» тюнинг | сделать стартовой  » тюнинг | в избранное
»  Обратная связь
»  Реклама
»  Расширенный поиск
Представиться: логин : пароль : Напомнить пароль? Регистрация
ГЛАВНАЯ
тюнинг » безопасность » Кузов автомобиля
•  РАЗДЕЛЫ ТЮНИНГА
 

Основное
» тюнинг
»  советы
»  новости
»  видео
»  результаты опросов
»  безопасность
»  авто барахолка
»  каталог фирм

Тюнинг ваз
»  тюнинг ваз
»  внешний тюнинг
»  автозвук
»  тюнинг двигателя
»  тюнинг салона
»  тюнинг ходовой
»  тюнинг КПП
»  тюнинг ВАЗ "Самара"
»  примеры тюнинга

Ремонт автомобилей
»  ремонт и эксплуатация ГАЗ 3110
»  ремонт Audi 100/A6
»  ремонт ВАЗ 2110
»  изнашивание и ремонт ВАЗ классика
»  ремонт нивы
»  ремонт двигателя иномарок

Примеры тюнинга ваз
»  тюнинг ваз 2101
»  тюнинг ваз 2102
»  тюнинг ваз 2103
»  тюнинг ваз 2105
»  тюнинг ваз 2113

Разное про ОКА
»  ока тюнинг
 
• ПРИМЕРЫ ТЮНИНГА
внешний тюнинг ваз 2103
внешний тюнинг автомобиля ваз 2103
внешний тюнинг ваз 2103


 
• НОВОСТИ ТЮНИНГА

 Инноваторство в стиле Mitsubishi
Иметь автомобиль хорошо, а иметь хороший автомобиль ещё лучше. Данный лозунг идеально вписывается в концепцию автомобильной марки Mitsubishi, которая постоянно радует автолюбителей великолепными машинами и новшествами в сфере автопрома.

Теперь Лада Калина оснащена системой безопасной парковки (парктроником)

Август 2011 принёс официальным дилерам крупнейшего представителя отечественного автопрома «АвтоВАЗ» новую партию автомобилей Лада Калина, оснащённых парковочным радаром, чаще называемым парктроником. Нововведение устанавливается на авто максимальной комплектации, в общем в конце июля «АвтоВаз» выпустил таковых обновлённых вариантов полсотни хетчбеков и 68 универсалов.


Новые модификации автомобиля Lada Kalina ВАЗ на Московском тюнинг-шоу 2011
Шоу проходило 15-17 апреля текущего года. Представлены на нём были как ведущие «мэтры» мирового автопрома, так наш родной ВАЗ удивил нас двумя тюнинговаными «Калинами» – раллийная «Калина» и Kalina Sport, которые предусмотрены в основном для и могут представлять интерес для спортсменов. А вот третий образец «Калины» - VRS может понравиться широкому кругу автомобилистов.


Разрешенная тонировка
Тонировка стекол позволяет подчеркнуть индивидуальность вашего железного зверя, выгодно выделяя его на фоне прочих однообразных и одинаковых конвейерных авто. Автотонировка представляет собой технологический процесс по затемнению стекол путем обработки полимерами, либо оклеиванием металлизированной пленкой.

Круче только яйца
Круче только яйцаВ продолжении, текст реального объявления


 

безопасность

Кузов автомобиля

Кузов автомобиля
К конструкции и к форме кузова, а также его отделке и оборудованию предъявляются все более высокие требования, часть которых обусловлена требованиями безопасности. Проектно-конструкторские работы, связанные с созданием совершенно новой модели кузова, занимают на современном уровне развития автомобильной техники в среднем около четырех лет. Однако с расширяющимся применением электронных машин этот срок имеет устойчивую тенденцию к сокращению, и уже сейчас имеются случаи, когда новая модель создавалась за 1,5-2 года. Рентабельность производства той или иной модели определяется в конечном итоге размером капиталовложений и оборачиваемостью затраченных средств. В настоящее время основным конструктивным материалом, из которого изготавливаются кузова, рамы, а также другие узлы и агрегаты автомобиля, продолжает оставаться сталь. Поэтому стоимость и затраты на обработку стали составляют основную часть себестоимости автомобиля. Чтобы снизить себестоимость и улучшить технико-эксплуатационные характеристики автомобиля, необходимо обеспечить минимальный вес конструкции. Однако это требование находится в противоречии с необходимостью обеспечения жесткости конструкции и улучшением таких качеств автомобиля, как надежность, долговечность и безопасность. Таким образом, в поисках компромиссных решений все больше внимания уделяется совершенствованию конструкции кузова. Основная задача, которая стоит сейчас перед кузовщиками, заключается в том, чтобы при минимальном расходе металла построить жесткую пространственную конструкцию, одновременно уменьшив жесткость передней и задней части кузова, повысив их демпфирующие Качества. Применением рамной конструкции трудно добиться требуемых защитных свойств кузова. Это существенный недостаток по сравнению с несущими кузовами, жесткость которых в любом месте легко варьируется путем изменения толщины листового металла, идущего на изготовление того или иного элемента кузова. Другой метод, обеспечивающий местное ослабление или усиление несущего кузова, - изменение формы отдельных его панелей и балок. Этим же способом можно при той же жесткости существенно уменьшить толщину листовой стали, идущей на изготовление несущих деталей кузова, и, следовательно, их вес. Однако при уменьшении толщины металла необходимо пропорционально уменьшать допуски на этот размер. В результате несколько усложняется технологический процесс прокатки стального листа и возрастает его стоимость, т. е. экономия в весе не приводит к пропорциональному уменьшению себестоимости модифицированной детали кузова. Обычно из компромиссных соображений не все элементы несущих кузовов штампуются из стального листа одной толщины.
Все чаще конструкторы при расчете кузова автомобиля применяют «решетку безопасности». Она должна обеспечивать приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления при ДТП и сохранять пространство пассажирского салона после деформации кузова.
При тяжелой аварии существует вероятность проникновения двигателя в салон автомобиля. Поэтому передняя часть салона имеет специальные ребра жесткости и обручья. При создании Mercedes А-класса конструкторы рассчитали жесткость подрамника автомобиля таким образом, что в случае удара он должен переломиться и направить двигатель вниз, под пол автомобиля. На фирме Audi, при создании автомобилей последнего поколения, также была разработана и применена своя «решетка безопасности», получившая название ASF (Audi Space Frame). При проектировании кузова для автомобиля Skoda Octavia II (кстати, запчасти Шкода одни из самых хороших на рынке) для увеличения жесткости кузова были разработаны пороги новой конструкции. Многие элементы кузова, такие как крыша, боковины, задние двери свариваются с помощью лазера. Все эти конструктивные и технологические нововведения позволили значительно повысить пассивную безопасность автомобиля, что обеспечило автомобилю четыре звезды на испытаниях по методике EuroNCAP.
Обеспечивая все большую пассивную безопасность для водителя и пассажиров автомобиля, конструкторы не забывают и о пешеходах. Все чаще применяются передние крылья, изготовленные из специального пластика. В случае наезда на пешехода они разрушаются, нанося пострадавшему наименьшие повреждения, некоторые производители ведут испытания своеобразных «подушек безопасности» для пешехода. В момент наезда они раздуваются и амортизируя удар опускают пешехода на капот.
Безопасный бампер
Со времени появления первых автомобилей их бамперы мало изменились внешне и плохо выполняют свою основную функцию - защиту дорогостоящих элементов кузова от повреждений при столкновении или наездах, происходящих на относительно невысоких скоростях. И уж конечно, эти бамперы практически не предохраняют пассажиров и водителей от травмирования при более серьезных дорожно-транспортных происшествиях. Сейчас они служат в основном лишь защитой от повреждения фар и задних фонарей при заезде на стоянку и выполняют эти функции на скорости до 3 км/ч. Бампер современного легкового автомобиля представляет собой скорее область работы художника-стилиста, чем инженера-конструктора, так как многие считают, что бампер не в состоянии как-либо защитить автомобиль, вес которого обычно колеблется в пределах 1,5-2 т. Между тем ясно, что энергия удара не может исчезнуть, а должна быть поглощена элементами кузова на возможно большем удалении от пассажирского помещения. В этой связи нельзя игнорировать защитные свойства бампера, каковы бы они ни были. В будущем, очевидно, конструкторы решат технические проблемы упругого соединения бампера с кузовом автомобиля. Такое соединение должно поглощать большую часть кинетической энергии удара, возникающую при столкновении автомобилей. Введение бамперов, расположенных на одинаковой, стандартной для всех автомобилей высоте над уровнем дороги, несомненно, приведет к снижению количества и тяжести повреждений кузовов автомобилей.
Следует отметить, что материалы, используемые в настоящее время для автомобильных бамперов, разрушаются при столкновении с относительной скоростью, равной
9 км/ч, а при больших относительных скоростях происходят значительные повреждения кузова. Фирма Ford предлагает в будущем применять покрытые резиной подковообразные бамперы, предохраняющие кузов от повреждений при столкновении с относительной скоростью 16 км/ч. Комбинированные бамперы, покрытые резиной и опирающиеся на спиральные пружины, по-видимому, могут предохранить кузов от значительных повреждений при столкновениях с относительной скоростью до 36 км/ч, однако при этом выдвигать бампер приходится на значительное расстояние, да и наезды автомобилей один на другой чаще всего происходят на стояночных площадках, где скорости движения невелики и поэтому нет смысла рассчитывать бамперы на значительную скорость. Кроме того, при дальнейших испытаниях выяснилось, что прочные бамперы, покрытые резиной и опирающиеся на стальные пружины, предохраняя элементы кузова от повреждений, в то же время препятствуют поглощению энергии удара деформирующейся передней частью автомобиля, в результате чего пассажиры с большей силой ударяются о внутренние детали салона и получают серьезные травмы. Необходимо найти такие конструкции бампера и передней части автомобиля, такие соотношения их жесткости и прочности, чтобы при слабом ударе бампер защищал от повреждения элементы кузова автомобиля, имеющие большую стоимость, а при тяжелых столкновениях бампер и передняя часть автомобиля деформировались бы совместно, поглощая значительную часть энергии удара и защищая, таким образом, пассажиров от серьезных травм.
Бампер современного автомобиля должен соответствовать европейскому стандарту ЕЭК R42. При испытаниях по нему наносят удар маятником весом, соответствующим массе автомобиля на высоте 455 мм от земли, скорость столкновения - 4 км/ч. Кроме фронтального удара, бампер испытывают на косой удар. Его наносят под углом 30° к продольной оси, при этом скорость столкновения составляет 2,5 км/ч. После удара не должны пострадать элементы кузова, светотехника, детали системы охлаждения, выпуска.
По американским и канадским стандартам скорость столкновения задается в 2 раза выше европейской - 8 км/ч. Поэтому многие автомобили, поставляющиеся на американский рынок, отличаются от европейских бамперами (добавим, еще и светотехникой, так как по американским стандартам должна быть другая регулировка светового пучка). Кроме того, по канадским требованиям бампер должен сохранять свои свойства при температуре до -30 °С.
Сегодня бампер не только защищает автомобиль от удара, он стал неотъемлемой деталью, обеспечивающей аэродинамику автомобиля. Его отогнутые края выполняют функции спойлеров, увеличивают прижимную силу и препятствуют возникновению вихрей. В последнее время при разработке бампера все большее внимание уделяется безопасности пешехода. Ему стараются придать такую форму, которая исключает возможность попадания пешехода под колеса автомобиля. Смягчить удар должны энергопоглощающие вставки из пенополиуретана.
Французские автопроизводители предлагают изготавливать бамперы из специального пластика. Благодаря его свойствам бамперы, внешне ничего не отличающиеся от обычных, после удара со скоростью до 10 км/ч способны самостоятельно восстанавливать свою заводскую форму.
В последнее время наметилась тенденция совмещать бампер с фалынрадиаторной решеткой. Все чаще конструкторы используют так называемые фронтэнд (Front-end), представляющие собой отдельные модули, в которые вмонтированы не только поглощающие удар элементы, но и светотехника, детали системы охлаждения, климатической установки, датчики парковки и ускорений. Такие фронтэнды уже применяются серийно на Audi A6. Они значительно облегчают жизнь производителям - элемент приходит на сборку уже полностью собранный, что позволяет значительно сократить время и качество сборки. Но они имеют и
существенный недостаток для потребителя - в случае повреждения приходится менять сразу весь фронтэнд, а обходится в несколько раз дороже.
Дверные замки
Если при аварии двери салона самопроизвольно открываются, то кроме серьезной опасности выпадения пассажиров это чревато еще и тяжелыми травмами вследствие интенсивно развивающихся деформаций и разрушений структурных элементов кузова. Таким образом, вполне закономерно требование, чтобы двери кузова не открывались при ударе, т.е. их замки должны иметь предохранительные устройства, способные выдерживать любые возможные нагрузки. Наиболее удачно эта проблема может быть решена путем применения дверей, скользящих в продольных направляющих кузова. Многие выпускаемые в настоящее время автомобили снабжены дверными замками, отвечающими требованиям Федерального стандарта № 515 (США), согласно которым запирающий механизм замка не должен раскрываться при воздействии на него нагрузок: ИЗО кг в продольном направлении и 900 кг в поперечном, а также инерционной нагрузки от собственного веса автомобиля при замедлении, равном 30 g, приложенной в центре тяжести двери в любом направлении. Если дверь прихлопнута неплотно и удерживается в проеме предохранительной защелкой замка, то и в этом случае механизм должен выдерживать нагрузку в 450 кг, прилагаемую к двери в любом направлении. Насколько серьезны эти требования, можно судить хотя бы по тому, что запирающее устройство обычных дверных замков открывается уже при воздействии на них усилия 120-150 кг (в любом направлении).
Кроме перечисленных основных требований, дверные замки не должны срабатывать под действием инерционных нагрузок, приложенных к замочным ручкам в направлении «по ходу» или «против хода» на аварийной стороне автомобиля. Наличие наружного предохранительного устройства, исключающего возможность открывания дверей детьми изнутри салона, обязательно для всех моделей автомобилей. Нужны усиленные пружины запирающего механизма и дополнительное приспособление, удерживающее дверь в соединении со стойкой кузова даже в случае сильной деформации дверного проема, при которой неизбежно разъединение деталей запирающего механизма. Это может быть прочный шип в замках с «языком» или Г-образная скоба, объединенная с защелкой в замках роторного типа. Дверные замки необходимо оборудовать надежной системой блокировки, предотвращающей случайное отпирание двери как изнутри, так и снаружи, которое может произойти при соприкосновении кнопки замка с каким-либо предметом, под действием инерционных нагрузок и при ударе в момент аварии. Однако после аварии система блокировки дверных замков не должна препятствовать открыванию двери для быстрого выхода из автомобиля. Такой системой оборудованы, например, автомобили Mercedes.
Ремни безопасности
Одна из основных проблем обеспечения безопасности пассажиров - уменьшение замедлений, испытываемых при ударе людьми, сидящими в автомобиле. При этом нагрузки на пассажиров должны быть ниже предела, при которых человек получает серьезные повреждения - травмы. При лобовом столкновении автомобиля, в случае если пассажир имеет свободу перемещений в салоне, он под действием сил инерции продолжает двигаться вперед со скоростью, которую имел автомобиль в момент начала удара, и в результате ударяется о детали интерьера кабины уже в то время, когда автомобиль остановился. Сидящий резко останавливается, подвергается крайне высоким замедлениям и испытывает так называемый «вторичный» удар. В том случае, если пассажир связан с автомобилем каким-нибудь удерживающим приспособлением, скорость его перемещения при ударе по своему значению будет близка к скорости автомобиля, а эффективный путь остановки пассажира зависит от величины деформации передней части кузова и будет равен 0,5-0,8 см против 2-4 см в предыдущем случае. Таким образом, наблюдается уменьшение величины замедления в 20-25 раз.
Однако простой набедренный (поясной) предохранительный ремень не предотвращает серьезной опасности удара головой о некоторые внутренние поверхности салона. Кроме того, во время аварии пассажир может проскочить под такой ремень. Для того чтобы ограничивающая система функционировала нормально, необходимо, чтобы ее свойства правильно сочетались с защитными характеристиками всего автомобиля в целом, а особенности человеческого организма были соответствующим образом учтены. Поэтому в Швеции, например, на предохранительные ремни принят стандарт, по которому трехточечный ремень (комбинация плечевого и поясного) может использоваться для всех мест сиденья, в то время как двухточечный (поясной) ремень не разрешается использовать для мест сиденья у двери. Поясной ремень можно использовать только для средних мест сиденья, а также для других мест в автомобиле с открытым кузовом, где нельзя использовать верхнюю точку крепления.
Величина деформации передней части автомобиля при фронтальном ударе составляет около 0,8 м. Для автомобилей, имеющих конструкцию повышенной прочности, при тех же условиях величина деформации равна 0,35 м. При изменении величины деформации от 0,35 м до 0,8 м максимальное значение усилия натяжения ремня уменьшилось с 3500 до 2300 кг. Соответственно величина замедления Уменьшилась с 48 g до 23 g. Испытанию подвергались три вида предохранительных устройств: обычные ремни безопасности с трехточечным креплением; ремни безопасности фирмы Pegeot (Франция) с амортизирующим устройством; безопасные сиденья фирмы Pegeot, оборудованные амортизаторами. Испытания показали примерно одинаковые результаты, но предпочтение было отдано трехточечным ремням безопасности благодаря простоте конструкции и дешевизне в производстве. Поэтому остановимся на них чуть подробнее.
Ремни безопасности с трехточечным креплением. Испытания проводились в условиях лобовых столкновений автомобиля при скорости движения 36 и 48 км/ч.
Исследования диаграмм и кинопленок, полученных при испытаниях, дают возможность выявить недостатки ремней безопасности этого типа:
1. Наличие зазора между ремнем и пассажиром вызывает в начальный момент удара автомобиля резкое натяжение ремня, в результате чего последний может разорваться.
2. В активной фазе удара тело пассажира по инерции продолжает движение вперед. Наличие элементов поясного ремня ведет к тому, что верхняя часть тела получает вра-щательное движение вперед, в результате чего значительно увеличиваются инерционные нагрузки, приходящиеся на грудную клетку. Голова, перемещаясь по инерции, вызывает изгиб позвонков. Однако нижняя челюсть при этом опирается на верхнюю часть грудной клетки, и сравнительно небольшие напряжения сдвига позвонков не приводят к такому их перемещению, которое будет сопровождаться ущемлением спинного мозга.
Если в результате столкновения пассажир ударяется в ветровое стекло или переднее сиденье, то к простому изгибу добавляется продольное усилие сжатия, что может повлечь за собой раздавливание хрящевых позвоночных дисков и серьезные повреждения самих позвонков. Это является важным аргументом для оборудования автомобиля таким образом, чтобы обеспечить возможно более свободное пространство между пассажирами и стенками, о кото-рые они рискуют удариться.
3. Во время фазы возврата пассажир резко возвращается на сиденье, что вызывает опрокидывание головы назад под действием сил инерции. Позвоночник при этом находится в сверхнапряженном состоянии, характеризуемом серьезными повреждениями позвонков и нервных центров. Этот недостаток можно частично исправить, применяя подголовники, жестко соединенные со спинкой сиденья. Но тем не менее замедление, сообщаемое пассажиру при возврате его назад, остается практически таким же высоким (около 40 g),KaK и в случае прямого удара.
Для исключения эффекта «второго удара» были разработаны инерциональные катушки безопасности. Они позволяют пользоваться ремнем безопасности, вытягивая его из катушки без особых усилий, но в случае резкого ускорения он надежно блокируется фиксирующим устройством. Для более надежной работы и исключения повторного удара были предложены преднатяжители ремней безопасности. В случае наступления экстремальной ситуации срабатывает пиротехническое устройство, ремень подтягивается на несколько сантиметров, плотно прижимая тело водителя к спинке сиденья, исключая тем самым и обратный удар и возможность «подныривания» водителя под ремень безопасности.
Интересную конструкцию преднатяжителей предложила фирма Autoliv. Разработанный ею преднатяжитель оснащен искусственным «интеллектом»: он сам настраивается под конкретного седока, спасая его при конкретном ДТП. Кроме того, новый преднатяжитель работает в паре с подушкой безопасности, снижая вероятность повреждения лица и туловища при встрече с ней. Отличие новой разработки заключается в том, что она оснащена подобием двухступенчатой коробки передач. Срабатывание той или иной передачи определяется компьютером, который учитывает силу удара, позицию и массу пассажира. В первой фазе столкновения ремень работает с максимальным усилием, плотно прижимая его к спинке сиденья. При приближении раскрывающейся подушки безопасности включается «вторая» ослабляющая хватку «передача», и контакт с подушкой существенно смягчается. Если, по мнению компьютера, удар не очень сильный, то натяжение ремня ослабевает через 40 мс, если удар очень сильный, то время начала ослабления вырастает в два раза до 70-80 мс. Такие преднатяжители уже нашли применение в автомобилях Mercedes и BMW. К недостаткам пиротехнических преднатяжителей ремней безопасности можно отнести их «одноразовость» и требование соблюдения высоких мер безопасности при работе в салоне автомобиля, например при демонтаже сидений. Поэтому все большее применение находят «многоразовые» электромеханические преднатяжители ремней безопасности. Очень интересную конструкцию предложили американские инженеры. Они предложили ремень безопасности, совмещенный с... подушкой безопасности. Она уже встроена в ремень. Садясь в автомобиль, пассажиры пристегиваются таким ремнем, как обычным. В случае столк-новения ремень надувается, накрепко фиксируя пассажира. Время срабатывания ремня-подушки всего 10 мс против 25-30 у подушки безопасности, поэтому вероятность получения травм при встрече с подушкой безопасности во много раз снижается.
Большое значение при использовании ремней безопасности имеет возможность свободной манипуляции всеми органами автомобиля при застегнутом ремне. В идеальном случае это достигается применением инерционных катушек для ремней. Чувствительность катушки к движениям пассажира обеспечивается инерционным кольцом, установленным на шпинделе катушки. На внутренней поверхности кольца нарезаны радиальные зубья, а на наружной - три профильных канавки. В канавках между инерционным кольцом и ведущим диском расположены три стальных шарика. Когда ремень сматывается с катушки со скоростью, превышающей скорость, которая бывает при замедлении автомобиля более 0,5 g, масса инерционного кольца вызывает отставание скорости его вращения от скорости
вращения шпинделя. При этом шарики выкатываются в более мелкую часть профильных канавок и отжимают инерционное кольцо до зацепления с зубьями блокирующего диска, прикрепленного к корпусу катушки. Чувствительность катушки к движению автомобиля обеспечивается маятниковым механизмом, расположенным в кожухе на одном из концов корпуса катушки. Когда под воздействием замедления автомобиля маятник отклоняется, его головка нажимает на обод инерционного кольца и вводит кольцо в зацепление с блокирующим диском. Катушка крепится к автомобилю в любом положении с помощью одного болта. Положение маятника, необходимое при данном положении катушки, устанавливается путем поворота корпуса, маятникового механизма и фиксации его в вертикальном положении.
Подушки безопасности
При резких фронтальных ударах, воспринимаемых автомобилем, его пассажиры получают ускорение до 40-50 g. Если пассажиры имеют надежное амортизирующее ограждение, они могут перенести подобные ускорения без каких-либо значительных травм. Новое решение проблемы ограничения перемещения водителя и пассажиров при столкновениях - создание системы пневматических 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 составляет 30-40 мс. Однако и этого времени оказывается достаточно для срабатывания данной системы, которая не только весьма эффективна, но и удобна, так как срабатывает автоматически при ударе без всяких дополнительных условий (например, ремни безопасности эффективны, только если ими, естественно, пользуются) и не стесняет движений, поскольку подушки вмонтированы в центральную часть рулевого колеса, в арматурный щит и в заднюю часть спинки переднего сиденья и в ненадутом состоянии вообще незаметны. По команде специального инерционного датчика подушка должна заполниться сжатым воздухом в течение 30-40 мс. При объеме индивидуального ограждения, равном 140-280 л, интенсивность наполнения такой подушки газом должна быть не менее 3500 л/с, что предъявляет очень жесткие требования к конструкции системы. Расширение оболочки воздушной подушки примерно на 0,6 м соответствует скорости 30,5 м/с в конце процесса заполнения. Пассажир после столкновения перемещается вперед в сторону надутой подушки, сжимая находящийся в ней газ, который выпускается через калиброванное отверстие в атмосферу. Таким образом, рассеивается до 90 % кинетической энергии удара, а оставшаяся часть используется для возвращения пассажира в нормальное положение.
Как показали многочисленные эксперименты при ударе автомобиля о препятствие со скоростью 48 км/ч, водитель и пассажир, пристегнутые ремнями безопасности, начнут перемещаться относительно салона приблизительно через 40 мс после момента удара. Для эффективной амортизации верхней части их тел подушки безопасности должны быть развернуты и готовы к действию в течение такого короткого промежутка времени. Только в этом случае водитель будет защищен от удара о рулевую колонку, который при отсутствии предохранительного устройства происходит через 70 мс, а пассажир - от удара о панель при-боров (90 мс после столкновения). Что же успевает произойти за эти роковые 40 мс? В первые 3 мс быстродействующий сенсор определяет удар и отдает команду на срабатывание системы безопасности. На протяжении последующих 20 мс происходит срабатывание пиросистемы, образование азота (он выбран потому, что не горюч) и открытие подушки. На 35 мс после удара подушка открыта полностью, и спустя 5 мс происходит защита водителя и пассажира, и кинетическая энергия верхней части тела рассеивается путем упорядоченного истечения газа из подушки в атмосферу.
Уже на 105 мс после удара происходит вентиляция системы и сдутие подушки. Действие системы завершено. В качестве материала для подушек безопасности первоначально был выбран нейлон, покрытый уретановой пленкой, который затем заменили простым винилом. Винил прекрасно работает при комнатной температуре, однако и он был заменен многослойным нейлоном, т. к. последний сохраняет необходимую эластичность в диапазоне температур от -30° С до+80° С.
Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при фронтальных ускорениях показали, что таковая уменьшается на 20-25% . Напомним, что при срабатывании подушки безопасности объем салона уменьшается на 200-250 дм3 в течение 40 мс, что дает немалую нагрузку на барабанные перепонки. Кроме того, вылетающая со скоростью более 300 км/ч подушка таит в себе немалую опасность для людей, если они не пристегнуты ремнем безопасности и ничто не задерживает инерционное движение тела на-встречу подушке. Если в автомобиле имеется подушка безопасности, не стоит размещать повернутые назад сиденья для перевозки детей на сиденья автомобиля, напротив которого находится эта подушка безопасности. При срабатывании подушка может сдвинуть детское сиденье и нанести травму ребенку. Не рекомендуем также перевозить на пассажирском сиденье детей до 13 лет ростом ниже 150 см, т. к. отрывающаяся с огромной скоростью подушка безопасности может ударить его в голову, что приведет к фатальным результатам.
Существуют различные степени защиты подушек безопасности. Так американское Национальное управление безопасности на дорогах NHTSA (National Highway Traffic Sufety Administration) разработал «звездную» шкалу оценки этого параметра. Количество набранных при испытаниях звездочек означает процент получения людьми серьезного ущерба при фронтальном столкновении автомобиля (под серьезным ущербом подразумевается необходимость немедленной госпитализации с угрозой для жизни):
***** - 10% или менее вероятность серьезного повреждения
**** - 11-20% вероятность серьезного повреждения ***- 21-35% вероятность серьезного повреждения ** - 36-45% вероятность серьезного повреждения. * - 46% или выше вероятность серьезного повреждения Но главным недостатком подушки безопасности явля-ется то, что она работает отдельно от ремня безопасности. Исследования, проведенные в Хайдельбергском университете и уже упоминавшейся NHTSA, убедительно доказали, что при тяжелых авариях, спасая жизнь человеку, сильные травмы его телу наносит сам ремень безопасности - от его воздействия остаются долго не заживающие ссадины и синяки.
Ремни с ограничителем силы натяжения в получившие аббревиатуру PRS (Puogammed Restraint System) уже используются на автомобилях Renault Megane с 1995 года. Создавая второе поколение PRS II, французские производители решили связать в одно целое подушку и ремень безопасности. Теперь подушка безопасности берет на себя часть нагрузки, которая раньше приходилась на ремень. При этом она наполняется азотом по очень хитрому алго-ритму. Сначала раскрывается низ подушки, защищающий нижнюю часть туловища человека, затем раскрываются бока и верхняя часть. Таким образом подушка принимает на себя не только голову, но и тело человека.
Система PRS II работает следующим образом. Первым срабатывает пиротехнический натяжитель ремня безопасности. Ремень подтягивается и удерживает тело человека. Одновременно с этим срабатывает датчик подушки безопасности. В течение последующих 3 мс надувается подушка, ее форма и давление внутри стабилизируются. Сила натяжения ремней возрастает пропорционально перемещению тела человека. Затем срабатывает ограничитель натяжения ремня. Он чуть ослабевает и позволяет телу податься чуть вперед. В момент касания человека подушки в ней открываются специальные клапаны, через которые стравливается газ, и давление начинает падать. Подушки безопасности работают вместе, распределяя равномерное усилие нагрузки на живот и грудную клетку.
Проведенные в течение 2-х лет, затраченных на разработку и реализацию проекта, 200 «аварий» на компьютере и более 100 реальных краги-тестов, показали эффективность и жизнеспособность системы PRS П. Они показали, что вероятность получения травмы головы снижается в 3 раза. Нагрузка от ремня на туловище и шею также снижается в 3 раза. Замедления, испытываемые головой и коленями, снижены в 2 и 1,25 раза, соответственно. Система безопасности PRSII уже серийно устанавливается на автомобили Renault Megane 2-го поколения.
Известная своими наработками в области пассивной безопасности известная шведская фирма Volvo (напомним, что именно она стала первой в мире комплектовать серийные автомобили ремнями безопасности) в 1991 году стала опционно оснащать свою продукцию системой защиты от бокового удара SIPS (Side Impact Protection System). Второй этап наступил в 1994 году, когда Volvo стал устанавливать серийно SIPS на модель Volvo 850. Сегодня боковые подушки безопасности устанавливаются на все автомобили шведского концерна. Статистические данные говорят, что применение SIPS снижает вероятность смертельного исхода при боковом ударе на внушительные 40%.
Сейчас конструкторы работают над третьим этапом развития SIPS. Теперь она должна при боковом ударе защитить голову человека.
Проведенные исследования показали, что из-за травм головы происходит 25% смертей при катастрофах, причем большая часть этих аварий - боковые удары или групповые столкновения. При этом люди ударяются головой об боковые стойки или о стекла.
Конструкторы предложили натянуть между людьми и боковой частью автомобиля защитную надувную занавеску. По-английски это звучит как inflatable curtain, поэтому система получила сокращенное название 1С. Учитывая, что в сложенном состоянии система занимает не очень много места, ее расположили прямо в продольном ребре крыши. Как только происходит боковой удар, датчики посылают сигнал на срабатывание 1С. Занавесь выстреливается из своего места хранения и заполняется газом за 25 мс. В надутом состоянии она представляет собой «трубу», которая располагается на уровне глаз пассажира. Боковая подушка безопасности защищает при этом туловище пассажира. Учитывая, что занавеска очень длинная - от лобового до заднего стекла, она одновременно защищает как впереди сидящих, так и сзади сидящих пассажиров. Система 1С поможет также и в том случае, когда автомобиль, вылетев с дороги, «обмотал» боком столб или дерево. Пока занавеска безопасности находится на стадии доводочных работ, но можно смело предположить, что в течение пары лет она войдет в серийную комплектацию автомобилей Volvo.
Несколько другим путем пошли разработчики концерна BMW. Они предложили систему безопасности, получившую название ITS (Integrated Tubular Sidebag), что расшифровывается как «встроенная подушка-труба». И это название не случайно, т. к. в надутом состоянии ITS представляет собой действительно трубу. В нерабочем состоянии она размещается в стойке ветрового стекла и в верхней части проема передней двери. На концах трубы размещены мощные ремни, которыми она крепится под панелью приборов с одной стороны и в районе задней двери - с другой.
Активизируясь от датчиков удара, аналогичных датчикам боковой подушки безопасности, она за тысячные доли секунды в несколько раз увеличивается в диаметре. При этом значительно сокращается диаметр трубы, благодаря чему существенно увеличивается ее жесткость в поперечном направлении. Причем конструкторы позаботились о
том, чтобы труба одинаково защищала человека независимо от его роста: она натянется точно на уровне его головы.
Проведенные при испытаниях краги-тесты показали эффективность системы ITS. Вначале наносили удар автомобилю без боковой защиты, затем - оснащенному подушкой-трубой. Измерения показали, что в первом случае манекен получал повреждения головы, гарантирующие смерть человека в реальных условиях. В автомобиле, оснащенном ITS, тяжесть повреждения головы была в 7 раз меньше. Испытания показали, что новая система отлично защищает не только голову, но и шейные позвонки. При боковом ударе весьма велик риск их повреждения из-за резкого перемещения головы. Труба выполняет роль своеобразного подголовника. По заверениям разработчиков, система ITS прекрасно защищает пассажиров не только в случае столкновения легковых автомобилей, но и при ударах большими джипами с «кенгуринами», грузовиками и автобусами. Кроме того, учитывая, что подушка-труба раскрывается поперек оконного проема, то она препятствует выпадению через окно при опрокидывании автомобиля, частично защищает глаза от разбившегося стекла. В ближайшее время ITS начнут серийно устанавливать на автомобили «седьмой» и «пятой» серий. Таким образом общее число подушек безопасности на автомобиле BMW возрастет до 8.
В современном автомобиле все большее применение находят адаптивные подушки безопасности.
загрузка...
В отличие от традиционных подушек безопасности они определяют вес за-щищаемого ими человека, силу удара. В зависимости от нее компьютер в доли секунды определяет количество газа, подаваемого в подушку, чтобы снизить вероятность получения травм пассажирами автомобиля в момент ее раскрытия. Надувными шторками на окнах, предназначенными Для снижения количества травм пассажирами автомобиля при боковом ударе, сегодня снабжаются десятки моделей автомобилей. Французские разработчики предложили к Уже имеющимся подушкам безопасности (зачастую их количество достигает восьми) добавить еще две. Они смонтированы в нижней части панели приборов. Одна из них должна защитить колени и голени водителя от возможных ударов о рулевую колонку, другая - оградить пассажира от возможного «подныривания» под ремень безопасности. В последнее время наметилась тенденция изменения места расположения датчика замедления. До сего времени его располагали на центральном тоннеле кузова в районе передних сидений. Фирма Bosch разработала систему, датчики которой буквально опутывают весь автомобиль. Датчик фронтального удара располагается под фарами и посылает сигнал о столкновении уже через 10 мс (при «классическом» расположении сенсора - через 50 мс). Кроме того, в дверные пороги вмонтировано по два сенсора удара, срабатывающие при боковом ударе. Частично эта система уже нашла применение на серийном Ford Mondeo. Правда, пока устанавливается один сенсор на переднем бампере.
Но сколько бы ни было в автомобиле установлено подушек безопасности, они могут спасти только при одном условии - если водитель и пассажир пристегнуты ремнями безопасности, в противном случае подушки могут привести к очень тяжелым увечьям.
Приборные панели
Изучение конструкций, форм и материалов панелей приборов с увеличенной энергопоглощаемостью основано на следующих положениях: по существующим данным, голова человека может вынести замедление до 80 g при его продолжительности не более 3 мс. Приборная панель автомобиля должна рассматриваться как состоящая из двух зон - зоны водителя и зоны переднего пассажира. При закреплении пассажира поясным ремнем безопасности голова его ударяется в определенное место щитка приборов - обычно сверху и сзади. Это необходимо учитывать при изготовлении щитка.
При скорости 24 км/ч и постоянном замедлении 80 g
величина перемещения до полной остановки должна составлять 28,4 мм, при скорости 48 км/ч - 114 мм. Для обеспечения безопасности пассажиров от травм при лобовом ударе на скорости 50 км/ч необходимо обеспечить сминание мягкой обивки приборного щитка на глубину 460 мм. Это конструктивно сделать трудно, и поэтому сочетание трех факторов (деформация рамы в 600 мм, ремни безопасности и мягкая обивка интерьера) позволяет получить перемещение в 750 мм, достаточное, чтобы снизить скорость пассажира.
В процессе испытаний различных конструкций панелей установлено, что величина замедления не является постоянной, и поэтому для поглощения достаточного количества энергии толщина панелей должна быть удвоена. Форма поперечного сечения должна быть выбрана так, чтобы происходил прогиб при ударе. Однако материал панелей должен обладать достаточной прочностью, чтобы не разрушаться в процессе изготовления и эксплуатации. Поверхность должна быть гладкой, чтобы не допускать повреждений конечностей при слабых ударах, и в то же время щиток должен достаточно легко ломаться при ударах головой. Этим требованиям не удовлетворяют упругие пенистые материалы, которые вызывают обратный отброс головы после удара. Необходимого разрушения можно добиться, используя материалы, поглощающие энергию при остаточных деформациях. Конструкция панелей должна быть малочувствительной к изменению места удара. На основании предварительных проверок для проведения последующих испытаний был разработан полукруглый щиток. Испытания проводили на секции панели длиной 916 мм и на полной панели - для установления соответствующих соотношений. Тип пластмассы оказывает существенное влияние на энергопоглощающие характеристики конструкций. Были проверены и панели, выполненные полностью из пластмассы, но без наружной губчатой облицовки. При этом, несмотря на низкие замедления, наблюдается пробой щитка до соприкосновения головы манекена с нижним основанием. Этот недостаток удалось устранить, подложив под щиток жесткий уретановый пенопласт. Энергия поглощается еще больше, если в пенопласте сделать пустоты в виде прорезей и отверстий. Испытания секций панелей из различных пластмасс с губчатой облицовкой и виниловым покрытием показали, что разница в способности поглощать энергию хорошо обнаруживается при ударе со скоростью 49 км/ч и почти неразличима при скорости 24 км/ч. Наилучшие результаты получены при использовании панели из стирана с 20% -ным содержанием стекловолокна или из нейлона с 30% -ной примесью стекловолокна. Уретановый пенопласт облицовки имел толщину 19 мм и плотность 127,5 кг/м3, виниловое покрытие имело прочность 84,4 кг/см2 и удлинение 200%. Облицовка панели уретановым пенопластом в месте удара уменьшает высокочастотные пики, но не обладает способностью поглощать энергию. При жесткой панели добавление винилового покрытия существенного изменения не вносит. Для сильно же деформирующихся и равномерно разрушающихся панелей с виниловым покрытием получены совершенно другие результаты. Покрытие распределяет усилие более равномерно по панели и тем самым обеспечивает уменьшение ускорений, делая диаграмму ускорения более пологой и увеличивая в то же время скорость отдачи.
Испытания на секциях панелей были дополнены испытаниями на полых панелях из стали толщиной 0,76 мм, имеющих поперечные прорези длиной 254 мм через каждые 50,8 мм. Даже при такой толщине были получены удовлетворительные результаты. Другая пробная панель имела верх из стали толщиной 0,6 мм, а нижнюю часть из пластмассы. На панели была облицовка из упругого урета-нового пенопласта и виниловое покрытие. Удар произво-дился на расстоянии 370 мм от продольной оси автомобиля. Несмотря на то что панель имела перчаточный ящик с крышкой, результаты оказались лучшими, чем при испытаниях секции панели других конструкций. Это, видимо, объясняется большим временем замедления и соответственно меньшими величинами наибольших замедлений. Применение пластмасс на полых панелях, очевидно, позволит улучшить получаемые результаты, так же как это имеет место на экспериментальных секциях.
Сиденья автомобиля
Важный элемент внутреннего обустройства автомобиля - сиденья. Использование сидений специальной конструкции может существенно повысить безопасность водителя и пассажиров.
Автомобильные сиденья оказывают значительное влияние на такую важную характеристику условий труда водителя, каким является комфортабельность. Комфортабельность понятие относительное и определяется как чувство удовлетворения окружающей обстановкой. Большое влияние на усталость водителя оказывает его поза. Существует различие между первым кратковременным впечатлением и эффектом длительного воздействия каких-либо факторов. Например, сиденье с мягкой обивкой может показаться на первый взгляд достаточно комфортабельным, но водитель на таком сиденье устает быстрее, чем на более жестком. Комфортабельность сиденья в большей степени является функцией правильных размеров, углов взаимного расположения отдельных элементов, положения тела водителя и частотной характеристики обивки, чем качества наружного покрытия или диапазона регулировки. Для того чтобы уменьшить усталость при длительном сидении, нужно обеспечить позу с выпрямленной спиной, а не сидеть, откинувшись на спинку сиденья. Следовательно, спинка сиденья должна занимать положение, близкое к вертикальному, и не отклоняться назад на угол, больший 10°. Наибольшую толщину подушка сиденья должна иметь у своего основания, т. е. в том месте, на которое приходится наибольшая часть веса водителя. Валик на переднем крае подушки сдавливает кровеносные сосуды и нарушает нор-мальное кровообращение в ногах ниже колен. Кроме того, в бедрах возникают дополнительные напряжения. Сиденье должно иметь достаточный диапазон регулировки с тем, чтобы обеспечить требуемую комфортабельность для водителей различного роста.
Размеры частей тела у разных людей колеблются в широких пределах. Так, если даже не учитывать 5% людей наибольших и 5% наименьших размеров, то средний рост людей - в пределах 87 ± 10, длина ног в пределах 95 ± 11 см. Отсюда видно, что отстояние сиденья водителя от педалей и рулевого колеса должно изменяться в широких пределах. Если учесть, что при длинных ногах водитель может иметь короткие руки или при длинных руках короткие ноги, то очевидно, что не только положение сиденья, но и положение рулевого колеса должно быть регулируемым. Положения, в которых люди чувствуют себя наиболее удобно, также различны, как различны размеры и конфигурации их частей тела. Водитель сидит правильно тогда, когда кисти его рук и вся мускулатура полностью расслаблены. Вследствие различного изгиба позвоночника не только наклон, но и форма спинки сиденья должна была бы быть регулируемой. Вероятно, сиденья со всеми необходимыми регу-лировками будут чрезмерно дороги: в таком случае водителю следовало бы предлагать на выбор несколько типов сидений различных форм, чтобы он мог выбрать для себя наиболее удобное. Антропометрия как отрасль эргономики должна представить необходимые данные для конструирования таких сидений, а также их регулирования.
Под неправильным взаимным расположением сиденья, пола, педалей и рулевого колеса понимается такое расположение, когда для большинства суставов угол сгибания превышает норму, обеспечивающую длительное ощущение комфорта. Угол сгибания в голеностопном суставе должен находиться в пределах 85-95°, в коленном - 100-120°, в тазобедренном - 86-100°, в локтевом - 80-90°. Наклон спины должен составлять 10-12°, шеи в основании 15-35°, а в верхней части 10-20°. Поверхность материала обивки должна быть всегда тисненой, чтобы при посадке не было плотного прилегания тела к поверхности сиденья (обеспечение достаточной естественной вентиляции); обивка из кожи и тканых материалов обеспечивает более высокую комфортабельность в длительных поездках. В процессе езды водителю через сиденье передаются колебания, возникающие при взаимодействии компонентов системы. В этих условиях обеспечение комфортабельности езды должно осуществляться путем введения соответствующих изменений в один или несколько компонентов данной системы с целью ограничения вибраций, возникающих при движении автомобиля, в определенных пределах. Естественный грунт, как известно, имеет профиль, не приспособленный для передвижения колес автомобилей. Количество вариантов профилей грунта практически не ограничено, поэтому большинство исследователей рассматривает только периодически повторяющиеся профили.
Вид подсистемы «автомобиль-опорная поверхность» определяется требованиями сцепления, грузоподъемности и другими факторами. Поскольку некоторые внедорожные автомобили не имеют упругой подвески, шасси автомобиля опирается непосредственно на шины (упругие элементы), которые имеют очень низкие демпфирующие свойства. Отдельные работы проведены в направлении улучшения демпфирующих свойств глины (шины, наполненные пористым материалом, и др.). Однако здесь возникает проблема рассеяния тепла, усиленно выделяемого при движении внедорожного автомобиля по пересеченной местности. Подсистема «водитель-автомобиль» должна передавать возмущающие колебания водителю при таком уровне, который не вызывает потери ощущения комфортабельности. В отдельных случаях достаточно только того, что колебания в этой точке не усиливаются. Однако тех-нико-эксплуатационные показатели большинства внедорожных автомобилей таковы, что возникает необходимость в применении того или иного вида изоляционных материалов, которые обеспечат уменьшение вибрации до приемлемых пределов с точки зрения обеспечения длительной комфортабельности. Допустим, что изоляция водителя в системе «водитель-автомобиль» подразумевает подрессоривание сиденья, платформы или панели пола, рулевого колеса и деталей системы управления. Фактически, при наличии высокочастотных колебаний, имеющих большую амплитуду, такое решение становится целесообразным. Проблема гашения колебаний, имеющих большую амплитуду, решается наиболее радикально в том случае, когда все взаимодействующие компоненты монтируются на подрессоренной платформе. Применение этого конструктивного решения ограничивается тем, что возникают трудности при разработке деталей управления и обеспечения требуемых зазоров. Кроме того, данная конструкция имеет повышенную стоимость. Применение подрессоренного сиденья как средства обеспечения комфортабельности водителя широко известно. Однако не всегда должное внимание уделяется тому фактору, чтобы рабочие характеристики подвески сиденья были подобраны в соответствии с вибрационной средой в подсистеме «водитель-автомобиль». Только при выполнении этого условия достигается должный эффект. Процесс подбора требует, чтобы собственная частота колебаний водителя на сиденье составляла не более 0/7 от собственной частоты колебаний автомобиля; были обеспечены достаточная свобода относительно перемещения при нормальной амплитуде возмущающих колебаний в данной подсистеме и необходимое демпфирование, позволяющее ограничить амплитуду в резонансных условиях или при изменении характеристик возмущающих колебаний. Подвески сидений, которые поступают в продажу, имеют собственную частоту колебаний в пределах 0,9-3 гц, т. е. диапазон собственных частот достаточно велик.
Помимо разработки специальных безопасных сидений постоянно улучшаются существующие конструкции: усиление крепления сидений; фиксация спинок передних сидений защелками; ограничение перемещения головы в момент удара при помощи подголовников. Рассмотрим, как эти изменения могут влиять на характер травм, получаемых пассажирами. Усиленное крепление передних сидений применяется с целью уменьшить аварийные нагрузки на сидящих в них людей, особенно когда пассажиры, находящиеся сзади, не имея предохранительных устройств, упираются в спинки передних сидений. Однако в этом случае задний пассажир ударяется о спинку переднего сиденья с большей силой и получает более тяжелую травму. В последние годы серьезное внимание стали уделять надежному креплению подушки заднего сиденья и его спинки. В результате существенно уменьшилось число случаев, когда подушка или спинка отрываются, дополнительно нагружая пассажиров, сидящих сзади, во время аварии. Аварийная нагрузка на сидящих спереди уменьшается в случае фиксации опрокидывающейся спинки переднего сиденья при помощи защелки. Однако при этом возрастает число травм шеи, получаемых передними пассажирами при наезде на автомобиль сзади, если на спинках передних сидений не установить подголовники. При фиксации спинок сидений с помощью защелок задние пассажиры не ударяются о детали интерьера передней части салона. В результате пре-дотвращаются травмы, получаемые при откидывании вперед спинок передних сидений. Но если пассажир, сидящий сзади, не имеет какого-либо предохранительного устройства, ограничивающего его перемещение, то он ударяется о неподвижную спинку сиденья с большей силой, чем в том случае, когда спинка переднего сиденья откидывается под действием его веса вперед. Следовательно, при лобовых аварийных ударах травматизм задних пассажиров при ударе о жесткую неподвижную спинку возрастает. Дополнение спинок сидений подголовниками должно производиться с учетом безопасности пассажиров, сидящих сзади. Многие из таких устройств имеют металлическую фурнитуру, отдельные детали которой выступают назад, представляя собой повышенную опасность для заднего пассажира. Для уменьшения травматизма пассажиров, сидящих сзади, необходимо снять металлические детали отделки с верхней и боковых граней спинок передних сидений; на задней поверхности спинок передних сидений поставить накладки из пластика или другого материала, обладающего повышенной ударной энергоемкостью; усилить конструкцию задней двери и задней части боковины кузова, а также изменить расположение или конфигурацию жестких ручек, подлокотников, пепельниц и прочих деталей, выступающих внутрь пассажирского помещения.
Задние сиденья современных легковых автомобилей отличаются повышенной прочностью. При скорости наезда 48 км/ч деформация задней части сиденья практически отсутствует, а при скорости 89 км/ч величина деформации очень незначительна - всего 38 мм. Однако высоту спинки заднего сиденья рекомендуется увеличить, с тем чтобы пассажиры получили надежную опору для головы. При установке на стандартное заднее сиденье, имеющее высоту спинки 533 мм, подголовников высотой 152 мм, даже высокие пассажиры хорошо защищены от травм при наезде на автомобиль сзади со скоростью 48 км/ч. Поскольку задние пассажиры находятся намного ближе к месту удара, чем передний пассажир и водитель, то инерционные нагрузки, воздействующие на их грудную клетку и голову, в два раза больше. При наезде сзади задний пассажир может удариться головой о задний брус крыши. В результате на позвоночник будет действовать значительное вертикальное усилие, которое может послужить причиной многих серьезных травм. Удар головой о крышу сопровождается большими ускорениями головы и грудной клетки (соответственно 24 g и 23 g). Таким образом, использовать заднее стекло и задний брус крыши для того, чтобы удерживать пассажира на сиденье, не рекомендуется. Если задний пассажир не ударяется головой о крышу, то воздействующие на него ускорения имеют меньшее значение, но возможен опасный перелом шейных позвонков при откидывании головы назад под действием сил инерции. Во избежание перелома необходимо увеличить высоту задних сидений. В соответствии с зарубежными нормативами остов сиденья и его салазки должны быть прочно закреплены на полу кузова, чтобы успешно сопротивляться действию сил инерции, направ-ленных вперед и назад и превышающих собственный вес сиденья в 20 раз. Согласно зарубежным требованиям, при ударе в спину сиденья манекена, закрепленного поясным ремнем на заднем сиденье и перемещающегося со скоростью около 7 м/с, спинка должна деформироваться так, чтобы замедление манекена не превышало 80 g в течение 60 мс.
В последнее время все большее применение находят так называемые активные подголовники. В момент удара сзади они отклоняются вперед, сокращая расстояние между головой и подголовником. Тем самым значительно уменьшается вероятность повреждения шейных позвонков.
Безопасные рулевые колонки
Исследованию влияния рулевой колонки на безопасность водителя при ДТП уделяется большое внимание. В настоящее время уже доказано, что при хорошо сконструированной и правильно расположенной рулевой колонке опасность травмирования водителей уменьшается на 30-40%. Испытания рулевых колонок производят с помощью специальных манекенов на различных стендах и движущихся автомобилях. Фирмой «Дженерал Моторс» были проведены обширные исследования эффективности рулевых колонок, поглощающих энергию удара. Из 1100 случаев повреждения передней части кузова легкового автомобиля отобрали 222 случая, в которых рулевая колонка была сжата, а рулевое колесо - деформировано. При анализе указанных случаев было обнаружено, что на величину продольного сжатия рулевой колонки при ударе об нее тела водителя влияют: рост и вес водителя, его положение на сиденье, наличие ремней безопасности, тип препятствия, о которое ударяется автомобиль, и скорость (относительная) в момент столкновения. Первые четыре фактора учитываются статистическим анализом. Что же касается относительной скорости автомобиля в момент столкновения, то она пропорциональна величине продольной деформации рулевой колонки. Степень поглощения удара рулевой колонкой в большой мере зависит от относительной скорости автомобиля в момент столкновения, что в конечном счете влияет на тяжесть ранения водителя. Характеристики безопасного рулевого управления были также проанализированы в отношении ранений головы водителя при ударе ее о рулевое колесо автомобиля.
Исследовались также влияния направления удара автомобиля о препятствия (лобовое или смещенное относительно оси автомобиля) на характер ранения водителя о рулевую колонку. Тяжесть ранений водителя при ударе о рулевую колонку при столкновении автомобиля под углом к своей продольной оси уменьшена по сравнению с лобовым столкновением, так как тело водителя при этом скользит в сторону и с меньшим усилием ударяется о рулевую колон-ку. Для воссоздания более объективной картины к рассмотренным ранее 222 случаям было добавлено еще 22 случая с тяжелыми ранениями водителей. При продольном сжатии рулевой колонки менее 125 мм около 80% водителей или имели небольшие ранения туловища, или вовсе оставались невредимыми. Даже при продольном сжатии свыше 125 мм около 50% водителей не получали серьезных повреждений. Большинство смертельных случаев произошло при столкновениях с относительной скоростью выше 105 км/ч и при продольном сжатии колонки от 150 до 220 мм. Для оценки эффективности применения рулевых колонок, поглощающих энергию удара, было проведено сравнение характера ранения водителя при столкновении автомобилей, оснащенных подобными рулевыми колонками (148 случаев), с характером ранения водителя при столкновении обычных автомобилей (1500 случаев). Эти данные были получены от организации по исследованию последствий автомобильных катастроф. Выявлено, что вероятность получения тяжелых ранений увеличивается при использовании обычной рулевой колонки. Более тщательные исследования поглощающих энергию удара рулевых колонок и характера ранений водителя при автомобильных столкновениях различного типа были выполнены в Научно-исследовательском центре биомеханики Университета Вейн.
При лабораторных испытаниях рулевой колонки, поглощающей энергию удара, с использованием манекена, пристегнутого ремнем безопасности к сиденью, суммарное динамическое воздействие тела манекена-водителя на рулевое колесо составляло от 750 до 830 кг. Это динамическое воздействие делилось между нагрузкой на ступицу рулевого колеса (245-335 кг) и нагрузкой на обод (около 495 кг). Скорость в момент столкновения динамических саней с барьером составляла от 39,3 до 47,4 км/ч. Рулевое колесо с тремя спицами, которое использовали в этих опытах, деформировалось при приложении к нему статической нагрузки 363-454 кг (при действии сил поперек ступиц) или 113 кг (при концентрированном осевом усилии в верхней части обода рулевого колеса). Средние нагрузки на рулевое колесо были значительно меньше максимальных, равных 830 кг. Если принять, что эта максимальная нагрузка вызывает продольное сжатие (или продольный изгиб) рулевой колонки на 20 см, то рулевая колонка способна поглотить 166 кгм энергии. По расчетам, такая энергия может быть полностью поглощена рулевой колонкой (при весе водителя 75 кг), если скорость автомобиля в момент столкновения с препятствием равна 24 км/ч. При скорости же автомобиля, равной 48 км/ч, рулевая колонка может поглотить только 25% кинетической энергии удара, а при скорости 96 км/ч - только 6,7%, Однако анализ последствий реальных столкновений показывает, что водители часто вообще не получают травм при гораздо большей скорости автомобиля в момент столкновения. Дело в том, что тело водителя при ударе о рулевое колесо деформирует его, а колени водителя деформируют панель приборов, также обеспечивая поглощение части кинетической энергии удара. Кроме того, реальные столкновения автомобилей между собой, а также удары автомобиля об осветительные мачты или оградительные системы являются менее опасными, чем удар автомобиля о неподвижное препятствие в лабораторных условиях.
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, вызывающем травмы, и прекращаться, когда эти усилия упадут до уровня, безопасного для человека. Итак, рулевая колонка является основным источником травм водителя при лобовых ударах. Ее опасность усугубляется еще и тем, что до сих пор более половины автомобилистов не пользуются предохранительными ремнями. Рулевая колонка может быть безопасной в том случае, если при лобовом ударе водителя о рулевое колесо (вторичный удар) не возникает чрезмерных нагрузок. Эти требования отражены в законодательстве США, Швеции и Франции. Максимально допустимое перемещение рулевой колонки внутрь кузова при ударе в стену со скоростью 48 км/ч определено в 5 дюймов (127 мм). Сила удара водителя о рулевое колесо в этих условиях не должна превышать 1134 кГ. В соответствии с этими стандартами все автомобиля «Jeneral Motors» еще в 1967 г. были оборудованы энергоемкими рулевыми колонками, которые были разработаны в результате многолетних исследовательских работ.
В конечном итоге выбранная конструкция с сетчатым энергопоглощающим элементом, рассчитанная на заданную деформацию при лобовых ударах, удовлетворяла
предъявляемым требованиям и была достаточно технологична для производства. Однако эта конструкция на американских автомобилях уже в 1969 г. была заменена на другую, более дешевую и технологичную.
В новой конструкции кожух колонки выполнен в виде телескопического шарнира, внутренняя и наружная части которого сблокированы подшипниковым сепаратором с 16 шариками, установленными в нем с натягом. При сильном ударе одна часть кожуха входит в другую, гася энергию по заданной характеристике. Конструкция рулевого вала практически не изменилась.
Европейские безопасные рулевые колонки более разнообразны. В некоторых случаях рулевой вал делается многозвенным (например, «Porshe»), что предотвращает его внедрение в салон при ударе.
Рулевая колонка состоит из трех валов, имеющих два карданных сочленения. Рулевой механизм реечный, причем шестерня рулевого вала установлена точно посередине рейки. При лобовом столкновении с любой скоростью энергия удара не передается той части рулевого вала, которая смонтирована в щите передка кузова и заканчивается рулевым колесом. Фирма «Folkswagen» использует в нижней части рулевого вала энергоемкий элемент, представляющий собой сетчатую трубку большего, чем вал, диаметра, способную передавать необходимый крутящий момент при повороте колес.
Все большее применение в автомобилестроении находят сминающиеся 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 рулевую колонку, сжимая ее. Величина деформации зависит от скорости, веса человека, толщины трубы, материала и пр.
Требования к рулевым колонкам за рубежом: при испытании автомобиля 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 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.
Безопасное рулевое колесо
В 1959 г. фирма «Mercedens Benz» сконструировала безопасное рулевое колесо, имеющее ступицу увеличенного диаметра, снабженную предохранительной мягкой накладкой. С этого времени такое колесо применяется в качестве стандартного на автомобилях всех моделей этой фирмы. Для выявления влияния упругости рулевого колеса на величину динамических нагрузок при соударении с телом человека в 1961 г. в ФРГ проводились исследования. Было установлено, что рулевое колесо «тюльпанного» типа оптимальной с точки зрения безопасности конструкции должно иметь две спицы, расположенные не диаметрально противоположно, а под углом 140-160°. Кроме того, чтобы исключить возможность удара водителя грудью в ступицу, последнюю нужно «утопить» настолько, чтобы спицы оказались наклонными к плоскости обода на угол не менее 20°.
Энергопоглощающая рулевая колонка увеличивает путь замедления и выполняет, таким образом, роль деформируемого контрпункта, предотвращая деформацию грудной клетки. Запатентованная в 1954 г. Б. Барени (В. Ваг-гепу) безопасная конструкция рулевого колеса объединяет в себе преобразование энергии с оптимальным распределением давления по всей площади тела (грудной клетки). В этой конструкции смягчение удара происходит не только благодаря пластической деформации колонки в продольном направлении, но и благодаря тому, что грудная клетка приходит в соприкосновение с расположенной под соответ-ствующим углом площадкой. В США впервые выпустили серии энергопоглощающих колонок, показавших высокую эффективность с точки зрения безопасности конструкции. Так, рулевое колесо с предохранительной мягкой накладкой, площадь которой (подобранная экспериментально) составляет ступенчатую телескопическую ступицу (типа сильфон), запатентовано фирмой Ford. В настоящее время большое внимание уделяется конструированию рулевого колеса с гибким ободом, допускающим упругую деформацию не менее 100 мм и остаточную деформацию порядка 250 мм.
Ветровые стекла Статистика дорожно-транспортных происшествий убедительно показывает, что большое количество травм водителей и пассажиров передних сидений связано с ветровым стеклом. Около 10-15% всех повреждений от внутренних элементов в салоне автомобиля приходится на ветровые стекла. Примерно такую же роль играют они ив нанесении смертельных ран. Вообще травмы, наносимые ветровым стеклом, всегда отличаются особенной тяжестью: сотрясение мозга, пробивание черепа, повреждение глаз и т.п. Поэтому исследования, направленные на повышение безопасности ветровых стекол, имеют особую актуальность. В настоящее время применяют ветровые стекла двух типов: закаленные и слоистые. Большое преимущество ветровых стекол, прошедших закалку, заключается в том, что они при разбивании не дают осколков с острыми углами и гранями, которые могут причинить глубокие и опасные порезы. Закаленные стекла более упруги, нежели слоистые, поэтому при ударе изнутри они лучше поглощают кинетическую энергию удара, т. е. менее опасны с точки зрения получения сотрясения мозга. Закалка стекла обеспечивает ему повышенные прочностные показатели. Однако при этом возникают остаточные напряжения, под действием которых при малейшем повреждении все стекло трескается и становится непрозрачным. Чем толще закаленное ветровое стекло, тем больше оно теряет свою прозрачность при повреждении. Подобное ухудшение видимости очень опасно, особенно при движении с большой скоростью. В случае растрескивания рекомендуется быстро выбить ветровое стекло, если оно не вылетело под воздействием динамического давления. Для того чтобы уменьшить потерю видимости, стали применять ветровые стекла с закалкой не по всей поверхности, а только в некоторых местах, непосредственно перед водителем или в виде закаленной полосы. Однако местная закалка ведет к тому, что ослабляется прочность стекла в зонах, не подвергнутых закалке.
В разных странах требования к ветровым стеклам различны. Во Франции и Германии можно применять безопасные ветровые стекла любого типа. В таких же странах, как США, Канада, Швеция, Италия, разрешается применять лишь слоистые стекла, которые состоят обычно из двух профилированных стекол с прослойкой из прозрачного пластика, например поливинилбутирола. Основное преимущество слоистых ветровых стекол в том, что при ударе в них трещины распространяются из центра в радиальном направлении. В результате даже поврежденное стекло практически сохраняет свою прозрачность. Кроме то



Также посмотрите другие статьи из категории безопасность


 
Добрый день, мы знакомы? Не узнаю Вас в маске. Представьтесь пожалуйста или присоединяйтесь к нам


Другие новости по теме:



Комментарии к "Кузов автомобиля"

 

Информация
 
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости. Для того, чтобы зарегистрироваться, перейдите по ссылке.
 

•  ОБЛАКО ТЕГОВ
 
•  РЕКОМЕНДУЕМ
тюнинг
тюнинг ваз
внешний тюнинг
тюнинг аудиосистемы
тюнинг двигателя
тюнинг салона
тюнинг ходовой
тюнинг КПП
тюнинг ВАЗ 2115
ремонт нивы
 
• РЕМОНТ ВАЗ
 Дайте совет!
Люди дайте совет!!!

Снятие и установка блока цилиндров ваз 2112
Снятие и установка блока цилиндров ваз 2112Если износ цилиндров или шеек коленчатого вала превышает допустимый, то в этих случаях необходима расточка цилиндров блока и шлифовка шеек коленчатого вала под ремонтный размер, для чего требуется снять эти детали с автомобиля.

Снятие, разборка, сборка и установка масляного насоса ваз 2112
Снятие, разборка, сборка и установка масляного насоса ваз 2112 Снятие
1. Снимаем зубчатый шкив коленчатого вала и его шпонку (см. "Передний сальник коленчатого вала – замена").
2. Снимаем поддон картера двигателя (см. выше, "Поддон картера двигателя – снятие и установка, замена прокладки").


Снятие и установка маслозаборника ваз 2112
Снятие и установка маслозаборника ваз 2112 Снятие
1. Снимаем поддон картера двигателя (см. выше, "Поддон картера двигателя – снятие и установка, замена прокладки").
2. Ключом на 10 мм отворачиваем два болта (1) крепления маслозаборника к крышке коренного подшипника и болт (2) крепления маслоприемника к корпусу масляного насоса.


Снятие и установка поддона картера двигателя, замена прокладки ваз 2112
Снятие и установка поддона картера двигателя, замена прокладки ваз 2112Снятие
1. Снимаем брызговик двигателя (см. "Брызговик двигателя – снятие и установка").
2. Сливаем масло из двигателя (см. "Система смазки – замена масла и масляного фильтра").
3. Снимаем нижнюю крышку картера сцепления (см. "Коробка передач – снятие и установка").....