Устройство и принцип работы системы пассивной безопасности SRS
Автомобиль – это не только привычное средство передвижения, но и источник опасности. Постоянно увеличивающееся число транспортных средств на дорогах России и мира, растущие скорости движения неизбежно приводят к росту числа ДТП. Поэтому задача конструкторов заключается в том, чтобы разработать не только комфортный, но и безопасный автомобиль. Решить эту задачу помогает система пассивной безопасности.
Что включает в себя система пассивной безопасности
Система пассивной безопасности автомобиля включает в себя все устройства и механизмы, предназначенные для защиты водителя и пассажиров от получения тяжелых травм в момент аварии.
К основным компонентам системы относятся:
- ремни безопасности с натяжителями и ограничителями;
- подушки безопасности;
- безопасная конструкция кузова;
- детские удерживающие устройства;
- аварийный размыкатель аккумуляторной батареи;
- активные подголовники;
- система экстренного вызова;
- другие менее распространенные устройства (например, система защиты при опрокидывании на кабриолете).
В современных автомобилях все элементы SRS взаимосвязаны между собой и имеют общее электронное управление, обеспечивающее эффективность работы большинства компонентов.
Однако, основными элементами защиты в момент аварии в автомобиле остаются ремни и подушки безопасности. Они являются частью системы SRS (Supplemental Restraint System), которая также включает в себя еще множество механизмов и устройств.
Эволюция устройств пассивной безопасности
Самым первым устройством, созданным для обеспечения пассивной безопасности человека в автомобиле, стал ремень безопасности, впервые запатентованный еще в 1903 году. Однако массово устанавливать ремни в автомобили начали только во второй половине ХХ века – в 1957 году. В то время устройства устанавливались на передние сиденья и фиксировали водителя и пассажира в области таза (двухточечный).
Трехточечный ремень безопасности был запатентован в 1958 году. Спустя еще один год устройство начали устанавливать на серийных автомобилях.
В 1980 году конструкция ремней была значительно усовершенствована с помощью установки натяжителя, обеспечивающего наиболее плотное прилегание ленты в момент столкновения.
Подушки безопасности (airbags) появились в автомобилях значительно позже. Несмотря на то, что первый патент на подобное устройство был выдан в 1953 году, оснащать подушками серийные автомобили начали лишь в 1980 году в США. Сначала airbags устанавливались только для водителя, а позже – и для переднего пассажира. В 1994 году в транспортных средствах впервые появились подушки для защиты при боковом ударе.
Сегодня ремни и подушки безопасности обеспечивают основную защиту людей, находящихся в автомобиле. Однако следует помнить, что они эффективны только при условии пристегнутого ремня. В противном случае сработавшие подушки могут нанести дополнительные травмы.
Типы ударов
Согласно данным статистики, более половины (51,1%) серьезных аварий с пострадавшими сопровождаются фронтальным ударом в переднюю часть автомобиля. На втором месте по частоте – боковые удары (32%). Наконец, небольшое число аварий происходит в результате удара в заднюю часть автомобиля (14,1%) или опрокидывания (2,8%).
В зависимости от направления удара, система SRS определяет, какие именно устройства должны быть задействованы.
- При фронтальном ударе срабатывают натяжители ремня безопасности, а также фронтальные подушки безопасности водителя и пассажира (если удар не сильный, система SRS может не задействовать airbag).
- При фронтально-диагональном ударе могут быть задействованы только натяжители ремня. Если удар более сильный, потребуется задействовать передние и/или головные и боковые подушки безопасности.
- При боковом ударе могут сработать головные и боковые подушки безопасности, а также натяжители ремня с той стороны, на которую пришелся удар.
- Если удар произошел в заднюю часть автомобиля, то может сработать натяжитель ремня безопасности и размыкатель АКБ.
Логика срабатывания элементов пассивной безопасности автомобиля зависит от конкретных обстоятельств аварии (силы и направления удара, скорости в момент столкновения и т.д.), а также от марки и модели автомобиля.
Временная диаграмма столкновения
Столкновение автомобилей происходит в одно мгновение. Например, машина, ехавшая со скоростью 56 км/ч и столкнувшаяся с неподвижным препятствием, полностью останавливается в течение 150 миллисекунд. Для сравнения, за это же время человек может успеть моргнуть глазами. Не удивительно, что ни водитель, ни пассажиры не успеют принять каких-либо действий для обеспечения собственной безопасности в момент удара. Это должна сделать за них система SRS. Она активирует натяжитель ремня безопасности и систему подушек.
При ударе сбоку, боковые подушки безопасности открываются еще быстрее – не более чем за 15 мс. Зона между деформированной поверхностью и телом человека совсем небольшая, поэтому удар водителя или пассажира о кузов автомобиля произойдет за меньший промежуток времени.
Чтобы обезопасить человека от повторного удара (например, при опрокидывании автомобиля или съезде в кювет), боковые подушки остаются наполненными в течение более длительного промежутка времени.
Датчики удара
Работоспособность всей системы обеспечивается благодаря датчикам удара. Эти устройства определяют, что произошло столкновение, и посылают соответствующий сигнал в блок управления, который, в свою очередь, активирует подушки безопасности.
Изначально в автомобилях устанавливались только датчики фронтального удара. Однако по мере того, как транспортные средства стали комплектовать дополнительными подушками, количество датчиков также было увеличено.
Главная задача датчиков – определить направление и силу удара. Благодаря данным устройствам при ДТП сработают только нужные подушки безопасности, а не все, что имеются в автомобиле.
Традиционными являются датчики электромеханического типа. Их конструкция проста, но надежна. Главные элементы – шарик и металлическая пружина. Благодаря инерции, возникающей при ударе, шарик распрямляет пружину, замыкая контакты, после чего датчик удара посылает импульс на блок управления.
Повышенная жесткость пружины не позволяет механизму срабатывать при резком торможении или несильном ударе о препятствие. Если автомобиль движется на небольшой скорости (до 20 км/ч), то силы инерции также не хватит для того, чтобы воздействовать на пружину.
Вместо электромеханических датчиков во многих современных автомобилях устанавливаются электронные устройства – датчики ускорения.
В упрощенном представлении датчик ускорения устроен как конденсатор. Некоторые из его пластин жестко закреплены, а другие являются подвижными и работают как сейсмическая масса. При столкновении данная масса перемещается, изменяя емкость конденсатора. Информацию об этом расшифровывает система обработки данных, посылая полученные данные в блок управления подушками безопасности.
Датчики ускорения можно разделить на два основных вида: емкостный и пьезоэлектрический. Каждый из них состоит из чувствительного элемента и электронной системы обработки данных, находящихся в одном корпусе.
Основу системы пассивной безопасности автомобиля составляют устройства, успешно демонстрирующие свою эффективность на протяжении многих лет. Благодаря постоянной работе инженеров и конструкторов, совершенствующих системы безопасности, автомобилистам и пассажирам удается избежать тяжелых травм в момент аварии.
Система пассивной безопасности автомобиля
Любое транспортное средство, в том числе легковой автомобиль, всегда управляется водителем. Поэтому сейчас большое внимание уделяется системам защиты и безопасности. Но многие не знают, что различают две системы безопасности: активная и пассивная. Об активной безопасности известно всем, о ней всегда подробно рассказывают продавцы автомобилей, часто пишут в СМИ. Но на вопросы о пассивной безопасности немногие могут ответить правильно.
Что же такое пассивная безопасность автомобиля?
Пассивная безопасность – это совокупность свойств автомобиля, отличающаяся уникальностью конструкции и эксплуатационными характеристиками, которая при попадании в аварию обеспечивает самую высокую степень защиты. Активная система безопасности призвана предохранить транспортное средство от аварии. Пассивная же система безопасности начинает функционировать только после свершившегося факта аварии, и направлена на защиту людей, которые в это время находятся в автомобиле.
Всем известно, что основные испытания автомобиль проходит по время краш-тестов, которые выявляют наиболее незащищённые места в конструкции. В целях снижения последствий аварии используется целая система приспособлений и устройств, основная цель которых — уменьшить последствия ДТП. Различают две основные группы системы пассивной безопасности:
Внутренняя система, которая состоит из следующих элементов:
- Всем известных подушек и ремней безопасности;
- Подголовников и подлокотников, входящих в конструкцию сидений;
- Элементов кузова, которые поглощают энергию удара;
- Мягких элементов оформления салона.
В систему же внешней безопасности входят такие детали и изделия:
- Передний и задний бамперы;
- Конструктивные выступы на кузове;
- Стекла окон и дверей;
- Узлы усилителей стоек.
Повышенный интерес к системам пассивной безопасности стал появляться после того, как начали появляться публикации на эту тему. Большую активность в популяризации этого вопроса играет Европейская программа оценки новых автомобилей — Euro NCAP (European New Assessment Programme). Эта независимая организация на профессиональной основе проводит краш-тесты всех выходящих на рынок новых моделей, присуждая рейтинг безопасности по результатам проверки активной и пассивной систем безопасности. Их целью является предоставление достоверной информации, полученной по результатам краш-тестов, владельцам автомобилей о любой из составляющих системы защиты.
Получаемые при этом данные наглядно показывают в динамике всю последовательность работы элементов системы пассивной безопасности.
Внутренняя пассивная безопасность
Вся система внутренней пассивной безопасности и входящие в неё элементы создана для того, чтобы обеспечить максимальный уровень защиты водителя и пассажиров автомобиля, попавшего в аварию. При этом очень важным фактором является обязательное использование этого специального оборудования строго по его назначению. Соблюдение всех установленных изготовителем правил позволяет получить наивысший уровень защиты. Ниже рассмотрим основные элементы системы внутренней пассивной безопасности.
Основным элементом системы безопасности является кузов. От того из какого материала изготовлен кузов, его физического состояния и конструктивных особенностей зависит его возможная деформация при аварии, а значит и прочность самого автомобиля. Для того, чтобы при ДТП части механизмов, находящихся в моторном отсеке, не попали в салон, применяют, так называемую, «решётку безопасности» — прочное устройство, работающее как щит и не позволяющее другим механизмам проникать в салон.
Защита салона от конструктивных элементов обеспечивается целым комплексом устройств и технологических решений, которые предохраняют водителя и пассажиров от травм и увечий. Так, например, некоторые модели автомобилей оснащаются складывающимися рулями, чтобы предотвратить нанесение вреда водителю. Кроме того применяются специально разработанные травмобезопасные педальные узлы, которые в случае аварии автоматически отсоединяются от креплений и тем самым предохраняют ноги водителя от увечий.
Для обеспечения максимальной безопасности при использовании подголовника, необходимо правильно рассчитать высоту его установки, исходя из индивидуальных физиологических характеристик водителя.
Раньше применялись только двухточечные ремни безопасности, которые удерживали пассажира обычной стяжкой через грудь или живот. В настоящее время в автомобили устанавливают многоточечные ремни безопасности, которые гораздо более эффективны. Они позволяют распределять аварийную нагрузку равномерно по всему телу, тем самым предохраняя отдельные части от травм. Ремни безопасности считаются наиболее важным элементом пассивной системы безопасности.
Уже в середине прошлого века подушки безопасности прочно заняли своё место в общей системе пассивной безопасности автомобиля. Сейчас автомобили, как правило, оснащаются несколькими подушками безопасности. Каждая из них защищает какую-то одну предполагаемую зону поражения, а все вместе надёжно прикрывают водителя и пассажиров со всех сторон. Принцип действия подушек безопасности состоит в стремительном наполнении их воздухом при столкновении. Движущийся по инерции водитель сталкивается с подушкой, а не с травмоопасными элементами конструкции.
Сидения фиксируют удобное положение пассажира или водителя на месте, а подголовники, являясь частью сидения, как раз и защищают шейные позвонки водителя в момент аварии, не давая запрокидываться голове.
При изготовлении современных автомобилей стали часто применять высоконапряжённые листы металла. Это, во-первых, снижает его массу, а во-вторых, делает автомобиль более жёстким к ударам.
Всё большее применение находит система областей активного разрушения. Она состоит в том, что при ударе детали сами разрушаются, но при этом принимают на себя значительную часть кинетической энергии. Таким образом, ценой разрушения автомобиля обеспечивается сохранность жизни и здоровья водителя и пассажиров.
Для примера можно привести конструкцию каркаса кузова Smart автомобиля, где ещё на стадии разработки важнейшей целью стала система пассивной безопасности.
Внешняя пассивная безопасность
Элементы внешней системы пассивной безопасности призваны при аварии сохранить жизнь и здоровье пешехода.
Современные бамперы изготавливаются с несколькими поглощающими кинетическую энергию элементами, причём они имеются как в передних, так и в задних бамперах. Проще говоря, в момент столкновения бамперы сминаются и тем самым гасят энергию удара. Это не только защищает пешехода, но и способствует уменьшению повреждений в салоне транспортного средства.
Выступы, находящиеся на наружной поверхности автомобиля, на первый взгляд, не относятся к элементам системы пассивной безопасности. Но в большинстве таких конструктивных или декоративных элементов заложен принцип самодеструкции, то есть их действие аналогично работе бамперов при столкновении.
Приспособления для защиты пешеходов
Такие известные компании как Bosh, Siemens, TRV и другие уже много лет разрабатывают и внедряют дополнительные меры защиты для пешеходов, попавших в аварию. К примеру, сравнительно недавно появившаяся электронная система Electronic Pedestrian Protection функционирует следующим образом. В момент столкновения капот автомобиля автоматически поднимается, тем самым увеличивая площадь столкновения с телом пешехода. При этом увеличивается расстояние между капотом и двигателем, что также защищает от нанесения травм. Принцип действия очень похож на действие подушки безопасности.
Грамотно разработанная пассивная безопасноть авто это хорошо! Но лучше не проверять их действие на себе и других. Будьте внимательны за рулем вашего автомобиля и не пренебрегайте правилами поведения пешеходов на дороге!
Читайте также
Как и зачем тормозить двигателем
24 июля 2018
Как и зачем тормозить двигателем
Торможение двигателем (или скоростью) – это принудительное снижение скорости автомобиля без использования механизмов тормозной системы. Этот способ снижения скорости был особенно популярен несколько десятилетий назад, когда в автомобилях с механической коробкой передач еще не было современных тормозных систем с электронными помощниками ABS и ESP. Однако тормозить двигателем можно и на современных автомобилях, в том числе и с некоторыми видами автоматических коробок передач.
Как ухаживать за салоном авто из натуральной кожи
24 июня 2020
Всем прекрасно известно, как хорош кожаный салон автомобиля не только своими внешними данными, но и своими техническими характеристиками, которые включаю в себя продолжительность службы и устойчивость к повреждениям и загрязнениям различного типа.
Новый способ обмана на дорогах
25 октября 2017
В любой из сезонов на дорогах можно наблюдать иностранных путешественников на автомобилях. Якобы под видом того, что у них нет денег на заправку или по причине ДТП, туристы начинают выпрашивать деньги у порядочных жителей.
Особенности приобретения автомобиля в рассрочку
25 декабря 2017
Бывает проблематичным осуществить покупку за всю стоимость нового или находящегося в приличном состоянии автомобиля бывшего в употреблении. Потому кредитные учреждения предлагают разнообразные программы кредитования, в том числе на приобретение автомобиля и рассрочку платежа.
Как надо правильно проверять дизельный мотор
17 ноября 2021
Не просто так дизель назвали экономией в рассрочку: если первому хозяину авто он в действительности обойдется дешевле, чем бензиновый, за счет экономии горючего, то второму хозяину придется расплатиться за такую экономию.
Рекомендации по продаже подержанных автомобилей
20 июля 2017
Сейчас автомобиль легче продать, нежели десять лет назад. С приходом интернета исчезла масса проблем. Теперь чтобы продать подержанный автомобиль, не нужно выходить из дома и размещать объявления у подъездов или в газете.
Несколько полезных рекомендаций при покупке автомобиля с рук
12 ноября 2017
Если вы решили порадовать себя и приобрести поддержанный автомобиль, то давайте рассмотрим несколько советов, чтобы не ошибиться и сделать правильный выбор.
Особенности выкупа машин после ДТП
29 апреля 2017
От ДТП никто не застрахован – это факт. Причиной аварии может быть что угодно, от погодных условий до человеческого фактора. Многие были участниками такой не приятности, или свидетелями.
Как работает бесключевой доступ в автомобиль и как защититься от угона
18 мая 2018
Система бесключевого автомобильного доступа — это бесконтактное распознавание владельца по специальному смарт-ключу или дополнительной метке иммобилайзера, которое позволяет без использования традиционного механического ключа получить доступ в салон, запустить двигатель, открыть капот или багажник.
Как отличить оригинальную ксеноновую лампу от подделки
05 апреля 2022
Ксеноновые лампы являются надежным и долговечным источников света. Но несмотря на это последнее время они обрели очень странную репутацию.
Источник https://techautoport.ru/sistemy-bezopasnosti/passivnaya/sistema-srs.html
Источник https://avtovikyp.by/blog-o-vykupe-avto/593-sistema-passivnoj-bezopasnosti-avtomobilya
Источник