Безопасная конструкция кузова

Безопасная конструкция кузова

Кузов

Безопасная конструкция кузова реализуется посредством совместной работы двух систем: активной и пассивной безопасности

Безопасная конструкция кузова

С каждым годом в сфере производства автомобиля все больше внимания уделяется именно системам безопасности пассажиров и водителя. Разрабатываются не только новые электронные системы слежения или контроля безопасности, но и внедряются различные конструктивные изменения в кузов автомобиля.

Однако, независимо от количества различных систем безопасности в автомобиле, именно на кузове лежит ответственность за безопасное передвижение людей.

Безопасная конструкция кузова реализуется посредством совместной работы двух систем: активной и пассивной безопасности. Давайте рассмотрим каждую из них в отдельности.

Активная безопасность.

Этот параметр включает в себя те элементы конструкции, которые предотвращают столкновение автомобиля с опасностью, соответственно и исключают травмирование людей, которые находятся в салоне авто. К основным элементам автомобиля, которые отвечают за активную безопасность можно отнести следующие пункты:

1. Обзорность и видимость. Конечно же, этот параметр важен именно для водителя автомобиля, ведь то насколько водителю хорошо видна ситуация на дороге,а также вокруг автомобиля влияет на скорость принятия им решений. То есть, чем быстрее водитель увидит опасность, тем быстрее и качественнее он сможет обезопасить авто. На обзорность влияет много факторов:

Противосолнечный козырёк

• Площадь остекления;
• Отсутствие каких-либо элементов конструкции, которые мешают обзору или создают блики при отражении света;
• Размеры и расположение наружных и внутренних зеркал заднего вида, а также есть ли на них возможность обогрева;
• Площадь очистки стеклоочистителями лобового и заднего стёкол;
• Наличие противосолнечных козырьков;
• Качественное освещение дороги (как в темное время суток, так и в тумане).

2. Удобство водителя. От состояния водителя, его усталости, внимательности и реакции очень часто зависит многое. Если водитель уставший, то он зачастую не может быстро сориентироваться и принять правильное решение для выполнения нужного маневра. Об этом говорят многие производители автомобилей, что заставляет их создавать все новые элементы удобств именно для водителя. Расскажем немного о них:

• Удобное кресло водителя с наличием различных регулировок;
• Удобство расположения, легкость и чувствительность рулевого колеса;
• Панель приборов с легкочитаемыми показателями параметров;
• Шумоизоляция салона;
• Высокоэффективные системы вентиляции и отопления салона.

Если подвести итог, то можно сказать, что за активную безопасность отвечают те элементы кузова автомобиля, которые влияют на комфорт водителя и уменьшают трудоемкость процесса вождения.

Панель приборов

Пассивная безопасность.

К элементам, отвечающим за пассивную безопасность, относят все те элементы, которые помогают снизить травматизм урон, получаемые во время столкновения автомобиля с препятствием. Именно поэтому конструкторы практически всех предприятий, выпускающих транспортные средства, с особой тщательностью просчитывают все элементы конструкции, а также постоянно ее улучшают. Были выделены основные принципы, относительно которых проектируются абсолютно все автомобили. Итак:

1. Передняя и задняя части кузова автомобиля при столкновении должны складываться, по типу гармошки. Именно такой способ признан наиболее эффективным для погашения кинетической энергии от удара. Особенно качественно этот способ действует при основном виде лобовом столкновении. Для обеспечения такого складывания в элементы кузова закладываются специальные отверстия и выпуклости, которые и заставляют каждый отдельный элемент смещаться в нужную сторону и соответственно поглощать энергию.

2. Сам каркас должен обладать достаточными показателями жесткости и прочности, чтобы обезопасить пассажиров от возможных травм. Для этих целей многие элементы выполняют из специальных видов сталей, а также активно применяется метод горячей штамповки для производства. Применение специальных сталей также положительно сказывается и на массе автомобиля.

3. К обязательным принципам относят и направление смещения двигателя во время столкновения. Он должен двигаться обязательно вниз автомобиля и ни в коем случае не в салон.

4. Перемещение рулевой колонки, в свою очередь, совсем недопустимо, ведь даже незначительное смещение руля назад может сильно травмировать грудную клетку водителя. Для этих целей на оси рулевой колонки устанавливают специальные стаканы, которые в случае удара деформируются, но не позволяют переместиться назад рулю.

5. Пространство салона, где располагаются ноги, также не должно деформироваться. Это делается с той целью, чтобы ноги после удара не были зажаты, а человек мог свободно выбраться из салона.

6. Возможность бокового удара заставила разработчиков оснастить двери специальными ребрами жесткости и различными брусьями из особопрочных сталей. Такими же элементами снабжены арки и пороги автомобиля. Это выполняется еще и с целью минимальной деформации той части автомобиля, которая отвечает за дальнейшую эвакуацию из салона пассажиров.

7. Особую роль отводят безопасности топливной системы в случае удара. Бак располагают в самом защищенном месте кузова и дополнительно устанавливают на него ребра жесткости и защитные буферные пластины.

8. Не забывают производители и о пешеходах, ДТП с которыми довольно частое явление. Для этого в конструкцию переднего бампера довольно часто вводят эластичные защитные элементы, которые, деформируясь, принимают часть энергии на себя.

Зеркало заднего вида

Каждая новая модель кузова, прежде чем ее выпустят в производство, должна пройти серию специальных тестов по соответствию основным принципам активной и пассивной безопасности. Ведь кузов автомобиля это тот элемент, который обязан спасти нас и наших близких от возможных опасностей на дороге.

Понятие активной, пассивной и послеаварийной безопасности. Особен-ности конструкции автомобилей и характеристики активной и пассивной составляющих конструктивной безопасности транспортного средства.

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

Автомобильные аварии становятся причиной гибели многих людей

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

Безопасность начинается с цепочки поставок

Как отмечено выше, механизмы защищенности, такие как ключи и сертификаты, должны быть введены в электронные блоки управления на заводе в процессе сборки. Для этого производственная система должна иметь глобальный охват, быть управляемой на распределенной основе, быть обновляемой различными организациями и оставаться безопасной в течение многих лет. Чтобы поддерживать максимальную гибкость, персонализация и обновление компонентов системы должны быть расположены как можно ближе к самой точке производства, что является важной задачей глобального производственного плана:

Тесты по безопасности авто

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

Каждая новая марка автомобиля должна пройти ряд испытаний

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

5) Высокопрочная сталь

Во многих современных автомашинах производители используют высокотехнологичные новые сплавы металлов, которые стали легче и прочнее, чем раньше. Новые технологии позволяют создавать высокопрочные сплавы, защищающие кузов автомобиля при аварии. Из-за дорогого топлива производители автомобилей стараются уменьшить расход топлива новых автомобилей.

В первую очередь это достигается за счет уменьшения веса автомобиля. Но в связи со строгими стандартами безопасности автомобилей, им приходится одновременно с уменьшением веса кузова автомобиля увеличивать прочность кузова, применяя новые инновационные разработки.

Системы активной безопасности

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

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

Антиблокировочная система тормозов (составляющие)

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

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

Система курсовой устойчивости

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

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

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

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

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

К этим системам относят:

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

Система ночного виденья

7) Антиблокировочная тормозная система (ABS)

Не смотря на то, что гениальный Французский изобретатель придумал систему ABS для самолетов эта технология, вскоре нашла свой успешный путь в автопромышленности. Иметь хорошие, сильные тормоза это одно. Но если Вы не обладаете достаточными профессиональными навыками успешного торможения, то какой ни была бы сильная тормозная система, она будет бесполезна.

В большинстве случаев водители не обладают серьезными навыками вождения и не являются профессионалами. Вот здесь и пригодилась тормозная система ABS, которая автоматически препятствует блокировки колес, при торможении, что делает тормозной путь короче и сохраняет устойчивость автомобиля. По данным на 2012 год Антиблокировочная тормозная система устанавливается на 85 процентов автомобилей выпускаемых по всему миру.

Элементы пассивной безопасности

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

Система включают в себя следующие компоненты:

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

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

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

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

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

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

Понятие «активная безопасность» включает в себя комплекс эксплуатационных качеств, способствующих предотвращению возникновения аварийных ситуаций и совершения ДТП.

К ним в первую очередь относят: высокие динамические качества автомобиля, эффективное, стабильное замедление, хорошую управляемость и устойчивость, в том числе при торможении и разгоне, устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания.

К этой же группе качеств относят: наличие на автомобиле надежной, хорошо видимой световой и звуковой сигнализации, а также надежность и долговечность узлов и деталей автомобиля, исключающие поломки ответственных деталей и отказ в работе узлов, приводящих к дорожно-транспортному происшествию.

Обеспечение комфортных условий в салоне снижает утомление водителя и повышает надежность управления. В связи с этим в эту же группу эксплуатационных свойств входят эргономические качества рабочего места водителя и мест пассажиров, хорошая обзорность с места водителя (вперед, вбок, назад), эффективная вентиляция кузова, низкий уровень вибрации и шума в пассажирском помещении, предотвращение попадания в салон автомобиля выхлопных газов и паров топлива.

Под понятием «пассивная безопасность» подразумевают комплекс эксплуатационных свойств автомобиля, обеспечивающих при возникновении ДТП исключение или хотя бы снижение тяжести травм водителя и пассажиров.

К ним относят демпфирующие способности передней и задней частей автомобиля, бамперов, а также боковую жесткость кузова, надежность запирания замков дверей, наличие ветрового стекла безосколочного типа.

Эти свойства обеспечиваются установкой энергопоглощающей рулевой колонки, установкой в салоне мягких накладок и подголовников, применением внутренних панелей салона и ручек органов управления, не имеющих выступающих (тем более жестких и острых) участков, оборудованием автомобиля ремнями безопасности.

Согласование эксплуатационных свойств автомобиля с требованиями послеаварийной безопасности достигается, в первую очередь, обеспечением возможности быстрого выхода или эвакуации людей из аварийного автомобиля, пожарной безопасности автомобиля за счет правильного размещения и надежной герметизации топливных баков и топливных коммуникаций. Послеаварийная безопасность автомобиля в значительной степени зависит также от степени возгораемости внутренней отделки салона и от содержания токсичных веществ в продуктах ее горения.

2. Особенности конструкции автомобилей и характеристики активной и пассивной составляющих конструктивной безопасности транспортного средства

2.1. Характеристика активной безопасности автомобиля.

По-простому активная составляющая конструктивной безопасности транспортного средства — это те системы автомобиля, которые помогают в предотвращении аварии.

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

Компоновка автомобилей бывает трех видов:

1. Переднемоторная — компоновка автомобиля, при которой двигатель расположен перед пассажирским салоном. Является самым распространенной и имеет два варианта: заднепроходною (классическую) и переднеприводную. Последний вид компоновки — переднемоторная переднеприводная — получил в настоящее время широкое распространение благодаря ряду преимуществ перед приводом на задние колеса:

— лучшая устойчивость и управляемость при движении на большой скорости, особенно по мокрой и скользкой дороге;

— обеспечение необходимой весовой нагрузки на ведущие колеса;

— меньшему уровню шума, чему способствует отсутствие карданного вала.

В тоже время переднеприводные автомобили обладают и рядом недостатков:

— при полной нагрузке ухудшается разгон на подъеме и мокрой дороге;

— в момент торможения слишком неравномерное распределение веса между осями (на колеса передней оси приходится 70%-75% веса автомобиля) и соответственно тормозных сил;

— шины передних ведущих управляемых колес нагружены больше соответственно больше подвержены износу;

— привод на передние колеса требует применение сложных узлов — шарниров равных угловых скоростей;

— объединение силового агрегата (двигатель и КПП) с главной передачей усложняет доступ к отдельным элементам.

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

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

Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным торможением, поэтому необходимо, чтобы тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в любых дорожных ситуациях.

Для выполнения этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления с дорогой, зависящей от весовой нагрузки на колесо и состояния дорожного покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительном увеличении тормозного пути. Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой нагрузки на колесо. Реализуется это с помощью применения более эффективных дисковых тормозов.

На современных автомобилях используется антиблокировочная система (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.

Зимой и летом состояние дорожного покрытия разное, поэтому для наилучшей реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие сезону.

Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность интенсивно увеличивать скорость движения. От этих свойств во многом зависит уверенность водитель при обгоне, проезде перекрестов. Особенно важное значение тяговая динамика имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, маневрировать не позволяют сложные условия, а избежать ДТП можно, только опередив события.

Так же как и в случае с тормозными силами, сила тяги на колесе не должна быть больше силы сцепления с дорогой, в противном случае оно начнет пробуксовывать. Предотвращает это противобуксовочная система (ПБС). При разгоне автомобиля она притормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных, а при необходимости уменьшает мощность, развиваемую двигателем.

Устойчивость — способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающих его занос и опрокидывание в различных дорожных условиях при высоких скоростях.

Различают следующие виды устойчивости:

— поперечная при прямолинейном движении (курсовая устойчивость).

Ее нарушение проявляется в рыскании (изменении направления движения) автомобиля по дороге и может быть вызвано действием боковой силы ветра, разными величинами тяговых или тормозных сил на колесах левого или правого борта, их буксованием или скольжением, большим люфтом в рулевом управлении, неправильными углами установки колес и т.д.;

— поперечная при криволинейном движении.

Ее нарушение приводит к заносу или опрокидывании под действием центробежной силы. Особенно ухудшает устойчивость повышение положения центра масс автомобиля (например, большая масса груза на съемном багажнике на крыше);

Ее нарушение проявляется в буксовании ведущих колес при преодолении затяжных обледенелых или заснеженных подъемов и сползании автомобиля назад. Особенно это характерно для автопоездов.

Управляемость — способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем.

Одной из характеристик управляемости является поворачиваемость — свойство автомобиля изменять направление движения при неподвижном рулевом колесе. В зависимости от изменения радиуса поворота под воздействием боковых сил (центробежной силы на повороте, силы ветра и т.д.) поворачиваемость может быть:

— недостаточной — автомобиль увеличивает радиус поворота;

— нейтральной — радиус поворота не изменяется;

— избыточной — радиус поворота уменьшается.

Различают шинную и креновую поворачиваемость.

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

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

Информативность — свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средств, находящихся на дороге, о состояния дорожного покрытия и т.д. часто становится причиной аварии. Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспринимать информацию, необходимую для управления автомобилем.

Она зависит от следующих факторов:

— обзорность должна позволять водителю своевременно и без помех получать всю необходимую информацию о дорожной обстановке. Неисправные или неэффективно работающие омыватели, система обдува и обогрева стекол, стеклоочистители, отсутствие штатных зеркал заднего вида резко ухудшают обзорность при определенных дорожных условиях.

— расположение панели приборов, кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т.д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроля показаний, воздействий на переключатели и т.д.

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

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

2.2. Характеристика пассивной безопасности автомобиля.

Он обеспечивает приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления при ДТП и сохраняет пространство пассажирского салона после деформации кузова.

При тяжёлой аварии есть опасность, что двигатель и другие агрегаты могут проникнуть в кабину водителя. Поэтому, кабина окружена особой «решёткой безопасности», представляющей собой абсолютную защиту в подобных случаях. Такие же рёбра и брусья жесткости можно найти и в дверях автомобиля (на случай боковых столкновений). Сюда же относятся и области погашения энергии.

При тяжёлой аварии происходит резкое и неожиданное замедление до полной остановки автомобиля. Этот процесс вызывает огромные перегрузки на тела пассажиров, могущие оказаться фатальными. Из этого следует, что необходимо найти способ «замедлить» замедление для того, чтобы уменьшить нагрузки на тело человека. Одним из способов решения данной задачи является проектирование областей разрушения, гасящих энергию столкновения, в передней и задней части кузова. Разрушения автомобиля будут более тяжёлыми, зато пассажиры останутся целыми (и это по сравнению со старыми «толстокожими» машинами, когда машина отделывалась «лёгким испугом», зато пассажиры получали тяжёлые травмы).

Конструкция кузова предусматривает, что при столкновении части кузова деформируются как бы по отдельности. Плюс к этому в конструкции использованы высоконапряженные металлические листы. Это делает машину более жесткой, а с другой стороны позволяет ей быть не такой тяжелой

Поначалу на автомобили ставились ремни с двухточечным креплением, которые «держали» седоков за живот или грудь. Не прошло и полувека, как инженеры смекнули, что многоточечная конструкция гораздо лучше, потому что при аварии позволяет распределить давление ремня на поверхность тела более равномерно и значительно снизить риск травмирования позвоночника и внутренних органов. В автоспорте, например, применяются четырёх-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности — они держат человека в кресле «намертво». Но на «гражданке» из-за своей простоты и удобства прижились трёхточечные.

Чтобы ремень нормально отработал своё предназначение, он должен плотно прилегать к телу. Раньше ремни приходилось регулировать, подгонять по фигуре. С появлением инерционных ремней необходимость «ручной регулировки» отпала — в нормальном состоянии катушка свободно крутится, и ремень может обхватить пассажира любой комплекции, он не сковывает действия и каждый раз, когда пассажир захочет сменить положение тела, ремешок всегда плотно прилегает к телу. Но в тот момент, когда наступит «форс-мажор» — инерционная катушка тут же зафиксирует ремень. Кроме того, на современных машинах в ремнях применяются пиропатроны. Небольшие заряды взрывчатки детонируют, дёргают ремень, и тот прижимает пассажира к спинке кресла, не давая ему удариться.

Ремни безопасности — это одно из самых действенных средств защиты при аварии.

Поэтому легковые автомобили должны оборудоваться ремнями безопасности, если для этого предусмотрены места крепления. Защитные свойства ремней во многом зависят от их технического состояния. К неисправностям ремней, при которых не допускается эксплуатация автомобиля, относятся видимые невооружённым глазом надрывы и потёртости тканевой ленты лямок, ненадёжная фиксация языка лямки в замке или отсутствие автоматического выброса языка при отпирании замка. У ремней безопасности инерционного типа лента лямки должна свободно втягиваться в катушку и блокироваться при резком движении автомобиля со скоростью 15 – 20 км/ч. Замене подлежат ремни, испытавшие критические нагрузки во время ДТП, в которых кузов автомобиля получил серьёзные повреждения.

Одной из распространённых и действенных систем безопасности в современных автомобилях (после ремней безопасности) являются воздушные подушки. Они начали широко использоваться уже в конце 70-х годов, но лишь десятилетие спустя они действительно заняли достойное место в системах безопасности автомобилей большинства изготовителей.

Они размещаются не только перед водителем, но и перед передним пассажиром, а также с боков (в дверях, стойках кузова и т.д.). Некоторые модели автомобилей имеют их принудительное отключение из-за того, что люди с больным сердцем и дети могут не выдержать их ложного срабатывания.

Сегодня надувные подушки безопасности — обычное дело не только на дорогих машинах, но и на маленьких (и относительно недорогих) автомобильчиках. Зачем же нужны подушки безопасности? И что они из себя представляют?

Разработаны подушки безопасности, как для водителей, так и для пассажиров на переднем сиденье. Для водителя подушка устанавливается обычно на рулевом управлении, для пассажира — на приборной панели (в зависимости от конструкции).

Передние подушки безопасности срабатывают при получении аварийного сигнала от блока управления. В зависимости от конструкции, степень наполнения подушки газом может варьироваться. Предназначение передних подушек – защита водителя и пассажира от травмирования твёрдыми предметами (кузов двигателя и др.) и осколками стёкол при фронтальных столкновениях.

Боковые подушки предназначены для уменьшения повреждения людей, находящихся в автомобиле при боковом ударе. Они устанавливаются на дверях, либо в спинках сидений. При боковом столкновении внешние датчики посылают сигналы в центральный блок управления подушками безопасности. Это делает возможным срабатывание как некоторых, так и всех боковых подушек.

Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показали, что таковая уменьшается на 20-25%.

В случае, если подушки безопасности сработали, или были каким-либо образом повреждены, они не могут быть отремонтированы. Вся система подушек безопасности подлежит замене.

Воздушная подушка водителя имеет объём от 60 до 80 литров, а переднего пассажира – до 130 литров. Нетрудно представить, что при срабатывании системы, объём салона уменьшается на 200-250 литров в течение 0,04 сек(см. рисунок), что даёт немалую нагрузку на барабанные перепонки. Кроме того, вылетающая со скоростью более 300 км/ч подушка, таит в себе немалую опасность для людей, если они не пристёгнуты ремнём безопасности и ничто не задерживает инерционное движение тела навстречу подушке.

Существует статистика, говорящая о влиянии надувных подушек безопасности на травматизм при аварии. Что же нужно делать, чтобы уменьшить вероятность травмы?

Если в машине имеется подушка безопасности, не стоит размещать повернутые назад детские сиденья на сиденье автомобиля, где эта подушка безопасности находится. При надувании подушка безопасности может сдвинуть сиденье и нанести травму ребенку.

Подушки безопасности на пассажирском месте повышают вероятность гибели детей до 13 лет, сидящих на этом месте. Ребёнок ниже 150 см роста может получить удар в голову воздушной подушкой, открывающейся со скоростью 322 км/ч.

Роль подголовника – предотвратить резкое движение головы во время аварии. Поэтому следует отрегулировать высоту подголовника и его позицию в правильное положение. Современные подголовники имеют две степени регулировки, позволяющие предотвратить травмы шейных позвонков при движении «взахлест», столь характерных при наездах сзади.

Эффективная защита при использовании подголовника может быть достигнута, если он находится точно на линии центра головы на уровне ее центра тяжести и не далее 7 см от задней ее части. Помните, что некоторые опции сидений изменяют размер и положение подголовника.

Травмобезопасный рулевой механизм

Травмобезопасное рулевое управление является одним из конструктивных мероприятий, обеспечивающих пассивную безопасность автомобиля – свойство уменьшать тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий. Рулевой механизм рулевого управления может нанести серьёзную травму водителю при лобовом столкновении с препятствием при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой механизм перемещается в сторону водителя.

Водитель также может получить травму от рулевого колеса или рулевого вала при резком перемещении вперёд вследствие лобового столкновения, когда при слабом натяжении ремней безопасности перемещение составляет 300…400 мм. Для уменьшения тяжести травм, получаемых водителем при лобовых столкновениях, которые составляют около 50% всех дорожно-транспортных происшествий, применяют различные конструкции травмобезопасных рулевых механизмов. С этой целью кроме рулевого колеса с утопленной ступицей и двумя спицами, позволяющих значительно снизить тяжесть наносимых травм при ударе, в рулевом механизме устанавливают специальное энергопоглащающее устройство, а рулевой вал часто выполняют составным. Все это обеспечивает незначительное перемещение рулевого вала внутрь кузова автомобиля при лобовых столкновениях с препятствиями, автомобилями и другими транспортными средствами.

В травмобезопасных рулевых управлениях легковых автомобилей применяются и другие энергопоглащающие устройства, которые соединяют составные рулевые валы. К ним относятся резиновые муфты специальной конструкции, а также устройства типа «японский фонарик», который выполнен в виде нескольких продольных пластин, приваренных к концам соединяемых частей рулевого вала. При столкновениях резиновая муфта разрушается, а соединительные пластины деформируются и уменьшают перемещение рулевого вала внутри салона кузова.

Основными элементами колеса в сборе являются обод с диском и пневматическая шина, которая может быть бескамерной или состоять из покрышки, камеры и ободной ленты.

Люки крыши и окна автобусов могут быть использованы в качестве запасных выходов для быстрой эвакуации пассажиров из салона при ДТП или пожаре. С этой целью внутри и снаружи пассажирского помещения автобусов предусмотрены специальные средства для открытия аварийных окон и люков. Так, стекла могут устанавливаться в оконные проёмы кузова на двух замковом резиновом профиле, имеющем замковый шнур. При возникновении опасности необходимо выдернуть замковый шнур с помощью скобы, прикреплённой к нему, и выдавить стекло. Некоторые окна подвешиваются в проеме на петлях и снабжаются ручками для их открывания наружу.

Устройства для приведения в действие аварийных выходов автобусов, находящихся в эксплуатации, должны быть в работоспособном состоянии. Однако в процессе эксплуатации автобусов работники АТП нередко снимают скобу на аварийных окнах, опасаясь умышленной порчи уплотнения окон пассажирами или пешеходами в случаях, когда это не диктуется необходимостью. Подобная «предусмотрительность» делает невозможным экстренную эвакуацию людей из автобусов.

Основные элементы активной системы безопасности легкового автомобиля

Активная и пассивная безопасность автомобиля – это обязательный комплекс, входящий в современный автомобиль. Сегодня автомобиль – это не только комфортное транспортное средство, но и потенциальный источник повышенной опасности для человека.

По статистике, В России только за первые 3 месяца 2021 года на российских дорогах зафиксировано 6250 ДТП, в которых погибло 768 и ранено 7850 человек. Стремительное увеличение показателей мощности автоматически повышает требования к конструктивным свойствам: активной и пассивной безопасности автомобиля.

Самые первые попытки обезопасить людей, находящихся в салоне автомобиля, появились в 1930 г. Американский физик С. Стрикленд и хирург К.Стрейт самыми первыми в мире предложили применять ремни безопасности. Затем автопроизводители стали совершенствовать элементы активной и пассивной безопасности.

Робкие попытки обезопасить водителя и пассажиров были предприняты в 1930 году в США. Физик С. Стрикленд и хирург К. Стрейт первыми в мире предложили использовать ремни безопасности, нововведение быстро прижилось. С этого момента производители стали развивать различные элементы пассивной и активной безопасности.

Высокая устойчивость, отличная управляемость, надежные тормозные свойства авто направлены на предотвращение аварии. Это назначение активной безопасности автомобиля. Если столкновения избежать не удалось, срабатывают элементы пассивной системы: специальная конструкция кузова, ремни, подушки безопасности. Они предназначены для сохранения здоровья, жизни пассажиров и водителя.

В статье подробно разберём что такое активная и пассивная безопасность автомобиля, что это такое, виды и все существующие компоненты.

Что такое пассивная безопасность автомобиля

Это комплекс конструктивных и эксплуатационных свойств транспортного средства, разработанных для защиты человека в машине в момент аварийного столкновения авто. Если дорожно-транспортное происшествие произошло, задействуется пассивная защита.

Современные разработчики стараются предусмотреть все возможные сценарии:

• чтобы защитить водителя и пассажиров от травмирования во время удара;
• уменьшить инерционные нагрузки;
• сдержать перемещение людей по салону;
• предотвратить выбрасывание человека из машины в момент столкновения.

Недаром требования к пассивной безопасности автомобилей довольно высоки. От ее уровня зависят последствия аварии у всех участников дорожного движения.

Защиту пешеходов и людей в другом транспортном средстве обеспечивает внешняя пассивная безопасность автомобиля. Внутренняя действует, чтобы не покалечились водитель и пассажиры внутри авто.

Перейдём к структуре инерционной безопасности.

Факторы, влияющие на активную безопасность

Согласно классификации, предложенной Е. А. Чудаковым, к эксплуатационным свойствам автомобиля относятся динамичность, топливная экономичность, устойчивость, управляемость, проходимость, плавность хода, надежность, вместимость и др.

Измерители этих свойств долгое время успешно применялись для оценки конструкции автомобиля и ее соответствия условиям эксплуатации, однако в настоящее время они уже не удовлетворяют в полной мере требованиям автомобильного транспорта, поэтому было введено понятие о конструктивной безопасности автомобиля, как об особом его эксплуатационном свойстве.

Конструктивная безопасность является одним из обобщающих свойств автомобиля. Для количественной его характеристики применяют как показатели других эксплуатационных свойств (минимальный тормозной путь, максимальное замедление, критические скорости по условиям заноса и опрокидывания и т.п.), так и новые показатели, специфические только для отдельных аспектов безопасности. Как и другие эксплуатационные свойства, безопасность является функцией общих параметров автомобиля, выходных характеристик агрегатов и их технического состояния.

Активная безопасность автомобиля зависит от многих факторов. На нее влияют:

компоновочные параметры автомобиля (габаритные и весовые)

. К габаритным параметрам автомобиля относятся длина, ширина, высота и база, т. е. расстояние между передней и задней осями. Транспортные средства с большими габаритными размерами затрудняют проезд узких участков дороги, движение под мостами и путепроводами, ухудшают обзорность для других участников движения. Чем больше масса автомобиля, тем труднее им управлять;

. Эти свойства подробно изучаются в курсе “Теория автомобиля”, ниже рассмотрены лишь отдельные вопросы, необходимые для оценки конструктивной безопасности автомобиля;

под которой понимают свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и других участников движения. Водитель в зависимости от конструкции автомобиля получает информацию об окружающей обстановке, характере его движения, режиме работы агрегатов и систем. Другие участники движения благодаря информативности автомобиля имеют возможность определить его тип, скорость и направление движения и прогнозировать на ближайшее будущее расположение его на дороге и расстояние до других транспортных средств.

, т.к. от этого зависит возможность реализации эксплуатационных свойств, заложенных в конструкцию автомобиля.

Отличительной чертой конструктивной безопасности автомобиля является необходимость сохранения всех ее показателей на допустимом уровне в течение всего срока службы автомобиля. Можно примириться с некоторым ухудшением топливной экономичности или комфортабельности автомобиля в процессе его эксплуатации, но этого нельзя сделать в отношении безопасности.

Компоненты системы пассивной безопасности

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

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

Что относится к пассивной безопасности автомобиля:

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

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

Рассмотрим подробнее про внутреннюю и внешнюю пассивную безопасность.

В гоночных авто ещё внедряют:

1. Устойчивый к огню костюм водителя.
2. Хорошо сконструированный каркас, даже если автомобиль переворачивается много раз подряд.

Внутренняя безопасность авто

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

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

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

Ещё одна хорошая статья: ВСЁ про лямбда-зонд: что это такое, принцип работы, для чего нужен, где находится, срок службы

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

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

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

В этом видео рассказывается как определить, сработает ли подушка безопасности?

Стоит отметить, что пневматические подушки нужны для защитой функции, если человек пристегнут ремнем безопасности. При ударе за 10 мс от датчика идёт команда на запуск газогенератора, который и надувает подушки. Это происходит при ударе на скорости 50км/ч и выше. Непристёгнутый пассажир рискует получить дополнительные травмы при столкновении с оболочкой подушки, которая «выстреливает» со скоростью до 300 км/ч.

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

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

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

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

В кабриолетах и больших внедорожниках при опрокидывании для защиты водителя и пассажиров используется жёсткий борт на авто за задними сидениями, а также усиленная рама ветрового стекла. Это тоже относится к пассивным элементам безопасности.

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

Внешняя безопасность авто

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

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

Современный бампер бывает:

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

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

В систему защиты пешехода и других транспортных средств входят:

• безопасные многослойные стекла, которые при ударе сдерживаются внутренним слоем, что снижает вероятность повреждения людей осколками. С виду разбитое стекло похоже на паутину. Дополнительно стекло можно с лёгкостью выдавить изнутри салона;
• отсутствие объемных выступающих элементов – эмблем, ручек дверей, спойлеров;
• ручки дверей утоплены в основание;
• антенна перемещена на крышу или заднюю часть автомобиля;
• безопасные зеркала заднего вида, которые при ударе отлетают или складываются;
• применение брызговиков;
• детали, увеличивающие заметность автомобиля (противотуманные фары, отражатели, контрастный цвет кузова);
• пневматические подушки в капоте авто (при ударе одна раскрывается прямо перед бампером, а другая – около лобового стекла);

Ещё одна хорошая статья: ВСЁ про кондиционер автомобильный: устройство, схема работы, классификация, фото + видео

Элементы пассивной безопасности

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

Система включают в себя следующие компоненты:

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

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

• Подушки безопасности.

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

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

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

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

Что такое активная безопасность автомобиля

Большинство аварий на дорогах происходит по ошибке человека. Но несчастье может случиться даже с самым внимательным водителем. Под активной безопасностью понимают свойства автомобиля, которые направлены на предотвращение опасной ситуации. Чтобы исключить «сюрпризы» были созданы электронные «помощники», которые распознают опасность и посылают предупреждающий сигнал.

Что входит в элементы активной безопасности автомобиля:

• антиблокировочная система тормозов;
• колёсные диски и шины;
• подвеска;
• рулевое управление;
• тормозная система;
• система контроля тяги;
• электронный контроль устойчивости;
• система распределения тормозных усилий;
• электронная блокировка дифференциала;
• внешняя система освещения;
• иные электронные ассистенты, которые предотвратят столкновения и вовремя проинформируют водителя о нестандартных ситуациях.

Для облегчения вождения в сложных ситуациях задействуют вспомогательные системы активной безопасности автомобиля. К ним относят парктроники, система помощи при спуске или подъеме, круиз-контроль, электромеханический стояночный тормоз, датчики и камеры для контроля «слепых зон».

Понятие систем активной безопасности

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

Элементы активной безопасности

Сегодня умными электронными ассистентами оснащен даже бюджетный автомобиль. Для обеспечения безопасного дорожного движения устанавливают датчики, камеры, радары. Они «умеют» сообщать водителю об опасности или сами принимают решение по управлению рулем и тормозами.

Что входит в систему активной безопасности?

1. Контроль тяги и устойчивости транспортного средства на дороге. Это предотвращает возникновение заноса.
2. Контроль давления в шинах.
3. Быстрое обнаружение автомобилей, которые находятся в «слепых» зонах.
4. Система распознавания дорожных знаков.
5. Экстренное торможение.
6. Различные системы помощи водителю, предупреждают водителя при выходе из полосы движения или при риске прямого столкновения.
7. Круиз-контроль.
8. Система автоматического поддержания дистанции (ACC).
9. EDS – электронная система блокировки дифференциала.

Рассмотрим элементы активной безопасности более подробно.

Антиблокировочная система ABS

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

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

Антипробуксовочная система

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

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

Система курсовой устойчивости

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

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

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

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

Адаптивный круиз-контроль

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

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

Система распределения тормозных усилий

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

Ещё одна хорошая статья: Трансмиссия автомобиля: что такое, типы, назначение, устройство, принцип работы

Что дает данный вид активной безопасности автомобиля:

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

Наибольший эффект заметен EBV во время езды по неоднородной поверхности.

Система экстренного торможения

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

Основные устройства системы

Современные транспортные средства комплектуются различными механизмами, относящимися к комплексу активной безопасности. Данные устройства можно разделить на несколько видов:

• устройства, взаимодействующие с тормозной системой;
• средства контроля рулевого управления;
• механизмы управления двигателем;
• электронные устройства.

В общей сложности существует несколько десятков функций и механизмов, позволяющих обеспечить безопасность водителя и его пассажиров. Основными и наиболее востребованными системами среди них считаются:

• антиблокировочная;
• антипробуксовочная;
• экстренного торможения;
• курсовой устойчивости;
• электронной блокировки дифференциала;
• распределения тормозных усилий;
• обнаружения пешеходов.

АБС является частью тормозной системы и сейчас встречается практически на всех автомобилях. Главная задача устройства заключается в том, чтобы исключить полную блокировку колес во время торможения. В результате автомобиль не потеряет устойчивость и управляемость.

При помощи датчиков блок управления ABS контролирует скорость вращения каждого из колес. Если одно из них начинает замедляться быстрее нормированных значений, система сбрасывает давление в его магистрали, и блокировка предотвращается.

Система АБС всегда срабатывает автоматически, без вмешательства водителя.

ASR (она же ASC, A-TRAC, TDS, DSA, ETC) отвечает за исключение пробуксовки ведущих колес и позволяет избежать заноса автомобиля. При желании водитель может ее отключить. Работая на базе ABS, ASR дополнительно управляет электронной блокировкой дифференциала и определенными параметрами двигателя. Имеет разные механизмы действия на больших и малых скоростях.

ESP (система курсовой устойчивости) отвечает за предсказуемое поведение автомобиля и сохранение вектора движения в случае нештатных ситуаций. Обозначения могут отличаться в зависимости от производителя:

В ESP входит целый комплекс механизмов, способных оценивать поведение автомобиля на дороге и реагировать на возникающие отклонения от параметров, заданных в качестве нормы. Система может корректировать режим работы КПП, двигателя, тормозов.

Система экстренного торможения (сокращенно – BAS, EBA, BA, AFU) отвечает за эффективное срабатывание тормозов при возникновении опасной ситуации. Может функционировать как совместно с ABS, так и без нее. В случае резкого нажатия на тормоз, BAS подключает в работу электромагнитный привод штока усилителя. Дожимая его, система обеспечивает максимальное усилие и наиболее эффективное торможение.

Распределение тормозных усилий (EBD или EBV) является не отдельной системой, а дополнительной функцией, расширяющей возможности ABS. EBD защищает автомобиль от возможной блокировки колес на задней оси.

Механизм электронной блокировки дифференциала основан на базе ABS. Система предотвращает пробуксовку и повышает проходимость транспортного средства, перераспределяя крутящий момент на ведущих колесах. Анализируя скорость их вращения с помощью датчиков, EDS подключает тормозной механизм, если одно из колес вращается быстрее других.

Контролируя пространство впереди автомобиля, система предотвращения столкновения с пешеходами (PDS) обеспечивает автоматическое торможение автомобиля. Оценка дорожной ситуации происходит благодаря работе камер и радаров. Для наибольшей эффективности задействуется механизм BAS. Однако пока данная система освоена далеко не всеми автопроизводителями.

Рейтинг безопасности автомобилей

Сегодня авторынок пестрит разнообразными моделями с отличающейся комплектацией. Мировые концерны регулярно выпускают новые модификации авто, непрерывно совершенствуя активную и пассивную систему безопасности транспортного средства. Независимой оценкой автомобильных новинок занимается Euro NCAP, действующая с 1995 года. Европейская организация проводит краш-тесты для оценки основных критериев:

• защиты взрослых пассажиров при боковом и лобовом ударе, столкновении со столбом;
• оценка рисков травм шейного отдела позвоночника;
• пассивной защиты детей 1,5 и 3 лет;
• степень опасности для пешеходов;
• наличие и взаимодействие электронных ассистентов.

Ежегодно для испытаний на столкновение отбираются новинки или модели, уже находящиеся в продаже. Euro NCAP анонимно закупает авто и передает его в собственную испытательную лабораторию.

Результаты краш-тестов оценивают в баллах, авто присваивают «звезды» и место в рейтинге. Благодаря независимой оценке, у потребителей есть возможность получить обширную и достоверную информацию о безопасности авто. Например, в 2021 году лидерами в активной и пассивной безопасности стали Tesla Model 3, Citroen C5 Aircross, VW T-Cross, Audi A1, Seat Tarraco.

Вековая история развития автомобильной безопасности

Если бы современные автопроизводители вспомнили бы экземпляры машин столетней давности, они наверняка пришли бы в ужас: колодочные тормоза и сплошная рулевая колонка, как пика, устремленная в грудь водителю. А ведь до 1950-х г. такие автомобили производились массово. Тогда автоконцерны мало заботились о безопасности водителей и пассажиров; акцент в первую очередь делался на скорость и в меньшей степени на удобство. И только ближе к середине 20 века стало очевидно, что безопасность автомобиля это, пожалуй, самый важный этап производства и ей стоит уделять огромное внимание. Давайте вспомним увлекательную историю развития автомобильных систем безопасности и то, как они повлияли на современную отрасль. Первые шаги
До начала 20 века первые кузова автомобилей с ДВС больше походили на конные экипажи. У некоторых моделей поначалу даже не было пола, а были только места для пассажиров, сворачивающаяся крыша и примитивная защитная передняя переборка. Двигатель на таких автомобилях обычно располагался прямо под сидениями. К началу 20 века всего было около типов кузовов, которые по примеру карет имели французские названия.

Постепенно в конструкциях кузова стали применяться все более прочные металлы. Примерно в то же время произошло противостояние открытых и закрытых кузовов. Так, первый построенный в США спортивный автомобиль «Мercer Type 35 Raceabout» 1911 г. имел открытый кузов, а английский «Lanchester» имел полностью герметично закрытый вариант исполнения. В последующие годы автопроизводители стали все больше склоняться к закрытым кузовам, так как они были более практичными и надежными, а открытые варианты стали, скорее, элементом дизайна.

В 1905 г. немецкий инженер-механик Фредерик Р. Симмс установил на автомобилях «Simms-Welbeck» первые бамперы, в которых были установлены пневматические элементы для поглощения энергии удара. Так бамперы становятся неотъемлемой частью автомобиля, а такие американские и «Lincoln» первыми стали придавать своим бамперам уникальный внешний вид.

Удивительно, но уже в начале прошлого века некоторые автомобили были способны развивать скорость в 100 км/ч, поэтому возникла острая необходимость в установке эффективной тормозной системы. Как ни странно, но первыми стали, более привычные для нас дисковые тормоза, запатентованные англичанином Фредериком Ланчестером в 1902 г. Однако они так и не получили широкого распространения, так как создавали большой шум и скрежет при использовании.

Вплоть до 1940-50х г. большую популярность обрели сперва ленточные, а после барабанные тормоза, колодки которых были надежно укрыты внутри барабанов. Вначале тормоза устанавливалась только на задние колеса. Тормозная система на все четыре колеса появилась только в 1910 г. на модели Arrol-Johnston. Первые гидравлические тормоза появились в 1921 г. на автомобиле Model A Duesenberg. Гидравлическая тормозная система требовала больших усилий при нажатии педали, поэтому в 1923 г. Луи Рено изобрел и запатентовал первый механический усилитель, который стал устанавливаться на все серийных автомобили Renault. Первая двухконтурная система торможения (механическая и гидравлическая) стала устанавливаться только в 1966 г. на автомобилях Volvo.

С увеличением скорости и количества автомобилей, инженеры начинают внедрение систем для облегчения процесса вождения и исключения многих опасных моментов на дороге. Так, к 1916 г. большинство американских автомобилей уже оснащались стеклоочистителями, а к началу 1920-х г. стали устанавливаться первые электрические фары. В 1938 г. на все серийные автомобили Cadillac имели зеркала заднего вида, дворники и противотуманные фары.

В 1928 г. на автомобилях Ford A впервые стали устанавливаться ударопрочные лобовые стекла. Благодаря работе шотландца Джона Бойдла Данлопа, который в 1887 г. изобрел и запатентовал велосипедную надувную шину, его изобретение быстро перекочевало и в автомобили. Благодаря этому передвигаться на автомобилях стало намного безопаснее и комфортнее. В 1904 г. компания Continental разработала первые рельефные покрышки, которые существенно повышали управляемость автомобиля. Первые шины с радиальным расположением нитей корда были разработаны компанией Michelin в 1946 г. К слову, такие покрышки до сих пор массово применяются и сейчас. В 1912 г. американец Эвард Бадд в своей мастерской изобрел первый цельнометаллический кузов, который получил широкое распространение только в 1928 г.

С ростом популярности гонок автопроизводители стали уделять большее внимание управляемости автомобиля, поэтому в 1930-х г. стали изготавливаться машины с несущими кузовами. Этого удалось добиться, соединив цельнометаллический кузов с жесткой рамой. В результате повысилась ремонтоспособность и долговечность несущих элементов при заметном снижении общей массы автомобиля. Первым серийным автомобилем с несущим кузовом стал переднеприводный «Citroen Traction Avant» 1934 г. выпуска. Позже вместо несущего кузова на автомобили стали устанавливать несущую раму, которая обеспечивала более низкую посадку машины, дополнительную защиту кузова и снижение шума. Первыми подобными машинами стали серийные «Volkswagen KdF» 1939 г. выпуска.

Пассивная безопасность

К 1950-м г. автомобили постепенно стали становиться не просто предметом роскоши, а обычным средством передвижения, требующим повышения безопасности водителя и пассажиров путем внедрения различных систем и приборов, которые в будущем стали называться пассивными. В конце 1940-х г. компания Volvo разработала концепцию высокопрочного каркаса («жилой капсулы»), уменьшающего силу удара. В дальнейшем шведская компания внесет еще немалый вклад в развитие автомобильной безопасности, но обо всем по порядку. В середине прошлого века многие автопроизводители начинают делать собственные краш-тесты машин.

В начале 1950-х г. сотрудник компании Daimler-Benz Бела Барени, в будущем признанный «отцом пассивной безопасности автомобиля», предлагает революционную на то время идею создания безопасного салона.

Концепция представляла собой комбинацию ударопрочной «жилой капсулы», которая имела достаточно свободного пространства для пассажиров и сминаемых при ударе энергопоглащающих зон, находящихся в передней и задней частях автомобиля. Суть технологии заключалась в преобразовании кинетической энергии в силу деформации элементов корпуса. Таким образом, время контакта с препятствием увеличивалось примерно в десять раз, обратно пропорционально снижая нагрузки.

Разработка получила общественное признание и прошла много краш-тестов, в том числе на лобовое столкновение. Первыми автомобилями, на которых стали применяться энергопоглощающие элементы кузова стали американские легковушки премиум класса «Packard», выпускаемые с 1952 г. Первым же автомобилем, в который полноценно были заложены принципы пассивной безопасности, предложенные Барени, стал Mercedes-Benz W111 вышедший на рынок в 1959 г.

В 1954 г. все тот же Барени предлагает прототип рулевой колонки со складывающимся элементом, которая в случае столкновения не наносила водителю сильных увечий. Долгое время разработка оставалась в тени, но через несколько лет она показала свое полное преимущество перед телескопическими жесткими конструкциями.

В 1956 г. Ford начинает серийно комплектовать свои автомобили пятиточечными ремнями безопасности, но широкого распространения технология так и не получили. К слову, первый патент на автомобильный ремень безопасности был выдан американцу Эдварду Клэгхорну в далеком 1885 г. В начале 20 века ремнями безопасности чаще всего пользовались гонщики и пилоты самолетов. Ситуация в корне изменилась, когда в 1959 г. компания Volvo стала укомплектовывать свои серийные автомобили надежным трехточечным ремнем безопасности. Разработка, как принято считать, не была инновационной: первые трехточечные ремни безопасности появились еще в 1902 г. Однако инженер шведской компании Нильс Болин сумел существенно доработать технологию и сделать ее максимально надежной и удобной в использовании. Болин вел разработку ремня более года, и за это время изучил около 20000 отчетов о случаях ДТП.

Вслед за Volvo к 1964 г. трехточечными ремнями безопасности стали укомплектовываться все новые американские автомобили, а уже два года спустя устройство становятся стандартом в США. В 1960 г. Volvo начинает устанавливать в свои серийные автомобили переднюю панель с мягкой подкладкой, которая уменьшала число травм лица и груди. Также компания стала одой из первых, кто в 1964 г. начал тестирование детских кресел безопасности и устанавливать их на свои автомобили.

Стоит отметить, что до начала 1960-х г. детские кресла вообще не считались средством безопасности, а использовались для того, чтобы поднять ребенка до уровня глаз других пассажиров. В 1978 г. США стала первой страной, в которой был принят закон об обязательной перевозке детей в специальный удерживающих креслах. Еще одним значимым изобретением Volvo в 1967 г. стали подголовники для сидений, защищающие шею и голову пассажиров при задних ударах, ставших стандартом в США два года спустя. В таком виде подголовники продержались на рынке практические 30 лет и только в 1995 г. на автомобиле Saab 9-5 впервые появились активные модели, которые за счет силы инерции активировали специальный механизм, приближающий подголовник еще до опрокидывания головы, тем самым снижая силу удара. Saab также стала первой компанией, которая в 1971 г. на серийных автомобилях стала устанавливать энергпоглощающие лобовые стекла, а в 1977 г. — боковые защитные балки в дверях.

Постепенно материал кузова автомобилей стал более прочным и легким, а элементы салона стали изготавливаться из сминаемых или мягких материалов. Но, пожалуй, самым главным элементом пассивной безопасности остаются подушки безопасности. Первые эксперименты с надувными подушками для защиты водителя и пассажира сидящего на переднем сидении были проведены американскими инженерами еще в 1968 г. и только пять лет спустя они примерно в одно время появились в серийных автомобилях General Motors и Chevrolet.

Впервые подушка безопасности с электронным управлением была представлена на автомобилях Mercedes S-class в 1980 г. С тех пор технология подушек потерпела много изменений (анализирование положения пассажиров перед ударом, корректировка алгоритма работы в зависимости от ситуации), но общий принцип работы остался неизменным и по сей день. Большой успех фронтальных подушек безопасности привел к тому, что в 1994 г. Volvo представляет модель 850, в которой были реализованы боковые подушки безопасности в совокупности с ребрами жесткости, установленные в передних дверях. В компании решили пойти еще дальше и установили на седане S80 надувные занавески для защиты пассажиров при боковом ударе. В 1996 г. компания Kia оснащает свой внедорожник Sportage подушками безопасности для защиты колен.

В середине 2000-х г. по инициативе международных организаций по защите пешеходов на автомобилях стали устанавливаться травмобезопасные капоты, которые с помощью пиропатронов способны автоматически подниматься для защиты пешеходов во время наезда. Одними из первых автомобилей с подобной технологией стали Jaguar XK и Citroen C6. В 2012 г. все та же Volvo на модель V40 стала устанавливать подушки безопасности для пешеходов, встроенные в капот.

Активная безопасность

До начала 21 века разработки велись в основном на повышение пассивной безопасности путем усовершенствования кузова и различных систем; и не безрезультатно — за полвека конструктивная безопасность автомобилей выросла в несколько раз позволив спасти тысячи жизней. Но на этом эволюция не прекращается: постоянно усовершенствуются уже созданные технологии, создаются новые материалы и так далее. В последнее время упор стал делаться на внедрение активных систем безопасности — технологий, снижающих долю человеческого фактора во время аварии. И хотя этот этап пока что на стадии своего активного развития, сделано уже очень многое.

А все началось в далеких 1970-х г., когда Mercedes-Benz и несколько других компаний начинают разработку электронной антиблокировочной системы (ABS), предотвращающую блокировку колес при экстренном торможении, тем самым помогая водителю не потерять управление. Впервые эта технология появилась на модели Mercedes-Benz 450 SEL в 1978 г. и после стала устанавливаться на многих отечественных и иностранных автомобилях.

В 1995 г. Mercedes было представлено первое практическое решение технологии, упрощающей процесс парковки под названием Parktronic. Система состояла из нескольких ультразвуковых датчиков и индикатора-бипера (зуммера). Принцип работы технологии был достаточно прост: датчики измеряли расстояние до препятствия, а бипер путем изменения звукового сигнала предупреждал водителя о том, когда следует остановиться.

С 1987 по 1992 г. Mercedes-Benz совместно с Bosch ведет разработку системы электронного контроля устойчивости автомобиля при резких маневрах под названием «Electronic Stability Programme» (ESP). В 1995 г. технология была доработана и названа «Electronic Stability Control» (ESC). Первыми автомобилями, которые стали снабжать подобными системами стали Mercedes A-class с 1997 г. выпуска.

Середина 1990-х г. ознаменовалась расцветом технологии GPS с искусственно заниженной точностью до 100 метров. Разрешение использования системы в гражданских целях позволило внедрять новые автоматизированные системы в автомобили. В 1997 г. автомобили Mercedes, а два года спустя BMW e38 и Toyota Celsior стали использовать технологию адаптивного круиз-контроля, позволяющего автоматически поддерживать заданную скорость движения.

Круиз-контроль зависит от систем ABS и ESC — при их неисправности функция отключается. В 1997 г. начинает работу европейский комитет по проведению независимых краш-тестов автомобилей с оценкой пассивной и активной безопасности Euro NCAP. Volvo S40 становится первым автомобилем с 4 звездами по защите взрослых пассажиров, а в первым обладателем 5 звезд признается Renault Laguna в 2001 г.

В 2007 г. Volvo представляет технологию мониторинга слепых зон на седанах S80, а годом позже оснащает модель XC60 еще одной инновационной разработкой — системой автономного торможения. О других новинках в мире автомобильной электроники и систем безопасности вы можете почитать в нашем блоге.

Конечно, в рамках одной статьи невозможно в полной мере описать эволюцию автомобильных систем безопасности. Единственное, что можно сказать с уверенностью — за сто с небольшим лет автомобиль изменился до неузнаваемости. Сейчас это уже не просто средство передвижения, это еще и площадка для внедрения инновационных технологий. В последние годы большинство компаний переключилось на разработку беспилотных автомобилей, которые требуют создания новых систем безопасности.

Заводские краш-тесты

Предварительный анализ конструктивных свойств авто, производитель проводит в условиях заводской лаборатории. Обычно исследование совпадает с анонсом новой модификации автомобиля. Аварийное испытание помогает инженерам оценить сильные и слабые стороны модели, а также предоставить потребителям убедительные доказательства безопасности выпускаемого автомобиля.

К значимым краш-тестам активной и пассивной безопасности относят:

• фронтальное столкновение машины, движущейся со скоростью 56 км/ч и неподвижного препятствия (стены);
• испытание на боковой удар, когда в неподвижный авто со стороны водителя со скоростью 50 км/ч влетает предмет массой 950 кг.

Чтобы оценить степень разрушения кузова, его специальным образом окрашивают. Разумеется, кроме стандартных тестов проводятся и нестандартные тесты, чтобы максимально обезопасить пассажиров при разнообразных авариях.

Системы ночного видения

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

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

Манекены для тестов

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

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

Системы безопасности современного автомобиля

Проведем краткий обзор систем безопасности предоставляемых сегодня.

Системы пассивной безопасности работают в момент удара. К ним относятся: зоны запрограммированной деформации кузова, ремни безопасности и подушки безопасности. Ремни безопасности предотвращают «полет» водителя или пассажиров сквозь лобовое стекло и снижают риск получения серьезных травм лица и тела при внезапной остановке. Подушки безопасности, раскрываясь при столкновении, смягчают удар по голове и другим чувствительным частям тела.

В 90-е годы нормой считалось оснащение автомобиля двумя подушками безопасности: водителя и переднего пассажира. Современные автомобили имеют от 4-х до 10 и более подушек безопасности, каждая из которых обеспечивает защиту от конкретной травмы при определенном столкновении. Так боковые подушки безопасности, «разворачиваемые» в оконных проемах, предотвращают травмы головы при боковых ударах и опрокидываниях. А боковые подушки безопасности в стойках или спинках сидений защищают от повреждений брюшную и тазовую области. Коленная подушка безопасности предотвращает получение травмы ног при ударе о приборную панель.

Современный ремень безопасности обеспечивает равномерное распределение силы, действующей на тело человека при внезапной остановке. Некоторые модели Форд и Линкольн оснащают инновационным ремнем безопасности с наддувным элементом, снижающим нагрузку. General Motors предлагает центральную подушку безопасности, раскрываемую с правой стороны от сиденья водителя, что обеспечивает дополнительную амортизацию при боковом ударе и предотвращает столкновения головы водителя с головой переднего пассажира.

Другой немаловажный элемент пассивной безопасности, о котором многие даже и не подозревают – силовая конструкция кузова автомобиля. Кузов имеет специально просчитанные зоны деформации, которые, сминаясь при столкновении, рассеивают энергию удара. Эта задача возлагается на переднюю и заднюю части автомобиля. Корпус салона, напротив, выполнен из высокопрочных стальных конструкций, не деформируемых в момент удара.

В то время, как системы пассивной безопасности работают непосредственно в момент столкновения, системы активной безопасности стремятся всячески избежать аварии. За последние годы в этой области произошел большой прогресс. Но есть и те системы, которые находятся на службе уже десятки лет. Так антиблокировочная тормозная система (ABS) предотвращает блокировку колес при резком торможении, обеспечивая сохранение устойчивости и управляемости автомобиля в момент замедления. ABS выполняет непрерывный мониторинг скорости с помощью датчиков на всех четырех колесах и сбрасывает давление в тормозном контуре заблокировавшегося колеса.

Антипробуксовочная система, часто является вторичной функцией ABS и предотвращает пробуксовку за счет снижения мощности двигателя («сброс газа») или подтормаживания буксующего колеса.

Система стабилизации использует другой набор датчиков, контролирующих боковое движение автомобиля, скорость вращения и угол поворота рулевого колеса, положение дроссельной заслонки и многое другое. Если транспортное средство движется по траектории, не соответствующей управляющим воздействиям, тогда система с помощью тормоза конкретного колеса или изменения мощности двигателя, пытается восстановить заданную траекторию.

Многие современные автомобили настолько умны, что знают не только параметры вашего движения в данный момент, но и транспортных средств и объектов вокруг Вас. Этим занимаются системы предупреждения столкновения, которые собирают информацию об окружающих объектах с помощью датчиков: радаров, камер, лазерных, тепловых или ультразвуковых датчиков. Если система обнаружит слишком быстрое сближение с объектом, водитель будет предупрежден звуком из динамиков, световой индикацией, вибрацией на сиденье или руле. Если времени для предупреждения недостаточно, то система сама вмешается в управление, что бы помочь вам избежать аварии. Так в некоторых автомобилях заранее создается давление в тормозной системе для экстренного торможения и осуществляется преднатяжение ремней безопасности. Некоторые системы даже сами прибегают к торможению.

Другая система активной безопасности – слежение за слепыми зонами. Автопроизводители используют различные способы предупреждения. В большинстве случаев это система мониторинга слепых зон с индикацией на наружных зеркалах и звуковым предупреждением.

Так же имеется система контроля движения по полосе, предупреждающая об уходе из своей полосы с помощью световой, звуковой сигнализации или вибрации. Некоторые системы в дополнении к этому умеют притормаживать и возвращать автомобиль на свою полосу. Система, как правило, срабатывает при перестроении без включения указателя поворота.

В последние годы список систем активной безопасности значительно вырос. Его дополнили адаптивные фары, поворачивающие световой пучок в направлении движения автомобиля, освещая темные участки дорог в повороте. Активный дальний свет умеет обнаруживать приближение встречных автомобилей и переключаться на ближний, чтобы не ослеплять других участников дорожного движения.

Mercedes на своих автомобилях устанавливает систему Attention Assist, следящую за состоянием водителя. Система подаст звуковой сигнал, если заподозрит, что водитель начал засыпать.

Камеры заднего обзора в наши дни обычное явление, и на многих автомобилях входят в список стандартного оборудования. Одна из новых систем обеспечивает мониторинг слепых зон в момент движения автомобиля задним ходом. При пересечении вашей траектории с автомобилем в слепой зоне, система предупредит водителя о возможном столкновении. Другие производители с помощью нескольких камер по бокам автомобиля создают картинку на дисплее с видом сверху, помогая ориентироваться в узких местах. Не менее распространенно и использование радар детекторов, измеряющих расстояние до объектов, предупреждающих о приближении увеличением частоты звукового сигнала.

Современный автомобиль заботиться не только о безопасности водителя и пассажиров, но и безопасности пешеходов. Для этого применяется особая форма передней части автомобиля. Так же используются активные стойки капота, приподнимающие его заднюю часть при наезде на пешехода.

Совсем недавно, подушки безопасности стали использоваться на внешней поверхности автомобиля. Так Volvo выпустила первый автомобиль, оснащенный пешеходной подушкой безопасности, разворачивающейся в месте перехода капот-лобовое стекло, для предотвращения травмы головы пешехода. Некоторые автопроизводители, такие как BMW, предлагают инфракрасную систему помощи, распознающую человека или животного в темноте.

Адаптивный круиз-контроль помогает поддерживать безопасную дистанцию до впереди идущего транспортного средства с помощью радаров или лазерных датчиков. Некоторые системы способны самостоятельно остановить автомобиль, а затем снова начать движение, работая в режиме «stop & go».

В настоящее время разрабатывается технология, обеспечивающая автомобилям возможность обмениваться информацией об авариях, обнаруженных пешеходах и других транспортных средствах. Так же система будет способна анализировать информацию о режимах работы светофоров, внося коррективы в скоростной режим, чтобы обеспечивать свободный проезд перекрестков, без остановок на красный свет («зеленая волна»).

Системы автомобильной безопасности прошли долгий путь с момента появления ремня безопасности более 50 лет назад. Современные системы безопасности обеспечивают высокую степень защиты. Тем не менее, всегда есть направления для совершенствования, снижения вероятности дорожно-транспортных происшествий и получения травм. Но в первую очередь следует помнить, что безопасность начинается с водителя.

Перспективы развития систем безопасности

С каждым годом авто всё больше становится похож на гаджет с множеством функций, отвечающих за безопасное вождение и связь с внешним миром. Благодаря стремительному развитию информационных технологий, инженеры-конструкторы большое значение придают интерактивной составляющей пользовательского интерфейса машины.

Постоянное совершенствование конструкции кузова, ремней безопасности и других конструктивных свойств, упрощает рулевое управление, экономит время и улучшает безопасность транспортного средства. Умная электроника уже умеет отслеживать сигналы, посылаемые человеческим мозгом, реагировать на движение глаз.

Сегодня инженеры-конструкторы внедряют новую модель взаимодействия водителя и транспортного средства на уровне диалога. А в будущем автомобиль окончательно преобразуется в «интеллектуальное» устройство, которое не только предупредит об опасности, но и самостоятельно устранит риск возникновения аварийных ситуаций.

Несмотря на постоянную модернизацию активной и пассивной безопасности автомобиля, его эксплуатационных свойств, полностью исключить ДТП невозможно.

Поэтому современный автомобиль должен быть таким, чтобы, когда пассажиры и водители становятся пассивными участниками аварии и не имеют возможности и времени на активные действия, элементы систем безопасности «взяли ситуацию в свои руки», предотвратили опасность или сделали тяжесть последствий минимальной.

Важно понимать, что какая бы ни была навороченная активная безопасность, без прочного каркаса, грамотного проектирования кузова, наличие подушек безопасности это не спасёт жизнь человека.

Видео: Работа систем обнаружения пешеходов

Посмотрите, как проводят испытания автомобилей на предмет обнаружения пешеходов-манекенов.

Сделай репост и информация будет всегда под рукой ✅

Какие системы безопасности бывают?

Самой первой такой системой на авто можно считать ремни безопасности, которые длительное время оставались единственным средством защиты пассажиров. Сейчас же авто комплектуется десятком и более всевозможных систем, которые подразделяются на две категории безопасности – активной и пассивной.

Активная безопасность автомобиля направлена на возможное устранение аварийной ситуации и сохранение контроля за поведением авто в экстренных случаях. Причем они действуют автоматически, то есть, вносят свои коррективы несмотря на действия водителя.

Пассивные же системы направлены на уменьшение последствий при случившейся аварии. К ним относятся ремни, подушки и шторки безопасности, специальные системы крепления детских сидений.

Какие системы обеспечивают безопасность людей в автомобиле

Согласно статистике, порядка 80–85% всех дорожно-транспортных происшествий приходятся на долю автомобилей. Именно поэтому автопроизводители, при разработке конструкции авто, уделяют максимум внимания его безопасности – ведь от безопасности отдельно взятого автомобиля напрямую зависит и общая безопасность движения на дорогах. Необходимо предусматривать весь спектр потенциально опасных ситуаций, в которые теоретически может попасть автомобиль, а зависят они от множества различных факторов.

Различают активную и пассивную безопасность транспортных средств

Современные системы безопасности предусматривают как активную, так и пассивную безопасность автомобиля и включают в себя целый ряд устройств: подушки безопасности автомобиля, антиблокировочную систему колес (АБС), противобуксовочные и противозаносные системы и многие другие средства. Надежность конструкции автомобиля поможет водителю не попасть в беду и обезопасить свою жизнь и жизнь пассажиров в непростых условиях современных дорог.

Активная и пассивная безопасность автомобиля

В целом безопасность транспортного средства подразделяют на активную и пассивную. Что же обозначают эти термины? Активная безопасность включает в себя все те свойства конструкции авто, при помощи которых предотвращается и/или снижается сама вероятность ДТП. Благодаря таким свойствам, водитель может менять характер движения – другими словами, автомобиль не станет неуправляемым в экстренной ситуации.

Рациональная конструкция машины является залогом ее активной безопасности. Здесь большую роль играют так называемые «анатомические» сидения, повторяющие форму человеческого тела, обогрев ветрового стекла и зеркал заднего вида во избежание их замерзания, стеклоочистители на фарах, противосолнечные козырьки. Кроме того, активной безопасности способствуют различные современные системы – противоблокировочные, контролирующие скорость движения авто в целом и работу его отдельных механизмов, сигнализирующие о неисправностях и т.д.

Кстати, цвет кузова также имеет большое значение для активной безопасности авто. Наиболее безопасными в этом плане считаются оттенки теплого спектра – желтый, оранжевый, красный – а также белый цвет кузова.

Наиболее безопасными признаны яркие заметные расцветки кузова

Повышение заметности автомобиля в ночное время достигается и другими способами – например, на номерные знаки и бампер наносится специальная световозвращающая краска. Также в целях повышения активной безопасности необходимо хорошо продуманное расположение приборов на приборной панели и качественный обзор с водительского места. Следует помнить, что, согласно дорожной статистике, при авариях чаще всего повреждается рулевое управление, двери, ветровое стекло и приборная панель.

В случае если авария все-таки происходит, ведущая роль в ситуации переходит к приемам пассивной безопасности.

В понятие пассивной безопасности входят такие свойства конструкции транспортного средства, которые помогают уменьшить степень тяжести ДТП, если таковое случится. Пассивная безопасность проявляет себя, когда водитель все же не в силах изменить характер движения машины для предотвращения аварии, несмотря на принятые меры активной безопасности.

Зависит пассивная безопасность, как и активная, от множества нюансов конструкции. Сюда можно отнести, например, устройство бампера, наличие дуг, ремней и подушек безопасности, уровень жесткости кабины и прочие условия.

Передняя и задняя части транспортного средства, как правило, менее прочны, чем средняя – это также делается из соображений пассивной безопасности. Средняя часть, где размещены люди, обычно защищена более жестким каркасом, а передняя и задняя смягчают удар и тем самым уменьшают инерционную нагрузку. У машин с рамной конструкцией из тех же соображений обычно бывают ослаблены поперечины и лонжероны – их делают из хрупких металлов, которые разрушаются или деформируются при ударе, принимая на себя его основную энергию и, таким образом, смягчая его.

Для погашения силы удара передняя часть авто всегда менее прочна, чем средняя

Кстати, именно для повышения показателей пассивной безопасности, двигатель машины, обычно, устанавливается на рычажной подвеске – такая конструкция служит для того, чтобы при ударе избежать перемещения двигателя в салон. Благодаря подвеске мотор опускается вниз, под пол кузова.

Жесткое рулевое колесо также представляет опасность для водителя, особенно при встречном столкновении. Именно поэтому рулевые ступицы изготавливаются большого диаметра и покрываются специальной упругой оболочкой – мягки накладки и сильфоны частично поглощают энергию удара.

Одним из самых эффективных и несложных средств безопасности при небольших затратах остаются ремни безопасности. Установка этих ремней является обязательной в соответствии с законодательством многих стран (в том числе и Российской Федерации). Не менее широкое распространение получили также подушки безопасности – еще одно простое средство, которое призвано ограничивать резкое перемещение людей в салоне в момент удара. Подушки безопасности автомобиля срабатывают только непосредственно при ударе, предохраняя от повреждений головы людей и верхние части туловища. К недостаткам подушек безопасности можно отнести достаточно громкий звук в процессе наполнения их газом – этот шум способен даже повредить барабанные перепонки. Кроме того, подушки безопасности недостаточно защищают людей при опрокидывании авто и при боковых ударах. Именно поэтому поиск способов их усовершенствования постоянно продолжается – например, ставятся эксперименты по замене подушек так называемыми сетками безопасности (которые также должны ограничивать резкое перемещение человека в салоне при аварии) – и прочими подобными средствами.

Ремень безопасности – одно из самых простых и надежных средств для защиты вашей жизни

В качестве еще одного простого и эффективного противотравматического средства при аварии также можно назвать надежное крепление сидений – в идеале оно должно выдерживать многократную перегрузку (до 20g).

При заднем столкновении шею пассажира защищают от серьезных травм подголовники сидений. Ноги водителя в случае аварии защищает от повреждений травмобезопасный педальный узел – в таком узле, при столкновении, педали отделяются от своих креплений, смягчая жесткий удар.

Помимо перечисленных мер предосторожности, современные автомобили оборудованы безопасными стеклами, при разрушении рассыпающимися на неострые осколки и триплекс.

От размера авто и целостности его каркаса также зависит общая пассивная безопасность транспортного средства. Детали каркаса при столкновении не должны менять свою форму – энергия удара поглощается другими деталями. Для проверки всех этих свойств, перед тем, как выйти в производство, каждый автомобиль подвергается специальным проверкам, называемым краш-тестами.

Итак, система пассивной безопасности автомобиля в своей полной комплектации значительно повышает возможность выживания для водителя и пассажиров в случае аварии и помогает им избежать серьезных травм.

Современные системы активной безопасности

Развитие автоиндустрии в последнее время подарило автолюбителям много новых систем, значительно повышающих полезные качества активной безопасности автомобиля.

Особенно распространенной в этом перечне является система АБС – антиблокировочная система тормозов. При торможении она помогает предотвратить случайную блокировку колес и, таким образом, избежать потери управления машиной, а также его скольжения. Благодаря системе АБС значительно сокращается тормозной путь, что позволяет сохранять контроль над движением машины при экстренном торможении. Другими словами, при наличии АБС у водителя появляется возможность совершать необходимые маневры в процессе торможения. Электронный блок антиблокировочной системы через гидромодулятор воздействует на тормозную систему машины, на основании анализа сигналов, поступающих от датчиков вращения колес.

Наличие системы АБС значительно повышает активную безопасность автомобиля

Наиболее часто, благодаря интенсивному торможению, водитель может предотвратить ДТП – поэтому любой автомобиль нуждается в исправно работающей тормозной системе в целом, и АБС в частности. Машина должна эффективно замедляться в любых ситуациях, тем самым уменьшая риск опасности для водителя, находящихся в салоне пассажиров, окружающих людей и других транспортных средств.

Безусловно, активная безопасность транспортного средства значительно повышается, если на нем установлена АБС. Кстати, кроме непосредственно автомобилей, этой системой оснащаются также прицепы, мотоциклы и даже колесные шасси самолетов! АБС последних поколений часто оборудованы также противопробуксовочной системой, электронным контролем устойчивости и вспомогательной системой для экстренного торможения.

АПС, антипротивобуксовочная система (ASR, Antriebs-Schlupf-Regelung), которая также называется системой контроля тяги, служит для устранения опасной потери сцепления автомобильных колес с дорогой, благодаря контролю буксования ведущих колес машины. Особенно полно оценить полезные свойства АПС можно при управлении автомобилем на скользкой и/или влажной дороге, а также в прочих условиях, где проявляется недостаточное сцепление. Антипробуксовочная система напрямую связана с АБС, за счет чего получает всю необходимую информацию о скорости вращения ведущих и ведомых колес автомобиля.

СКУ, система курсовой устойчивости, называемая также электронным контролем устойчивости, тоже относится к активным системам безопасности автомобиля. Ее работа помогает предотвратить занос автомобиля. Этот эффект достигается благодаря тому, что компьютер управляет моментом силы колеса (или нескольких колес). Система курсовой устойчивости служит для стабилизации движения транспортного средства в наиболее опасных ситуациях – например, когда становится опасно высокой вероятность потери управления авто, или даже когда управление уже потеряно. Именно поэтому электронный контроль устойчивости считается одной из самых эффективных механизмов активной безопасности автомобиля.

РТС, электронный распределитель тормозных сил также является логическим дополнением системы АБС. Эта система распределяет тормозные усилия между колесами таким образом, чтобы водитель имел возможность управлять транспортным средством постоянно, а не только при экстренном торможении. РТС помогает сохранить устойчивость машины при торможении, поровну распределяя тормозное усилие между всеми ее колесами, анализируя их положение и дозируя тормозную силу наиболее эффективно. Кроме того, распределитель тормозных сил значительно уменьшает риск заноса или сноса в процессе торможения – особенно при повороте и на смешанных дорожных покрытиях.

РТС распределяет тормозное усилие между всеми колесами автомобиля

ЭБД, электронная блокировка дифференциала, тоже связана с системой АБС и играет немаловажную роль в обеспечении активной безопасности автомобиля в целом. Как известно, дифференциал передает крутящий момент с КПП на ведущие колеса и корректно работает при условии прочного сцепления этих колес с дорогой. Однако бывают ситуации, когда одно из колес может оказаться на льду или в воздухе – тогда оно будет вращаться, а другое колесо, стоящее на поверхности твердо, потеряет свою силу вращения. Вот тогда-то и подключается ЭБД, благодаря работе, которой дифференциал блокируется, а крутящий момент передается всем его потребителям, в т.ч. и неподвижному ведущему колесу. То есть электронная блокировка дифференциала притормаживает буксующее колесо до тех пор, пока его частота вращения не уравняется с небуксующим. Особенно влияет ЭБД на безопасность машины при резком разгоне и движении на подъем. Также она значительно повышает уровень безаварийности движения в сложных погодных условиях и даже при движении задним ходом. Однако следует помнить, что ЭБД не срабатывает при прохождении поворотов.

АПС, акустическая парковочная система, относится к вспомогательным системам активной безопасности транспортного средства. Также она известна под такими названиями, как парктроник, акустическая парковочная система, PDC (Parking distance control), ультразвуковой датчик парковки… Терминов для определения АПС существует немало, однако служит это устройство одной главной цели – контролю дистанции между автомобилем и препятствиями во время парковки. С помощью ультразвуковых датчиков, парктроник способен измерять дистанцию от машины до близлежащих объектов. По мере того, как эти объекты приближаются к автомобилю, характер акустических сигналов АПС меняется, а на дисплее отображается информация об оставшемся до препятствия расстоянии.

Оригинальный графический дисплей парктроника – акустической парковочной системы

АКК, адаптивный круиз-контроль – это устройство, также относящееся к вспомогательным системам активной безопасности автомобиля. Благодаря работе круиз-контроля, поддерживается постоянная скорость машины. При этом скорость автоматически снижается в случае ее увеличения, и, соответственно, повышается в случае понижения.

Кстати, всем известный стояночный ручной тормоз (в просторечии – ручник) тоже входит в число вспомогательных устройств для активной безопасности транспортного средства. Старый добрый ручник удерживает машину в неподвижности относительно поверхности опоры, придерживая ее на склонах и помогая затормаживанию на стоянках.

Системы помощи при подъеме и спуске, в свою очередь, также существенно повышают показатели активной безопасности автомобиля.

Прогресс ради жизни

К сожалению, полностью избегать случаев дорожно-транспортных происшествий пока не представляется возможным. Однако с каждым годом с конвейеров сходят сотни и тысячи автомобилей, все более совершенных в плане активной и пассивной безопасности. Новые поколения машин, по сравнению с предыдущими, укомплектованы гораздо более совершенными системами безопасности, позволяющими значительно снизить риск вероятности аварии и минимизировать ее последствия в тех случаях, когда избежать аварии не удастся.

Безопасность автомобиля в первую очередь зависит от безотказности всех его систем

Видео — активные системы безопасности

Видео — пассивная безопасность автомобиля

Заключение!

Безусловно, важнейшим определяющим фактором активной и пассивной безопасности автомобиля, является безотказность всех его жизненно важных систем, агрегатов и узлов. Наиболее серьезные требования предъявляются к безотказности тех элементов машины, которые позволяют ей осуществлять разнообразные маневры. К таким устройствам относятся системы тормозов и рулевого управления, трансмиссия, подвеска, двигатель и т.д. Чтобы повысить показатели безотказности всех систем современных автомобилей, с каждым годом применяются все новые и новые технологии, используются не используемые ранее материалы и совершенствуется конструкция автомобилей всех марок.

Источник https://autodont.ru/body/bezopasnaya-konstrukciya-kuzova

Источник https://lada-avia.ru/motor/bezopasnost-avto.html

Источник https://truescooters.ru/motor-avto/bezopasnost-avtomobilya.html