Особенности пассивной безопасности автомобиля: важные составляющие внутренней и внешней безопасности, общие требования
Пассивная безопасность машины – система составляющих ТС, минимизирующая последствия аварии для людей. Важно следить за ее качеством и работоспособностью, понимать, что поможет избежать тяжелых травм и гибели. Многие «чудесные» спасения после ДТП объясняются именно результатом её правильной работы. О том, из чего складывается пассивная безопасность автомобиля, как сохранить ее, чем дополнить, читайте в этой статье.
Важные элементы системы пассивной безопасности
При резком торможении автомобиля или столкновении с препятствием неизбежен контакт находящихся в салоне людей с имеющимися внутри составляющими техники. Они и есть система пассивной безопасности. Понятие включает в себя:
- «коробку» салона;
- удерживающие устройства (ремни и детские кресла);
- подушки безопасности;
- рулевую колонку, складывающуюся при ударе;
- педальный узел, предохраняющий от травм за счет отделения от крепления при аварии;
- мягкие части внутренней обивки салона;
- подголовники сидений;
- имеющие особые свойства стекла, которые при разбивании разрушаются на мелкие, не травмирующие осколки;
- систему увода двигателя и иных агрегатов в сторону от салона при ударе;
- усиленные дуги, стойки крыши, рамки стекол, не позволяющие сильно разрушиться кузову.
Эти компоненты конструируют так, чтобы они не наносили дополнительных травм человеку, смягчали удар.
Что входит во внутреннюю и внешнюю безопасность транспортного средства
Набор деталей, уменьшающих негативные последствия ДТП для человека, находится как внутри авто, так и на наружной его части. Первые созданы для спасения водителя и пассажиров. Вторые призваны уменьшить вред здоровью других участников движения. Внешняя пассивная безопасность включает в себя:
- Особую конструкцию бампера, который должен иметь энергопоглощающие компоненты. Они могут быть на передней и задней частях. Поглощение энергии происходит за счет сминания деталей бампера. За счет этого пешеход получает удар меньшей силы. И салон машины повреждается не так сильно.
- Внешние выступы авто. Разрушаясь при контакте с препятствием, они гасят силу удара.
- Специальные приспособления, призванные предохранить контакт человеческого тела с более прочными или острыми компонентами машины. Они выступают в качестве щита, который снижает степень травматизации.
Иначе выглядит внутренняя пассивная безопасность. В эту совокупность входят составляющие, снижающие степень травматизации находящихся в салоне машины:
- Кузов. Его качество, конструкция, материал – основа безопасности.
- Элементы, предохраняющие салон от проникновения агрегатов машины внутрь. Иначе водителю и пассажирам не избежать дополнительных травм.
- Ремни. Приспособления снизят силу удара о конструктивные составляющие салона и не дадут человеку вылететь наружу.
- Подушки. В сочетании с ремнями воздушный мешок погасит энергию, с которой человек по инерции устремится вперед или в сторону.
- Подголовники. При ударе приспособление спасет от сильного запрокидывания головы и травм позвоночника.
- Дополнительные системы деструкции. Это отдельные компоненты из достаточно хрупких материалов, которые принимают основную силу удара на себя, легко разрушаясь. И когда волна доходит до человека, она уже значительно слабее.
Общие требования
Средства пассивной безопасности должны соответствовать условиям:
- не иметь острых углов и краев, способных привести к дополнительным травмам;
- быть изготовлены по ГОСТам в части размеров, особенностей конструкции;
- исключать возможность неверного использования;
- сохранять свои качества во время всего периода эксплуатации;
- срабатывать определенным образом только в ходе аварии, а не во время обычного движения.
Требования к пассивной безопасности автомобиля формируются на основе испытаний (краш-тестов). В России они содержатся в ГОСТах 18837-73 (ремни безопасности), 21936-76 (кузов), 24309-80 (подголовники) и многих других. Для всех выпускаемых транспортных средств обязательно соответствие Правилам ЕЭК ООН. Люди, находящиеся в авто, должны остаться в живых при:
- наезде на стоящее на месте препятствие со скоростью 14 м/с;
- столкновении со скоростью 19 м/с;
- ударе сзади предметом массой менее 1250 кг со скоростью 22,2 м/с;
- боковом столкновении под прямым углом со скоростью 9 м/с;
- двукратном или трехкратном переворачивании при начальной скорости 14 м/с.
Особенности пассивной безопасности кузова
Степень защищенности водителя и пассажиров автомобиля в ДПТ во многом зависит от кузова машины. Он первым принимает удар при наезде или столкновении. Пассивная безопасность кузова зависит от материала, из которого он изготовлен, особенностей конструкции, дополнительных элементов.
Каркас детали должен быть достаточно жестким, чтобы не рухнуть на людей сразу, и одновременно податливым для гашения силы удара. Используют прочные «ребра» в зонах крыши и дверных проемов, окон, а также легко разрушающиеся элементы, чтобы они обезопасили человека за счет принятия удара на себя. В современных авто устанавливают решетку, которая предохраняет от повреждения салон.
Усиливающие элементы кузова
Неисправная система
Дефекты защитных составляющих автомобиля могут привести к серьезным травмам. Машины старше 3-летнего возраста регулярно проходят техосмотр. Но чтобы исключить неисправности пассивной системы безопасности, автовладелец и сам должен следить за ней. Самые проблемные части:
- удерживающие ремни;
- подушки;
- неверно отрегулированные или вовсе снятые подголовники.
Испорченными могут оказаться и другие составляющие. Но если хотя бы одна из них не функционирует, авто не соответствует условиям использования, изложенным в «Основных положениях по допуску ТС к эксплуатации…».
Иногда дефектная пассивная безопасность транспортных средств обнаруживается у новой машины. Об этом может свидетельствовать, например, не выключающаяся контрольная лампочка. В подобных случаях, если ТС не подлежит ремонту, его можно вернуть в салон.
Что такое активная безопасность
Помимо пассивной системы предохранения человека в ДТП существует активная. Это набор технических и эксплуатационных возможностей машины, которые помогают предотвратить аварию и снизить ее риск. То есть активная и пассивная безопасность автомобиля – не одно и то же. Первая придумана для того, чтобы не пришлось действовать второй. Компоненты активной системы:
- система противодействия блокировке тормозов;
- совокупность антипробуксовочных составляющих;
- набор элементов, обеспечивающих устойчивость авто;
- особенности тормозной системы, дающие возможность останавливаться экстренно и распределять усилия на все движущиеся части ТС;
- блокировка дифференциала, заставляющая вращаться все колеса вне зависимости от ситуации на дороге.
Системы пассивной безопасности автомобиля
Знаете ли Вы, какая система в автомобиле предназначена для снижения последствий ДТП? О данной системе и будет идти речь в нашей статье.
Я думаю, многие уже сталкивались напрямую с пассивной системой безопасности автомобиля.
В этой статье мы расскажем о новейших достижениях в области пассивной безопасности. Подушки, ремни, детские кресла, конструктивные особенности кузова и салона — все это должно правильно сработать в роковую секунду. А если быть более точным, счет идет на миллисекунды.
Попробуем разобраться с принципом работы данной системы, чтобы четко понимать ее возможности и не переоценивать их.
Для начала дадим определение: пассивная система безопасности автомобиля — это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение и снижение тяжести дорожно-транспортного происшествия. Большинство систем пассивной безопасности срабатывают во время столкновения автомобиля, когда активные системы безопасности не смогли помочь водителю предотвратить или избежать столкновения. Пассивная система безопасности включает в себя следующие элементы:
- ремни безопасности, в том числе инерционные с преднатяжителями;
- надувные подушки безопасности, в том числе встроенные в ремни безопасности;
- сминаемые или мягкие элементы интерьера;
- складывающаяся рулевая колонка;
- травмобезопасный педальный узел;
- энергопоглощающие элементы передней и задней частей кузова автомобиля, сминающиеся при ударе;
- активные подголовники сидений, защищающие от серьёзных травм шеи экипажа при ударе автомобиля сзади;
- безопасные стёкла — закалённые, которые при разрушении рассыпаются на множество неострых осколков и триплекс;
- дуги безопасности, усиленные передние стойки крыши и верхняя рамка ветрового стекла в родстерах и кабриолетах;
- поперечные брусья в дверях и т.п.;
- защита от проникновения двигателя и других агрегатов в салон (увод их под днище).
Кузов автомобиля. Технология сминания металла спасает жизни!
Примерно любой автомобильный кузов в наши дни имеет следующую обязательную конструкцию: в его основе — жесткая силовая клетка, снаружи окруженная сминаемыми зонами, а изнутри имеющая травмобезопасный интерьер. Первым такую конструкцию довел до ума венгерский инженер Бела Барени, работавший в середине прошлого века на Mercedes.
Первым в истории автомобиль, кузов которого получил зоны с запрограммированной деформацией, поглощающие удар стал представительский седан Mercedes-Benz в кузове W111. Кроме того, в салоне Бела Барени впервые применил складывающуюся рулевую колонку и травмобезопасный руль. Считается, что именно Барени первым обозначил пассивную безопасность как один из главных принципов конструирования автомобиля.
По сей день при проектировании машин больше всего сил и времени тратится на разработку силовой структуры кузова. При ударах спереди и сзади на небольших скоростях основную нагрузку принимают на себя краш-боксы — элементы с запрограммированной деформацией. Они сжимаются, как гармошка, не пропуская энергию удара дальше. Если же удар сильнее, то нагрузка распределяется по всем силовым элементам: лонжеронам, подрамникам, стойкам крыши и т.п. Вся структура в случае столкновения должна работать как единое целое. Одна беда: заранее никогда не известно, в какое место придется удар…
Лучше всего автомобили, конечно, защищены спереди: из числа опасных ДТП большинство — фронтальные, а на втором месте — удары сзади. Но от таких ударов и защититься легче, ведь спереди и сзади можно разместить довольно массивные сминаемые зоны. А вот обезопасить седоков от ударов сбоку намного сложнее. Внутрь дверей встраивают прочные брусья безопасности, а центральную стойку и пороги проектируют таким образом, чтобы энергия удара перетекала на поперечные усилители пола и крыши.
Эти основные принципы были заложены еще в середине прошлого века, но и современным инженерам удалось внести в конструкцию автомобильных кузовов важные дополнения. В первую очередь — за счет применения высокопрочных и сверхвысокопрочных сталей. У нынешних машин клетка безопасности состоит из пяти-шести разных марок металлов.
Лет 10–15 назад автомобили становились тяжелее с каждым поколением: конструкторам приходилось создавать все более массивные сминаемые зоны, чтобы кузов хорошо выдерживал краш-тесты. Сейчас тенденция обратная: все производители стремятся снизить массу машины ради экономичности и динамики. При этом безопасность кузовов не страдает, а только растет — спасибо высокопрочным сплавам стали.
Еще одно сравнительно недавнее новшество в проектировании кузовов — это стремление защитить не только людей в автомобиле, но и пешеходов. Об этом, конечно, задумывались и раньше: в частности, ради защиты пешеходов с капота «Волги» ГАЗ-21 в 60-е годы исчезла фигура оленя. Но в наше время производители придумали много дополнительных решений, спасающих людей. В случае наезда на человека капот теперь способен приподниматься вверх, чтобы сгладить удар. Для этого в его креплении используют специальные шарниры (иногда с пиропатронами, выстреливающими в нужный момент). Ну а высшую степень защиты пешеходов обеспечивает специальная внешняя подушка безопасности. Она есть, например, у некоторых моделей Volvo.
Ремни безопасности. «Какая разница?» или обязательный минимум?
В наши дни многие автомобилисты видят в ремнях только лишние неудобства. И глубоко ошибаются! По статистике, при фронтальном ударе ремни уменьшают риск серьезных травм в 2–2,5 раза, а при перевороте — в 5 раз!
После Второй мировой войны автопроизводители рассматривали несколько вариантов ремней безопасности. Одной поясной лямки (как на креслах пассажирских самолетов) в автомобиле недостаточно: в салоне машины много опасных мест, о которые можно удариться головой. Диагональная лямка от этого защищает, но из-под нее человек может выскользнуть. Совместил эти два решения шведский инженер Нильс Ивар Болин. Именно с его подачи в конце 50-х годов на конвейер встали привычные нам трехточечные ремни. Первыми их получили модели Volvo PV 544 и P 120 Amazon.
За прошедшие с тех пор полвека инженерная мысль не стояла на месте: современные ремни имеют гораздо более сложную конструкцию, чем во времена господина Болина. Конструкция шведского инженера была статичной — то есть каждому седоку приходилось подгонять ремень по фигуре. В 70-е годы автопром берет на вооружение инерционные ремни, которые сами сматываются в катушку. При резком движении тела вперед специальный механизм блокирует катушку, и ремень надежно удерживает седока. Кстати, катушка блокируется не только от движения лямки, но и от ускорения в любом направлении. То есть при ударе сбоку или сзади ремень сработает правильно. Не менее важным изобретением стали преднатяжители ремня. В момент аварии срабатывают пиропатроны, туго затягивающие лямки. Когда-то это был инженерный прорыв, а сейчас такое решение фактически стало стандартным для всех автомобилей.
Самое свежее усовершенствование, которое мы получили в XXI веке, — это надувные (!) ремни. Речь о том, что в диагональную лямку встроена специальная подушка. Надуваясь при аварии, она увеличивает площадь контакта ремня с телом человека и таким образом уменьшает риск травм. Это решение стремительно завоевывает популярность в последние годы. Концепт был представлен Мерседесом в 2009 году, а уже на следующий год японцы запустили эту конструкцию в серию. Первой машиной, получившей надувные ремни, в 2010 году стал Lexus LFA. Вскоре их установили на Ford Explorer и Mondeo, потом Mercedes S-класса и другие модели.
На этом эволюция ремней безопасности не заканчивается. Автопроизводители уже подумывают о внедрении адаптивных ремней, которые автоматически будут подстраивать параметры своей работы под рост, вес и даже возраст седока. Разумеется, все это будет работать в комплексе с подушками безопасности…
Подушки безопасности. Стреляет редко, но метко!
Удар, треск, взрыв! Перед глазами только белая пелена и в первые секунды даже не видно, что именно произошло. Это салон заволокло дымом от взрыва пиропатрона и раскрывшихся подушек безопасности. С одной стороны, не самые приятные мгновения. С другой понимаешь, что создатели твоего автомобиля сделали все, чтобы защитить тебя и твоих близких в ДТП!
Некоторые наши сограждане до сих пор настолько убеждены в эффективности подушек, что пристегиваться считают лишним. Любопытно, что в прежние годы эту идею даже поддерживали многие производители. В 70-е годы американские марки предлагали подушки в качестве опции, заменяющей ремни. Но опыт показал, что удерживающие устройства эффективно работают только вместе, когда ремни с пиропатронами и подушки безопасности связаны в единую систему.
Напомним известную истину: не пристегиваться при наличии подушки — очень опасно! При ударе человека, не удерживаемого ремнем, мгновенно бросает вперед. Для этого даже большая скорость не нужна. И тогда он встречается с не до конца раскрывшейся подушкой, которая летит ему в лицо со скоростью более 300 км/ч. Таким образом, даже при легком ДТП можно получить серьезные травмы. Не говоря уже о том, что непристегнутый человек рискует вовсе не попасть головой по подушке (или встретиться с ней по касательной) и дальше удариться обо что-то жесткое. Например, о стойку крыши.
Современные подушки безопасности обладают чудесным свойством: они молниеносно раскрываются именно с той стороны, откуда пришелся удар, а ложные срабатывания практически исключены. Главное, конечно, скорость раскрытия. Первые экспериментальные разработки 50-х годов использовали баллон со сжатым воздухом, но он слишком медленно надувал подушку. Достаточную скорость может дать только энергия взрыва. Такую обеспечили пиропатроны с твердотопливным зарядом азида натрия (NaN3). Его поджигает электрический импульс, и всего через 30-60 миллисекунд после зафиксированного удара купол подушки полностью раскрывается. И почти сразу начинает сдуваться — для этого в задней части подушки предусмотрены специальные отверстия. Таким образом, человек не «впечатывается» в кресло и может самостоятельно выйти из салона.
Команду раскрыть подушки подают датчики ускорений. Ранние разработки представляли собой механические датчики, в которых металлические грузики смещались под действием ускорений и замыкали контакты, активирующие Airbag. Точность их срабатывания оставляла желать лучшего. Но уже к 90-м годам все производители перешли на миниатюрные пьезоэлектрические акселерометры, способные мгновенно оценивать силу ускорения. Исходя из нее блок управления подушками решает, нужно ли открывать подушки, и какие именно. От легкого бокового удара раскроются только шторки с нужной стороны. А при возникновении риска переворота весь салон заполнится подушками.
Кстати, сколько подушек нужно в идеале? На Западе сейчас считается, что шесть — минимум. Законодательно это не закреплено, но модель без боковых подушек автоматически получает ноль баллов за боковой краш-тест и, как следствие, не более трех звезд в итоговом рейтинге. Поэтому меньше шести подушек европейцам не предлагает ни один производитель. Больше — пожалуйста. Седьмая, коленная подушка для водителя, уже давно стала распространенным явлением. В некоторых случаях производители идут еще дальше: скажем, у Toyota iQ есть подушки за головами задних седоков. Их роль понятна: в столь миниатюрной машинке удар сзади особенно опасен.
Детские кресла. Очередные «полезные» изменения в ПДД или же о нас заботятся?
В этом году исполнилось 2 года с того момента, когда в белорусских ПДД появилось обязательное требование использовать детские автокресла или иные специальные удерживающие устройства при перевозке пассажиров до 12 лет. Штатные крепления Isofix теперь есть в базовых версиях практически всех автомобилей, продающихся в нашей стране. Это новшество успело спасти тысячи жизней, но могло бы спасти и гораздо больше. К сожалению, требования к детским удерживающим устройствам в нашей стране слишком мягкие, и многие подобные изделия, продающиеся в Беларуси, не только не полезны, но даже вредны в случае ДТП.
Обычные ремни безопасности не подходят маленьким пассажирам: лямки неверно удерживают тело, и в результате в большинстве случаев ребенок подныривает под поясную лямку, которая, в свою очередь, съезжает на живот и наносит тяжелые травмы брюшной полости. Испытания доказали, что полноценное детское кресло позволяет снизить нагрузку на живот втрое. А простой бустер — подушка, которая делает посадку ребенка выше, — уменьшает нагрузку в полтора раза. Проблема в том, что наши правила допускают использование не только детских кресел и бустеров, но и «иных средств» для пристегивания детей. Речь об адаптерах, представляющих собой своеобразную «сбрую» — систему ремешков и накладок, либо о бескаркасных сиденьях. Краш-тесты с использованием таких устройств, проведенные нашими российскими коллегами, доказали, что в случае аварии нагрузки на тело ребенка — запредельные.
Что же касается полноценных кресел, то и с ними, к сожалению, есть масса проблем. Только с 2015 года белорусские правила сертификации привели в соответствие с международными. Беда в том, что на рынке множество изделий, сертификаты которых — натуральная «липа».
Недорогие кресла зачастую фиксируются только штатным ремнем безопасности, а этого недостаточно. При лобовом столкновении такое сиденье смещается далеко вперед, а кивок головой создает избыточную нагрузку на шею и голову. При покупке детского кресла лучше всего выбирать ту модель, которая надежно фиксируется Isofix-крепежом и «якорным» ремнем.
https://autodoc24.ru/tekhnicheskoe-obsluzhivanie/bezopasnost-avtomobilya/passivnaya-bezopasnost-avtomobilya-elementy-sistemy-vnutrennyaya-i-vneshnyaya-trebovaniya-bezopasnost-kuzova-transportnogo-sredstva-aktivnaya-neispravnosti-2/