Система пассивной безопасности автомобиля: устройство и задачи

Активная и пассивная безопасность автомобиля: что это такое, назначение, компоненты

Сервис подбора самого выгодного ОСАГО . Экономия — до 3 750 ₽! Рассчитаем полис в нескольких компаниях , чтобы вы могли купить ОСАГО по лучшей цене на рынке !

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 2020 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.

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.
3. В одноместных болидах применяется Halo – дополнительная дуга безопасности.
4. Ремни безопасности, имеющие многоточечную систему, которые быстро отстёгиваются.
5. Хорошая система защиты головы и шейной области, которая значительно уменьшает нагрузку на основание черепа при лобовом ударе.
6. Наличие встроенной системы пожаротушения.
7. Пониженный риск появления топливного пожара.
8. Привязанные колёса, которые уменьшают вероятность попадание ими в постороннего человека.

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: Крутящий момент двигателя: что это такое простыми словами, в чем измеряется, на что влияет, чем он важнее лошадиных сил

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);
• безопасные топливные баки. Они расположены перед задней осью во избежание деформации при аварии. Как правило, бак изготовлен из качественного пластика и имеет на борту систему, которая предотвращает утечку горючего при опрокидывании авто;
• аккумулятор автомобиля расположен так, чтобы избежать деформации при ударе;
• барьерные сетки. Их устанавливают между грузовым и пассажирским отсеком (в больших внедорожниках и фургонах) для защиты пассажира и водителя от обрушения крыши и попадания груза.
• разделённая рулевая колонка. При лобовом ударе она поглощает часть энергии и предотвращает попадание руля в салон.

Ещё одна хорошая статья: Дроссельная заслонка: что это такое, где находится, для чего нужна, за что отвечает, как работает, обслуживание

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».

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.

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

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.

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.

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 2019 году лидерами в активной и пассивной безопасности стали Tesla Model 3, Citroen C5 Aircross, VW T-Cross, Audi A1, Seat Tarraco.

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.

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.

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.

Система пассивной безопасности автомобиля: устройство и задачи

Система пассивной безопасности

Обеспечение безопасности и защита жизни человека является одной из задач производителей современных автомобилей.

По мере совершенствования автомобиля подверглись изменению не только его технические характеристики, такие как скорость, аэродинамика, устойчивость на дороге, мощность двигателя, но и устройства, отвечающие за безопасность водителя и пассажиров. Чем выше скорость, тем сильнее удар.

Система пассивной безопасности защищает водителя и пассажиров посредством особенностей конструкции элементов кузова и наличием дополнительных удерживающих устройств.

Факторы риска и защита от них

Система пассивной безопасности автомобиля

Основной задачей системы безопасности является защита жизни и здоровья находящихся внутри автомобиля людей. В настоящее время система ориентирована не только на тех, кто находится внутри, но и на пешеходов. Разрабатываются новые более эффективные способы и технологии защиты людей.

Лобовое столкновение

Столкновение двух автомобилей, движущихся с большой скоростью, представляет повышенную опасность, что требует особых расчётов и применение новых технологий, использования соответствующих конструкционных материалов.

При лобовом столкновении система выполняет следующие задачи:

• Гашение энергии удара;
• Защита пассажиров от гибели и травм;
• Возможность выбраться из автомобиля после столкновения.

Снижение скорости движения автомобиля должно быть плавным, чтобы избежать резкого удара. Чем дольше происходит замедление, тем оно плавнее. Такая мера позволяет затормозить тела находящихся в салоне людей медленно, насколько это возможно. Конструкция кузова машины выполнена таким образом, чтобы передняя часть была достаточно мягкой, т. е. легко сминалась. Она выполняет роль буфера. Часть кузова, находящаяся непосредственно вокруг пассажиров, имеет жёсткую, прочную конструкцию. Сделано это с тем, чтобы не было её смятия, иначе люди окажутся зажатыми внутри.

Следующим элементом защиты являются подушки безопасности в сочетании с ремнями. Такая комбинация удерживает тело от перемещения вперёд при лобовом ударе. Подушка безопасности и ремень работают в паре. Электронный блок отслеживает нужные параметры и оказывает соответствующие им управляющие воздействия как на подушку, так и на натяжитель ремня. Раскрытие первой не должно быть слишком резким. В противном случае человек может оглохнуть или быть задушенным. В момент удара натяжитель ремня создаёт большее усилие для того, чтобы удержать тело от движения вперёд. Жёсткое закрепление ремня будет оказывать высокое давление на область тела, находящуюся под ним. Поэтому ремень может перемещаться, но с усилием, замедляя движение человека.

Защита ног водителя обеспечивается возможность педального узла отделяться, что снижает риск перелома.

Элементы кузова изготавливаются таким образом, чтобы обеспечить максимальную жёсткость и защиту от деформации. Замки дверей разрабатываются так, чтобы даже при сильном столкновении была возможность их открыть.

Боковое столкновение

Если при лобовом ударе между людьми внутри автомобиля и препятствием есть буфер (передняя часть), то при боковом дело обстоит по-другому. Скорость при ударе в такой момент, как правило, меньше, чем во время лобового столкновения. Однако, это не сильно снижает опасность.

Ввиду таких особенностей удара и, следовательно, малой защищённости людей внутри салона, конструкция дверей выполнена с брусьями жёсткости. Кроме технологии самого кузова, применяются боковые подушки безопасности.

Заднее столкновение

Во время заднего удара происходит смещение автомобиля вперёд, т. е. пассажиров и водителя будет прижимать к спинке сидений. Движение тела человека происходит до тех пор, пока не встретится препятствие, которым служит сидение. Создать препятствие для головы очень важно, чтобы не допустить перелом шеи. Функция для достижения этой цели выполняется подголовниками. Бывают активные подголовники, приводимые в движение электроприводами. Последние включаются электронным блоком управления. Роль буфера выполняется бампером и задней частью кузова.

Состав системы пассивной безопасности

Факторы риска формулируют задачи и определяют совокупность устройств системы. Пассивная безопасность — это защита человека во время аварии, в отличие от системы активной безопасности, которая призвана не допустить ДТП. Перечень исполнительных устройств, входящих в систему пассивной безопасности включает в себя следующие элементы:

• Электроприводы подголовников;
• Подушки безопасности;
• Натяжители ремней;
• Устройство отключения аккумулятора.

Все эти элементы вступают в работу при возникновении аварии. Однако, есть и другие составляющие системы. К ним относятся:

• Датчик прямолинейного ускорения/скорости;
• Наличия пассажира на сидении;
• Датчики подушки безопасности.

У разных моделей автомобилей перечень элементов системы может отличаться. Это зависит от года выпуска и технической оснащённости устройствами безопасности.

Системы пассивной безопасности автомобиля

Совокупность конструктивных элементов, применяемых для защиты пассажиров от травм при аварии, составляет систему пассивной безопасности ТС, действие которой направлено на снижение тяжести дорожно-транспортного происшествия.. Большинство систем пассивной безопасности срабатывают во время столкновения, если активные системы безопасности не смогли помочь водителю предотвратить столкновение или избежать его. Система должна обеспечивать защиту не только пассажиров и конкретного автомобиля, но и других участников дорожного движения.

Важнейшими компонентами системы пассивной безопасности (SRS — Supplementary Restrait System) современных ТС (рис. 1) являются:

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

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

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

Датчики фиксируют параметры, при которых возникает аварийная ситуация, и преобразуют их в электрические сигналы. К ним относятся датчики удара, выключатели замка ремня безопасности, датчик занятости сиденья переднего пассажира, а также датчик положения сиденья водителя и переднего пассажира. На каждую из сторон автомобиля устанавливается, как правило, по два датчика удара. Они обеспечивают работу соответствующих подушек безопасности. При оборудовании автомобиля активными подголовниками с электрическим приводом датчики удара применяются в задней части. Выключатель замка ремня безопасности фиксирует использование ремня безопасности. Датчик занятости сиденья переднего пассажира позволяет в случае аварийной ситуации и отсутствии на переднем сиденьи пассажира сохранить соответствующую подушку безопасности. В зависимости от положений сидений водителя и переднего пассажира, которые фиксируются соответствующими датчиками, изменяется порядок и интенсивность применения компонентов системы.

Сравнивая сигналы датчиков с контрольными параметрами, блок управления распознает наступление аварийной ситуации и активизирует необходимые исполнительные устройства элементов системы.

К исполнительным устройствам системы пассивной безопасности относятся пиропатроны подушек безопасности, натяжителей ремней безопасности, аварийного размыкателя аккумуляторной батареи, механизма привода активных подголовников (при использовании подголовников с электрическим приводом), а также контрольная лампа, сигнализирующая о непристегнутых ремнях безопасности. Активизация исполнительных устройств производится в соответствии с заложенным программным обеспечением.

В зависимости от типа и класса ТС применяются различные сочетания компонентов системы пассивной безопасности.

2. Травмобезопасные рулевая колонка и узел педалей

Травмобезопасная рулевая колонка. При фронтальном наезде поперечная панель может смещаться, например для автомобиля New Beetle 150 мм, прежде чем она упрется в рулевую колонку. В связи с этим в автомобилях применяется специальная травмобезопасная колонка 3 (рис. 2). При сильных ударах длина рулевой колонки сокращается в трех местах, предотвращая перемещение рулевого колеса в глубь салона.

Рис. 2. Травмобезопасная рулевая колонка автомобиля New Beetle: 1 — поперечная панель; 2 — рулевое колесо; 3 — рулевая колонка; 4 — карданные шарниры; 5 — рулевой вал

Если поперечная панель 1 упирается в рулевую колонку, длина последней может сократиться на 50 мм. При направлении удара снизу длина рулевого вала 5 между шарнирами 4 может сократиться на 38 мм. В случае налегания водителя на надутую подушку безопасности рулевая колонка сдвигается на 50 мм.

Травмобезопасный узел педалей. В легковых автомобилях для предотвращения травм от перемещения узла педалей может применяться коленчатая стойка 3 (рис. 3).

Рис. 3. Травмобезопасный узел педалей: а — состояние узла при обычных условиях движения; б — состояние узла при тяжелых фронтальных наездах; 1 — передняя часть салона; 2 — центральная труба; 3 — коленчатая стойка; 4 — толкатель главного тормозного цилиндра

При тяжелых фронтальных наездах с сильными деформациями структуры кузова педаль тормоза отклоняется из зоны ног под действием коленчатой стойки 3. Этот эффект достигается в результате деформации передней панели салона 1, причем он не зависит от начального положения педали. При фронтальном наезде узел педалей смещается в направлении центральной трубы 2 остова кузова. В результате коленчатая стойка складывается и при дальнейшем перемещении перегибает толкатель 4 главного тормозного цилиндра. При этом опорная поверхность педали отводится в сторону на расстояние до 170 мм. Изгиб толкателя, происходящий с затратой энергии на деформацию деталей, используется для амортизации углового перемещения упирающейся в педаль ноги водителя. В результате существенно снижаются усилия, действующие на ногу.

3. Аварийный размыкатель аккумуляторной батареи

Аварийный размыкатель аккумуляторной батареи предназначен для предотвращения короткого замыкания в электрической системе и возможного возгорания автомобиля. Им оснащаются автомобили, у которых аккумуляторная батарея установлена в салоне или багажном отделении.

Длинный кабель, соединяющий батарею со стартером, у автомобилей, в которых батарея устанавливается в салоне или багажнике, может быть причиной пожара из-за его повреждения при аварии. Поэтому при срабатывании подушки безопасности с помощью пиропатрона производится отключение кабеля к стартеру и генератору от положительного вывода батареи. Питание остальной бортовой сети сохраняется, так как при аварии необходимо сохранение работоспособности аварийной сигнализации и освещения. Безопасные клеммы могут прекратить подачу тока разрывом соединяющей перемычки, отстрелом штифта клеммы или иным воздействием.

В безопасных клеммах с разрывной перемычкой (рис. 4) при воспламенении пиротехнического заряда давление газа воздействует на находящийся на поршне палец, который разрывает соединение между контактами.

Рис. 4. Безопасная клемма с разрывной перемычкой: а — разрывная перемычка в обычном состоянии; б — разрывная перемычка при срабатывании пиропатрона; 1 — соединительный элемент с разрывной перемычкой; 2 — палец с поршнем; 3 — запал

В безопасных клеммах с отстрелом штифта (рис. 5) кабель отключается от положительного вывода отсоединением его конического штифта 1 при срабатывании пиропатрона. Случайное возобновление соединения наконечника кабеля с выводом батареи предотвращается уловителем 1 с двумя захватами.

Рис. 5. Безопасная клемма с отстрелом штифта: а — до срабатывания отстрела; б — после срабатывания отстрела; 1 — конический уловитель (штифт); 2 — кабель, соединяющий плюсовую клемму со стартером; 3 — плюсовая клемма; 4 — пластмассовая оболочка

Управление пиропатроном и его диагностика производятся с помощью блока управления подушек безопасности.

Пиропатрон срабатывает при каждом раскрытии подушек безопасности, после чего его необходимо заменить.

4. Система экстренного вызова

Система экстренного вызова служит для автоматического оповещения аварийных служб о ДТП и своевременного оказания медицинской помощи пострадавшим. Использование системы экстренного вызова позволяет значительно сократить уровень травматизма при ДТП.

Известными системами экстренного вызова являются:

• Assist Advanced eCall от BMW;
• Connect SOS от Peugeot;
• Localized Emergency Call от Citroёn;
• SYNC Emergency Assistance от Ford;
• Volvo On Call от Volvo.

Система Assist Advanced eCall распознает тяжесть ДТП по показаниям датчиков систем активной и пассивной безопасности.

После чего она сканирует все доступные GSM-сети и выбирает канал для передачи SMS-сообщения об аварии. Система автоматически связывается с центром экстренных вызовов BMW и предоставляет подробную информацию о ДТП:

• точное местоположение;
• скорость автомобиля;
• скорость замедления автомобиля;
• количество пассажиров;
• положение автомобиля (наличие опрокидывания);
• количество сработавших подушек безопасности;
• количество сработавших натяжителей ремней безопасности.

По полученным данным прогнозируется тяжесть травм пассажиров, срочность и объем оказания медицинской помощи. Сразу после происшествия система устанавливает прямую голосовую связь между людьми в автомобиле и специалистами колл-центра BMW. Уточняется характер аварии и состояние пассажиров. Аварийные службы вызываются на основании обобщенных данных. Если пассажиры без сознания и не отвечают на запросы, вызов аварийных служб производится на основании переданных системой данных. К месту аварии выдвигаются специализированные автомобили.

При необходимости может использоваться вертолет. Параллельно выбирается ближайшее лечебное учреждение, соответствующее типу и тяжести полученных травм.

Вызов аварийных служб можно произвести вручную из салона автомобиля, например для того, чтобы предупредить о происшествии с другими участниками движения.

Аналогичным образом работают системы от Peugeot и Citroёn.

В отличие от систем экстренного вызова, использующих связь с центром конкретного автопроизводителя по подписке, система SYNC Emergency Assistance от компании Ford автоматически связывается непосредственно с государственной аварийной службой. Связь осуществляется по мобильному телефону водителя, подключенного к мультимедийной системе SYNC через Bluetooth.

Система Volvo On Call является проектом компании Volvo по повышению безопасности водителя, она объединяет в себе средства по вызову экстренных служб и оказанию помощи водителю в дороге, а также обеспечивает получение информации об автомобиле на данный момент времени с помощью мобильного телефона владельца.

Рис. 6. Кнопки связи с колл-центром Volvo и вызова экстренных служб на передней панели автомобиля Volvo S60

Система устанавливается на автомобиль уже в базовой комплектации. С помощью нее одним нажатием кнопки (рис. 6) можно связаться с аварийными службами, которые могут установить местоположение ТС и направить необходимую помощь. Если же столкновение настолько серьезно, что в автомобиле сработали подушки безопасности, сигнал аварийным службам посылается автоматически. Система также сообщает о попытке злоумышленника проникнуть в автомобиль; если автомобиль похищен, его местонахождение определяется с помощью спутника.

В аварийный центр через установленный в автомобиле телефон передаются GPS-данные о местонахождении автомобиля и другая информация, затем налаживается телефонная связь. Систему аварийного вызова можно включить вручную.

Чтобы снизить последствия аварии и облегчить спасение людей, применяются специальный меры. К ним относятся, например, автоматическое выключение двигателя, включение аварийной световой сигнализации и освещения салона. Центральная блокировка замков автоматически снимается, а крэш-зазоры между дверями и крыльями облегчают открытие дверей после лобового столкновения. Кроме того, фирмы-производители предоставляют руководства по спасению на нескольких языках, которые можно скачать с интернет-сайтов в любой точке мира.

Источник https://motorist.guru/ustrojstvo/aktivnaya-i-passivnaya-bezopasnost-avtomobilya.html

Источник https://autodont.ru/passive-safety/sistema-passivnoj-bezopasnosti

Источник https://extxe.com/18331/sistemy-passivnoj-bezopasnosti-avtomobilja/