Безопасность автомобильных кузовов складывается из безопасности его отдельных деталей. В настоящее время разрабатываются не только электронные системы безопасности, но и внедряются различные конструктивные изменения в кузов автомобиля. Любой современный автомобильный кузов состоит из различных узлов и деталей, обеспечивающих комфорт и безопасность автомобиля. Безопасность автомобильного кузова реализуется совместной работой двух систем: активной и пассивной безопасности автомобиля.
Активная безопасность автомобиля
Цель активной безопасности — предотвращение ДТП. Безопасность управления автомобилем — результат гармоничной конструкции подвески, рулевого управления, тормозов и выбора оптимальных динамических характеристик автомобиля.
Условная безопасность вытекает из минимизации физиологических напряжений, которым подвергаются пользователи автомобиля (колебания, шум, климатические условия). Это важный фактор для снижения вероятности неадекватных действий за рулем.
Колебания в пределах диапазона частот 1-25 Гц (преодоление неровностей, неустойчивость движения и т.п.), наводимые колесами, воздействуют на пользователей автомобиля непосредственно через кузов, сиденье и рулевое колесо. Эффект этих вибраций более или менее резко выражен, в зависимости от их направления, амплитуды и длительности.
Шум, создаваемый в виде акустических помех внутри и вокруг автомобиля, может исходить из внутренних (двигатель, трансмиссия, карданные валы, оси) или внешних (шины на дороге, шум ветра) источников и передается по воздуху или через конструкцию. Уровень звукового давления измеряется в дБ(А).
Меры по уменьшению шума, с одной стороны, связаны с разработкой бесшумно работающих компонентов, а с другой — с использованием изолирующих или звукопоглощающих материалов.
Основными климатическими факторами являются температура воздуха, влажность воздуха, скорость воздушного потока и давление воздуха.
Безопасность движения, связанная с факторами восприятия
Меры, которые повышают уровень безопасности движения, связанные с факторами восприятия, в основном, сосредоточены на следующих компонентах:
- Освещение;
- Звуковая сигнализация;
- Прямая и косвенная видимость (обзор водителя: угол бинокулярного затемнения (т.е. для обоих глаз водителя), вызываемого передними стойками, не должен превышать 6 градусов).
Безопасность эксплуатации кузова
Низкий уровень стресса у водителя и, таким образом, более высокая степень безопасности управления автомобилем требуют обеспечения оптимальных конструктивных особенностей для обстановки вокруг водителя с точки зрения удобного пользования средствами управления автомобилем.
Пассивная безопасность автомобиля
Цель пассивной безопасности — смягчить последствия ДТП (Рис. «Безопасность дорожного движения» ).
Внешняя безопасность автомобиля
Термин охватывает все меры, относящиеся к автомобилю, которые предназначены для минимизации тяжести ранения пешеходов, велосипедистов и мотоциклистов во время наезда на них в результате ДТП. Определяющими факторами являются поведение автомобиля при деформации и внешняя форма кузова.
Первоначальной целью конструкторов является проектирование такого автомобиля, чтобы его внешняя форма способствовала минимизации последствий основных видов ДТП (столкновения, наезды и повреждение самого транспортного средства).
Самые серьезные травмы пешеходы получают при ударе о переднюю часть автомобиля или о дорогу, кроме того, точные последствия ДТП сильно зависят от размера кузова. Последствия столкновения с участием двухколесного транспортного средства и легкового автомобиля могут быть уменьшены лишь конструктивными мерами, которые, применительно к легковому автомобилю, включают, например, следующие особенности дизайна, которые можно реализовать в легковом автомобиле:
- Убираемые фары;
- Утопленные очистители ветрового стекла;
- Заделанные заподлицо с панелями сточные желоба;
- Утопленные дверные ручки;
- Деформируемая передняя часть автомобиля, в том числе капот.
Безопасность интерьера автомобиля
Понятие «внутренняя безопасность» охватывает меры, цель которых — минимизация ускорения и сил, воздействующих на пассажиров при ДТП, обеспечение достаточного запаса выживаемости и сохранение работоспособности компонентов, имеющих важнейшее значение для извлечения пассажиров из автомобиля после ДТП. Определяющими факторами обеспечения безопасности пассажиров являются:
- Деформационное поведение кузова;
- Длина пассажирского салона, объем пространства для выживания вовремя и после возникновения столкновения;
- Удерживающие системы;
- Область воздействия в салоне (FMVSS 201);
- Система рулевого управления;
- Извлечение пассажиров из салона;
- Противопожарная защита.
Законы, регулирующие внутреннюю безопасность (лобовые и боковые удары):
- Защита пассажиров в случае ДТП, в частности с помощью удерживающих систем пассивной безопасности (FMVSS 208, дополненная версия, FMVSS 214, ЕЭК R94, ЕСЕ R95, критерии ранения);
- Установка ветрового стекла (FMVSS 212);
- Проникновение ветрового стекла в салон автомобиля (FMVSS 219);
- Крышки отделений для вещей (FMVSS 201)
- Предотвращение утечек топлива (FMVSS 301).
Деформационное поведение кузова автомобиля
При испытании на лобовое столкновение автомобиль, движущийся со скоростью 48,3 км/ч, наезжает на неподвижный предмет, перпендикулярный или наклоненный под углом до 30° по отношению к продольной оси автомобиля. На рис. «Риск для пешеходов при столкновении с легковым автомобилем» показано распределение типов столкновений для ДТП, приводящих к травмам пешеходов. Источник: GIDAS, German In-Depth Accident Study (исследовательский проект BASt и FAT).
Так как практически 50% всех лобовых столкновений в основном затрагивают лишь половину передней части автомобиля, то во всем мире выполняется смещенный лобовой удар с покрытием от 30 до 50% ширины автомобиля.
Выдержка из ECE-R94: «Барьер должен иметь такую конфигурацию, чтобы автомобиль сначала коснулся его той стороной, с которой находится водитель. Если испытание можно провести с автомобилем либо с правым, либо с левым рулем, то его нужно провести с самым неблагоприятным типом рулевого управления, установленным техническим органом, ответственным за испытания» (Рис. «Ускорение, скорость и длина деформации пассажирского салона при наезде на припятствие на скорости 50 км/ч» ).
Во время лобового столкновения кинетическая энергия рассеивается во время деформации бампера, передней части автомобиля, а при тяжелых столкновениях — передней части пассажирского салона (перегородка моторного отсека). Оси, колеса и двигатель ограничивают длину деформации. Однако для минимизации ускорения салона требуется адекватная длина деформации и смещения узлов привода. В зависимости от конструкции, размера и массы автомобиля, лобовое столкновение с неподвижным препятствием при скорости 50 км/ч приводит к величине деформации передней части автомобиля приблизительно в 0,4-0,7 м. Повреждение салона должно быть минимизировано. Это касается, в основном:
- Зоны перегородки между салоном и моторным отсеком (смещение системы рулевого управления, приборной панели, педалей, сжатие перегородки в зоне ног);
- Днища кузова (снижение уровня или изменение наклона сидений);
- Боковой части (возможность открывания дверей после ДТП).
Измерение величин ускорений и анализ высокоскоростной видеосъемки позволяют точно определять деформационные характеристики. Для имитации водителя и пассажиров используются манекены различных размеров, позволяющие измерять ускорение головы, шеи, грудной клетки и бедер.
Боковое столкновение
Боковое столкновение, как следующий наиболее часто встречающийся вид ДТП, вызывает высокую степень тяжести последствий для водителей и пассажиров, что связано с ограниченной демпфирующей способностью и высокой степенью деформирования интерьера автомобиля.
На риск получения ранения в значительной степени оказывают влияние конструктивная прочность боковых элементов кузова, несущая способность поперечных элементов пола и сидений, а также конструкция внутренних дверных панелей (FMVSS 214 и 301, ЕЭК R95, европейская программа IMCAP и US — S1NCAP). Дополнительные подушки безопасности в дверях или сиденьях и потолке имеют значительный потенциал уменьшения риска травмирования.
Удар сзади
В испытаниях с ударом сзади деформация салона должна быть незначительной. Должна сохраняться возможность открывания дверей, край крышки багажника не должен проникать через заднее стекло в салон; должна сохраняться целостность топливного бака (FMVSS 301).
Потолочные структуры исследуются с помощью испытаний на опрокидывание и квазистатических испытаний крыши при ударе (FMVSS 216).
Кроме того, некоторые изготовители подвергают свои автомобили испытаниям на падение с опрокидыванием, чтобы проверить прочность крыши (пространство выживания) в экстремальных условиях (автомобиль падает с высоты 0,5 м на левый передний угол крыши).
Общая безопасность автомобиля
Безопасность автомобильных кузовов, складывающаяся из активной и пассивной безопасности, все больше стирает границы между ними, так как в обоих типах безопасности используют системы датчиков. Вот почему разрабатывается все больше систем, которые лучше подготавливают пассажиров к потенциальному ДТП, например, Pre-Safe).
РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: