Системы пассивной безопасности
В систему пассивной безопасности автомобиля входят различные конструктивные решения, устройства и приспособления, уменьшающие количество и интенсивность травм у водителя и пассажиров в случае аварии.
2.1. Рациональная конструкция корпуса
Безопасность движения автомобиля — очень важный фактор для потребителя. Конечно - это прежде всего квалифицированное и осторожное вождение. Но есть немало факторов, повышающихбезопасность автомобиля независимо от внимательности и опытности водителя. Так, например, большие и средние внедорожники в сравнении с легковыми автомобилями близких габаритов к веса более безопасны при наездах и столкновениях.
По данным американского Страхового института безопасности дорожного движения (Insurance Institute for Highway Safety IIНS), на миллион аварий больших внедорожников приходится 90 случаев гибели людей против 111 случаев для легковых автомобилей. Для машин средних размеров эти цифры соответственно 131 и 161. В то же время, небольшие легковые автомобили более безопасны. Количество аварий с летальным исходом для малых внедорожников — 298, а для легковых автолюбителей — 265.
Сегодня, как и ранее, совершенствование автомобиля с целью повышения его безопасности — одна из самых главных конструкторских задач.
В конструкции силового агрегата и кузова предусмотрены специальные энергопоглощающие элементы. У большинства современных как заднеприводных, так и переднеприводных легковых автомобилей крепление двигателя сконструировано таким образом, что при лобовом наезде или столкновении он уходит вниз под переднее сиденье.
Начинает применяться структура кузова автомобиля, изменяемая при ударе. Цель — смягчение удара, поглощение его энергии, уменьшение динамических нагрузок на пассажиров. Но законы механики остаются в действии и при столкновении тяжелого автомобиля с более легким первый пострадает, скорее всего, меньше.
2.2. Системы ограничения перемещений и перегрузок человека при столкновении
При столкновении человек, находящийся в салоне автомобиля, без принятия специальных мёр продолжит движение по инерции и будет травмирован при ударе о твердое препятствие. Для уменьшения травматизма в момент аварии перед водителем и пассажиром переднего сиденья пиротехнически надуваются воздушные мешки.
Воздушный мешок — это мешок из нейлоновой ткани с резиновой подкладкой, сложенный под полиуретановой крышкой. Когда мешок надувается, крышка ломается вдоль специально сделанной канавки и раскрывается наружу, пропуская его вперед. В зависимости от модели автомобили воздушный мешок имеет емкость 30-70 литров.
Электронный блок управления постоянно измеряет перегрузки, испытываемые автомобилем с помощью акселерометров, размещенных в определенных точках корпуса. В момент удара, перегрузки резко возрастают, и электронный контроллер после восприятия и фиксации факта столкновения подает импульс тока, на воспламенение пиротехнических зарядов. Мешки надуваются.
Для каждого вида столкновения (фронтальное, боковое, под углом и т. д.) рассчитано и конструктивно задано время срабатывания воздушных мешков и ремней безопасности таким образом, чтобы перемещение пассажира по инерции не превысило допустимой нормы. Воздущные мешки (фронтальные) ограничивают перемещение до 12,5 см, ремни безопасности — до 3 см. Фронтальные мешки надуваются примерно за 30 мс, ремни натягиваются за 5—10 мс.
Скорость наполнения мешка не должна быть слишком большой, это может привести к контузии, особенно при закрытыхнах. В США в 1999 г. зафиксировано более 90 смертных случаев в результате использования "быстрых" мешков безопасности. Чаще всего страдали люди в очках. Стало применяться такое техническое решение, когда при аварии сначала пиротехнически выбирается слабина привязных ремней, а затем замедленно надуваются воздушные мешки.
Однако пиротехническая система натяжения ремней безопасности имеет существенный недостаток. Во время натяжения ремень может мгновенно надавить на человека с силой, в 50 раз превышающей его вес, что аналогично сильному удару по телу. Теперь разработана система надуваемых привязных ремней SmartBelt. Через 10 миллисекунд после обнаружения датчиками факта столкновения пиротехнически надувается встроенный в ре-Д мень воздушный, мешок, его малый объем позволяет делать этом быстро. Давление на тело человека оказывается незначительным. Такой ремень работоспособен и безопасен для детей и малогабаритных пассажиров. В обычных условиях эксплуатации, например при резком торможении, такие ремни безопасности практически срабатывают так же, как и стандартные (без надува).
На основе обобщения опыта первых лет эксплуатации автрмобилей с воздушными мешками безопасности (с 1997 г.) энергия пиротехнического заряда снижена-на 20—35%. Многие модели оснащаются мешками двухфазного действия, которые при столкновении с небольшой силой удара раскрываются с меньшей энергией (с меньшим наполнением). Созданы конструкции со специальными датчиками и системой управления, обеспечивающей при раскрытии мешка автоматическое изменение его конфигурации — в зависимости от размеров пассажира и силы удара. Все aвтомобили с 2001 г. оснащаются выключателем, позволяющим антиблокировать срабатывание воздушных мешков при размещении на переднем сиденье ребенка или подростка. По соображениям безопасности дети до 12 лет могут находиться в автомобиле только на заднем сиденье. Дети весом до 9 кг независимо от возраста обязательно должны располагаться в специально закрепляемом етском сидении — карсите. Ребенка в карсите, предназначеннем для размещения на заднем сиденье, нельзя размещать рядом с водителем. Водителю и переднему пассажиру рекомендуется сидеть не ближе 25 см от рулевого колеса или панели, где расположены мешки безопасности.
Автомобильные компании постоянно совершенствуют выпускаемые модели автомобилей с целью повышения безопасности. Например, на Volvo S80 (выпуск после 2001 г.) все пять сидений оснащены трехточечными привязными ремнями безопасности с пиротехническими натяжителями. Автомобиль имеет воздушные мешки для защиты при фронтальных (рис. 2) и боковых (рис. 3) столкновениях, а также пиротехнически надуваемые шторы для защиты головы (рис. 2, 4).
Рис. 2. Воздушные мешки на Volvo S80
Рис. 3. Боковой воздушный мешок на Volvo S80
Рис. 4. Надуваемые шторы
Рис. 5. Откидывающееся кресло Volvo S80
При заднем ударе спинка сиденья откидывается назад на 15° (рис. 5). Это уменьшает риск получения травмы позвоночника примерно на 50%.