Другие средства внутренней пассивной безопасности – во многих автомобилях предусмотрено наличие высоконапряженных листов из металла. Такой апгрейд позволяет сделать автомобиль более жестким к ударам, одновременно снижая его массу. Во многих автомобилях также используется активная система областей разрушения, которые при столкновении гасят возникающую кинетику, а сами при этом разрушаются (повышенные деструкции автомобиля ничто в сравнении с жизнью и здоровьем человека).

На примере каркаса небольшого кузова Smart автомобиля, можно убедиться, как пассивная безопасность играет основополагающую роль еще на стадии проектирования будущего автомобиля.

Внешняя пассивная безопасность

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.

1. Бамперы – в конструкции современных бамперов входит несколько энерго- и кинетически-поглощающих элементов, которые присутствуют как на передней части автомобиля так и сзади. Их предназначением является абсорбация возникающей от удара энергии за счёт подверженных к сминанию блоков. Это не только позволяет понизить риск нанесения урона пешеходу, но и здорово уменьшает повреждения внутри салона авто.
2. Наружные выступы автомобилей – как правило, к полезным свойствам таких элементов приписать тяжело. Однако, как это может показаться на первый взгляд, большинство из этих элементов имеют схожий принцип самодеструкции, описанный ранее в пункте 6. раздела «Внутренняя пассивная безопасность».
3. Приспособления для защиты пешеходов – отдельные компании-производители в лице Bosch, Siemens, TRW и других, на протяжении нескольких десятилетий активно разрабатывают системы обеспечивающие дополнительную безопасность пешеходам, попавшим в ДТП. Например, система Electronic Pedestrian Protection позволят поднимать крышу капота, увеличивая область столкновения того с телом пешехода, выступая при этом в роли «щита» от более твердых и не ровных частей моторного отсека.

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

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

Системы активной безопасности

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

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

Антиблокировочная система (ABS)

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

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

Антипробуксовочная система (ASC)

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

Система курсовой устойчивости (ESP)

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

Система распределения тормозных усилий (EBD)

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

Система блокировки дифференциала

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

Системы помощи при спуске или подъеме

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

Парковочная система

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

Ручной тормоз

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

Системы пассивной безопасности автомобиля

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

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

Ремень безопасности

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

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

Подушка безопасности

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

Подголовник

Подголовники позволяют обезопасить шейный отдел человека при некоторых видах аварий.

Заключение

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

Характеристики