Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Биомеханика дорожно-транспортных происшествий. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
06.09.2026
Размер:
1 Мб
Скачать
водителем пассажир должен принять такое положение на сиденье, чтобы голова и шея плотно прижались к спинке сиденья, а колени упёрлись в приборный щиток. Руками пассажиру следует крепко держаться за края сиденья.
Аналогичную позу должен принять пассажир, сидящий на заднем
сиденье.
Практика показывает, что люди, находящиеся внутри автомобиля и успевшие подготовиться подобным образом в момент, непосредственно предшествующий ДТП, получают менее тяжёлые повреждения, чем те, кого происшествие застало врасплох [9].
Вторым этапом, влияющим на тяжесть исхода ДТП, являются первые действия на месте ДТП, осуществляемые самими участниками либо случайными свидетелями, оказавшимися рядом.
Обстановка на месте ДТП может сложиться нервозной и тревож ной, особенно в темное время суток, когда не сразу можно понять, насколько серьёзно всё случившееся. Во избежание пожара для освещения места происшествия нельзя пользоваться открытым огнём, т.к. в темноте можно не заметить разлитого бензина. В любой ситуации очень важно не терять самообладания, стараться действовать чётко, без лишней суеты и по возможности быстро. Фактор времени играет первостепенное значение. Данные исследования свидетельствуют, что сохранение жизни пострадавших в ДТП зависит от того, какая им будет оказана помощь в первые десять минут после происшествия. Из числа всех, получивших травмы, без оказания своевременной помощи более 60 % погибают на месте происшествия и около 8 % – при транс портировке в лечебное учреждение.
Мероприятия по обеспечению безопасности водителя и пасса жиров в ТС
Система пассивной безопасности стремится свести к минимуму тя жесть последствий ДТП и защитить сидящих в автомобиле. В этой области можно действовать в двух направлениях: защиты пассажиров путем оптимизации деформации кузова и средств удержания и опти мизации степени жесткости элементов салона, служащего «ячейкой выживания» (табл. 28). Кроме того, можно использовать программи руемую деформацию кузова (например, путем направленного складыв ания механических агрегатов моторного отсека) и его ударопогло щающую конструкцию (путем применения сталей с высоким пределом упругости).
Кроме того, легковые автомобили должны оборудоваться системой защиты, в состав которой входят адаптивные подушки безопасности с управляемым сдувом, преднатяжители ремней безопасности с огра
111
ничителями усилия прижатия и подголовники сидений приближенной защиты.
Таблица 28
Основные мероприятия по снижению травматизма
Мероприятия по защите
водителя и пассажиров в ТС
Оптимизация деформации кузова и средств удержания Оптимизация степени жесткости элементов салона, служащего
«
ячейкой выживания» Программируемая деформация кузова
Ударопоглощающая конструкция Применение сталей с высоким
Система защиты: адаптивные по душки безопасности с управля емым сдувом, преднатяжители ремней безопасности с ограни чителями усилия прижатия и подголовники сидений прибли женной защиты
Обеспечивает поглощение и рассе ивание энергии удара при столкно вении, гарантирует дозированную индивидуальную защиту каждого пассажира Направленное складывание меха нических агрегатов моторного отсека
пределом упругости Обеспечение оптимальной индиви дуальной защиты каждого пасса жира, независимо от возраста и телосложения
Принцип действия
Эффективные современные электронные системы
Техническое усовершенствование каждой детали в отдельности Постоянный тщательный технический контроль, многочисленные различные испытания и краштесты Использование оригинальных запчастей
Распознают и анализируют опас ные ситуации и корректируют са мостоятельно или помогают води телю вносить необходимые коррек тивы
Также следует постоянно работать над техническим усовершен ствованием каждой детали в отдельности. Все запасные части должны проходить тщательный технический контроль, различные испытания и многочисленные краштесты. Для безопасного вождения обязательно следует использовать оригинальные запасные части.
На дороге в некоторых экстренных ситуациях, которые требуют быстрой и точной реакции, Ваш автомобиль мгновенно внесет необходимые коррективы. Именно поэтому автомобили должны быть
112
оборудованы эффективными современными электронными системами, которые распознают и анализируют опасные ситуации и корректируют самостоятельно или помогают водителю вносить необходимые коррективы.
В случае столкновения система защиты обеспечит оптимальную индивидуальную защиту каждого пассажира, независимо от возраста и телосложения, с помощью адаптивных подушек безопасности и активных ремней безопасности.
Конструкция кузоваодин из основных элементов общей безо пасностиявляется результатом умелого соединения жесткости и программируемой деформации кузовных деталей, обеспечивающей поглощение и рассеивание энергии удара при столкновении, и тем самым гарантирует дозированную индивидуальную защиту каждого пассажира.
Рассмотри действия некоторых мероприятий по снижению травма тизма при ДТП.
Ремни безопасности. Введение в практику обязательного исполь
зования ремней безопасности оказалось самой успешной мерой предот вращения дорожнотранспортного травматизма, которая позволила спасти множество жизней. В нашей стране обязательное и повсе местное применение ремней безопасности водителями и пассажирами легковых автомобилей было введено с 1 апреля 1975 г. [22].
Исследования показали, что ремни безопасности могут сократить опасность травматизма на 4050 %, опасность серьезного травматизма на 4365 %, и травматизма, приводящего к летальному исходу, на
4060 %.
Исследования показывают их эффективность при различных видах аварий. Они, например, очень эффективны при лобовых столк новениях, которые являются наиболее распространенным видов ава рий и зачастую приводят к серьезным травмам головы. Их эффектив ность для людей, занимающих передние сиденья, снижается только в том случае, если сидящие сзади пассажиры не пристегнуты ремнями или на заднем сиденье находятся незакрепленные предметы, например, багаж.
Подушки безопасности. При резких фронтальных ударах, воспри
нимаемых автомобилем, его водитель и пассажиры получают ускоре ние до 4050g. Новое решение проблемы ограничения перемещения водителя и пассажиров при столкновенияхсоздание системы пнев матических подушек, мгновенно надувающихся за тот промежуток времени, который проходит с момента удара автомобиля о препятствие до момента удара водителя о рулевое колесо или пассажиров об элементы интерьера. Этот промежуток времени весьма невелик и
113
составляет 3040 мс. Этого времени достаточно для срабатывания дан ной системы, которая весьма эффективна и удобна при ударе без всяких дополнительных условий и не стесняет движений, поскольку фронтальная подушка для водителя вмонтирована в центральную часть рулевого колеса, а для переднего пассажирав панель приборов. По команде специального инерционного датчика подушка заполняется сжатым воздухом в течение 3040 мс. Пассажир после столкновения перемещается вперед в сторону надутой подушки, сжимая находя щийся в ней газ, который выпускается через калиброванное отверстие в атмосферу. Таким образом, рассеивается до 90 % кинетической энер гии удара, а оставшаяся часть используется для возвращения пассажира в нормальное положение.
Как показали многочисленные эксперименты при ударе автомоби ля о препятствие со скоростью 48 км/ч, водитель и пассажир, присте гнутые ремнями безопасности, начинают перемещаться относительно салона приблизительно через 40 мс после момента удара. Для эффек тивной амортизации верней части их тел подушки безопасности должны быть развернуты и готовы к действию в течение такого корот кого промежутка времени. Только в этом случае водитель будет защи щен от удара о рулевую колонку, который при отсутствии предохрани тельного устройства происходит через 70 мс, а пассажирот удара о панель приборов (90 мс после столкновения). За 40 мс происходит следующее: в первые 3 мс быстродействующий сенсор определяет удар и отдает команду на срабатывание системы безопасности. На протя жении последующих 20 мс происходит срабатывание пиросистемы, образование азота (он выбран потому, что не горюч) и открытие по душки. На 35 мс после удара подушка полностью открывается, и спустя
5
мс происходит защита водителя и пассажира, и кинетическая энергия верхней части тела рассеивается путем упорядоченного истечения газа из подушки в атмосферу. На 105 мс происходит вентиляция системы и сдутие подушки. В качестве материала для подушек безопасности ис пользуется многослойный нейлон, т.к. он сохраняет необходимую элас тичность в диапазоне температур от –30 до +80 градусов по Цельсию.
Исследование влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при фронтальных ускорениях показали, что таковая уменьшается на 2025 %.
В настоящее время наиболее эффективны адаптивные двухобъём ные системы безопасности. В отличие от традиционных подушек безопасности эта система определяет массу защищаемого ею человека. В зависимости от нее компьютер в доли секунды определяет количество газа, подаваемого в подушку, чтобы снизить вероятность
114
получения травм водителем и пассажирами автомобиля в момент ее раскрытия. При слабом или сильном ударе подушка наполняется газом соответственно на малый или большой объём после воспламенения одного или одновременно двух пиропатронов, встроенных в такую подушку. Важно, что благодаря специальному датчику полный объём фронтальной подушки безопасности водителя, в отличие от пассажирской, может изменяться в зависимости от продольного положения его сиденья. То есть, если оно максимально приближено к рулевому колесу, то подушка наполнится меньшим количеством газа, нежели, чем тогда, когда в силу длины ног водителя сиденье сильно смещёно назад.
Однако подушки безопасности могут спасти только при одном условииесли водитель и пассажир пристегнуты ремнями безопасно сти, в противном случае подушки могут нанести вред и привести к тяжелым увечьям.
Энергопоглощающий бампер. Со времени появления первых
автомобилей их бамперы мало изменились внешне и плохо выполняют свою основную функциюзащиту дорогостоящих элементов кузова от повреждений при столкновении или наездах, происходящих на относительно невысоких скоростях. Эти бамперы практически не предохраняют пассажиров и водителей от травмирования при более серьезных дорожнотранспортных происшествиях.
Следует отметить, что материалы, используемые в настоящее время для автомобильных бамперов, разрушаются при столкновении с относительной скоростью, равной 9 км/ч, а при больших относитель ных скоростях происходят значительные повреждения кузова.
Для поглощения энергии при фронтальном столкновении автомобиля важную роль играет прочность бампера. Для повышения прочности по опыту модели ВАЗ2109 целесообразно поместить мощную алюминиевую балку внутрь бампера. Связывая между собой левый и правый лонжероны, она перераспределяет удар по кузову. В результате поглощения энергии бампером при лобовом столкновении происходит снижение опасных нагрузок на водителя и пассажира, а следовательно и снижение степени травмирования в ДТП.
Безопасная рулевая колонка. Большое влияние на степень трав
мирования водителя при лобовом столкновении оказывает рулевая колонка. В настоящее время доказано, что при хорошо сконструи рованной и правильно расположенной рулевой колонке опасность травмирования водителей уменьшается на 3040 %.
Наиболее эффективны и безопасны рулевые колонки, способные
поглощать энергию удара. Поглощение энергии происходит в процессе
115
сжатия рулевой колонки. Как известно, на величину продольного сжатия рулевой колонки при ударе об нее тела водителя влияют: рост и вес водителя, его положение на сидении, наличие ремней безопасности, тип препятствия, о которое ударяется автомобиль, а также скорость в момент столкновения. По данным исследований при продольном сжатии рулевой колонки менее 125 мм около 80 % водителей или имели небольшие ранения туловища, или вовсе оставались невреди мыми. При сравнении характера ранения водителя при столкновении автомобилей, оснащенных рулевыми колонками, поглощающими удар, с характером ранения водителя при столкновении обычных автомобилей выявлено, что вероятность получения тяжелых ранений увеличивается при использовании обычных рулевых колонок.
Продольное сжатие рулевой колонки не должно начинаться, если силы, действующие на тело водителя со стороны рулевого колеса, ниже уровня, вызывающего травмы. Такое сжатие должно начинаться только при динамическом усилии на тело водителя, вызывающие травмы, и прекращаться, когда эти усилия упадут до уровня, безопасного для человека. Рулевая колонка может быть безопасной в том случае, если при лобовом ударе водителя о рулевое колесо (вторичный удар) не возникает чрезмерных нагрузок.
В некоторых случаях рулевой вал делается многозвенным, что предотвращает его внедрение в салон при ударе. Рулевая колонка со стоит из трех валов, имеющих два карданных сочленения. Рулевой ме ханизм реечный, причем шестерня рулевого вала установлена точно посередине рейки. При лобовом столкновении с любой скоростью энергия удара не передается той части рулевого вала, которая смонти рована в щите передка кузова и заканчивается рулевым колесом. В нижней части рулевого вала используется энергоемкий элемент, пред ставляющий собой сетчатую трубку большего, чем вал, диаметра, спо собную передавать необходимый крутящий момент при повороте колес.
Все большее применение в автомобилестроении находят смина ющиеся рулевые колонки. Колонка представляет собой вал, имеющий на нижнем конце один или два пояска пониженной жесткости за счет ослабления вала по диаметру отверстиями. Во время столкновения водитель ударяется о рулевое колесо, которое передает усилие на руле вую колонку, сжимая ее. Величина деформации зависит от скорости, веса человека, толщины трубы, материала и пр.
Требования к рулевым колонкам за рубежом: при испытании авто мобиля на лобовое столкновение с барьером, при начальной скорости
48
км/ч, рулевая колонка не должна смещаться внутрь кузова более
чем на 127 мм. Соответственно, при стендовом испытании рулевой
116
колонки на соударение с корпусом манекена, наталкивающимся на рулевое колесо со скоростью 6,7 м/с, осевая сила при перемещении масс системы не должна превышать 1135 кг.
Энергопоглощающие приборные панели. Изучение конструкций,
форм и материалов панелей приборов с увеличенной энергопоглоща емостью основано на следующих положениях: по существующим данным, голова человека может вынести замедление до 80g при его продолжительности не более 3 мс. Приборная панель автомобиля рассматривается как состоящая из двух зонзоны водителя и зоны переднего пассажира. При закреплении пассажира поясным ремнем безопасности голова его ударяется в определенное место щитка приборовобычно сверху и сзади.
Известно, что величина замедления не является постоянной, поэтому для поглощения достаточного количества энергии толщина панелей удваивается. Поверхность делается гладкой, чтобы не допускать повреждения конечностей при слабых ударах, и в то же время необходимо, чтобы щиток достаточно легко ломался при ударах головой. Этим требованиям не удовлетворяют упругие пенистые материалы, так как вызывают обратный отброс головы после удара.
Панель необходимо изготовить из пластмассы, а под щиток подложить жесткий уретановый пенопласт. Наибольшего поглощения энергии можно добиться, если в пенопласте сделать пустоты в виде прорезей и отверстий. Наиболее эффективны сильно деформирующи еся и равномерно разрушающиеся панели с виниловым покрытием. Покрытие распределяет усилие более равномерно по панели и тем самым обеспечивает уменьшение ускорений, увеличивая в то же время скорости отдачи.
Крепление сидений автомобиля. Важный элемент внутреннего
обустройства автомобилясиденья. Они оказывают значительное влияние на такую важную характеристику условий труда водителя, каким является комфортабельность. Комфортабельность сидения в большей степени является функцией правильных размеров, углов взаимного расположения отдельных элементов, положения тела води теля. В отношении безопасности сиденья должны иметь надежные крепления.
Кроме этого во многих автомобилях зарубежного производства имеются специальные системы.
При трогании с места на скользкой дороге ведущие колеса автомобиля могут прокручиваться при приложении к ним избыточного крутящего момента. При этом скорость вращения ведущих колес может быть различной. В результате перпеднеприводные автомобили
117
слабее откликаются на повороты руля, заднеприводныестановятся менее устойчивыми, управление автомобилями с четырьмя ведущими колесами, вращающимися с одинаковой скоростью, также услож няется. Система антипробуксовки ведущих колес (Traction Control,
ASR)
обеспечивает перераспределение (увеличение) крутящего момен та двигателя на те колеса, у которых в данный момент наибольшее сцепление с дорогой. Перераспределение реализуется путем претор маживания тех ведущих колес, которые прокручиваются относительно дороги и до тех пор, пока скорости всех ведущих колес не станут одинаковыми. На автомобилях с одним приводным мостом вращение ведущих колес выравнивается с вращением пассивных колес. Система очень эффективна при езде по мокрой и обледенелой дороге.
Исполнительными механизмами в системе являются двигатель и тормозная система автомобиля, оснащенная системой ABS. При этом двигатель управляется автоматическим воздействием на положение дроссельной заслонки со стороны электронного блока управления [26, 31].
Кроме ABS и ASR могут быть предложены следующие системы:
ЕВV – распределения тормозных сил;
ВАS – экстренное торможение;
AAS –
помощь при трогании на подъеме при нажатом сцеплении и включенной первой передаче после отпускания педали тормоза система удерживает автомобиль в течение 2 секунд, либо до включения сцепления.
Контрольные вопросы
1.
Назовите способы предотвращения травмирования детей в
автомобиле при ДТП.
2.
Назовите способы предотвращения травмирования водителя и
пассажиров в автомобиле при ДТП.
3.
Какова классификация детских удерживающих кресел?
4.
Назовите принцип действия и преимущества крепления isofix.
118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном учебном пособии освещены вопросы, касающиеся иссле дований процесса соударения транспортных средств с использованием моделей и натурных испытаний.
В связи с неуклонным ростом автомобилизации (по прогнозам аналитиков к 2016 году количество легковых автомобилей на тысячу россиян достигнет 300) растет и количество дорожнотранспортных происшествий. Прирост ДТП по отношению к 2010 году составляет
2,5%.
пешехода.
ные натурному объекту. При этом учитываются методы подобия, что особенно важно при рассмотрении явлений, которые зависят от большого числа параметров.
«
автомобильоболочка», такие как: время разрушения, длина разру шенной части оболочки, скорость разрушения, время удара. При иссле довании параметров соударения реального автомобиля (теоретический расчет) определялись время деформации, деформация автомобиля.
вании соударения транспортных средств: виды испытаний, виды краш тестов, результаты испытаний.
с точки зрения активной и пассивной безопасности. Пассивная безопасность направлена в первую очередь на сохранение жизни и здоровья человека при уже случившемся ДТП. В учебном пособии представлены элементы пассивной безопасности и функциональные требования к ним, критерии оценок свойств и функционирования системы обеспечения пассивной безопасности.
тяжести и каждому виду ДТП соответствуют определенные повреж дения (специфические, характерные), которые могут быть получены при взаимодействии травмирующего предмета и тела человека. В учебном пособии достаточно подробно описаны повреждения человека находящегося в салоне автомобиля при различных видах столкно вений. Травмы возникают в результате перегрузок, которые испыты вает тело человека при ДТП. Тяжесть травмирования человека в автомобиле в основном определяется повреждениями головы, грудной клетки, тазобедренного сустава. В соответствии с правилами ЕЭК
Самый распространенный вид ДТПстолкновение и наезд на
Моделирование позволяет изучить на модели явления, свойствен
В учебном пособии определены параметры соударения модели
В данном учебном пособии представлены сведения об исследо
Все мероприятия по безопасности движения следует рассматривать
Безусловно, при ДТП человек получает травмы различной степени
119
ООН 94 предусматривается семь биомеханических критериев травмирования человека.
В учебном пособии приведены методики определения коэффи циентов вероятности исключения водителя из активного управления автомобилем, тяжести травмирования, опасности расположения человека в автомобиле при дорожнотранспортном происшествии. Рассмотрено влияние антропометрических данных и жизненного пространства на степень травмирования человека в автомобиле.
Представлены основные мероприятия по снижению тяжести последствий после дорожнотранспортного происшествия, как для ребенка, так и для взрослого человека.
Авторы надеются на эффективное использование учебного пособия при подготовке студентов по специальности «Организация и безопас ность движения», а также на применение его в качестве практического пособия широким кругом специалистов, соприкасающихся с вопросами безопасности транспортных средств.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]