Безопасность на дорогах: технические решения в автомобиле

Безопасность на дорогах: технические решения в автомобиле.

Какие системы обеспечивают безопасность людей в автомобиле?

Содержание:

1. Введение.

2. Активная и пассивная  безопасность автомобиля.

3. Прогресс ради жизни.

4. Заключение.

 

Введение:

    Согласно статистике, порядка 80–85% всех дорожно-транспортных происшествий  приходятся на долю автомобилей. Именно поэтому авто-производители, при разработке конструкции авто, уделяют максимум внимания его  безопасности – ведь от безопасности  отдельно взятого автомобиля  напрямую зависит и общая безопасность  движения на дорогах. Необходимо  предусматривать весь спектр  потенциально опасных ситуаций, в которые теоретически может  попасть автомобиль, а зависят  они от множества различных  факторов.

    Современные системы безопасности  предусматривают как активную, так  и пассивную безопасность автомобиля  и включают в себя целый  ряд устройств: подушки безопасности  автомобиля, антиблокировочную систему колес (АБС), противобуксовочные и противозаносные системы и многие другие средства. Надежность конструкции автомобиля поможет водителю не попасть в беду и обезопасить свою жизнь и жизнь пассажиров в непростых условиях современных дорог.

Активная и пассивная безопасность автомобиля.

    В целом безопасность транспортного средства подразделяют на активную и пассивную. Что же обозначают эти термины? Активная безопасность включает в себя все те свойства конструкции авто, при помощи которых предотвращается и/или снижается сама вероятность ДТП. Благодаря таким свойствам, водитель может менять характер движения – другими словами, автомобиль не станет неуправляемым в экстренной ситуации.

Рациональная конструкция машины является залогом ее активной безопасности. Здесь большую роль играют так называемые «анатомические» сидения, повторяющие форму человеческого тела, обогрев ветрового стекла и зеркал заднего вида во избежание их замерзания, стеклоочистители на фарах, противосолнечные козырьки. Кроме того, активной безопасности способствуют различные современные системы – противоблокировочные, контролирующие скорость движения авто в целом и работу его отдельных механизмов, сигнализирующие о неисправностях и т.д.

Кстати, цвет кузова также имеет большое значение для активной безопасности авто. Наиболее безопасными в этом плане считаются оттенки теплого спектра – желтый, оранжевый, красный – а также белый цвет кузова.

Наиболее безопасными признаны яркие заметные расцветки кузова

Повышение заметности автомобиля в ночное время достигается и другими способами – например, на номерные знаки и бампер наносится специальная световозвращающая краска. Также в целях повышения активной безопасности необходимо хорошо продуманное расположение приборов на приборной панели и качественный обзор с водительского места. Следует помнить, что, согласно дорожной статистике, при авариях чаще всего повреждается рулевое управление, двери, ветровое стекло и приборная панель.

В случае если авария все-таки происходит, ведущая роль в ситуации переходит к приемам пассивной безопасности.

В понятие пассивной безопасности входят такие свойства конструкции транспортного средства, которые помогают уменьшить степень тяжести ДТП, если таковое случится. Пассивная безопасность проявляет себя, когда водитель все же не в силах изменить характер движения машины для предотвращения аварии, несмотря на принятые меры активной безопасности.

Зависит пассивная безопасность, как и активная, от множества нюансов конструкции. Сюда можно отнести, например, устройство бампера, наличие дуг, ремней и подушек безопасности, уровень жесткости кабины и прочие условия.

Передняя и задняя части транспортного средства, как правило, менее прочны, чем средняя – это также делается из соображений пассивной безопасности. Средняя часть, где размещены люди, обычно защищена более жестким каркасом, а передняя и задняя смягчают удар и тем самым уменьшают инерционную нагрузку. У машин с рамной конструкцией из тех же соображений обычно бывают ослаблены поперечины и лонжероны – их делают из хрупких металлов, которые разрушаются или деформируются при ударе, принимая на себя его основную энергию и, таким образом, смягчая его.

Для погашения силы удара передняя часть авто всегда менее прочна, чем средняя

Кстати, именно для повышения показателей пассивной безопасности, двигатель машины, обычно, устанавливается на рычажной подвеске – такая конструкция служит для того, чтобы при ударе избежать перемещения двигателя в салон. Благодаря подвеске мотор опускается вниз, под пол кузова.

Жесткое рулевое колесо также представляет опасность для водителя, особенно при встречном столкновении. Именно поэтому рулевые ступицы изготавливаются большого диаметра и покрываются специальной упругой оболочкой – мягки накладки и сильфоны частично поглощают энергию удара.

Одним из самых эффективных и несложных средств безопасности при небольших затратах остаются ремни безопасности. Установка этих ремней является обязательной в соответствии с законодательством многих стран (в том числе и Российской Федерации).

Ремень безопасности – одно из самых простых и надежных средств для защиты вашей жизни

Не менее широкое распространение получили также подушки безопасности (SRS, Supplemental Restraint System) – еще одно простое средство, которое призвано ограничивать резкое перемещение людей в салоне в момент удара. Представляет собой эластичную оболочку, которая наполняется воздухом либо другим газом. Подушки безопасности широко используются для смягчения удара в случае автомобильного столкновения. Должны применяться вместе с ремнями безопасности. Подушки безопасности автомобиля срабатывают только непосредственно при ударе, предохраняя от повреждений головы людей и верхние части туловища. К недостаткам подушек безопасности можно отнести достаточно громкий звук в процессе наполнения их газом – этот шум способен даже повредить барабанные перепонки. Кроме того, подушки безопасности недостаточно защищают людей при опрокидывании авто и при боковых ударах. Именно поэтому поиск способов их усовершенствования постоянно продолжается – например, ставятся эксперименты по замене подушек так называемыми сетками безопасности (которые также должны ограничивать резкое перемещение человека в салоне при аварии) – и прочими подобными средствами.

Современные легковые автомобили имеют несколько подушек безопасности, которые располагаются в разных местах салона автомобиля. В зависимости от места расположения различают следующие виды подушек безопасности:

• фронтальные подушки безопасности;

• боковые подушки безопасности;

• головные подушки безопасности;

• коленные подушки безопасности;

• центральная подушка безопасности.

 

В качестве еще одного простого и эффективного противотравматического средства при аварии также можно назвать надежное крепление сидений – в идеале оно должно выдерживать многократную перегрузку (до 20g).

При заднем столкновении шею пассажира защищают от серьезных травм подголовники сидений. Ноги водителя в случае аварии защищает от повреждений травмобезопасный педальный узел – в таком узле, при столкновении, педали отделяются от своих креплений, смягчая жесткий удар.

Помимо перечисленных мер предосторожности, современные автомобили оборудованы безопасными стеклами, при разрушении рассыпающимися на неострые осколки и триплекс.

От размера авто и целостности его каркаса также зависит общая пассивная безопасность транспортного средства. Детали каркаса при столкновении не должны менять свою форму – энергия удара поглощается другими деталями. Для проверки всех этих свойств, перед тем, как выйти в производство, каждый автомобиль подвергается специальным проверкам, называемым краш-тестами (Crash Tests).

Итак, система пассивной безопасности автомобиля в своей полной комплектации значительно повышает возможность выживания для водителя и пассажиров в случае аварии и помогает им избежать серьезных травм.

Современные системы активной безопасности

Развитие авто-индустрии в последнее время подарило автолюбителям много новых систем, значительно повышающих полезные качества активной безопасности автомобиля.

Особенно распространенной в этом перечне является система АБС – антиблокировочная система тормозов. При торможении она помогает предотвратить случайную блокировку колес и, таким образом, избежать потери управления машиной, а также его скольжения. Благодаря системе АБС значительно сокращается тормозной путь, что позволяет сохранять контроль над движением машины при экстренном торможении. Другими словами, при наличии АБС у водителя появляется возможность совершать необходимые маневры в процессе торможения. Электронный блок антиблокировочной системы через гидромодулятор воздействует на тормозную систему машины на основании анализа сигналов, поступающих от датчиков вращения колес.

Наличие системы АБС значительно повышает активную безопасность автомобиля

Наиболее часто, благодаря интенсивному торможению, водитель может предотвратить ДТП – поэтому любой автомобиль нуждается в исправно работающей тормозной системе в целом, и АБС в частности. Машина должна эффективно замедляться в любых ситуациях, тем самым уменьшая риск опасности для водителя, находящихся в салоне пассажиров, окружающих людей и других транспортных средств.

Безусловно, активная безопасность транспортного средства значительно повышается, если на нем установлена АБС. Кстати, кроме непосредственно автомобилей, этой системой оснащаются также прицепы, мотоциклы и даже колесные шасси самолетов! АБС последних поколений часто оборудованы также антипробуксовочной системой, электронным контролем устойчивости и вспомогательной системой для экстренного торможения.

АПС, антипробуксовочная система (ASR, Antriebs-Schlupf-Regelung), которая также называется системой контроля тяги, служит для устранения опасной потери сцепления автомобильных колес с дорогой, благодаря контролю буксования ведущих колес машины. Особенно полно оценить полезные свойства АПС можно при управлении автомобилем на скользкой и/или влажной дороге, а также в прочих условиях, где проявляется недостаточное сцепление. Антипробуксовочная система напрямую связана с АБС, за счет чего получает всю необходимую информацию о скорости вращения ведущих и ведомых колес автомобиля.

    СКУ, система курсовой устойчивости, называемая также электронным контролем устойчивости (ESC, Electronic Stability Control), тоже относится к активным системам безопасности автомобиля. Систему CКУ можно рассматривать как расширенный вариант антиблокировочной системы тормозов (АБС). Многие узлы объединены с системой АБС, но, вдобавок к её компонентам, CКУ требует наличия таких компонентов, как датчик положения руля и акселерометр, следящий за реальным поворотом автомобиля. При несоответствии показаний акселерометра показаниям датчика поворота руля, система применяет торможение одного (или нескольких) из колёс машины для того, чтобы предотвратить начинающийся занос.

Срабатывает ESC в опасных ситуациях, когда возможна или уже произошла потеря управляемости автомобилем. Путем притормаживания отдельных колес система стабилизирует движение. Она вступает в работу, когда на большой скорости при прохождении поворота передние колеса сносит с заданной траектории в направлении действия сил инерции, то есть по радиусу большему, чем радиус поворота. ESC в этом случае притормаживает заднее колесо, идущее по внутреннему радиусу поворота, придавая автомобилю большую поворачиваемость и направляя его в поворот. Одновременно с притормаживанием колес ESC снижает обороты двигателя.

Если при прохождении поворота происходит занос задней части автомобиля, ESC активизирует тормоз переднего колеса, идущего по наружному радиусу поворота. Таким образом, появляется момент противовращения, исключающий боковой занос. Когда скользят все четыре колеса, ESC самостоятельно решает, тормозные механизмы каких колес должны вступить в работу. Время реакции ESC — 20 миллисекунд. Работает система на любых скоростях и в любых режимах движения.

Данная система пока является наиболее эффективной системой безопасности. Она способна компенсировать ошибки водителя, нейтрализуя и исключая занос, когда контроль над автомобилем уже потерян, однако её возможности ограничены: если радиус поворота слишком мал или скорость в повороте превышает допустимые границы, никакая программа стабилизации не поможет.

 

РТС (EBD, Electronic Brake Distributor), электронный распределитель тормозных сил также является логическим дополнением системы АБС. Эта система распределяет тормозные усилия между колесами таким образом, чтобы водитель имел возможность управлять транспортным средством постоянно, а не только при экстренном торможении. РТС помогает сохранить устойчивость машины при торможении, поровну распределяя тормозное усилие между всеми ее колесами, анализируя их положение и дозируя тормозную силу наиболее эффективно. Кроме того, распределитель тормозных сил значительно уменьшает риск заноса или сноса в процессе торможения – особенно при повороте и на смешанных дорожных покрытиях.

РТС распределяет тормозное усилие между всеми колесами автомобиля

ЭБД (EDS, Elektronische Differenzial Sperre), электронная блокировка дифференциала, тоже связана с системой АБС и играет немаловажную роль в обеспечении активной безопасности автомобиля в целом. Электронная блокировка дифференциала работает при скорости автомобиля до 40 км/ч (на переднеприводных автомобилях) и 80 км/ч (как правило, на автомобилях с полным приводом). В некоторых моделях – до 100 км/ч (Audi S5 Sportback). 
EDS снабжается большинство современных автомобилей, среди которых Volkswagen Passat B3, Audi Q3, Hyundai Accent, Audi A4, Audi S5 Sportback, Ford Mondeo, Volkswagen Golf. Как известно, дифференциал передает крутящий момент с КПП на ведущие колеса и корректно работает при условии прочного сцепления этих колес с дорогой. Однако бывают ситуации, когда одно из колес может оказаться на льду или в воздухе – тогда оно будет вращаться, а другое колесо, стоящее на поверхности твердо, потеряет свою силу вращения. Вот тогда-то и подключается ЭБД, благодаря работе, которой дифференциал блокируется, а крутящий момент передается всем его потребителям, в т.ч. и неподвижному ведущему колесу. То есть электронная блокировка дифференциала притормаживает буксующее колесо до тех пор, пока его частота вращения не уравняется с небуксующим. Особенно влияет ЭБД на безопасность машины при резком разгоне и движении на подъем. Также она значительно повышает уровень безаварийности движения в сложных погодных условиях и даже при движении задним ходом. Однако следует помнить, что ЭБД не срабатывает при прохождении поворотов.