Безопасность автомобиля – очень важный фактор, над которым конструкторы и инженеры постоянно работают. Обширное внедрение электроники в конструкцию авто позволило создать системы, в задачу которых входит предотвращение аварии. Делается это путем стабилизации авто в разных условиях движения, внесение корректив в работу ряда узлов и исправление ошибок водителя. Таких систем на современном автомобиле множество и называются они одним общим названием – .
Но как бы хорошо активная безопасность не работала, очень часто аварии не избежать. И здесь уже стоит задача сохранения жизни пассажиров, находящихся в машине, и снижение вероятности получения тяжелых травм. Эти условия уже обеспечивает система пассивной безопасности.
Примечательно, что первые устройства, повышающие безопасность авто, относятся именно к этой системе. То есть все начиналось именно с нее.
Устройства и механизмы системы
Сейчас система пассивной безопасности включает в себя обширный ряд конструктивных решений и устройств, повышающих травмобезопасность пассажиров автомобиля.
К ней относятся:
- Ремни безопасности;
- Подушки и шторки;
- Безопасная конструкция кузова;
- Травмобезопасная рулевая колонка;
- Активные подголовники;
- Преднатяжители ремней;
- Аварийный размыкатель АКБ.
Существующие устройства, повышающие безопасность, постоянно совершенствуются, а также создаются новые, поэтому этот перечень считать завершенным невозможно.
Ремни
Ремни – первые элементы безопасности, которыми стали комплектоваться авто. В их задачу входит предотвращение инерционного движения тела при столкновении авто с препятствием. Тем самым он упреждает вылет водителя и пассажиров через лобовое стекло, получение травм из-за ударов о руль и переднюю панель. По сути, ремень удерживает людей в кресле.
Ремни безопасности различаются между собой по количеству точек крепления. Они бывают двух-, трех-, четырех-, пяти- и шеститочечные. Чем выше количество точек, тем лучше происходит распределение энергии движения тела, что снижает вероятность получения травм. Но при этом большее количество точек затрудняет пользование ремнем. Поэтому самым оптимальным и наиболее распространенным является трехточечный вариант.
Подушки и шторки
Подушки безопасности – начали разрабатываться практически одновременно с ремнями и одно время использовались как устройство, которое заменяет ремни. Со временем выяснилось, что максимальный эффект от этих устройств достигается только в сочетании с ремнями.
Суть подушек такая: имеются тканевые мешки, спрятанные под облицовкой руля, передней панели и т. д. Каждый из них подключен к специальному устройству пиропатрону. При столкновении этот пиропатрон срабатывает, в нем проходит химическая реакция с выделением большого количества газа, который поступает в мешок. В результате подушка «выстреливает» навстречу телу и гасит его энергию.
Отметим, что пиропатрон с подушкой – лишь исполнительный механизм. В конструкцию этой системы также входит электронный блок, подающий сигнал на срабатывание и датчики удара, на основе которых блок и работает. То есть, при ДТП датчики определяют, что произошло столкновение и сообщают об этом блоку, а тот задействует пиропатрон. Цепь вроде и длинная, но срабатывает все практически мгновенно – между сигналом от датчиков и развертыванием подушек проходят доли секунды.
В современных авто используется несколько видов таких подушек:
- Фронтальные (развертываются перед водителем и передним пассажиром при лобовом столкновении);
- Боковые (для защиты грудной клетки при боковых ударах);
- Головные, они же – шторки (защищают от травмирования головы при боковых ударах);
- Коленные (обеспечивают защиту ног при фронтальных столкновениях);
- Центральная (предотвращает удары водителя и пассажира друг о друга при боковом ударе);
- В ремнях безопасности (сводят на нет возможность получения травмы о ремень).
Для повышения эффективности подушки постоянно совершенствуются, устанавливаются новые датчики, задействуются для их работы вспомогательные системы, к примеру, аварийного опускания стекол.
Кузов
Безопасная конструкция кузова применяться начала не так и давно. Ее особенность заключается в том, что некоторые его части имеют программируемую зону деформации. То есть, при ударе часть энергии гаситься за счет смятия этих частей. Такие зоны делаются как в передней части авто, так и задней.
При этом для повышения безопасности пассажиров кабина делается из прочных и устойчивых к деформации материалов. Получается, что при столкновении перед или зад авто сминается «гармошкой», а вот кабина остается неповрежденной, хотя при столкновении на высоких скоростях кабина все же получает повреждения.
На автомобилях применяют безопасную конструкцию кузова, в которой программируемая деформация не только гасит энергию удара, она еще и обеспечивает увод двигателя вниз, чтобы исключить вероятность его вхождения в салон.
Рулевая колонка
Травмобезопасная рулевая колонка исключает вероятность удара водителя об руль. При фронтальном ударе двигатель смещается назад и толкает . До использования безопасной колонки, такая ситуация приводила к тому, что руль «выходил» навстречу водителю. Но этого не происходит с травмобезопасной конструкцией. Вал колонки состоит из нескольких частей, что позволяет ему «ломаться». Благодаря этому даже при смещении рулевого механизма, руль остается на месте.
Подголовники
Активные подголовники снижают вероятность травмирования шейных позвонков при тыльном столкновении. При ударе в зад авто, тело удерживает спинка сиденья, а вот голова получает сильное инерционное ускорение назад, что приводит к повреждению шеи. Активные подголовки при таком ударе автоматически поднимаются вверх, фиксируя голову и не давая ей отклониться назад.
Преднатяжители
Преднатяжители являются дополнением ремней. Большинство ремней – инерционные, что позволяет проводить фиксацию тела любой комплекции без каких-либо регулировок длины. Но инерционный механизм срабатывает с запозданием, поэтому при фронтальном ударе тело человека все же несколько передвигается вперед, что грозит получением травмы о сам ремень. В задачу преднатяжителей входит исключение недостатка инерционного механизма. При столкновении преднатяжитель за счет пиропатрона или электропривода максимально натягивает ремень, предотвращая перемещение тела.
Аварийный размыкатель АКБ
Обеспечивает отключение элемента питания от бортовой сети при ДТП. Это исключает вероятность образования искры и воспламенение от нее топлива. Размыкатель обычно используется в авто, у которых АКБ размещается в салоне или багажном отсеке. В его конструкции также используется пиропатрон, хотя есть и релейные устройства.
Новые разработки
Выше перечислены основные составляющие, которые включает в себя система пассивной безопасности. Но как отмечено, эта система постоянно совершенствуется.
Одним из вариантов повышения безопасности являлся отпадающий при столкновении бак, но эта технология на автомобилях не прижилась.
К современным тенденциям пассивной безопасности можно отнести внешние подушки безопасности и пиропатроны капота, которые направлены на снижение травмирования пешеходов при столкновении с авто.
Также последнее время автокомпании озаботились безопасностью задних пассажиров, так как риск травм для них уже стал выше тех, кто занял передние сиденья. Испытываются подушки безопасности, которые развертываются с потолка или спинки переднего сиденья.
Риск получения травм при ДТП всегда будет присутствовать, особено при столкновениях на высоких скоростях, но передовые разработки сводят его на все более низкий уровень.
Пассивная безопасность – это комплекс систем, установленных в автомобиле, которые уменьшают последствия дорожно-транспортного происшествия для водителя и пассажиров. Условно их можно разделить на конструктивные и эксплуатационные элементы пассивной безопасности. К первым относят различные элементы конструкции автомобиля, которые снижают степень деформации кузова при ударе либо предотвращают повреждения пассажиров, выводя из строя узлы и агрегаты машины (рулевая колонка, двигатель). Ко вторым относят подушки и ремни безопасности, которые уменьшают травматические последствия аварий.
Конструктивные системы пассивной безопасности появились в автомобилях раньше, чем эксплуатационные. Конструкторы автомобильных компаний, исследуя повреждения кузовов машин, которые пострадали в ДТП, пришли к выводу, что транспортные средства нужно усиливать как изнутри, так и снаружи. Первым элементом пассивной безопасности «железных коней» стали бамперы – брусья, устанавливаемые на пружинящих кронштейнах на передней и задней части автомобиля и поглощающие энергию удара.
Впервые их установили в 1898 году на автомобиль President, а серийно эти элементы пассивной безопасности начали применять на модели Ford Model A. С годами бампера усовершенствовались, становились менее тяжелыми и изготавливались не из металла, пусть и защищенного резиновыми накладками, а из пластика.
Кроме установки бамперов, конструкторы монтировали на переднюю и заднюю части кузова авто стальные пластины, которые защищали транспортное средство от деформации при ударе спереди или сзади. Такой элемент пассивной безопасности используется и на современных автомобилях.
Еще один элемент пассивной безопасности, появившийся на заре автомобилестроения – стальные противоударные поперечные балки, устанавливаемые в дверях. Этими брусьями инженеры усиливали конструкцию боковых дверей, которые менее деформировались при боковом ударе, чем двери без подобных элементов. Впервые такие конструкции стали применяться на автомобилях в середине 1930-х годов и постепенно, доказав свою необходимость, начали устанавливаться на всех без исключения легковых автомобилях. Параллельно конструкторы прорабатывали и определяли зоны деформации кузова – места в кузове, которые при боковых, передних, задних ударах или опрокидывании автомобиля деформировались, поглощая энергию удара и позволяя сохранить салон автомобиля и сидящих в нем пассажиров от значительных повреждений. Первые автомобили, в которых была реализована технология зон деформации кузова, сошли с конвейера компании Mercedes-Benz в 1950-х годах.
К конструктивным элементам пассивной безопасности, помимо указанных выше, также относятся травмобезопасная рулевая колонка и педальный узел, мягкие детали передней панели, усиленные передние стойки, система Sandwich Panel (обеспечивает уход двигателя под днище автомобиля при фронтальном ударе) и безопасные стекла.
Трамобезопасная рулевая колонка обладает телескопическим механизмом, который при фронтальном ударе складывает колонку в переднюю панель, предотвращая, таким образом, повреждение грудной клетки водителя. Педальный узел при таком же ударе работает так: педали тормоза, газа и сцепления слетают с креплений, уменьшая риск перелома ног водителя. Мягкие детали приборной панели при фронтальном ударе сминаются, не причиняя ущерба водителю и пассажирам, а специальные закаленные стекла при разбитии рассыпаются на множество осколков с тупыми краями. Триплекс (многослойное стекло) при таком ударе сохраняет структуру стекла, покрываясь паутиной трещин – именно потому на современных автомобилях в основном используют именно этот материал остекления. Наконец, так называемая система сендвичных панелей позволяет при фронтальном ударе сместить двигатель под днище автомобиля, предотвращая его попадание в салон.
Первыми элементами эксплуатационной пассивной безопасности стали ремни, которые начали применять на автомобилях в начале ХХ века. Они позволяют удерживать тело человека при аварии в кресле, не допуская соприкосновения с рулевой колонкой. Первые ремни безопасности были двухточечными (крепились к каркасу кресла в двух мечтах), в процессе развития технологии безопасности количество точек крепления росло.
Эволюционным шагом в развитии конструкции ремней безопасности стало применение инерционного механизма и преднатяжителей, которые во время столкновения регулируют силу удержания тела водителей и пассажиров в кресле. По статистике именно ремни безопасности сохранили больше жизней (70%), чем подушки (20%). Кстати, первые подушки безопасности стали применяться в автомобилях конце 1960-х годов на автомобилях компании Chrysler, но популярности эти элементы не имели, так как процент гибели людей в машинах, оснащенных подушками, был все же высок.
Исследования показали, что эффективность подушек возрастает в разы, если они используются в комплексе с ремнями безопасности – ведь не пристегнутый человек при аварии получает сильный удар раскрывшейся подушки безопасности. Поэтому даже 7 или 9 подушек безопасности, установленные в автомобиле, не дают гарантии выживаемости в , если водитель и пассажиры не были пристегнуты. Сегодня существуют не только внутрисалонные (фронтальные, боковые, занавесочного типа), но и внешние подушки безопасности, которые устанавливаются в передней части автомобиля. При столкновении с пешеходом такая подушка безопасности раскрывается и смягчает удар, предотвращая гибель пешехода.
Наконец, еще одним элементом эксплуатационной пассивной безопасности являются подголовники, которые устанавливаются на спинки кресел переднего и заднего ряда. Эти устройства помогают защитить шейный отдел пассажиров и водителя при ударе сзади. Первыми подголовниками оснащались автомобили марки Mercedes-Benz. Конструктивно эти устройства подразделяются на активные (можно регулировать по высоте и углу наклона) и неподвижные (жестко встроены в спинки сидений).
Начиная с момента своего изобретения, автомобиль стал таить в себе потенциальную опасность как для водителя, так и для других участников дорожного движения. Вследствие того, что полностью вычеркнуть из окружающей действительности автомобильные аварии пока невозможно, конструкторы транспортных средств совершенствуют свои «детища» в направлении уменьшения вероятности возникновения ДТП и снижения до минимума их последствий. Выделяют пассивную и активную системы безопасности автомобиля. Под первой понимают совокупность эксплуатационных и конструктивных свойств машины, которые направлены на максимально возможное снижение тяжести ДТП, а вторая, о которой и пойдет речь дальше, включает в себя меры, способствующие не только недопущению аварии, но и исключению причин её возникновения, имеющих отношение к конструктивным особенностям транспортного средства.
Если пассивная безопасность отвечает за сохранение жизни и здоровья водителей и пассажиров после ДТП, то целью создания системы активной безопасности является исключение возникновения опасной обстановки . Прежде всего это касается не каких-то сверхсовременных специализированных разработок (хотя и они стоят не на последнем месте), а того, что все узлы автомобиля должны находиться в рабочем, исправном состоянии. Надежность машины заключается в том, что механизмы, из которых она состоит, не могут внезапно перестать выполнять свои функции. Как ни прискорбно это осознавать, но неожиданные поломки, которые не имеют отношения к столкновению либо другим внешним повреждениям, довольно часто являются причинами дорожно-транспортных происшествий.
Большое значение имеет возможность быстрого изменения скорости движения . Быстрое уменьшение и наращивание оборотов важно в условиях необходимости обгона и при проезде перекрестков, относящихся к числу опасных. Тяговые свойства особенно важны при выходе из потенциально опасных ситуаций, в случае, если нажимать на педаль тормоза уже поздно, возможность для маневра отсутствует, а избежать аварии можно лишь, опередив события. За счет специальной противобуксовочной системы колесо, вращающееся со скоростью, большей, нежели у остальных, будет притормаживаться. Если возникнет такая необходимость, то эта система уменьшит мощность, развиваемую .
Огромную роль в обеспечении высокого уровня активной безопасности играет . Всем известно, что возможность быстрой остановки транспортного средства может неоднократно спасти жизнь и здоровье как водителю с пассажирами, так и пешеходам. Естественно, в зимний период либо во время ливня возможно нарушение нормальной работы тормозов из-за того, что теряется сцепление колес с дорожным покрытием. Профилактикой этого является своевременная смена шин (это особенно важно при езде в гололед).
Шины представляют собой один из наиболее важных элементов активной безопасности любого современного автомобиля, ведь именно они связывают машину с дорогой. Полный комплект качественной резины дает владельцу транспортного средства серьезное преимущество в реакции на различные экстренные маневры. Качество покрышек оказывает существенное влияние и на . Спортивным шинам присуще более хорошее сцепление с покрытием дороги, но их структура, будучи довольно мягкой, разрушается достаточно быстро. В итоге срок службы таких покрышек оказывается намного меньше времени надежной работы обычной резины.
Существенное влияние на безопасность оказывает компоновка транспортного средства . В наши дни наиболее распространены переднемоторные автомобили, в которых силовой агрегат размещается перед пассажирским салоном. Выделяют транспортные средства с задним и передним приводом. Сегодня более популярны переднеприводные машины, что обусловлено рядом их достоинств перед автомобилями с задним приводом. Передний привод обеспечивает лучшую управляемость и устойчивость во время движения на высоких скоростях, что особенно заметно на скользкой или мокрой дороге, необходимую весовую нагрузку на паре ведущих колес. Кроме того, благодаря отсутствию такие машины создают меньше шума при езде.
К числу недостатков переднего привода относятся:
— ухудшение разгона на мокрой дороге и при движении «в горку» (при полной нагрузке);
— неравномерность распределения веса между осями при торможении;
— большая нагруженность и подверженность износу шин передних колес, которые являются ведущими;
— наличие таких сложных узлов, как ШРУСы.
Многие автовладельцы недооценивают антиблокировочную систему тормозов
, которая представляет собой еще один важный элемент активной безопасности, не только оказывающий содействие при остановке машины, но и помогающий не потерять управление при движении по скользкой дороге. При необходимости экстренного замедления АБС работает иначе, нежели обыкновенная тормозная система. На транспортном средстве, оборудованном обычными тормозами, колеса при экстренной остановке могут заблокироваться, а это зачастую становится причиной заноса. АБС может самостоятельно определить, когда колесо блокируется. В этот момент колесо отпускается. При этом антиблокировочная система работает в десять раз быстрее, нежели среднестатистический шофер. Современная АБС может включать в себя еще и систему, обеспечивающую электронный контроль устойчивости.
Устойчивостью называется способность машины двигаться по требуемой траектории, оказывая противодействие тем силам, которые вызывают ее занос при движении на большой скорости. Многие специалисты называют электронный контроль устойчивости (ЭКУ) вторым по важности изобретением (после ремней безопасности) в сфере автомобильной безопасности . Благодаря данной системе водитель может лучше контролировать поведение машины. При этом он может следить, чтобы автомобиль двигался именно в том направлении, в котором нужно (относительно поворота рулевого колеса).
Система, обеспечивающая распределение тормозных усилий (известная как EBD), отличается от базовой АБС тем, что она помогает водителю все время, а не только в случае экстренного торможения. Благодаря использованию датчиков антиблокировочной системы, EBD производит анализ положения каждого из колес в процессе торможения. Результат – строго индивидуальное дозирование тормозного усилия на каждом колесе.
Электронная программа стабилизации вступает в работу в критических ситуациях, при потере управляемости (или высокой ее вероятности) транспортным средством. Данная система способствует стабилизации движения за счет притормаживания отдельных (а не всех сразу) колес. Эта программа начинает работать по назначению, если, к примеру, вследствие прохождения поворота направо на чересчур высокой скорости передние колеса оказываются снесенными с заданной водителем траектории в направлении действия инерционных сил. В этой ситуации программа стабилизации обеспечит притормаживание заднего колеса, которое идет по внутреннему радиусу. В результате машине придается большая поворачиваемость, и она направляется непосредственно в поворот.
Еще одна важная часть активной безопасности автомобиля – это информативность . Так называют свойство транспортного средства давать водителю и другим участникам движения всю нужную информацию. Довольно часто причиной ДТП является недостаток полученной информации от других автомобилей, которые находятся на проезжей части, а также о том, в каком состоянии находится дорожное покрытие.
Отдельно стоит поговорить о внешней информативности, под которой подразумевается обеспечение остальных участников дорожного движения сведениями, которые нужны для надлежащего взаимодействия с ними. Сюда относятся внешние световые приборы, звуковой сигнал, окраска, форма и размеры кузова. Согласно статистике, чаще других попадают в дорожно-транспортные происшествия машины с кузовами черного, синего, серого и зеленого цветов, что связано с трудностями их различения в темное время суток и в условиях плохой видимости.
Разумеется, неработающие «поворотники», габаритные огни и стоп-сигналы не дадут остальным участникам движения информации, необходимой для того, чтобы они смогли точно распознать намерения водителя и в итоге принять единственное верное решение. Важно помнить, что работоспособность всех элементов системы активной безопасности автомобиля может не раз оказать водителю неоценимую помощь на дороге.
________________________________________________________________________АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Что же такое АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ? Говоря научным языком – это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно-транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля. А если говорить проще, то это те системы автомобиля, которые помогают в предотвращении аварии. Ниже – подробнее о параметрах и системах автомобиля, влияющие на его активную безопасность.
1. БЕЗОТКАЗНОСТЬ
Безотказность узлов, агрегатов и систем автомобиля является определяющим фактором активной безопасности Особенно высокие требования предъявляются к надежности элементов, связанных с осуществлением маневра – тормозной системе, рулевому управлению, подвеске, двигателю, трансмиссии и так далее. Повышение безотказности достигается совершенствованием конструкции, применением новых технологий и материалов.
2. КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ
Компоновка автомобилей бывает трех видов:
а) Переднемоторная - компоновка автомобиля, при которой двигатель расположен перед пассажирским салоном. Является самым распространенной и имеет два варианта: заднеприводную (класическую) и переднеприводную. Последний вид компоновки - переднемоторная переднеприводная - получил в настоящее время широкое распространение благодаря ряду преимуществ перед приводом на задние колеса:
- лучшая устойчивость и управляемость при движении на большой скорости, особенно по мокрой и скользкой дороге;
- обеспечение необходимой весовой нагрузки на ведущие колеса;
- меньшему уровню шума, чему способствует отсутствие карданного вала.
В тоже время переднеприводные автомобили обладают и рядом недостатков:
- при полной нагрузке ухудшается разгон на подъеме и мокрой дороге;
- в момент торможения слишком неравномерное распределение веса между осями (на колеса передней оси приходится 70%-75% веса автомобиля) и соответственно тормозных сил (см. Тормозные свойства);
- шины передних ведущих управляемых колес нагружены больше соответственно больше подвержены износу;
- привод на предание колеса требует применение сложных узлов - шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов)
- объединение силового агрегата (двигатель и КПП) с главной передачей усложняет доступ к отдельным элементам.
б) Компоновка с центральным расположением двигателя – двигатель находится между передней и задней осями, для легковых автомобилей является достаточно редкой. Она позволяет получить наиболее вместительный салон при заданных габаритах и хорошее распределение по осям.
в) Заднемоторная - двигатель расположен за пассажирским салоном. Такая компоновка была распространена на малолитражных автомобилях. При передаче крутящего момента на задние колеса она позволяла получить недорогой силовой агрегат и распределение такой нагрузки по осям, при которой на задние колеса приходилось около 60% веса. Это положительно сказывалось на проходимости автомобиля, но отрицательно на его устойчивости и управляемости, особенно на больших скоростях. Автомобили с этой компоновкой, в настоящее время, практически не выпускаются.
3. ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА
Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным торможением, поэтому необходимо, чтобы тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в любых дорожных ситуациях.
Для выполнения этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления с дорогой, зависящей от весовой нагрузки на колесо и состояния дорожного покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительном увеличении тормозного пути. Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой нагрузки на колесо. Реализуется это с помощью применения более эффективных дисковых тормозов.
На современных автомобилях используется антиблокировочная система (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.
Зимой и летом состояние дорожного покрытия разное, поэтому для наилучшей реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие сезону.
4. ТЯГОВЫЕ СВОЙСТВА
Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность интенсивно увеличивать скорость движения. От этих свойств во многом зависит уверенность водитель при обгоне, проезде перекрестов Особенно важное значение тяговая динамика имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, маневрировать не позволяют сложные условия, а избежать ДТП можно, только опередив события.
Так же как и в случае с тормозными силами, сила тяги на колесе не должна быть больше силы сцепления с дорогой, в противном случае оно начнет пробуксовывать. Предотвращает это противобуксовочная система. При разгоне автомобиля она притормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных, а при необходимости уменьшает мощность, развиваемую двигателем.
5. УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Устойчивость – способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающих его занос и опрокидывание в различных дорожных условиях при высоких скоростях.
Различают следующие виды устойчивости:
- поперечная при прямолинейном движении (курсовая устойчивость).
Ее нарушение проявляется в рыскании (изменении направления движения) автомобиля по дороге и может быть вызвано действием боковой силы ветра, разными величинами тяговых или тормозных сил на колесах левого или правого борта, их буксованием или скольжением. большим люфтом в рулевом управлении, неправильными углами установки колес и т.д.;
- поперечная при криволинейном движении.
Ее нарушение приводит к заносу или опрокидывании под действием центробежной силы. Особенно ухудшает устойчивость повышение положения центра масс автомобиля (например, большая масса груза на съемном багажнике на крыше);
- продольная.
Ее нарушение проявляется в буксовании ведущих колес при преодолении затяжных обледенелых или заснеженных подъемов и сползании автомобиля назад. Особенно это характерно для автопоездов.
6. УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Управляемость – способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем.
Одной из характеристик управляемости является поворачиваемость – свойство автомобиля изменять направление движения при неподвижном рулевом колесе. В зависимости от изменения радиуса поворота под воздействием боковых сил (центробежной силы на повороте, силы ветра и т.д.) поворачиваемость может быть:
- недостаточной - автомобиль увеличивает радиус поворота;
- нейтральной - радиус поворота не изменяется;
- избыточной - радиус поворота уменьшается.
Различают шинную и креновую поворачиваемость.
Шинная поворачиваемость
Шинная поворачиваемость связана со свойством шин двигаться под углом к заданному направлению при боковом уводе (смещение пятна контакта с дорогой относительно плоскости вращения колеса). При установке шин другой модели поворачиваемость может измениться и автомобиль на поворотах при движении с большой скоростью поведет себя иначе. Кроме того, величина бокового увода зависит от давления в шинах, которое должно соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации автомобиля.
Креновая поворачиваемость
Креновая поворачиваемость связана с тем, что при наклоне кузова (крене) колеса изменяют свое положение относительно дороги и автомобиля (в зависимости от типа подвески). Например, если подвеска двухрычажная, колеса наклоняются в стороны крена, увеличивая увод.
7. ИНФОРМАТИВНОСТЬ
Информативность – свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средств находящихся на дороге, о состояния дорожного покрытия и т.д. часто становится причиной аварии. Информативность автомобиля подразделяют на внутреннюю, внешнюю и дополнительную.
Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспринимать информацию, необходимую для управления автомобилем.
Она зависит от следующих факторов:
- Обзорность должна позволять водителю своевременно и без помех получать всю необходимую информацию о дорожной обстановке. Неисправные или неэффективно работающие омыватели, система обдува и обогрева стекол, стеклоочистители, отсутствие штатных зеркал заднего вида резко ухудшают обзорность при определенных дорожных условиях.
- Расположение панели приборов, кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т.д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроля показаний, воздействий на переключатели и т.д.
Внешняя информативность - обеспечение других участников движения информацией от автомобиля, которая необходима для правильного взаимодействия с ними. В нее входят система внешней световой сигнализации, звуковой сигнал, размеры, форма и окраска кузова. Информативность легковых автомобилей зависит от контрастности их цвета относительно дорожного покрытия. По статистике автомобили, окрашенные в черный, зеленый, серый и синий цвета, в два раза чаще попадают в аварии из-за трудности их различения в условиях недостаточной видимости и ночью. Неисправные указатели поворотов, стоп-сигналы, габаритные огни не позволят другим участникам дорожного движения вовремя распознать намерения водителя и принять правильное решение.
Дополнительная информативность - свойство автомобиля, позволяющие эксплуатировать его в условиях ограниченной видимости: ночью, в тумане и т.д. Она зависит от характеристик приборов системы освещения и других устройств (например, противотуманных фар), улучшающих восприятие водителем информации о дорожно-транспортной ситуации.
8. КОМФОРТАБЕЛЬНОСТЬ
Комфортабельность автомобиля определяет время, в течение которого водитель способен управлять автомобилем без утомления. Увеличению комфорта способствует использование АККП, регуляторов скорости (круиз-контроль) и т.д. В настоящее время выпускаются автомобили, оборудованные адаптивным круиз-контролем. Он не только автоматически поддерживает скорость на заданном уровне, но и при необходимости снижает ее вплоть до полной остановки автомобиля.
ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Пассивная безопасность автомобиля должна обеспечивать выживание и сведение к минимуму количества травм у пассажиров автомобиля, попавшего в дорожно-транспортное происшествие.
В последние годы пассивная безопасность автомобилей превратилась в один из наиважнейших элементов с точки зрения производителей. В изучение данной темы и её развитие инвертируются огромные средства, и не только по причине того, что фирмы заботятся о здоровье клиентов, а потому, что безопасность является рычагом продажи. А фирмы любят продавать.
Попробую объяснить несколько определений, скрывающихся под широким определением «пассивной безопасности».
Она подразделяется на внешнюю и внутреннюю.
Внешняя достигается исключением на внешней поверхности кузова острых углов, выступающих ручек и т.д. С этим все понятно и достаточно просто.
Для повышения уровня внутренней безопасности используют очень много разных конструктивные решения:
1. КОНСТРУКЦИЯ КУЗОВА или «РЕШЁТКА БЕЗОПАСНОСТИ»
Она обеспечивает приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления при ДТП и сохраняет пространство пассажирского салона после деформации кузова.
При тяжёлой аварии есть опасность, что двигатель и другие агрегаты могут проникнуть в кабину водителя. Поэтому, кабина окружена особой «решёткой безопасности», представляющей собой абсолютную защиту в подобных случаях. Такие же рёбра и брусья жесткости можно найти и в дверях автомобиля (на случай боковых столкновений). Сюда же относятся и области погашения энергии.
При тяжёлой аварии происходит резкое и неожиданное замедление до полной остановки автомобиля. Этот процесс вызывает огромные перегрузки на тела пассажиров, могущие оказаться фатальными. Из этого следует, что необходимо найти способ «замедлить» замедление для того, чтобы уменьшить нагрузки на тело человека. Одним из способов решения данной задачи является проектирование областей разрушения, гасящих энергию столкновения, в передней и задней части кузова. Разрушения автомобиля будут более тяжёлыми, зато пассажиры останутся целыми (и это по сравнению со старыми «толстокожими» машинами, когда машина отделывалась «лёгким испугом», зато пассажиры получали тяжёлые травмы).
2. РЕМНИ БЕЗОПАСНОСТИ
Система ремней, так хорошо нам знакомая, несомненно является наиболее действенным способом защиты человека во время аварии. После долгих лет, в течение которых система оставалась неизменной, в последние годы произошли существенные изменения, повысившие степень безопасности пассажиров. Так, система предварительного натяжения ремней (belt pretensioner) в случае аварии притягивает корпус человека к спинке сидения, тем самым предотвращая продвижение корпуса вперёд, либо проскальзывание под ремнем. Действенность системы обуславливается тем, что ремень находится в натянутом положении, а не ослаблен применением различных клипсов и прищепок, которые практически аннулируют действие преднатяжителя. Дополнительным элементом ремней безопасности с преднатяжителем является система ограничения максимальной нагрузки на тело. При его срабатывании ремень слегка ослабнет, тем самым уменьшив нагрузку на тело.
3. НАДУВНЫЕ ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ (airbag)
Одной из распространённых и действенных систем безопасности в современных автомобилях (после ремней безопасности) являются воздушные подушки. Они начали широко использоваться уже в конце 70-х годов, но лишь десятилетие спустя они действительно заняли достойное место в системах безопасности автомобилей большинства изготовителей. Они размещаются не только перед водителем, но и перед передним пассажиром, а также с боков (в дверях, стойках кузова и т.д.). Некоторые модели автомобилей имеют их принудительное отключение из-за того, что люди с больным сердцем и дети могут не выдержать их ложного срабатывания.
4. СИДЕНИЯ С ПОДГОЛОВНИКАМИ
Роль подголовника – предотвратить резкое движение головы во время аварии. Поэтому следует отрегулировать высоту подголовника и его позицию в правильное положение. Современные подголовники имеют две степени регулировки, позволяющие предотвратить травмы шейных позвонков при движении «взахлест», столь характерных при наездах сзади.
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕТЕЙ
Сегодня уже нет необходимости ломать голову над подгонкой детского сиденья под оригинальные ремни безопасности. Все более распространённое приспособление Isofix позволяет присоединить сиденье безопасности для ребёнка прямо к точкам соединения, заранее подготовленными в машине, не используя ремни безопасности. Необходимо лишь проверить, что автомобиль и детское сиденье приспособлены к креплениям Isofix.
Характеристика повреждений автомобилей и травм пострадавших при различных видах ДТП
При первичном осмотре места ДТП можно с определенной долей вероятности прогнозировать наличие характерных травм у пострадавших, в зависимости от вида ДТП.
| Вид ДТП | Повреждения ТС | Травмы пострадавших |
| Лобовое столкновение | Деформация передней части ТС, заклинивание дверей, нарушение целостности стекол; смещение двигателя в салон | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы живота, грудной клетки, головы, нижних конечностей; резано-колотые раны. |
| Касательное столкновение | Деформация соприкасающихся боковых частей ТС | Травмы живота, грудной клетки, головы, переломы ребер; резано-колотые и рваные раны. |
| Боковое столкновение | Деформация боковой части ТС, нарушение целостности стекол | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы нижних конечностей, голени, таза, бедер, живота, головы; переломы ребер, резано-колотые и рваные раны. |
| Опрокидывание | Значительная деформация корпуса, крыши, нарушение целости стекол, разлив топлива | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы позвоночника; резано-колотые и рваные раны. |
| Наезд | Деформация передней части ТС, повреждения лобового стекла; смещение двигателя в салон | Шейно-позвоночные и черепно-мозговые травмы, травмы живота, грудной клетки, головы, нижних конечностей, резано-колотые раны. |
| Удар сзади | Деформация задней части ТС, разлив топлива, повреждения заднего стекла | Травмы грудной клетки, черепно-мозговые травмы, травмы шеи. |
Проведем краткий обзор систем безопасности предоставляемых сегодня.
Системы пассивной безопасности работают в момент удара. К ним относятся: зоны запрограммированной деформации кузова, ремни безопасности и подушки безопасности. Ремни безопасности предотвращают «полет» водителя или пассажиров сквозь лобовое стекло и снижают риск получения серьезных травм лица и тела при внезапной остановке. Подушки безопасности, раскрываясь при столкновении, смягчают удар по голове и другим чувствительным частям тела.
В 90-е годы нормой считалось оснащение автомобиля двумя подушками безопасности: водителя и переднего пассажира. Современные автомобили имеют от 4-х до 10 и более подушек безопасности, каждая из которых обеспечивает защиту от конкретной травмы при определенном столкновении. Так боковые подушки безопасности, «разворачиваемые» в оконных проемах, предотвращают травмы головы при боковых ударах и опрокидываниях. А боковые подушки безопасности в стойках или спинках сидений защищают от повреждений брюшную и тазовую области. Коленная подушка безопасности предотвращает получение травмы ног при ударе о приборную панель.
Современный ремень безопасности обеспечивает равномерное распределение силы, действующей на тело человека при внезапной остановке. Некоторые модели Форд и Линкольн оснащают инновационным ремнем безопасности с наддувным элементом, снижающим нагрузку. General Motors предлагает центральную подушку безопасности, раскрываемую с правой стороны от сиденья водителя, что обеспечивает дополнительную амортизацию при боковом ударе и предотвращает столкновения головы водителя с головой переднего пассажира.
Другой немаловажный элемент пассивной безопасности, о котором многие даже и не подозревают – силовая конструкция кузова автомобиля. Кузов имеет специально просчитанные зоны деформации, которые, сминаясь при столкновении, рассеивают энергию удара. Эта задача возлагается на переднюю и заднюю части автомобиля. Корпус салона, напротив, выполнен из высокопрочных стальных конструкций, не деформируемых в момент удара.
В то время, как системы пассивной безопасности работают непосредственно в момент столкновения, системы активной безопасности стремятся всячески избежать аварии. За последние годы в этой области произошел большой прогресс. Но есть и те системы, которые находятся на службе уже десятки лет. Так антиблокировочная тормозная система (ABS) предотвращает блокировку колес при резком торможении, обеспечивая сохранение устойчивости и управляемости автомобиля в момент замедления. ABS выполняет непрерывный мониторинг скорости с помощью датчиков на всех четырех колесах и сбрасывает давление в тормозном контуре заблокировавшегося колеса.
Антипробуксовочная система, часто является вторичной функцией ABS и предотвращает пробуксовку за счет снижения мощности двигателя («сброс газа») или подтормаживания буксующего колеса.
Система стабилизации использует другой набор датчиков, контролирующих боковое движение автомобиля, скорость вращения и угол поворота рулевого колеса, положение дроссельной заслонки и многое другое. Если транспортное средство движется по траектории, не соответствующей управляющим воздействиям, тогда система с помощью тормоза конкретного колеса или изменения мощности двигателя, пытается восстановить заданную траекторию.
Многие современные автомобили настолько умны, что знают не только параметры вашего движения в данный момент, но и транспортных средств и объектов вокруг Вас. Этим занимаются системы предупреждения столкновения, которые собирают информацию об окружающих объектах с помощью датчиков: радаров, камер, лазерных, тепловых или ультразвуковых датчиков. Если система обнаружит слишком быстрое сближение с объектом, водитель будет предупрежден звуком из динамиков, световой индикацией, вибрацией на сиденье или руле. Если времени для предупреждения недостаточно, то система сама вмешается в управление, что бы помочь вам избежать аварии. Так в некоторых автомобилях заранее создается давление в тормозной системе для экстренного торможения и осуществляется преднатяжение ремней безопасности. Некоторые системы даже сами прибегают к торможению.
Другая система активной безопасности – слежение за слепыми зонами. Автопроизводители используют различные способы предупреждения. В большинстве случаев это система мониторинга слепых зон с индикацией на наружных зеркалах и звуковым предупреждением.
Так же имеется система контроля движения по полосе, предупреждающая об уходе из своей полосы с помощью световой, звуковой сигнализации или вибрации. Некоторые системы в дополнении к этому умеют притормаживать и возвращать автомобиль на свою полосу. Система, как правило, срабатывает при перестроении без включения указателя поворота.
В последние годы список систем активной безопасности значительно вырос. Его дополнили адаптивные фары, поворачивающие световой пучок в направлении движения автомобиля, освещая темные участки дорог в повороте. Активный дальний свет умеет обнаруживать приближение встречных автомобилей и переключаться на ближний, чтобы не ослеплять других участников дорожного движения.
Mercedes на своих автомобилях устанавливает систему Attention Assist, следящую за состоянием водителя. Система подаст звуковой сигнал, если заподозрит, что водитель начал засыпать.
Камеры заднего обзора в наши дни обычное явление, и на многих автомобилях входят в список стандартного оборудования. Одна из новых систем обеспечивает мониторинг слепых зон в момент движения автомобиля задним ходом. При пересечении вашей траектории с автомобилем в слепой зоне, система предупредит водителя о возможном столкновении. Другие производители с помощью нескольких камер по бокам автомобиля создают картинку на дисплее с видом сверху, помогая ориентироваться в узких местах. Не менее распространенно и использование радар детекторов, измеряющих расстояние до объектов, предупреждающих о приближении увеличением частоты звукового сигнала.
Современный автомобиль заботиться не только о безопасности водителя и пассажиров, но и безопасности пешеходов. Для этого применяется особая форма передней части автомобиля. Так же используются активные стойки капота, приподнимающие его заднюю часть при наезде на пешехода.
Совсем недавно, подушки безопасности стали использоваться на внешней поверхности автомобиля. Так Volvo выпустила первый автомобиль, оснащенный пешеходной подушкой безопасности, разворачивающейся в месте перехода капот-лобовое стекло, для предотвращения травмы головы пешехода. Некоторые автопроизводители, такие как BMW, предлагают инфракрасную систему помощи, распознающую человека или животного в темноте.
Адаптивный круиз-контроль помогает поддерживать безопасную дистанцию до впереди идущего транспортного средства с помощью радаров или лазерных датчиков. Некоторые системы способны самостоятельно остановить автомобиль, а затем снова начать движение, работая в режиме «stop & go».
В настоящее время разрабатывается технология, обеспечивающая автомобилям возможность обмениваться информацией об авариях, обнаруженных пешеходах и других транспортных средствах. Так же система будет способна анализировать информацию о режимах работы светофоров, внося коррективы в скоростной режим, чтобы обеспечивать свободный проезд перекрестков, без остановок на красный свет («зеленая волна»).
Системы автомобильной безопасности прошли долгий путь с момента появления ремня безопасности более 50 лет назад. Современные системы безопасности обеспечивают высокую степень защиты. Тем не менее, всегда есть направления для совершенствования, снижения вероятности дорожно-транспортных происшествий и получения травм. Но в первую очередь следует помнить, что безопасность начинается с водителя.
