23Ноя

Элементы пассивной безопасности автомобиля: Основные элементы пассивной системы безопасности легкового автомобиля

Содержание

Система пассивной безопасности автомобиля. Обзор средств пассивной безопасности.

В таком сложном агрегате как автомобиль, очень легко позабыть об одной из самых основных систем — системе защиты и безопасности. И если активная безопасность всегда подробно освещается как СМИ, так и самими дилерами или продавцами, то пассивная безопасность – не что иное как серая мышка внутри сложной конструкции транспортного средства.

Что такое пассивная безопасность автомобиля

Пассивная безопасность – это набор свойств и приспособлений транспортного средства, которые имеют свои уникальные конструктивные и эксплуатационные отличия, однако функционально направлены на обеспечение максимально безопасных условий при попадании в аварию. В отличии от активной системы безопасности, действие которой направлены на сохранение автомобиля от аварий, система пассивной безопасности автомобиля активизируется уже после того как авария имело место быть.

Постоянные испытания во время краш-тестов позволяют найти и проанализировать самые незащищенные участки в автомобиле.

Для того, чтобы снизить последствия аварии применяется целая совокупность из устройств, цель которых снизить тяжесть возникшего ДТП. Для более точной классификации используют разделение на две основные группы:

Внутренняя система – в её состав входят:

  1. Подушки безопасности
  2. Ремни безопасности
  3. Конструкция сидений (подголовники, подлокотники, и т.д.)
  4. Энергопоглотители кузова
  5. Другие мягкие элементы интерьера

Внешняя система –еще одна, не менее важная группа, представляется в виде:

  1. Бамперов
  2. Выступов на кузове
  3. Стекол
  4. Усилителей стоек

С недавнего времени, на страницах известных информационных агентств начали подробно освещать пункты, которые сообщают о всех элементах пассивной безопасности в авто. Кроме того, не стоит забывать и деятельности независимой организации Euro NCAP (European New Car Assessment Programme). Этот комитет уже довольно долгое время проводит краш-тесты всех выходящих на рынок моделей, присуждая ведомости о результатах проверки как активной системы безопасности так и пассивной. С данными по результатам краш-тестов может ознакомится любой желающий, удостоверившись в каждой из составляющих системы защиты.

Изображение демонстрирует как гармонично работают все системы пассивной безопасности во время аварийной ситуации (ремни безопасности, подушки безопасности, сиденье с подголовником).

Внутренняя пассивная безопасность

Все элементы пассивной безопасности входящие в этот список призваны обезопасить всех находящихся в салоне автомобиля, который попал в аварию. Именно поэтому, очень важно помимо оснащения автомобиля специальным оборудованием (исправного вида), его необходимо использовать всеми участниками езды по назначению. Только соблюдение всех правил позволит получить наивысшую защиту. Далее мы рассмотрим самые основные пункты, которые входят в перечень внутренней пассивной безопасности.

  1. Кузов – основа всей системы безопасности. Прочность автомобиля и возможные деформации его частей напрямую зависят от материала, состояния, а также конструктивных особенностей кузова автомобиля. Чтобы обезопасить пассажиров от попадания подкапотного содержимого в салон, конструкторы специально используют «решетку безопасности» — прочный пласт, который не позволяет нарушить салонную основу.
  2. Безопасность салона от элементов конструкции – это целый перечень устройств и технологий, которые призваны обезопасить здоровье водителя и пассажиров. Например, многие салоны предусматривают наличие складывающегося руля, который не позволяет нанести дополнительный урон водителю. Кроме того, современные автомобили оснащены травмобезопасным педальным узлом, действие которого предусматривает отсоединение педалей от креплений, снижая нагрузку на нижние конечности.
Чтобы рассчитывать на максимальную безопасность во время использование подголовника, необходимо очень четко установить его положение на определенную высоту, подходящую именно вам.
  1. Ремни безопасности – от принятого стандарта поясных 2-х точечных ремней, которые удерживали пассажира обычной стяжкой через живот или грудь, отказались еще в середине прошлого века. Подобные пассивные средства безопасности требовали улучшений, которые пришли в виде многоточёчных ремней. Повышенная функциональность такого типа устройств позволяла равномерно распределить кинетику по всему телу, не подвергая травматизации отдельных областей тела.
  2. Подушки безопасности – вторая по важности (первую строчку здесь уверенно удерживают пояса безопасности), пассивная система безопасности. Получив признание в конце 70-ых гг. они плотно вошли в состав всех транспортных средств. Современный автопром начали оснащать целым набором из систем подушек безопасности, которые окружают водителя и пассажиров со всех сторон, перекрывая потенциальные зоны повреждений. Резкое раскрывание камеры с хранением подушки активирует стремительное наполнение последней воздушной смесью, которая амортизирует приближающегося по инерции человека.
  3. Сиденья и подголовники – само по себе сиденье не представляет дополнительных функций во время аварии, кроме как выполнение фиксации пассажира на месте. Однако подголовники, напротив, свой функционал раскрывают как раз в момент столкновения, предотвращая запрокидывание головы с последующей травматизацией шейных позвонков.
  4. Другие средства внутренней пассивной безопасности – во многих автомобилях предусмотрено наличие высоконапряженных листов из металла. Такой апгрейд позволяет сделать автомобиль более жестким к ударам, одновременно снижая его массу. Во многих автомобилях также используется активная система областей разрушения, которые при столкновении гасят возникающую кинетику, а сами при этом разрушаются (повышенные деструкции автомобиля ничто в сравнении с жизнью и здоровьем человека).
На примере каркаса небольшого кузова Smart автомобиля, можно убедиться, как пассивная безопасность играет основополагающую роль еще на стадии проектирования будущего автомобиля.

Внешняя пассивная безопасность

Если в предыдущем пункте мы рассматривали средства и устройства автомобиля, защищающие пассажиров и водителей в момент совершения аварии, то в этот раз поговорим о комплексе, который позволяет максимально обезопасить здоровье пешехода, попавшего под колеса рассматриваемого автомобиля.

  1. Бамперы – в конструкции современных бамперов входит несколько энерго- и кинетически-поглощающих элементов, которые присутствуют как на передней части автомобиля так и сзади. Их предназначением является абсорбация возникающей от удара энергии за счёт подверженных к сминанию блоков. Это не только позволяет понизить риск нанесения урона пешеходу, но и здорово уменьшает повреждения внутри салона авто.
  2. Наружные выступы автомобилей – как правило, к полезным свойствам таких элементов приписать тяжело. Однако, как это может показаться на первый взгляд, большинство из этих элементов имеют схожий принцип самодеструкции, описанный ранее в пункте 6. раздела «Внутренняя пассивная безопасность».
  3. Приспособления для защиты пешеходов – отдельные компании-производители в лице Bosch, Siemens, TRW и других, на протяжении нескольких десятилетий активно разрабатывают системы обеспечивающие дополнительную безопасность пешеходам, попавшим в ДТП. Например, система Electronic Pedestrian Protection позволят поднимать крышу капота, увеличивая область столкновения того с телом пешехода, выступая при этом в роли «щита» от более твердых и не ровных частей моторного отсека.

Пассивная безопасность автомобиля – что входит в это понятие?

Условно все системы безопасности в современном автомобиле можно поделить на две категории: активные и пассивные решения. Активная безопасность – это комплексы и устройства, которые влияют на движение автомобиля, они направлены на предотвращение аварийных ситуаций. К примеру, ABS и ESP – это классические примеры активной безопасности. Они выполняют определенную работу, которая позволяет удержать автомобиль на нужном курсе или быстрее затормозить.

Что же входит в пассивную безопасность автомобиля? Это довольно обширное понятие, но по классике сюда включают все системы, которые призваны уменьшить последствия любого ДТП.

Основные системы пассивной безопасности:

  • конструкция кузова с прочной клеткой салона;
  • ремни безопасности, а также преднатяжители ремней;
  • подушки безопасности, которые срабатывают при ДТП;
  • элементы с запланированной деформацией в передней и задней части авто;
  • рулевая колонка с запланированной деформацией;
  • отделяемый от кузова педальный узел;
  • сминаемые элементы автомобильного интерьера;
  • активные подголовники;
  • разрушаемые на мелкие части автомобильные стекла;
  • элементы усиления конструкции автомобильного кузова;
  • элементы усиления моторного щита;
  • системы GPS-трекинга, автоматической фиксации аварий.

Как видите, современный транспорт может удивить количеством различных систем безопасности пассивного типа. Давайте поговорим о каждом типе более подробно.

Специальная конструкция кузова с усилениями клетки салона

Если взять, например, старые автомобили из 1980-х годов, они производились по принципу стандартного металлического каркаса, обшитого кузовными элементами. Это не слишком безопасно, так как тонкие стойки крыши и дверей легко проминаются при авариях и становятся самыми опасными врагами для жизни людей в салоне. Современные авто оснащаются усиленной конструкцией клетки салона. Прогнуть дверные стойки и вообще каким-либо образом деформировать эту клетку довольно сложно.

За счет этого удар может ощущаться более жестким, но система подушек безопасности позволит выжить водителю даже в авариях на высокой скорости. Конечно, это не работает в 100% случаев, но это действительно снижает риски для каждого водителя и пассажира современного автомобиля.

Ремни с преднатяжителями

На всех автомобилях сегодня установлены ремни безопасности для всех пассажиров. Пристегиваться во время поездки на авто – очень хорошая привычка. Она не только избавит вас от необходимости платить штрафы, но и сильно улучшит безопасность в автомобиле. Во время аварии ремень удержит человека в одном положении. Да, он надавит на определенные места на теле, вы получите синяк, но с гораздо большей долей вероятности останетесь живы.

Преднатяжители ремней – это система, которая удерживает водителя или пассажира четко в определенной позиции до тех пор, пока натяжение не станет опасным для здоровья человека. Затем преднатяжитель постепенно ослабляет хватку. Это особенно хорошо работает в сочетании с эффективной системой подушек безопасности.

Надуваемые подушки безопасности

Современное авто оснащено минимум 6-8 подушками безопасности. Зачастую это подушка в рулевом колесе, в правой части торпедо, в сидениях водителя и переднего пассажира, а также боковые шторки. Все эти элементы сильно снижают риски для здоровья и жизни человека во время аварии.

В момент столкновения датчики срабатывают, и подушки моментально надуваются, значительно увеличивая шансы людей на выживание. Подушки безопасности – наиболее эффективный и важный элемент пассивной безопасности современного автомобиля. Их конструкция постоянно дорабатывается и меняется, улучшая в целом эффективность работы.

Кузовные детали с запланированной деформацией

Современные авто часто оснащены элементами кузова, которые запрограммированы на деформацию определенным образом. Это позволяет значительно уменьшить влияние ДТП на клетку салона, смягчив удар. К примеру, силовая конструкция передней части автомобиля может быть устроена так, что она сгибается наружу, а металлические элементы конструкции служат дополнительным демпфером для смягчения удара.

Такая же система может применяться в задней части, где обычно нет людей, а находится багаж. К сожалению, это довольно сложная и дорогая технология, поэтому в большинстве бюджетных автомобилей она представлена исключительно на бумаге. Для тестирования запрограммированной деформации производителю приходится разбивать сотни силовых конструкций кузовов.

Складывающаяся рулевая колонка

Рулевая колонка, которая складывается и деформируется определенным образом – важный элемент пассивной безопасности в серьезных авариях. Когда при ДТП передняя часть авто проминается полностью, обычная рулевая колонка нередко вылетает в салон и становится снарядом, который не щадит водителя автомобиля. Колонка также может сломаться в непредсказуемом месте и повредить ноги человека, который находится за рулем.

Если реализовано запрограммированное складывание, колонка сложится так, чтобы нанести минимальный ущерб здоровью человека. Это также позволяет избежать блокирования водителей при сильных авариях. Такой подход очень важен для сохранения жизни и здоровья человека.

Безопасный педальный узел

Снова речь идет о сильных авариях, в которых педальный узел очень часто становится причиной повреждения ног водителя. Он выскакивает в салон и может сломать ногу или нанести другие травмы человеку за рулем. Если же он реализован в виде отделяемого от кузова элемента, педали просто выпадут наружу при аварии и не создадут дополнительной проблемы.

Несмотря на довольно банальное пояснение, важность этого элемента пассивной безопасности доказана тестами. Владельцы машин, на которых такое средство безопасности реализовано, действительно гораздо меньше страдают при серьезных автомобильных авариях.

Мягкие элементы интерьера в авто

Мягкий и эластичный пластик, различные варианты обивки с наполнителями – все это не только улучшает водительский опыт, но и делает машину более безопасной. В частности, вы можете увидеть, что в дорогих иномарках водители и пассажиры получают гораздо меньше повреждений в ДТП. Это поясняет, почему мягкие детали интерьера так важны не только для комфорта поездки.

Мягкий элемент не станет причиной сильного повреждения, даже если оторвется в процессе аварии и ударит человека по голове. А вот деталь из грубого пластика может не только сильно ударить человека в автомобиле, но и прорезать кожу, если элемент разломается на несколько частей.

Активные подголовники

Наиболее часто при ударах в заднюю часть автомобиля страдают водитель и пассажиры из-за быстрого непроизвольного движения головы назад. Подголовник может стать причиной сильного повреждения, вплоть до сотрясения головы, гематом и прочих неприятностей.

Активные подголовники могут быть с механическими или электрическими приводами. В момент сильного удара головой о подголовник происходит смягчение, специальная система пружин отрабатывает и позволяет человеку избежать серьезных повреждений. Активные подголовники устроены достаточно сложно, так что в дешевых машинах вы зачастую их не найдете.

Специальные закаленные автомобильные стекла

Стекла в автомобиле обустроены таким образом, чтобы разрушаться на мелкие части при очень большом воздействии. Также пленка с обеих сторон стекла призвана удержать осколки вместе и не дать им рассыпаться. Раньше от осколков автомобильного стекла погибали многие водители и пассажиры автомобилей. Сегодня же даже при самых серьезных авариях стекло остается безопасным и не может навредить человеку сильно.

Впрочем, дешевые китайские стекла произведены по другим технологиям. Если вам нужно заменить стекло на автомобиле, лучше использовать для этого оригинальные решения или продукцию известных производителей. Низкосортные бренды предлагают небезопасные детали, которые могут травмировать человека при аварии.

Усилители автомобильного кузова и моторного щита

Усиление автомобильного кузова позволяет определенным деталям сохранять свою форму даже при сильных, сложных и неприятных ударах. Такие детали обеспечивают максимальное сохранение ровности несущих элементов кузова, что способствует сохранению жизни людей в салоне. Внешне автомобиль может казаться полностью уничтоженным после аварии, но клетка салона остается невредимой в большинстве случаев.

Усилители моторного щита нужны для предотвращения проскакивания двигателя в салон. Также раньше это было большой проблемой. Раскаленный и вращающийся по инерции силовой агрегат попадал в салон, обливал все вокруг кипящим антифризом и горячим маслом, оставляя мало шансов для людей, застывших от шока и боли после случившегося. На современных авто двигатель срывается с подушек и уходит вниз под машину при сильной аварии.

Системы автоматической фиксации ДТП

В разных странах действуют различные комплексы, которые позволяют фиксировать аварии, вызывать аварийные службы для спасения людей. К примеру, в России все новые автомобили оснащаются системой ГЛОНАСС. Это позволяет при сильных авариях автоматически оповещать службы и вовремя отправлять помощь. Также человек с помощью нажатия кнопки может сам вызвать службы спасения.

Такие комплексы обычно подключены к системе датчиков. Как только датчики фиксируют ДТП, GPS-комплекс начинает отправлять сигнал бедствия в специально оборудованный колл-центр. Оттуда специалисты вызывают на место спасателей, если это необходимо. Такая система работает практически во всех цивилизованных странах.

 

Часто задаваемые вопросы

Насколько важна пассивная безопасность автомобиля?

Это центральный фактор при выборе и покупке автомобиля в автосалоне. Поэтому изучению комплекса пассивной безопасности стоит уделить максимум времени перед окончательным принятием решения о покупке авто.

Как восстановить пассивную безопасность после ДТП?

Элементы пассивной безопасности не восстанавливаются в полной мере. Некоторые из них можно заменить, но после срабатывания других систем автомобиль должен быть отправлен на утилизацию.

Какие системы пассивной безопасности самые эффективные?

Каждая из описанных выше систем создана не просто так. Они создавались постепенно в истории автомобилестроения, когда инженеры получали статистику по смертям за рулем. Поэтому все эти системы спроектированы кровью погибших в автокатастрофах людей и чрезвычайно важны.

Можно ли ездить на автомобиле с выстрелившей подушкой?

Если подушка безопасности выстрелила, ее следует заменить и прописать в блоке безопасности. Если этого не сделать, вся система подушек не будет работать эффективно. При аварии вы можете получить серьезные повреждения.

Что делать, если система безопасности не сработала?

Если пассивная безопасность в автомобиле не сработала, и это привело к травмам, вы можете обратиться в суд и стребовать компенсацию с производителя автомобиля. В России таких прецедентов мало, но в практике США и Европы подобные дела выигрываются владельцами машин легко.

Автомобильные системы безопасности — Knauf Industries Automotive

С каждым годом в автомобильной промышленности внедряются все более современные и интеллектуальные системы безопасности автомобилей. Расширяется спектр электронных решений не только для поддержки водителей в сложных дорожных ситуациях, но и для повышения уровня защиты жизни и здоровья пассажиров и пешеходов. Это мировая тенденция, однако, стоит помнить, что самым важными элементами, гарантирующими безопасность, являются продуманная конструкция автомобиля и пассивные системы.

Все больше и больше интеллектуальных систем безопасности автомобилей

С 5 января 2020 года в Европейском Союзе вступили в силу новые правила, направленные на внедрение в конструкции автомобилей большего количества систем, защищающих безопасность автолюбителей. Согласно им, все автомобили, произведенные и импортируемые с 2022 года, должны будут выполнять такие функции, как, например, предлагаемое ограничение скорости, обнаружение пешеходов и велосипедистов, автономное торможение перед препятствием, сохранение полосы движения в аварийном режиме, контроль фокусировки водителя или даже облегчение установки алкотестера. Кроме того, подобно самолетам, автомобили будут оборудованы «черным ящиком», который будет регистрировать информацию о дорожно-транспортных происшествиях и столкновениях. Учитывая длину списка запрошенных решений, Европарламент поставил печать на направлении развития автомобильной отрасли с акцентом на безопасность.

Все больше и больше интеллектуальных систем безопасности автомобилей

Мы привыкли к тому, что в безопасных автомобилях должны быть активные системы, такие как ABS, EBD, а также системы ASR и ESP. Однако, за несколько лет появились еще более продвинутые автомобильные системы, которые заранее информируют водителей о конкретной ситуации на дороге и координирую действия водителя в момент маневра. Сегодня в нашем распоряжении имеются камеры, способные считывать дорожные знаки и ограничения скорости. Кроме того, системы камер оснащены функцией «ночного видения», благодаря которой они помогают водителю управлять автомобилем в ночное время. Разработанные системы контроля состояния автомобиля соединены со станцией техобслуживания, которая может обнаружить неисправность в режиме онлайн. Благодаря функции «Информация о движении в реальном времени» автомобили, оснащенные навигационными системами, выбирают оптимальный путь и избегают участков дороги, на которых произошли аварии. Перечисленные IT-решения, а также те, которые реализованы согласно Директиве ЕС, до сих пор предлагались производителями автомобилей за дополнительную цену. С 2022 года перечисленные в нем системы безопасности автомобилей должны стать стандартом.

Влияние активных систем автомобиля на безопасность

Подголовник автокресла сделан из EPP.

Можно предположить, что самые современные электронные системы в автомобилях окажут существенное влияние на повышение безопасности на дорогах. С другой стороны, они пока узко представлены на рынке, и все еще есть много информации от пользователей об их ошибочной работе. На данный момент функционирующие в автомобилях системы предлагают водителю определенные решения или способствуют эффективности действий водителя в момент совершенного маневра, например, обеспечивают большее тормозное усилие в случае быстрого приближения к препятствию. Несмотря на то, что они становятся все более интеллектуальными и точными, они все равно не гарантируют 100% защиту. Учитывая направление, заданное Европейским Союзом, и растущую осведомленность пользователей, можно предположить, что автомобили, производимые в ближайшие годы, будут оснащаться все более совершенными системами защиты жизни и здоровья, причем не только в области электронных решений, но и в области пассивных систем.

Системы пассивной безопасности – там, где это нужно, когда в них действительно есть необходимость

Пользуясь автомобилем каждый день, мы, возможно, даже не знаем о наличии систем пассивной безопасности, однако, они становятся все более совершенными и изготавливаются из новых и современных материалов. Это долговечные конструктивные элементы, которые эффективно защищают жизнь пассажиров в случае столкновения. В их производстве используются специальные проверенные решения, которые предназначены для поглощения импульса удара. В настоящее время каждый современный автомобиль имеет в своей конструкции контролируемые зоны комков, которые при захвате энергии деформируются соответствующим образом, предотвращая травмирование людей в автомобиле. Краш-тесты помогают в их разработке, так как позволяют проверить, как поведет себя автомобиль и пассажир во время аварии. По их результатам вносятся необходимые изменения в конструкцию и материалы. Следующим допущением в конструировании является внедрение в процесс конструкции автомобиля деталей, которые при столкновении снижают риск получения пассажиром и пешеходом дополнительных травм. В настоящее время большое внимание уделяется конструкции бамперов и подголовников.

Автомобильные бамперы – первая линия защиты

Элемент бампера из EPP.

Статистика показывает, что большинство дорожных столкновений происходит с участием пешеходов, и в этих событиях большую роль с точки зрения безопасности играют, в том числе, хорошо продуманные бамперы автомобилей. Передняя часть автомобиля должна быть сконструирована таким образом, чтобы максимально амортизировать удар и не разваливаться на куски в процессе его прохождения. Бампер должен быть изготовлен из прочных, но, в то же время, устойчивых к деформациям компонентов. В этой области производители признали особые свойства пенополипропилена EPP и теперь используют его в качестве материала для заполнения передних бамперов. Он легкий, легко формируется, оставляя свободу при проектировании различных форм, и в то же время очень хорошо поглощает удары. Под действием механических нагрузок не рассыпается и в 100% случаев возвращается к своей первоначальной форме.

Подголовники автомобильных сидений, дверные панели, элементы пола

Пенополипропилен EPP также используется для заполнения подголовников автомобильных сидений, где он успешно заменяет использовавшиеся ранее пластиковые стержни. Его легкая и мягкая конструкция хорошо поглощает энергию удара, защищая голову и шейный отдел позвоночника, обеспечивая в то же время высокий комфорт использования. Все чаще этот материал используется для производства дверных панелей, целью которых, помимо прочего, является снижение силы удара при боковых столкновениях. Другими автозапчастями, в которых с успехом используются современные литые детали из вспененного полипропилена, являются подставки для ног, расположенные на полу автомобиля. В основном они отвечают за комфорт пользователя, но также частично защищают ноги пассажиров и водителя. Учитывая тот факт, что детали из литого пенополипропилена легко и экономично формируются, они, скорее всего, найдут более широкое применение как внутри, так и снаружи автомобиля.

Хотите получить более специализированные знания?

Разработка методических основ по системам активной и пассивной безопасности автомобиля

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Машиностроительно-технологический институт

Кафедра «Технология машиностроения»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

на тему: Разработка методических основ по системам активной и пассивной безопасности автомобиля

Допустить к защите
Зав. кафедрой _______________ ( Максаров В.В.)

Руководитель проекта _______________ ( Серогодская Н.Я. )

Дипломник ________________ ( Мухин С.Ю. )

Дипломный проект выполнен


с оценкой_________________

Дата защиты______________

Инв. №___________________

Чертежей хранения_________

Санкт-Петербург

2009 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………3

Раздел 1. Активная безопасность автомобиля ……………………………………………………………………….4

1.1 ЧТО ТАКОЕ АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ…………………………….4

1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КАК СИСТЕМЫ……………….……..4

1. 3 ОБЩАЯ КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ……………………………………………..…….6

1.4 ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ……………………………..……..9

1.5 ТРАНСМИССИЯ АВТОМОБИЛЯ ………………………………………………………………………………..11

1.6 ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ …………………………………………………………………………………………14

1.7 КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ………..……………18

1.8 КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН………….…..…..21

1.9 КОНСТРУКЦИИ КОЛЕСНЫХ ДИСКОВ …………………………………………………………………….24

1.10 ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ…………………………..………..……….…25

1.11 ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЯ……………………………………………..……29

1.12 ИНФОРМАТИВНОСТЬ……………………………………………………………………..…36

1.13 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИЕ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА…………………………………………………………………………………………44

Раздел 2. Пассивная безопасность автомобиля………………………………………………..….47

2.1 ЧТО ТАКОЕ ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ …………………………………………………………47

2.2 ИСПЫТАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ НА УДАР ……………………………………………………………….48

2.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТОЛКНОВЕНИЯ ………………………………………………….54

2.4 ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ К СИСТЕМЕ А-В-Д ПРИ РАССМОТРЕНИИ

КРИТИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ …….……………………………………………………………..…57

2.5 ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОГИ …………………………………………………..58

2.6 УЧЕТ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА ПРИ РАСЧЕТЕ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ…….60

2.7 БЕЗОПАСНЫЙ АВТОМОБИЛЬ………………………………………………………….……61

Раздел3. Специальный раздел………………………………………………………………………95

3.1. ПРИЧИНЫ ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ АВТОМОБИЛЯ……………………………………………………..95

3.2. НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЯ…98

Раздел 4. Экономический раздел………………………………………………………………..…104

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ …………….104

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………………107

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………………………108

ВВЕДЕНИЕ

Возрастание интенсивности автомобильного движения в условиях сложившейся в нашей стране дорожной сети выдвигает ряд проблем, связанных с разработкой меропри­ятий по обеспечению максимальной производительности и безопасности автомобильного транспорта. Как показывают результаты исследований, проведенных у нас и за рубежом, в основу решения данных проблем должно быть положено обеспечение нормальных условий для функционирования системы автомобиль — водитель — дорога, т. е. обеспечение на­дежной связи водителя с управляемым автомобилем, с до­рогой, на которой осуществляется движение, и между ав­томобилем и дорогой. Работы по повышению безопасности движения в настоящее время ведутся в двух направлени­ях: во-первых, определяются условия, при которых невоз­можно возникновение дорожно-транспортного происше­ствия (ДТП), и разрабатывается комплекс требований, при соблюдении которых создаются эти условия; во-вторых, изыскиваются возможности, позволяющие максимально снизить тяжесть последствий ДТП, сохранить жизнь води­телю и пассажирам. Первое направление получило назва­ние работы по активной безопасности, второе — работы по пассивной безопасности автомобильного транспорта.

Во всех странах мира с высоким уровнем автомобили­зации ведутся интенсивные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области создания безо­пасного автомобиля. Здесь обобщена, систематизирова­на и дана сравнительная оценка полученных результатов.

Число жертв на автомобильных дорогах с каждым го­дом увеличивается. Весь мир занят сейчас поисками мер борьбы с ДТП. При правительствах многих стран созданы общегосударственные органы безопасности движения. Про­водится большая исследовательская работа по совершен­ствованию конструкции автомобилей, улучшению качества дорог и организации движения, профессиональному отбо­ру водителей и их подготовке.

В настоящее время в результате специальных научных исследований выработаны основные положения, принци­пы и рекомендации по безопасности движения. Эффектив­ность многих рекомендаций проверена на практике. Одна­ко подавляющее их большинство относится лишь к перво­му звену системы автомобиль — человек — дорога (А-Ч-Д) — к автомобилю. Но вопросы безопасности автомобильного движения нельзя решать, ограничиваясь только улучше­нием конструкции автомобиля, без учета взаимодействия всех компонентов системы А-Ч-Д. Кроме того, все мероприятия по безопасности движения необходимо рассматри­вать в двух аспектах: с точки зрения активной и пассивной безопасности.

Раздел 1. Активная безопасность автомобиля

1.1 ЧТО ТАКОЕ АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Начиная с 50-х годов прошлого века резко возросло ко­личество автомобилей, они стали более динамичными и мощными. Все эти факторы привели к резкому повышению автомобильных катастроф. Создание максимально безопас­ного автомобиля стало одним из приоритетных направле­ний работы автопроизводителей. Но создание безопасного автомобиля вовсе не означает создание медленного или мало энерговооруженного автомобиля. Бывают случаи, когда в экстремальной дорожной ситуации лучше и безопаснее рез­ко разогнать автомобиль, чем тормозить. Поэтому такое большое внимание конструкторы отдают вопросам созда­ния двигателей и трансмиссий. Но быстро разгоняющийся

автомобиль должен уметь и быстро останавливаться. Так с каждым годом тормозные системы становятся более эффек­тивными. Многочисленные электронные системы позволя­ют избежать заноса, сокращают тормозной путь, распреде­ляют крутящий момент по осям автомобиля в зависимости от нагрузки и многое другое. Говоря об активной безопас­ности, нельзя не упомянуть шины и диски. Именно они обеспечивают устойчивость автомобиля, надежный кон­такт с дорогой. Большое значение для безопасности играет обзорность. Но увеличивать площадь остекления и умень­шать ширину стоек до бесконечности невозможно, т. к. не­обходимо учитывать всю вероятность опрокидывания ав­томобиля при аварии. Таким образом из множества выше­упомянутых факторов, порой противоречивых, создается активная безопасность автомобиля, главная задача кото­рой — предотвратить возможную катастрофу. Т. о. актив­ная безопасность — это комплекс организационно-техничес­ких мероприятий (возможности), которые с помощью во­дителя или без него предотвращают возникновение ДТП.

1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КАК СИСТЕМЫ

Сущность активной безопасности автомобиля — в отсут­ствии внезапных отказов в конструктивных системах ав­томобиля, особенно связанных с возможностью маневра, а также в возможности водителя уверенно и с комфортом управлять механической системой автомобиль-дорога. К активной безопасности автомобиля относится также соот­ветствие тяговой и тормозной динамики автомобиля дорожным условиям и транспортным ситуациям, а также психо­физиологическим особенностям водителей: а) от тормозной динамики автомобиля зависит величина остановочного пути, который должен быть наименьшим. Кроме того, тор­мозная система должна позволять водителю очень гибко выбирать необходимую интенсивность торможения; б) от тяговой динамики автомобиля во многом зависит уверен­ность водителя при обгоне, проезде перекрестков и пересе­чении автомобильных дорог. Особое значение тяговая ди­намика автомобиля имеет для выхода из аварийных ситуа­ций, когда тормозить уже поздно, а маневр в плане нельзя делать из-за стесненных условий. В этом случае необходи­мо разряжать обстановку только опережением событий.

Основные конструктивные характеристики автомоби­ля:

а) компоновка автомобиля;

б) устойчивость, способность противостоять заносу и опрокидыванию в различных до­рожных условиях и при высоких скоростях движения;

в) управляемость, эксплуатационное свойство автомобиля, позволяющее управлять автомобилем при наименьших зат­ратах психической и физической энергии, при совершении маневров в плане для сохранения или задания направле­ния движения;

г) маневренность, или качество автомоби­ля, характеризующееся величиной наименьшего радиуса поворота и габаритами автомобиля;

д) стабилизация, спо­собность элементов системы автомобиль-водитель-дорога противостоять неустойчивому движению автомобиля, или способность указанной системы самой или с помощью во­дителя сохранить оптимальные положения естественных осей автомобиля при движении;

е) тормозная система, для обеспечения надежности работы которой принимаются раз­дельные приводы на передние и задние колеса, автомати­ческое регулирование зазоров в системе для обеспечения стабильного времени срабатывания, блокирующие устрой­ства для предотвращения заноса при торможении и т.д.;

ж) рулевое управление, которое должно обеспечивать постоянную надежную связь с рулевым колесом и зоной кон­такта шины с дорогой при незначительном мышечном уси­лии водителя. Рулевое управление должно быть надежным в работе, с точки зрения внезапного отказа, а также иметь значительные резервы работоспособности на истирание (из­нос) основных деталей узлов механизма;

з) правильная установка управляющих колес автомобиля; внезапный отказ автомобиля от сохранения задаваемого водителем направ­ления движения может быть также вызван неправильной установкой управляющих колес автомобиля, что часто вы­зывает сложности в управлении в критических ситуациях;

и) надежные шины, которые значительно повышают безо­пасность движения автомобилей и позволяют автомобилю двигаться с надлежащим силовым замыканием в зоне кон­такта с дорогой;

к) надежность систем сигнализации и ос­вещения. Отказ одной из систем и незнание об этом водите­ля маневрирующего автомобиля может привести к непони­манию развития транспортной ситуации другими водителями, что снижает активную безопасность комплек­са в целом.

Правильность и своевременность оценки водителем до­рожной обстановки во многом определяются такими харак­теристиками автомобиля, как обзорность, эффективность систем головного освещения, очистка, обмывка и обогрев стекол (лобового, заднего и боковых). Надежность работы водителя при длительном управлении автомобилем зави­сит от комфортабельности салона, оцениваемой микрокли­матом, шумоизоляцией, удобством сидений и пользовани­ем органами управления, отсутствием вредных вибраций. Кроме того, немаловажное влияние на надежность работы водителя оказывает стандартизация расположения и дей­ствия органов управления на всех транспортных средствах, Сюда относятся постоянство места расположения и равное усилие, прилагаемое к органам управления, их одинаковые принципы работы.

Немалую роль в обеспечении активной безопасности играет комфортабельность автомобиля. Именно она опре­деляет время, в течение которого водитель способен управ­лять автомобилем без утомления. Этому в значительной степени способствует использование автоматических коро­бок передач, круиз-контроля и т.д.

Рассмотрим параметры активной безопасности автомобилей на примере конкретных конструкций, получивших достаточно широкое распространение в практике автомо­билестроения.

1.3 ОБЩАЯ КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ

В настоящее время на дорогах мира можно наблюдать автомобили, имеющие самые различные внешние стилевые формы, габариты, различную компоновку внутренних агре­гатов и оборудования, размещаемого с наружной стороны кузова. Появление такого разнообразия в определенной сте­пени обусловлено стремлением фирм и отдельных автомо­бильных заводов выпускать продукцию, внешний вид и характеристики которой значительно отличались бы от ана­логичных образцов других фирм и заводов. Однако при этом нельзя не учитывать и огромную роль технического прогрес­са не только в автомобильной, но и в других отраслях промышленности, который формирует общественные и тех­нические требования к выпускаемой продукции — к автомо­билям. За критерий, который позволит оценить целесообраз­ность дальнейшего развития того или иного вида компонов­ки автомобиля, может быть принято то, насколько данные конструкции отвечают требованиям активной безопасности. Учитывая это положение, рассмотрим виды компоновки современных автомобилей.

Переднемоторная компоновка.

Переднемоторная ком­поновка является традиционной на всех этапах развития конструкций автомобиля и характеризуется расположени­ем двигателя перед пассажирским салоном. Вынесение дви­гателя далеко вперед позволяет максимально придвинуть салон к переднему мосту, частично используя пространство между кожухами передних колес. Таким образом, обеспе­чивается наивыгоднейшее использование пространства в пределах базы и легко достигается необходимая нагрузка на передний мост. Несмотря на эффективное использова­ние пространства внутри базы, автомобили данной схемы имеют значительную габаритную длину вследствие доста­точно большого переднего свеса. Увеличение базы за счет заднего багажника нежелательно из-за чрезмерной пере­грузки переднего моста. Кроме того, расположение двига­теля в самой передней части автомобиля не позволяет улуч­шить его обтекаемость путем понижения линии капота. В последнее время широкое распространение получили переднеприводные автомобили, у которых управляемые коле­са являются ведущими. Автомобиль с такой компоновкой имеет наилучшую устойчивость и управляемость при дви­жении с высокой скоростью, особенно по скользкой или мокрой дороге. Популяризации такой компоновки способ­ствовали также изменения в общем облике автомобиля и его развесовке по осям. Уменьшение габаритных размеров двигателей (при сохранении их мощности) и применение независимых передних подвесок позволили располагать двигатель над передним мостом или даже перед ним, что обеспечило необходимый сцепной вес (более 50% от обще­го веса автомобиля) на передние ведущие колеса. Еще одно преимущество переднеприводных автомобилей — меньший, чем в автомобилях с другой компоновкой, уровень шума в салоне вследствие удаленности ведущего моста и отсутствия карданного вала, часто являющегося источником вибра­ций. Однако как показывает практика, класс автомобиля (его размеры, качество изготовления и отделки, наличие шумоизолирующих обивок и мастик), а также тип кузова (рамный или несущий) влияют на уровень шума в салоне значительно больше, чем компоновочная схема.

Наряду с достоинствами переднеприводная схема не сво­бодна и от недостатков, являющихся следствием либо пере­грузки переднего моста, либо наличия передних ведущих колес. Во-первых, перераспределение веса при торможении приводит к тому, что в момент торможения на задние коле­са приходится лишь 25-30% сцепного веса, что, с одной стороны, вынуждает предусматривать в системе привода тор­мозов ограничитель тормозного усилия на задних колесах, с другой — увеличивать эффективность передних тормозов, а следовательно, и их размеры, что не всегда возможно при использовании современных колес с малым диаметром дис­ка (10-13″). Во-вторых, шины передних ведущих, управля­емых и более нагруженных колес изнашиваются значитель­но быстрее, чем задних, поэтому в эксплуатации требуется достаточно частая перестановка передних колес назад, и на­оборот. В-третьих, передний ведущий мост требует либо от­носительно сложных в производстве и дорогих шарниров равных угловых скоростей, либо дополнительных устройств (например, упругих муфт или торсионов) при использова­нии одинарных карданных шарниров. В-четвертых, объеди­нение двигателя в один силовой агрегат вместе с трансмис­сией и ведущим мостом усложняет конструкцию и затруд­няет доступ к отдельным элементам и вспомогательным агрегатам, особенно в тех случаях, когда двигатель располо­жен поперечно и его картер объединен с картером коробки передач и дифференциала. Однако широкое распростране­ние легковых автомобилей с передним приводом в последние годы свидетельствует о том, что перечисленные недостатки рассматриваемой схемы не могут служить серьезным пре­пятствием для ее дальнейшего развития на легковых авто­мобилях разных классов.

Долгое время считалось, что переднеприводная компо­новка применима лишь на автомобилях малого и среднего классов, мощность двигателей которых не превышает 100-110 л. с. На автомобилях больших размеров с мощными двигателями переднеприводная компоновка не использо­валась вследствие опасений за работоспособность и надеж­ность шарниров равных угловых скоростей, нагруженных большим крутящим моментом. Вызывала затруднения компоновка двигателя больших размеров в сочетании с пе­редним ведущим мостом. Трудно было обеспечить необхо­димую развесовку. Кроме того, считали, что для большого автомобиля достаточную устойчивость и управляемость можно получить и при классической компоновке. Тщатель­ное изготовление элементов шасси и широкое применение шумопоглощающих материалов на дорогих моделях прак­тически исключают возникновение шумов и вибраций даже от достаточно длинного карданного вала. Тем не менее се­годня даже в автомобилях с объемом двигателя 2500-3500 см3 передний привод нашел широкое применение.

На характеристики автомобилей с передним приводом оказывает влияние относительное положение двигателя и переднего моста. Для автомобилей с двигателями большего рабочего объема расположение последнего над ведущим пе­редним мостом — практически единственный возможный вариант, так как по условиям развесовки и вследствие зна­чительных габаритов двигателя его расположение впереди или за ведущим мостом невозможно, а поперечное располо­жение также не дает преимуществ вследствие примерно рав­ных габаритов двигателя по длине и ширине. Расположение двигателя над передним мостом позволяет добиться удовлет­ворительных результатов по развесовке и использованию подкапотного пространства без увеличения переднего свеса (при наличии рядного четырехцилиндрового двигателя с рабочим объемом 1,3-1,6 л). При этом упрощается управле­ние коробкой передач, но несколько затрудняется доступ к агрегатам трансмиссии. Расположение двигателя за пере­дним ведущим мостом позволяет плавно понизить линию капота до уровня переднего бампера и тем самым существен­но снизить лобовое сопротивление автомобиля. Свободное пространство под капотом перед двигателем в автомобилях с передним приводом позволяет разместить там запасное колесо, освободив от него задний багажник. Недостаток ком­поновки — внедрение двигателя в нижнюю переднюю часть пассажирского салона между водителем и пассажиром, что уменьшает пространство для ног последних. Несколько зат­руднено также управление коробкой передач, которая ока­зывается вынесенной далеко вперед.

Компоновка с центральным расположением двигателя.

Компоновка автомобиля, когда двигатель размещается в пределах колесной базы автомобиля, практически за спин­ками сидений водителя и пассажира, встречается в автомо­билестроении достаточно редко. Для улучшения развесов­ки по колесам, в зависимости от объема и конструкции дви­гателя, он может размещаться как вдоль, так и поперечно. Хорошее распределение веса автомобиля по осям и повышен­ная безопасность при движении — основные преимущества автомобилей с центральным расположением двигателя. По­этому не удивительно, что по среднемоторной компоновке строятся скоростные, высокоманевренные автомобили, та­кие как Lamborghini, Ferrari, MG. Например, Lamborghini -Callardo с двигателем V10 с рабочим объемом 4961 см3, спо­собным развивать мощность до 500 л. с., что позволяет авто­мобилю развивать скорость до 309 км/ч.

Заднемоторная компоновка.

При этой компоновке дви­гатель, объединенный с трансмиссией, располагается за задней подвеской автомобиля, что позволяет значительно снизить габариты автомобиля, а следовательно, его вес. Но при заднемоторной компоновке на задние ведущие колеса приходится до 60% от общего веса автомобиля, что поло­жительно сказывается на проходимости автомобиля, но отрицательно на его устойчивости и управляемости при движении с большой скоростью. Поэтому для улучшения развесовки приходится сдвигать пассажирский салон впе­ред, что при ограниченных габаритах автомобиля сокраща­ет пространство для ног водителя и переднего пассажира. Сегодня только одна фирма в мире строит свои автомобили по заднемоторной компоновке — Porsche.

Классическая компоновка.

Такое название получила компоновка с передним расположением двигателя и с при­водом на задние колеса. Применение карданного вала не позволяет создать салон автомобиля без трансмиссионного туннеля, что сказывалось на комфорте пассажиров. Кроме того, вибрации от карданного вала передаются на кузов автомобиля. Поэтому было необходимо применять лучшую шумо- и виброизоляцию, что приводит к удорожанию ав­томобиля. Классической компоновке свойственен занос зад­них колес, особенно при прохождении поворотов на сырой или скользкой дороге. Сегодня классическая компоновка практически не встречается, но ей остаются верными та­кие гранды автомобилестроения, как BMW, Mercedes и Jaguar.

1.4 ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Для современных двигателей внутреннего сгорания лег­ковых автомобилей общего назначения характерны многие элементы, которые еще несколько лет назад были достоя­нием лишь гоночных двигателей. Основные работы ведут­ся в направлении повышения удельной мощности двигате­лей, уменьшения токсичности выхлопных газов, повыше­ния надежности и долговечности. Повышение удельной мощности, надежности и долговечности двигателей способ­ствует увеличению уверенности водителя в процессе управ­ления автомобилем, особенно при маневрировании в слож­ных ситуациях. Уменьшение токсичности выхлопных га­зов — основная проблема в странах с высоким уровнем автомобилизации, и от решения ее зависят не только усло­вия, в которых работает водитель, их комфортабельность, но и здоровье, жизнь многих людей. Двигатели внутренне­го сгорания насчитывают уже более чем столетнюю исто­рию. Совсем недавно казалось, что они уже достигли совер­шенства и дальнейших перспектив развития у них уже нет. Но инженеры-двигателисты считают иначе. Системой элек­тронного впрыска топлива сегодня уже никого не удивишь. Разработчики известного японского концерна Mitsubishi предложили вариант «бензинового дизельного» двигателя, в котором топливовоздушная смесь впрыскивается не во впускной коллектор, а непосредственно в камеру сгорания, подобно обычному дизельному двигателю. Разработанный ими двигатель получил название GDI (Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск топлива) и уже нашел себе применение на автомобиле Mitsubishi Carisma. В этом двигателе происходит так называемое послойное смесеобразование. При небольших нагрузках он работает на очень бедных смесях. Для того чтобы поджечь такую смесь, не­обходимо впрыскивать топливо в конце такта сжатия, при этом поршни специальной формы направляют ее непосред­ственно к электродам свечей. Экономия топлива в двигате­лях GDI по сравнению с обычными двигателями достигает 10-15%, но при этом резко повышается температура отра­ботанных газов, а вместе с ней и количество выбрасывае­мых в атмосферу окислов азота (N0x), что делает необходи­мым использование дорогого катализатора, который тре­бует использования бензина с минимальным количеством серы, в противном случае он очень быстро выйдет из строя. Интересный двигатель разработан шведской фирмой SААВ, которая хорошо известна своими инновациями в об­ласти двигателестроения. Именно она первой освоила серий­ное производство двигателей с турбонаддувом и четырьмя клапанами на цилиндр. Как ясно из названия двигателя SVC(SААВ Variable Compression) (рис.1), в нем изменяется степень сжа­тия. Достигается это путем наклона головки блока двигате­ля на 4° относительно картера, что дает возможность увели­чить объем камеры сгорания при том же ходе поршня. Бла­годаря этому появляется возможность изменить степень сжатия двигателя в диапазоне от 14 :1 до 8 :1.

Рис .1 Двигатель SVC (SAAB) с изменяющейся степенью сжатия

Изменение степени сжатия позволяет существенно уве­личить КПД двигателя. Представленный пятицилиндровый образец SVC имел объем всего 1,6 литра, развивая при этом мощность более 200 л. с. При этом по сравнению с обычным двигателем он потребляет топлива на 30% мень­ше. Но высокий уровень шума при работе, а также другие проблемы сдерживают пока его серийное производство.

Фирма ВМW всегда славилась своими двигателями. Очень интересный двигатель, названный Valvetronic, она представила на суд общественности в 2001 году. Этот двига­тель позволяет изменять фазы газораспределения и степень открытия клапанов. Для изменения степени открытия кла­панов в головке блока цилиндров двигателя кроме двух рас­пределительных валов, выполняющих свои обычные функции, добавлен еще один управляющий вал. Поворачиваясь вокруг своей оси, он изменяет положение промежуточного механизма, который воздействует на клапан, изменяя мак­симальную величину его открытия от 0,25 мм, обеспечивая тем самым легкий запуск и устойчивую работу на холостом ходу и достаточный крутящий момент на небольших скоро­стях и нагрузках, до 9,4 мм, необходимых для получения максимальной мощности при высоких оборотах.

Изменение фаз газораспределения достигается путем использования двух ползунковых вариаторов, установлен­ных непосредственно на впускном и выпускном распреде­лительных валах.

Для снижения уровня вибраций 4-цилиндровых двигате­лей большого объема в картере двигателя были установлены два балансирных вала, приводящихся в движение дополни­тельным цепным приводом от коленчатого вала двигателя.

В этих двигателях используется система плавного регу­лирования длины впускных трубопроводов. Для этого исполь­зуется вращающийся барабан с электроприводом, позволяю­щий за 1 секунду изменить длину трубопровода с 231 до 673 миллиметров. До средних оборотов (3500 об/мин) работает длинный канал, а по мере роста оборотов он укорачивается. Все эти конструкторские ухищрения позволяют на низ­ких и средних нагрузках сэкономить до 10% топлива.

Уже были испробованы двигатели, в которых отсутству­ют традиционные распределительные валы. В них исполь­зовано индивидуальное устройство управления клапанами с гидроприводом или электроприводом с помощью солено­идов. С помощью такой системы можно не только четко управлять временем открытия каждого клапана, не толь­ко обеспечивать получение максимальной мощности или максимального крутящего момента, очень маленьких и экономичных оборотов холостого хода, но и получения не­которых теоретических возможностей. Например, станет реальным отключать несколько цилиндров полностью или переводить их на малую нагрузку. Созданные эксперимен­тальные агрегаты показали, что электрическое управление клапанами позволяет сэкономить до 20% топлива. Кроме того, конструкция самого двигателя может быть значитель­но упрощена, так как обычный привод газораспределитель­ного механизма: цепи, ремни, механизм натяжения, шес­терни и распределительные валы — становится ненужным.

Но несмотря на явные преимущества и кажущуюся про­стоту электронного привода клапанов, конструкторы стол­кнулись с некоторыми трудностями. Так, для работы 16-клапанного 4-цилиндрового двигателя требуется мощность около 2 кВт. Да и при использовании 12-вольтовой борто­вой сети автомобиля соленоиды получаются большими и тяжелыми. Разработчики считают, что эти проблемы мо­гут быть успешно преодолены переводом бортовой сети ав­томобиля на напряжение 36 вольт и применением генера­тора напряжения 42 вольта.

Специалисты фирмы Renault считают, что в перспек­тиве потребляемая мощность системы электронного при­вода клапанов будет снижена до 300 Вт. По их мнению, та­кая система привода будет применяться уже в 2010 году, когда появится 36-вольтовая бортовая сеть.

1.5 ТРАНСМИССИЯ АВТОМОБИЛЯ

В настоящее время наибольшее внимание уделяется созданию автоматических и полуавтоматических трансмис­сий, что соответствует общей тенденции повышения ком­фортабельности и безопасности автомобилей. Применение автоматической трансмиссии — одна из наиболее действен­ных мер обеспечения активной безопасности, так как рез­ко снижает утомляемость водителя, особенно в городском движении, и тем самым вероятность возникновения аварии из-за усталости и невнимательности водителя. Достаточно сказать, что езда в современном городе в часы «пик» требу­ет до 30 выключений сцепления на 1 км пробега. Это дает основание предполагать, что уже в ближайшее десятиле­тие большая часть легковых автомобилей и автобусов бу­дет оборудоваться автоматической коробкой передач.

Впервые планетарная автоматическая коробка передач появилась на автомобиле без малого 100 лет назад. Ею ос­нащались автомобили Cadillac в 1906 году. Но расцвет та­ких коробок передач пришелся на 50-е годы прошлого века. Первоначально это были достаточно примитивные 2-3-сту-пенчатые агрегаты с довольно небольшим сроком службы. Пытались наладить производство автоматических коробок передач и в Советском Союзе, Первоначально планировал­ся серийный выпуск легендарной ГАЗ-21 «Волги» как с механической, так и с автоматической коробками передач. Но технологические трудности, а также полное отсутствие сервисной сети поставили крест на планах Горьковского автозавода. Автоматические коробки передач в Советском Союзе остались прерогативой правительственных «члено-возов» и… автобусов ЛиАз-967.

Сегодня автоматические коробки передач стали много­ступенчатыми. Зачастую количество передач достигает 5-6, а благодаря современным технологиям срок их службы сравнялся со сроком службы автомобиля. Кроме того, они предоставляют водителю несколько режимов движения: «экономный», «зимний» или «спортивный». Некоторые со­временные автоматические коробки передач стали «само­обучающимися». Благодаря современной электронике они «запоминают» индивидуальный стиль вождения водителя и в дальнейшем настраиваются под него. Но классическим коробкам передач присущи и врожденные недостатки: до­роговизна, сложность, громоздкость, а главное — большие потери мощности, а значит, повышенный расход топлива и динамичности.

Бесступенчатые трансмиссии (Continuosli Variable Transmission — CVT) известны достаточно давно. К сожале­нию, малый срок службы клинового ремня (40 000-50 000 км) и невозможность применения на более тяжелых автомобилях ограничило применение CVT на легких сне­гоходах и квадроциклах. Но в 2000 году известный японский автопроизводитель Nissan вместо традиционного рем­ня предложил использовать стальную ленту с нанизанны­ми на нее трапецеидальными элементами. Впервые серийно такой вариатор был применен на автомобиле Honda Civic. Его конструкция позволяет осуществить и ручной режим работы: достаточно ввести в бортовой компьютер несколь­ко фиксированных значений передаточного отношения, и его можно выбирать по желанию водителя вручную или ры­чагом, или кнопками. Так в новой модели Fiat Punto зап­рограммировано 7 «передач».

Современные технологии позволили преодолеть и еще одну «болезнь» клиноременного вариатора — невозможность передавать большой крутящий момент. Известная немецкая фирма Audi для модели А6, оснащенной двигателем мощно­стью 193 л. с. с крутящим моментом 280 Нм, разработала новый вариатор Multitronic (рисунок.2).

Рисунок.2. Бесступенчатый автомат Multitronic

1-ведущий вал, 2-приводная цепь, 3- ведомый вал, 4-подвижный полушкив

Для передачи такого большого крутящего момента конструкторы использовали пластинча­тую многорядную цепь. По заверениям создателей, она мо­жет служить без замены несколько сотен тысяч километров. Новый вариатор Audi позволяет сэкономить 0,9 л топлива на 100 км по сравнению с традиционным автоматом и 0,2 л при механической 5-ступенчатой коробкой передач. Кроме того, улучшилась приемистость автомобиля: разгон до 100 км/ч стал соответственно на 1,2 с меньше. Пожалуй, это первая автоматическая коробка передач, улучшающая ди­намику и экономичность автомобиля. Компьютерное обес­печение позволяет обеспечить как «экономичный», так и «спортивный» режим вождения. Так, в первом варианте при плавном нажатии на педаль газа при достижении 60 км/ч включается «повышающая» передача. При резком нажатии на педаль вариатор автоматически переходит в «спортив­ный» режим работы и включается «понижающая» переда­ча. Кроме того, компьютер включает ее при движении с при­цепом, крутом подъеме, если необходимо торможение дви­гателем. Разумеется, предусмотрен и ручной режим работы. В этом случае вариатор работает как механическая 6-ступен-чатая коробка передач.

Очень интересную трансмиссию SH-AWD (Super Handling All Whell Drive — суперуправляемый полный привод) предложила компания Honda. Эта трансмиссия, кроме традиционного распределения крутящего момента между передним и задним мостами, способна оптимально распре­делить его между правым и левым задними колесами авто­мобиля. Для улучшения управляемости и уменьшения по­терь крутящего момента в заднем дифференциале добавлен планетарный «ускоритель», обеспечивающий при повороте более быстрое вращение внешнего колеса по сравнению с передними. По мнению создателей, SH-AWD обеспечит ав­томобилю абсолютно нейтральную поворачиваемость в лю­бых дорожных условиях. Обработав информацию от множе­ства датчиков, измеряющих параметры движения, режимы работы двигателя, коробки передач, а также учитывая угол поворота рулевого колеса, компьютер увеличивает тягу на внешнем заднем колесе, если в повороте происходит разгон, или уменьшает его при торможении. При движении по прямой, когда на задние колеса приходится большая масса, на них передается и большее тяговое усилие.

На автомобиле Volvo ХС90 V8 впервые нашла приме­нение новая трансмиссия Instant Traction. Система пол­ного привода была усовершенствована, чтобы она более точно могла передавать мощность от нового двигателя V8. Максимальный крутящий момент, кратковременно пере­даваемый на задние колеса, увеличен на 50% по сравне­нию с обычным пяти- или шестицилиндровым Volvo ХС90. Если раньше задний мост подключался после того, как любое из передних колес провернется на 1/7 оборота, то новая муфта Haldex, с усовершенствованным клапаном постоянного давления, задействует его практически мгно­венно после воздействия на педаль газа. В первое мгнове­ние, когда автомобиль трогается с места и ему особенно «тяжело», крутящий момент передается на колеса пропор­ционально распределению на них массы автомобиля. Сцепление колес с дорогой обеспечивается без проскаль­зывания, что очень важно при трогании с места и резком ускорении на мокрой или обледеневшей дороге. Кроме того, это исключает эффект «закапывания» передних ко­лес на рыхлых грунтах. После разгона до 15 км/ч плавно отключается, и автомобиль превращается в переднеприводной .

1.6 ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ

Подвеска, обеспечивающая хорошую устойчивость автомобиля на дороге, служит важным составляющим зве­ном общей «активной» безопасности автомобиля. В насто­ящее время считается, что безопасность обеспечивается лишь в том случае, если шасси автомобиля «быстрее» его двигателя, т. е. рассчитано на большую скорость, чем та, которую может обеспечить двигатель. Если проанализи­ровать тенденции развития конструкций передних подвесок автомобилей, то можно отметить следующие особен­ности. За последние годы значительно увеличилось коли­чество автомобилей, имеющих переднюю подвеску типа «качающаяся свеча» (Mac Pherson) (рисунок.3).

ЧТО ТАКОЕ АКТИВНАЯ И ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ? | Обзор и обслуживание автомобилей

AutoBlogCar.Ru – Полезные статьи для автолюбителей | https://autoblogcar.ru/sborkauto/41-iz-chego-izgotavlivayut-kuzov.html

Добрый день, в сегодняшнем материале мы расскажем Вам про активную и пассивную безопасность кузова, как главного несущего элемента любого автомобиля. В статье мы узнаем, как производятся современные кузова транспортных средств, и какая должна быть толщина металла данного элемента машины. Кроме того, мы рассмотрим различные электронные помощники, которые помогают и облегчают управление автомобилем.

Любой современный автомобильный кузов включает в себя различные узлы, детали, обеспечивает комфорт, безопасность и внешний вид транспортного средства. Во многом от кузова, а точнее от качества его материала и производства зависит срок службы машины. Кузов — это основной несущий элемент автомобиля, который производится из огромного количества металлических сплавов и иных материалов. Данный несущий элемент включает в себя такие основные узлы транспортного средства, как двигатель, трансмиссия, элементы подвески, рулевое управление, которые устанавливаются к основанию кузова. Элементами кузова из чего он состоит является днище, крыша, крылья, двери, багажник, а также капот.

Кроме того, к вышеописанным элементам относятся еще и более мелкие части, без которых автомобиль не может функционировать. Днище, крыша и боковые панели скрепляются методом точечной сварки. В специально подготовленные проемы монтируются лобовое, боковые, задние стекла, а также люк, если он устанавливается в производимой модели.

Итак, приступим к рассмотрению темы активной и пассивной безопасности современного автомобиля.

1. Понятие и особенности пассивной безопасности кузова автомобиля

Пассивная безопасность — это способность элементов автомобиля снижать тяжесть последствий для водителя, пассажиров и пешеходов при дорожно-транспортном происшествии. Данный параметр обеспечивается продуманной конструкцией кузова, его прочностью, которая уменьшает уровень деформации при ДТП. Кроме того, в список элементов, которые входят в пассивную безопасность относятся: ремни безопасности, специальные регулируемые подголовники, рулевое колесо из мягких материалов, безопасные лобовое и боковые стекла, усиленные двери, а также негорючие материалы интерьера и экстерьера.

Первостепенное внимание инженеров на заводах, где изготавливаются автомобили уделяется стёклам транспортных средств. В момент столкновения автомобиля, стекло лобового типа должно остаться цельным. Чтобы это осуществить, автопроизводители применяют специальную технологию при производстве с добавлением в сердцевину стекла специальной прочной, прозрачной пленки. Боковые стекла в современных автомобилях также изготавливаются из специальных материалов, которые при ударе не порежут пассажиров, они сделаны так, что просто рассыпаются при ДТП на мелкие, не острые осколки. Изготовление заднего стекла происходит точно по такой же технологии, как и лобового.

Капсула кузова должна быть сконструирована таким образом, чтобы при аварии его структура была целой и практически невредимой. Все рычаги, педали и руль не должны проникать в салон при аварии, чтобы не вызвать тяжелые или смертельные травмы водителю и пассажирам. Также одним из немаловажным пунктов пассивной безопасности кузова является то, что все двери после происшествия должны открываться без сверх усилий, замки в дверях не должны заедать. Все это делается для того, чтобы беспрепятственно можно было подобраться к раненым. Самым главным параметром безопасности кузова является то, что его структура обязана быть цельной, так как от этого зависит общая сохранность несущего элемента транспортного средства.

Сегодня при производстве современных автомобилей, уже на стадии проектирования кузова, инженеры думают не только о пассивной безопасности для пассажиров и водителя, но и о пешеходах. Так, например, при наезде на пешеходов, машина не должна наносить ему сильных повреждений. Дальше всего в этом деле продвинулся Шведский автопроизводитель, компания Volvo. Данная компания полностью отказалась от излишней защиты бамперов и мощных стальных труб в передней части транспортного средства. Кроме того, многие производители изготавливают капот автомобилей по технологии плавного пружинного изгиба, который обеспечивают плавное отталкивание пешехода. Бампера производятся из специального состава полипропиленов, которые также снижают травмоопасность пешеходов.

Отметим, что практически все современные автомобили использовали почти 100 процентов возможностей для увеличения пассивной безопасности, за счет материалов при производстве кузова. На сегодняшний день любой кузов способен уберечь своих пассажиров при аварии на максимальной скорости в 90 километров в час. При такой скорости кузов дает хорошие шансы на спасение пассажиров и водителя.

2. Понятие и особенности активной безопасности кузова автомобиля

Безопасность кузова активного типа — это возможность избегать дорожно-транспортное происшествие при помощи оптимальной обзорности в различных климатических условиях, обеспечения защиты видимости от прямых солнечных лучей или встречным светом фар, четкой видимостью приборной панели, безопасной посадкой водителя, а также оптимальным микроклиматом в салоне и удобным расположением основных приборов с устройствами.

Кроме вышеописанных моментов, к безопасности кузова также относят помощники электронного типа. Их задача состоит в облегчении управления транспортным средством. К таким системам относят антиблокировочную систему ABS, которая не позволяет колесам заблокироваться на скользком дорожном покрытии; система ESP или функция курсовой устойчивости, которая не позволяет уходить автомобилю в неуправляемый занос; система помощи подъема и спуска с горы; система электронного распределения тормозных усилий и прочие не маловажные устройства безопасности.

Отметим, что благодаря использованию системы авто торможения сокращается риск получения тяжелых ранений при авариях на 45 процентов, согласно международной статистике аварийности. Кроме того, стандартные системы торможения также помогают спасти жизни пассажиров, водителя и пешеходов. Так, например, если перед столкновением снизить скорость движения, хотя бы на 3 процента, то процент смертельного исхода сократиться на 20 процентов.

3. Толщина металла кузова современного автомобиля

На всех современных автомобилях, которые сходят с конвейера, толщина кузова составляет в диапазоне от 0,5 до 0,9 миллиметров. Толщина дна кузова составляет приблизительно 1 миллиметр. Отметим, что еще 20 лет назад толщина кузовов транспортных средств советского автопрома была не ровня текущим и составляла по днищу 2,5 миллиметра, а по остальным частям 1,5 миллиметра.

Такое снижение толщины кузова в первую очередь обусловлено облегчением общей массы автомобиля и применение в составе материала специальной высокопрочной стали, а также облегченных видов пластмасс. Во многих немецких автомобилях сегодня используют алюминий, как основной материал для производства кузова и его основных навесных элементов. На премиальных спортивных машинах в структуре несущего элемента применяется металл магний, он является еще более легким, чем алюминий, а также прочным в отличие от данного материала. Недостатком производства кузова из магния является его высокая стоимость из-за ограниченности ресурса.

По мнению многих автоэкспертов толщина панелей кузова, которые устанавливаются поверх несущего элемента почти не влияют на безопасность транспортного средства. Такие компоненты, как правило, применяются в основном для эстетики и придания симпатичного внешнего вида автомобиля. На сам кузов, а точнее на его безопасность влияет структура силового типа несущего элемента. Она создает и обеспечивает безопасность пассивного типа. Поэтому в основе таких ребер, как их называют в народе, материал используется из стали высокопрочного состава. Это позволяет снизить общую массу транспортного средства и одновременно повысить жесткость кузова на удар.

Надеемся, что наш материал, помог Вам узнать про активную и пассивную безопасность кузова автомобиля, как основного несущего элемента любого транспортного средства. Отметим, что любая современная машина перед тем, как сойти с конвейера проходит целую серию определенных тестов и проверок на соответствие основным направлениям активной и пассивной безопасности. Все это делается не просто так. Дело в том, что кузов, как несущий элемент обязан уберечь водителя, пассажиров и пешеходов от возможных ранений и жертв при авариях на дороге.

AutoBlogCar.Ru – Полезные статьи для автолюбителей | https://autoblogcar.ru/sborkauto/41-iz-chego-izgotavlivayut-kuzov.html

Новости: Автомобили «ГАЗель NEXT» начали оснащаться подушками безопасности

Нижний Новгород, 29 апреля 2020 года, – Горьковский автозавод начал оснащать автомобили «ГАЗель NEXT» фронтальными подушками безопасности. Внедрение новой системы пассивной безопасности начинается с отдельных модификаций техники и постепенно будет распространено на весь модельный ряд легких коммерческих автомобилей семейства NEXT. Подушка безопасности водителя войдет в базовую комплектацию автомобиля. Также в настоящее время завершается подготовка к установке подушки безопасности для двух пассажиров переднего ряда, которая вскоре станет доступна в качестве опции.

Горьковский автомобильный завод начал выпуск автомобилей «ГАЗель NEXT» с новой системой пассивной безопасности. Система включает в себя фронтальную подушку безопасности водителя, новые ремни безопасности с преднатяжителями, измененную конструкцию рулевого управления и приборной панели, многофункциональное токопередающее устройство, блок управления системой безопасности и ряд других элементов. При получении сигнала о столкновении автомобиля с другим объектом система обеспечивает преднатяжение ремней безопасности, раскрытие подушки безопасности и отключение подачи топлива в двигатель для того, чтобы избежать возгорания.

Внедрение новой системы безопасности водителя началось с отдельных модификаций автомобиля «ГАЗель NEXT». Постепенно в течение 2020 года она будет распространена на весь модельный ряд легких коммерческих автомобилей семейства NEXT. Подушка безопасности водителя войдет в базовую комплектацию автомобиля.

Внедрению системы предшествовал длительный период проектирования и проведения нескольких циклов испытаний автомобилей, которые включали в себя удары о препятствия на разных скоростях, отработку защиты от ложного срабатывания, тесты в условиях особо высоких и особо низких температур. Система разрабатывалась на основе Правила ЕЭК ООН № 94, регулирующих требования к транспортным средствам в отношении защиты водителя и пассажиров в случае лобового столкновения.

Новые элементы пассивной безопасности дополнят мощную систему защиты водителя и пассажиров, которая была заложена в семейство NEXT уже на этапе конструирования. Важными элементами этой системы являются повышенная жесткость кузова, программируемые зоны деформации с функцией поглощения энергии фронтального удара, телескопический механизм складывания рулевой колонки. Мощная двухрычажная независимая передняя подвеска, интегрированная в единый модуль с рулевым управлением, обеспечивает высокий уровень устойчивости и управляемости при движении на высоких скоростях даже по неровной дороге.

Автомобили ГАЗ отвечают всем обязательным требованиям Правил ООН и ЕС, а также регламентам Таможенного союза, предъявляемым к транспортным средствам. При разработке каждой модели проводится около 60 различных видов обязательных сертификационных испытаний на подтверждение соответствия нормам пассивной и активной безопасности, экологическим и общим требованиям безопасности. Испытания проводятся как в России, в сотрудничестве с ФГУП НАМИ, так и совместно с ведущими европейскими инжиниринговыми компаниями.

Акселерометр для пассивной системы безопасности автомобиля Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 541.12.085

O.A. Комкова

магистрант, кафедра «Авиационные приборы и устройства», Арзамасский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

Т.В. Карасева

канд. техн. наук, доцент, кафедра «Авиационные приборы и устройства»,

Арзамасский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

АКСЕЛЕРОМЕТР ДЛЯ ПАССИВНОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ

Аннотация. Разработан акселерометр для пассивной системы безопасности автомобиля. С применением среды TFLEX CAD проведено моделирование чувствительного элемента разработанного акселерометра. Определены основные механические характеристики чувствительного элемента.

Ключевые слова: акселерометр, автомобиль, чувствительный элемент, пассивная система безопасности.

O.A. Komkova, Nizhny Novgorod State Technical University (Arzamas Branch)

T.V. Karaseva, Nizhny Novgorod State Technical University (Arzamas Branch)

ACCELEROMETOR SENSORS FOR PASSIVE VEHICLE SAFETY SYSTEMS

Abstract. The accelerometer for passive vehicle safety system was developed. Simulating the sensing element of the accelerometer was done with TFLEX CAD. The basic mechanical properties of the sensor were defined.

Keywords: accelerometer, car, the sensing element, passive safety system.

Ежегодно в мире выпускается около 55 млн автомобилей, из них 45 млн легковых, что обеспечивает прирост автопарка примерно на 15 млн автомобилей в год. Это приводит к увеличению транспортного потока и загруженности дорог. К числу неблагоприятных факторов относятся и дорожно-транспортные происшествия.

Можно назвать много причин дорожно-транспортных происшествий (ДТП), но одной из основных будет «человеческий фактор». Это превышение скорости, нарушения правил проезда перекрестков, выезд на встречную полосу. Меньшую долю в процент аварийности вносит неисправность транспортного средства.

На данный момент актуальным является оснащения автомобиля различными техническими средствами, с помощью которых можно сохранить человеку жизнь и его здоровье при ДТП.

Система безопасность автомобиля подразделяется на две большие группы [3]:

— активная система безопасности автомобиля;

— пассивная система безопасности автомобиля.

Активная система безопасности автомобиля позволят предотвратить ДТП или снизить его вероятность. Её работа проявляется в начальной фазе ДТП, когда водитель автомобиля еще может изменить траекторию его движения. В систему активной безопасности относятся следующие элементы: антиблокировочная система — ABS; антипробуксовочная система — ASR; электронная система поддержания курсовой устойчивости — ESP; электронная система распределения тормозных усилий — EBV; система автоматического поддержания дистанции -ACC; электронная система блокировки дифференциала — EDS.

Современные конструкции автомобиля позволяют частично компенсировать ошибки водителей. Однако, если все же аварию нельзя избежать, то жизнь водителя и пассажиров будет зависеть от пассивной системы безопасности автомобиля.

Первые попытки создания пассивной системы безопасности были сделаны в конце 50-х

годов XX века, когда впервые были установлены ремни безопасности для удержания пассажиров при столкновении или резком торможении. В 80-х годах того же века впервые были установлены в автомобиль подушки безопасности. Система надувных подушек и ремни безопасности работают в комплексе, так как в случае аварии обеспечивают дополнительную защиту головы и грудной клетки, снижает гибель людей при аварии на 40%.

Основными элементами современной пассивной системы является инерционные датчики, газогенератор и подушки безопасности.

Момент срабатывания подушек безопасности определяется с помощью акселерометра. В таких системах нельзя использовать низкодиапазонные акселерометры, так как пороговое значением срабатывания подушек безопасности составляет 25д. Такой акселерометр должен быть надежным и иметь достаточные показатели точности, так как от его работы зависит жизнь и здоровье водителя и пассажиров.

Логично для такого акселерометра выбрать чувствительный элемент осевого типа с крестообразным расположением подвесов [1,2]. Сформировать такой чувствительный элемент можно путем анизотропного химического травления. Конструктивно он состоит (рисунок 1) из инерционной массы (1), соединенную с помощью упругих подвесов (2) с каркасной рамкой (3).

Рисунок 1 — Чувствительный элемент акселерометра

Чувствительный элемент непосредственно передает информацию о действующем на него ускорении на первичный емкостной преобразователь перемещений. Акселерометры устанавливаются в бампере, в стойках, в районе подлокотника и в моторном отсеке. В память датчика заложены параметры, которые отвечают за превышение допустимого удара и в случае аварии сигнал подается на электрический блок управления. На рисунке 2 представлена общая компоновочная схема акселерометра.

Моделирование чувствительного элемента при достижении порогового значения ускорения можно осуществить с помощью продукта TFLEX CAD. Основной целью моделирования является проверка прочности упругих подвесов и определение коэффициента запаса прочности. Размер инерционной массы составляет 3*3 мм, ширина упругого подвеса 400 мкм, длина 500 мкм. Результаты моделирования приведены на рисунках 3, 4, 5. Анализируя полученные данные можно прийти к следующим выводам. Максимальное перемещение инерционной массы при ускорении 25 g составило 7 мкм. Максимальное напряжение составило 4,310-8 H/м2. Коэффициент запаса прочности оказался больше единицы, следовательно прочностные показатели оказались обеспечены.

Рисунок 2 — Общая компоновочная схема акселерометра: 1 — подвижная масса, 2 — подвесы, 3 — рамка; 4 — обкладки , 5 — электронная плата, 6 — трубка, 7 — гермовыводы, 8 — уплотнитель, 9 — корпус, 10 — крышки, 11 — кожух

Рисунок 3 — Перемещение чувствительного элемента

Задача *3адача_0′ Напряжения зквивапентные, Н/и’2 Масштаб перемещений. 33.47

С

Рисунок 4 — Оценка напряжений, возникающих в подвесах

Рисунок 5 — Оценка коэффициент запаса прочности

Моделирование полностью подтвердило возможность реализации акселерометра для пассивной системы безопасности.

Список литературы:

1. Вавилов, В.Д. Теоретические основы микромеханических акселерометров и гироскопов: Учебное пособие / В.Д. Вавилов. — Рекомендовано УМО вузов РФ по образованию в области приборостроения и оптотехники для студ. спец. 200103 «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы», 200106 «Информационно-измерительная техника и технологии». — Н.Новгород : НГТУ, 2011.

2. Распопов, В.Я. Микромеханические приборы : Учебное пособие / В.Я. Распопов. -Допущено министерством образования и науки РФ. — М. : Машиностроение, 2007.

3. Юхименко, В.Ф., Яценко, А.А Б39 Безопасность транспортных средств: Учебное пособие / В.Ф. Юхименко, А.А. Яценко. — Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2009.

Функции пассивной безопасности — Мозг на борту (TIRF)

Элементы пассивной безопасности — это элементы, которые помогают защитить пассажиров транспортного средства от дальнейших травм после того, как авария уже произошла. В отличие от функций активной безопасности

, которые нацелены на предотвращение до столкновений или смягчение их последствий, когда они все же случаются, основная функция функций пассивной безопасности заключается в защите водителя и пассажиров в автомобиле от различных сил столкновения.

Современные автомобили содержат то, что инженеры иногда называют жизненным пространством.Жизненное пространство — это защищенная зона вокруг пассажиров транспортных средств, в пределах которой вероятность избежать аварии с минимальными травмами. Функции пассивной безопасности работают для того, чтобы это жизненное пространство было максимально безопасным, и чтобы пассажиры транспортного средства оставались в этом пространстве во время аварии. Зоны деформации помогают поглощать и распределять силы удара, прежде чем они достигнут сиденья пассажира и водителя. Аналогичным образом, ремни безопасности , подушки безопасности и подголовники помогают удерживать водителя и пассажира (-ов) в неподвижном состоянии в жизненном пространстве транспортного средства.Подобные функции безопасности снижают риск серьезных травм и позволяют водителям и пассажирам избежать аварии.

Область за пределами жизненного пространства — это место, где более серьезные травмы могут быть неизбежны. Например, если водитель, попавший в аварию, не пристегивает ремень безопасности, он может быть выброшен за пределы жизненного пространства транспортного средства, ударившись о лобовое стекло или другие части жесткого интерьера транспортного средства. В случае более сильного столкновения водитель, не пристегнутый ремнями, часто полностью выбрасывается из транспортного средства.

Несмотря на классификацию этих характеристик как «пассивных», они чрезвычайно важны, когда речь идет о снижении тяжести травм при ДТП. Эти функции также постоянно развиваются и уточняются. Например, во многих новых автомобилях подушки безопасности не только выходят из рулевой колонки, но и появляются вдоль боковых панелей и даже вокруг колен. Также доступны усовершенствованные ремни безопасности, которые могут уменьшить напряжение на теле человека, чтобы уменьшить количество травм, связанных с ремнем безопасности.Даже подголовники могут включать технологию пассивной безопасности, чтобы снизить риск хлыстовых травм.

Визуальный ребрендинг находится в стадии разработки для следующих ресурсов.

Что такое пассивные ограничения? Как они защищают вас во время столкновений?

В нашем предыдущем блоге мы обсуждали системы предотвращения столкновений: важные функции автоматической безопасности, которые помогут вам в первую очередь избежать столкновения. Но хотя эта технология, несомненно, сделала вождение более безопасным, аварии все же случаются.К счастью, при разработке максимально безопасных транспортных средств производители не остановились на достигнутом; они создали пассивные ограничения, чтобы защитить вас и ваших пассажиров во время столкновения.

Итак, что такое пассивные ограничения? Какие механизмы лежат в основе этих спасательных функций и как они работают, чтобы обезопасить вас и ваших пассажиров? Сегодня мы рассмотрим две наиболее важные функции, которые могут спасти ваш автомобиль: подушки безопасности и ремни безопасности! Читать дальше!

Термин «пассивное удержание» относится к устройству или функции безопасности транспортного средства, которые активируются при столкновении или внезапной остановке с целью предотвращения травм пассажира.По определению, они не требуют никаких действий со стороны драйвера для работы.

В то время как другие системы безопасности, такие как антиблокировочная тормозная система и электронный контроль устойчивости, работают для предотвращения несчастных случаев, пассивные удерживающие устройства или пассивные системы безопасности работают, чтобы защитить вас во время столкновения. Самыми распространенными пассивными удерживающими системами в транспортных средствах сегодня являются подушки безопасности и ремни безопасности или ремни безопасности. Ниже мы рассмотрим каждую из этих систем и обсудим, как они появились и как они работают для спасения жизней во время столкновения.

Хотя технология подушек безопасности в той или иной форме существует с 1919 года, версии были произведены

. После нескольких десятилетий усовершенствований первые коммерчески доступные подушки безопасности появились на рынке в 70-х годах, но не получили широкого распространения до 90-х годов.

В некоторых из первых автомобильных подушек безопасности для надувания подушки использовался сжатый воздух, который приводился в действие либо при контакте с бампером, либо вручную. Ни один из этих методов не оказался очень эффективным, поскольку они просто не могли вовремя развернуться, чтобы должным образом защитить водителя от удара.Вскоре после этого производители перешли на химические и электрические методы накачивания, которые мы все еще используем в той или иной версии сегодня.

В течение первых нескольких десятилетий подушки безопасности несли свою долю проблем безопасности. Они часто надуваются слишком быстро и сильно, что может привести к серьезным травмам даже во время дорожно-транспортных происшествий на малой скорости. К счастью, были сделаны улучшения и приняты правила, обеспечивающие максимальную безопасность и эффективность подушек безопасности. После десятилетий краш-тестов и моделирования процесс развертывания был оптимизирован, чтобы гарантировать, что они будут достаточно быстрыми и эффективными, не причиняя вреда процессу.

В результате современные системы передних подушек безопасности «сокращают количество смертей водителей на 29 процентов и пассажиров на переднем сиденье в возрасте от 13 лет и старше на 32 процента», согласно данным Национальной администрации безопасности дорожного движения. В сочетании с поясными и плечевыми ремнями безопасности «риск смерти при лобовом столкновении снижен на 61 процент».

Подушки безопасности предназначены для предотвращения травм головы и шеи в случае столкновения, создавая мягкий барьер между вами и приборной панелью или рулевым колесом.Но сбои случаются быстро; в одну минуту вы мчитесь по дороге, а в следующую — нет. Вот почему метод развертывания так же важен, как и сама сумка, когда речь идет о спасении жизней.

Чтобы гарантировать правильное время, подушки безопасности оснащены акселерометром, который обнаруживает резкие изменения скорости. Когда они чувствуют, что автомобиль попал в аварию, он посылает электрический импульс контейнеру, наполненному смесью химикатов. Импульс детонирует состав воспламенения, создавая небольшой взрыв.Тепло от этого взрыва взаимодействует с другими химическими веществами, в результате чего они превращаются в газ, который надувает подушку безопасности.

В этот момент вы можете подумать: «Разве весь этот процесс не занимает много времени?» От начала до конца это, безусловно, довольно сложный процесс, и звучит так, как будто на это потребуется время — возможно, слишком много времени. На самом деле все это происходит за 30 миллисекунд! В этом коротком мгновении сумка надувается, и через 20 миллисекунд пассажир благополучно попадает в сумку.

. Почти половина смертельных случаев, связанных с транспортными средствами, происходит с людьми, которые не были пристегнуты ремнями безопасности. В наши дни ремни безопасности стали обычным явлением и являются одним из самых важных элементов безопасности в любом автомобиле, но так было не всегда.


Концепция ремня безопасности (иногда называемого ремнем безопасности) — далеко не новое изобретение. Хотя они не нашли свое применение в автомобилях намного позже, конные экипажи часто имели ту или иную форму ремня безопасности или сбруи еще в 1800-х годах.Когда производители автомобилей начали добавлять ремни безопасности в некоторые из своих автомобилей, обычно это были поясные или двухточечные ремни безопасности. Только в 1959 году инженер, работавший с Volvo, приспособил ремни безопасности самолета к системе трехточечных Y-образных ремней безопасности, которые мы используем по сей день. (Интересный факт: первым автомобилем, который стал стандартным с трехточечным ремнем безопасности, был Volvo 122 1959 года!)

Даже после изобретения трехточечного автомобильного ремня безопасности потребовалось несколько лет, чтобы они стали действительно повсеместными. в отрасли.Их часто продавали в качестве обновлений или модификаций на заправках и в магазинах автозапчастей, но это не требовалось по закону. Однако с принятием Закона 1966 года о национальной безопасности дорожного движения и транспортных средств начали появляться законы, требующие от производителей прикреплять ремни безопасности в автомобили, которые они производят.

Как работают ремни безопасности?

На первый взгляд может показаться, что ремни безопасности — это довольно простой механизм; это ремень, который не дает вам лететь вперед. Насколько это может быть сложно? Хотя сам пояс (также известный как лямка) — это, безусловно, простая идея, за кулисами происходит гораздо больше.

Инерция: почему ремни безопасности так важны. Чтобы понять, как работает ремень безопасности (и почему так важно, что он работает), давайте вернемся на урок физики. Первый закон Ньютона гласит, что объект в состоянии покоя или в движении будет оставаться в покое или в движении, если на него не действует другая сила. «Инерция — это сопротивление любого физического объекта любому изменению его скорости», и это причина того, что ваш кофе вылетает из подстаканника, когда вы нажимаете на тормоза.

Если вы едете со скоростью 60 миль в час, все в вашей машине движется с той же скоростью (включая вас и ваш кофе). Когда ваш автомобиль постепенно ускоряется или замедляется, вы и автомобиль движетесь как одно целое, как если бы у вас была одинаковая инерция. Однако это обман, потому что все внутри автомобиля имеет свою инерцию, независимую от автомобиля. Если вы нажмете на педаль тормоза или врежетесь в какой-либо объект, скорость автомобиля мгновенно упадет, а вы, водитель, этого не сделаете.То есть вы продолжаете идти, пока что-то вас не остановит. К счастью, ваш ремень безопасности может быть тем, что вас замедляет (но ваш кофе сам по себе).

Сила, которую ремень безопасности должен приложить к вам, чтобы остановить ваше движение вперед, значительна. По этой причине ремни безопасности специально разработаны для распределения этой силы по максимально возможной площади на наиболее прочные части вашего тела (например, на плечо, грудь и таз). В случае трехточечного ремня безопасности (который представляет собой комбинацию поясного и плечевого ремней), ремень натягивается на ваш таз и грудь, а затем закрепляется в трех точках на раме автомобиля.

Чем больше зона распределения тормозного усилия, тем лучше. Вот почему подвески в гоночных автомобилях и истребителях имеют шестисточечные или даже семиточечные соединения. С другой стороны, поясные ремни имеют только одну лямку, и поэтому тормозная сила распространяется на гораздо меньшую часть вашего тела. Вот почему вам следует по возможности использовать трехбалльную систему.

Механика ремней безопасности. Как вы, вероятно, знаете, ремни безопасности предназначены для натяжения при внезапном приложении тормозной силы — вы могли заметить это, если попытались вытянуть ремень слишком быстро, или даже если вы резко затормозили.Самый распространенный тип ремня безопасности имеет довольно простой механизм, который он использует для контроля за провисанием в нормальных условиях, но также учитывает его в случае столкновения.

В нормальных условиях провисание ремня безопасности контролируется катушкой и пружиной, что позволяет вытянуть столько ремня, сколько необходимо, прежде чем наматывать остальную часть. Когда ваш автомобиль внезапно останавливается или когда ремень дергается слишком быстро, фиксирующий механизм не позволяет ему растягиваться дальше.

Вокруг этой катушки находится шестерня с рядом зубцов, которая играет ключевую роль в процессе блокировки.В некоторых транспортных средствах есть небольшой утяжеленный маятник, который наклоняется вперед, когда транспортное средство внезапно останавливается. Когда он поворачивается вперед, он толкает рычаг в зубья шестерни, что предотвращает дальнейшее вращение катушки. Еще один механизм блокировки основан на так называемой центробежной муфте, которая вращается, когда вы тянете ремень наружу. Медленно потяните, и ничего не произойдет, но потяните быстро, и вес в сцеплении раскрутится наружу, заставляя рычаг заблокироваться в передаче.

С годами эти простые механизмы остаются относительно неизменными.В новых автомобилях могут использоваться электронные акселерометры и датчики для включения замков, а также могут быть предусмотрены натяжители ремней безопасности.

Преднатяжители. В идеале, при срабатывании запорных механизмов не должно быть провисания ремня; слишком большое провисание означает, что вас неправильно удерживают на месте. Однако эти замки не убирают лишнюю длину ремня — они просто не позволяют ему растягиваться дальше. Вот тут и вступают в игру преднатяжители.

Преднатяжители ремня безопасности — это дополнительная мера безопасности, предназначенная для фактического натягивания ремня во время столкновения, которое притягивает пассажира к сиденью и надежно удерживает его на месте.Обычно они полагаются на те же датчики, которые запускают подушки безопасности, заставляя их срабатывать в один и тот же момент.

Как и в системе срабатывания подушки безопасности, многие натяжители ремня безопасности используют пиротехнику, чтобы вернуть ремень на место. После того, как электронный датчик обнаруживает резкое замедление, он подрывает небольшое взрывчатое вещество в камере с поршнем. Этот взрыв направляет поршень вверх, который вращает шестерню, прикрепленную к катушке вашего ремня, и быстро ее заводит.

Какие пассивные ограничения требуются по закону?


Наличие в автомобиле пассивных удерживающих систем явно важно для вашей безопасности и безопасности ваших пассажиров.У нас есть законы, регулирующие все, что касается вождения, так как же закон с годами адаптировался к этим мерам безопасности?
Требуются ли подушки безопасности по закону?

Когда разрабатывались подушки безопасности, считалось, что они могут полностью заменить необходимость в ремне безопасности. Конечно, от этого понятия отказались, поскольку данные начали показывать, что сочетание ремня безопасности и подушки безопасности является самым безопасным методом.

Хотя многие производители транспортных средств включили подушки безопасности в стандартную функцию безопасности, они не требовались по закону до принятия Закона об эффективности интермодальных наземных перевозок 1991 года.Этот законодательный акт вводит правила, согласно которым на всех автомобилях и легких грузовиках, выпущенных после 1998 года, должны быть установлены подушки безопасности для водителя и правого переднего пассажира.

В отличие от ремней безопасности, у пассажира обычно нет выбора, использовать или нет подушку безопасности. Законы требуют, чтобы они были размещены в транспортном средстве, и пока вы управляете таким транспортным средством, вы технически используете его. При этом в редких случаях может быть установлен выключатель деактивации.Однако это может сделать только официальный дилер или ремонтная мастерская и требует разрешения от НАБДД.

Требуются ли ремни безопасности по закону?

Когда ремни безопасности были новыми, люди не решались ими пользоваться. Они казались неприятными, и было неясно, действительно ли они были необходимы или даже полезны. Но со временем многочисленные исследования начали рисовать ясную картину: ремни безопасности — удивительное изобретение, спасающее жизнь.

В Соединенных Штатах законы об использовании ремней безопасности оставлены на усмотрение отдельных штатов, но законодательство, требующее от производителей размещать их в транспортных средствах, было принято на национальном уровне в конце 60-х годов.Сначала закон просто требовал, чтобы ремни были размещены на всех сидячих местах, но позже было указано, что они должны быть трехточечными ремнями.

Хотя производители были обязаны пристегивать ремни безопасности в транспортных средствах в течение многих лет, штаты не применяли законы, обязывающие пассажиров использовать их до 80-х годов — использование ремня безопасности было полностью добровольным. В 1984 году Нью-Йорк был первым штатом, который ввел в действие законы, обязывающие жильцов их использовать.

С тех пор почти каждый штат ввел в действие законы об использовании ремней безопасности (за исключением Нью-Гэмпшира).Конечно, конкретные требования и типы законов варьируются от штата к штату.

В Техасе действуют так называемые первичные правоприменительные законы, что означает, что у офицера есть возможность остановить водителя и выписать штраф (до 200 долларов) за то, что он не пристегнут ремнем безопасности. Эти законы требуют, чтобы каждый был пристегнут ремнем безопасности, независимо от того, в каком месте автомобиля он сидит. Дети младше 8 лет должны находиться в детском автокресле, если их рост не превышает 4 футов 9 дюймов, и в этом случае они должны быть пристегнуты ремнем безопасности.

Пассивные ограничения не только спасают жизни, они также могут сэкономить вам деньги! Если ваш автомобиль оборудован заводскими пассивными удерживающими системами, вы можете претендовать на скидку на автострахование.

Чтобы получить дополнительную информацию о наших страховых продуктах, запросите бесплатное предложение онлайн или обратитесь к одному из наших надежных агентов сегодня!

Подробнее: Подушки безопасности и ремни безопасности помогают защитить вас в случае аварии. Но какие меры безопасности помогут вам избежать столкновения в первую очередь? Прочтите первую часть нашей серии блогов, посвященную функциям безопасности транспортных средств, чтобы узнать больше!

Как проверяется пассивная автомобильная безопасность?

Пассивная автомобильная безопасность существует с тех пор, как Volvo в 1959 году применила ремень безопасности.Большинство типов средств безопасности, о которых мы думаем, когда думаем об автомобильной безопасности, подпадают под действие пассивной безопасности . Такие вещи, как ремни безопасности, подушки безопасности, боковые подушки безопасности и зоны деформации, являются частью функций пассивной безопасности в автомобилях. Но есть и другие типы систем пассивной безопасности, такие как распределение силы, которая распределяет энергию от аварии на несколько участков автомобиля, или ячейки безопасности, которые защищают пассажиров от материалов автомобиля, которые могут попытаться пробить внутреннюю часть кабины во время столкновение.Все пассивные системы предназначены для защиты пассажиров и даже других водителей и пешеходов от травм или, по крайней мере, для уменьшения травм во время столкновения.

Скорее всего, вы видели в действии пассивные испытания автомобильной безопасности. Если вы когда-нибудь смотрели фильм с манекеном для краш-теста или рекламный ролик, показывающий срабатывание подушек безопасности, то вы видели пассивное тестирование безопасности автомобилей. Чтобы оценить системы пассивной безопасности, производители автомобилей вместе с правительством проводят тесты, чтобы оценить, насколько хорошо системы работают в сценариях аварий.В Соединенных Штатах Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) проводит серию испытаний транспортных средств и оценивает их по звездной системе. Их испытания включают в себя столкновения между автомобилями, испытания полного переднего барьера, испытания под углом и вариации других испытаний барьеров. Тесты NHTSA предоставляют потребителям обзор того, насколько хорошо автомобиль защитит своих пассажиров во время столкновения, и косвенно показывают, насколько хорошо пассивные системы безопасности выдерживают аварию.

Автомобильные компании, такие как Honda, имеют собственные испытательные центры для определения пассивной автомобильной безопасности.Испытательный центр Honda — это закрытое всепогодное здание (размером с бейсбольное поле высшей лиги), которое позволяет тестировать функции пассивной безопасности в реальных сценариях краш-тестов. Используя манекены для краш-тестов, автомобильные датчики, датчики скорости и видеоматериалы, автомобильная компания может оценить свои системы пассивной безопасности, фактически применив их в контролируемой среде.

Отчет, опубликованный SupplierBusiness в 2009 году, пришел к выводу, что область пассивной автомобильной безопасности достигла точки созревания, а это означает, что уже внедрено множество инноваций в области пассивной безопасности, которые делают автомобили более безопасными.Это не означает, что в этой области не будет расширения, а скорее, что предстоящие усилия в области автомобильной безопасности могут быть больше сосредоточены на областях активной автомобильной безопасности с намерением предотвращать столкновения, а не просто реагировать на них.

Для получения дополнительной информации о пассивной автомобильной безопасности и других связанных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

В чем разница между функциями активной и пассивной безопасности?


Сегодняшние автомобили оснащены передовыми технологиями, обеспечивающими вашу безопасность, предлагая дополнительные уровни защиты во время ежедневных поездок в Кларкстон.При сравнении различий между активными и пассивными функциями безопасности самая большая разница заключается в том, когда в игру вступают эти уникальные системы. Как правило, функции активной безопасности предотвращают аварии, а функции пассивной безопасности активируются во время столкновения для защиты водителя и пассажиров.

Функции активной безопасности

Примеры функций активной безопасности включают любые системы, которые непрерывно работают, чтобы ваш автомобиль оставался стабильным и держал его под контролем на дороге. Эти функции активны, потому что они всегда включены и предупреждают вас о потенциальной опасности без необходимости их активировать.Модельный ряд Chevrolet включает в себя широкий спектр инновационных технологий активной безопасности, которые работают вместе, чтобы предоставить вам дополнительный набор глаз во время вождения. Вы можете найти эти системы, активно работающие в:

  • Тормоза — с торможением пешехода спереди и автоматическим торможением вперед ваш Chevrolet обнаружит возможные входящие столкновения и автоматически задействует тормоза перед столкновением
  • Камеры — смотрите все вокруг благодаря камере объемного зрения высокой четкости, а также камерам заднего обзора и зеркальным камерам
  • Предупреждения — никогда больше не попадите в слепую зону с помощью предупреждений о перекрестном движении сзади, предупреждений о выезде с полосы движения, предупреждения о боковой слепой зоне и многих других.

Элементы пассивной безопасности

В случае непредвиденных обстоятельств на помощь приходят функции пассивной безопасности, которые защищают вас и ваших близких во время аварии.Эти функции пассивны, потому что они активируются только при возникновении столкновения. Лучшим примером пассивной безопасности является система подушек безопасности, которая срабатывает при ударе. Точно так же ваши ремни безопасности и общая конструкция вашего автомобиля играют роль в обеспечении безопасности всех пассажиров во время аварии, сводя к минимуму общий удар.

Оставайтесь в безопасности в новом Chevrolet

Вся линейка автомобилей Chevrolet, от Малибу до Траверса, была разработана для обеспечения безопасности и защиты каждого человека на дороге.Если вы ищете безопасный и надежный автомобиль, посетите Bowman Chevrolet сегодня, чтобы испытать все функции активной и пассивной безопасности, которые дадут вам дополнительное спокойствие, когда вы за рулем. Свяжитесь с нами, чтобы начать!

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Эта запись была размещена в рубрике Безопасность и помечена как Активные функции безопасности, Функции пассивной безопасности, Безопасность, Функции безопасности, автор Bowman Chevrolet.Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Активные и пассивные функции безопасности автомобиля

Дни полностью автоматизированных автомобилей, возможно, уже не за горами, но тем временем новые технологии делают вождение более безопасным, чем когда-либо прежде. Множество функций, которые теперь доступны на транспортных средствах, служат для предотвращения несчастных случаев, в отличие от подушек безопасности и ремней безопасности, которые только ограничивают ущерб, который может нанести авария. Сосредоточившись на профилактике, новые технологии снижают частоту и тяжесть автомобильных аварий по всему миру.

Страховой институт дорожной безопасности и Институт данных о дорожных потерях провел исследование новых технологий предотвращения несчастных случаев. Старые технологии, такие как антиблокировочная система тормозов и электронный контроль устойчивости, по-прежнему играют важнейшую роль в предотвращении несчастных случаев, но новые технологии начинают оказывать влияние. Они обнаружили пять наиболее важных достижений:

Система предотвращения столкновений спереди

Практически любой поверенный по автомобильным авариям согласится, что большинство аварий, которые можно предотвратить, происходит, когда водитель непреднамеренно подкрадывается слишком близко к идущему впереди транспортному средству.Высокая скорость затрудняет остановку, и авария может стать неизбежной. Наезды сзади представляют собой проблему как для города, так и для шоссе, и на них приходится более половины всех дорожно-транспортных происшествий.

Технология предотвращения столкновения спереди объединяет ряд датчиков в передней части транспортного средства для отслеживания скорости закрытия между транспортными средствами, предупреждая водителя, когда они находятся слишком близко к впереди идущему автомобилю. Самые современные системы включают упреждающие меры, помогающие водителям избежать аварии.Эти системы предварительно нагружают тормоза, что усиливает давление, оказываемое водителем при нажатии педали. Другие системы фактически активируют перерывы автоматически.

Переулок

Отъезд

Усталость и отвлеченное вождение заставляют водителей съезжать с полосы движения и повышают вероятность лобового столкновения со встречным транспортным средством. Водителю требуется всего несколько секунд, чтобы отвлечься, чтобы покинуть полосу движения и вызвать катастрофическую аварию, для чего требуется помощь адвоката. Съезд с полосы чаще всего происходит ночью, когда разметку на дороге трудно увидеть и когда водители морально устали.

Технология выезда с полосы движения распознает маркеры полосы движения и мгновенно предупреждает водителя, когда автомобиль начинает выезжать с полосы движения. Самые простые системы используют физические предупреждения, обычно это вибрация рулевого колеса, в то время как более продвинутые системы включают аудиовизуальные предупреждения, которые водитель вряд ли пропустит. В последние несколько месяцев на рынке появились новые системы, которые могут взять на себя рулевое управление и тормозную систему автомобиля и направить его обратно на полосу движения, перекрывая контроль водителя.

Предупреждение об усталости

Адвокат по автомобильным авариям может указать на сотовые телефоны или алкоголь как на основные причины автомобильных аварий в Соединенных Штатах, но упускается из виду фактор, который упускается из виду, — это усталость. Водители засыпают или дремлют за рулем в пугающем количестве, особенно среди профессиональных водителей грузовиков и курьеров. Усталые водители становятся причиной серьезных травм или смерти, потому что они не могут достаточно быстро отреагировать на надвигающуюся аварию, чтобы замедлить движение своего автомобиля или избежать лобового столкновения.

Новые автомобили могут интегрировать системы предупреждения об усталости на лобовое стекло и рулевое колесо, которые отслеживают и анализируют поведение водителя. Если частота или продолжительность мигания водителя заметно изменяются, система может немедленно отправить звуковое или физическое предупреждение, чтобы разбудить водителя. Эти системы также анализируют схемы рулевого управления и в сочетании с технологией съезда с полосы движения могут предупредить водителя об опасности до того, как произойдет авария.

Поддержка слепых зон

Как бы водитель ни настраивал стеклоподъемники в машине, всегда будет слепое пятно.В Соединенных Штатах слепые зоны являются причиной миллионов незначительных изгибов крыльев и серьезных травм, для которых ежегодно требуется помощь адвоката по автомобильным авариям.

Автомобили с системами обнаружения слепых зон поддерживают водителей, предупреждая их, когда автомобиль въезжает в слепую зону. Визуальные или звуковые сигналы предупреждают водителя о том, что он не должен менять полосу движения и не свернуть в слепую зону, пока не увидит вновь появившееся обозначенное транспортное средство.

Адаптивное освещение поворотов

Примерно за 80 лет технология фар практически не изменилась.Лампы и лампы накаливания изменились, но принципиальных изменений в дизайне или функциях фар не произошло.

Адаптивное освещение поворотов предназначено для решения одной из самых опасных дорожных ситуаций, с которыми может столкнуться каждый: ночного поворота на повороте. Стандартные фары светят только в одном направлении и не освещают дорогу до тех пор, пока авария не станет неизбежной. Адаптивные фары поворачиваются при повороте автомобиля, позволяя водителю видеть дорогу и условия движения на протяжении всего поворота. На данный момент адаптивное освещение поворотов позволило сократить количество аварий до 10 процентов.

Предотвращение несчастных случаев спасает жизни и снижает необходимость в адвокате по автомобильным авариям для требования компенсации за ущерб или травмы. Поскольку технологии продолжают развиваться, водители должны ожидать, что больше функций безопасности станет стандартом, пока правительство не потребует включения определенных устройств во все новые автомобили.

Оценка преимуществ безопасности комбинированных приложений пассивной и бортовой активной безопасности

Ann Adv Automot Med.2009 Oct 5; 53: 117–127.

Софи Куни

Centre Européen d’Etudes de Sécurité et d’Analyses des Risques, Нантер, Франция

Тобиас Зангмайстер

Институт промышленной математики Фраунгофера, Кайзерслаутерн, Германия

Тьерри Эрмитт, доктор философии

, доктор биологических наук études du comportement humain PSA-RENAULT Нантер, Франция

Ассоциация авторских прав в поддержку автомобильной медицины © AAAM, 2009 г. Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Одна из целей европейского проекта TRACE (Причинность дорожно-транспортных происшествий в Европе, 2006–2008 гг.) Заключалась в оценке доли несчастных случаев с травмами, которых можно было бы избежать, и / или доли несчастных случаев с травмами, степень тяжести которых может быть снижена. для рыночных приложений безопасности, если ими будет оснащено 100% автопарка. Мы выбрали для оценки приложения электронного контроля устойчивости (ESC) и системы экстренного торможения (EBA). Что касается систем пассивной безопасности, последние автомобили спроектированы так, чтобы обеспечивать общую безопасность.Конструкция автомобиля, ограничители нагрузки, передние подушки безопасности, боковые подушки безопасности, подушки безопасности для коленей, преднатяжители, набивка и неагрессивные конструкции в дверной панели, приборной панели, лобовом стекле, сиденьях и подголовнике также способствуют обеспечению большей защиты. Весь пакет безопасности очень сложно оценить отдельно, один элемент отдельно от других. Мы решили рассмотреть возможность оценки эффективности всего пакета пассивной безопасности. Этот пакет, для простоты, был отмечен количеством звезд, присужденных при тестировании Euro NCAP.Задача состояла в том, чтобы сравнить эффективность некоторой конфигурации безопасности SC I с эффективностью другой конфигурации безопасности SC II. Под конфигурацией безопасности понимается пакет функций безопасности. Было проведено десять сравнений, таких как оценка преимущества безопасности для пятой звезды, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды и EBA.

Главный результат этого анализа состоит в том, что любое добавление пассивной или активной функции безопасности, выбранной в этом анализе, дает повышенные преимущества безопасности.Например, если бы все автомобили были пятизвездочными, оснащенными EBA и ESC, вместо четырех звезд без ESC и EBA, количество несчастных случаев с травмами снизилось бы на 47,2% для тяжелых травм и на 69,5% для смертельных травм.

ВВЕДЕНИЕ

Одной из специальных целей европейского исследовательского проекта TRACE (Причинность дорожно-транспортных происшествий в Европе, 2006–2008 гг.) Было исследование влияния расширенных функций безопасности на сокращение нескольких типов аварий с участием легковых автомобилей или снижение тяжести аварий.Оценка проводилась с двух разных точек зрения:

  1. Оценка потенциальной доли несчастных случаев с травмами с участием легкового автомобиля, которых можно было бы избежать, и потенциальной доли несчастных случаев, серьезность которых можно было бы снизить, для ряда приложений безопасности до их появления на рынке.

  2. Оценка фактической доли несчастных случаев с травмами с участием легкового автомобиля, которых можно было бы избежать, и фактической доли несчастных случаев, серьезность которых можно было бы снизить, для некоторых приложений безопасности, которые уже представлены на рынке.

В данной статье мы представляем результаты второй оценки.

На самом деле, существует два типа наблюдаемой эффективности. Во-первых, реальный эффект функции безопасности с момента ее внедрения (во многом зависит от степени проникновения функции безопасности в группу транспортных средств), а во-вторых, потенциальное преимущество безопасности существующей функции безопасности, если бы все транспортные средства были оснащены такой функцией. . В качестве примера предположим, что функция безопасности присутствует в 10% автопарка.Если эффективность функции составляет, скажем, 10% снижение вовлеченности в аварии автомобилей, оснащенных такой функцией, это означает, что реальный эффект составляет 1%: эффективность 10% из 10% парка. Но потенциальная выгода составляет 10%, если весь парк будет оснащен оборудованием. Мы работали исключительно над второй оценкой, то есть над тем, что мы называем потенциальным наблюдаемым преимуществом для безопасности полетов в размере .

Сначала мы объясним основные аспекты плана исследования и методологию, используемую для оценки преимуществ для безопасности существующих функций безопасности.Затем мы описываем данные, использованные для оценки. Наконец, в последнем разделе представлены и подробно обсуждаются результаты, достигнутые проектом TRACE в этом вопросе.

ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Приложения безопасности

Сначала мы должны определить, что такое функция безопасности (или приложение, оба термина будут использоваться взаимозаменяемо). Фактически, мы должны различать компоненты транспортного средства, которые могут обеспечить дополнительную безопасность по сравнению с тем, что можно рассматривать как нормальный , и приложениями безопасности, которые можно рассматривать как дополнительную систему к нормальной системе .Например, ассистент экстренного торможения рассматривается как дополнительное приложение, а не только как выдающаяся тормозная система.

В настоящее время в европейском автопарке широко распространено несколько приложений, которые можно оценить. Обзор текущего рынка показывает, что некоторые системы (например, ночное видение, автоматический круиз-контроль, предупреждение о выезде с полосы движения) устанавливаются только на роскошных автомобилях с очень низким уровнем проникновения. Следовательно, их анализ невозможен из-за низкого числа аварий.В этом исследовании ESC и EBA были выбраны для оценки активных функций безопасности, поскольку для анализа доступно достаточно большое количество аварийных транспортных средств с обеими системами.

В нескольких статьях в существующей литературе рассматривается влияние системы ESC на несчастные случаи с травмами с разных точек зрения и для разных стран Европы (см. Tingvall et al. (2003), Page and Cuny (2004) и Kreiss et al. . (2005 г.)), США (ср. Фармер (2004 г.) и Бахаут (2005 г.)) и Японии (ср.Ага и Окада (2003)). Во всех публикациях обычно сообщается о довольно существенном предотвращении травм и эффективности ESC по смягчению травм, при этом эффективность ESC рассматривается как единственная функция безопасности. В данной статье ESC рассматривается как одна из функций безопасности в рамках всеобъемлющего пакета оборудования для обеспечения безопасности легковых автомобилей. О первых шагах в этом направлении уже сообщалось в Zangmeister et al. (2007). Некоторые соответствующие методологические соображения, касающиеся исследования возможных эффектов основных функций безопасности, можно найти у Page и Cuny (2004) и Kreiss et al.(2005) среди других. Подробный обзор литературы по методологии оценки ESC (а также антиблокировочной тормозной системы) дан Linder et al. (2007). Об исследовании эффективности EBA на французских дорогах, сравнимом с многочисленными исследованиями ESC, сообщалось в Page et al. (2005).

Что касается систем пассивной безопасности, в настоящее время весь автомобиль спроектирован так, чтобы обеспечивать общую защиту. Конструкция автомобиля стала жестче, чем раньше, чтобы избежать проникновения в отсек, что оказалось одной из основных причин травм.Ограничители нагрузки предотвращают травмы ремнем ремня; подушки безопасности предотвращают удары головой и грудью о руль или другой жесткий элемент салона; Преднатяжители прикрепляют пассажира к его сиденью, чтобы уменьшить подводную лодку, а также горб над сиденьем и под основанием, а также предотвращает вращение таза под ремнем. В некоторых случаях коленные подушки безопасности также предохраняют ноги, колени и голени от травм и погружения в воду, останавливая ноги, а затем смещая тело пассажира под ремень во время аварии.Другие устройства, такие как набивка и неагрессивные конструкции на дверной панели, приборной панели, лобовом стекле, сиденьях и подголовнике, также способствуют обеспечению большей защиты. Очень сложно, если не невозможно, количественно оценить влияние всех компонентов пакета безопасности по отдельности. Поэтому, что касается пассивной безопасности, мы решили оценить безопасность всего пакета 5-звездочного транспортного средства, прошедшего испытания Euro NCAP, по сравнению с 4-звездочным транспортным средством, испытанным Euro NCAP, в TRACE.

Euro NCAP предоставляет потребителям автомобилей — как водителям, так и автомобильной промышленности — независимую оценку показателей безопасности некоторых из самых популярных автомобилей, продаваемых в Европе. С 2009 года Euro NCAP будет публиковать новый общий рейтинг для каждого транспортного средства, который будет охватывать защиту взрослых пассажиров, детей и пешеходов, а также новую область оценки: помощь в обеспечении безопасности. В соответствии с новым режимом тестирования автомобили получают единый общий балл от одной до пяти звезд.Ранее Euro NCAP предоставлял три отдельных рейтинга для каждого автомобиля. Транспортные средства были испытаны при лобовом ударе (64 км / ч, смещение 40% относительно деформируемого барьера), боковом ударе (деформируемый барьер, ударяющийся о борт автомобиля на скорости 50 км / ч) и боковом ударе о столб (автомобиль, брошенный на скорости 29 км / ч против шест диаметром 25,4 см) при определенных условиях (см. www.euroncap.com). В нашем исследовании мы рассмотрели предыдущую рейтинговую систему, которая действовала с 1997 по 2008 год.

Пакет приложений безопасности

Первоначально мы намеревались оценить общую выгоду от добавления одной или двух функций безопасности к существующему пакету безопасности.Например, нас может заинтересовать расчет преимуществ безопасности, связанных с наличием ESC и EBA, по сравнению с отсутствием ни одной из этих систем, учитывая, что рассматриваемое транспортное средство протестировано на 4 или 5 звезд. Таким образом, можно оценить выгоду от комбинации активных функций безопасности и пассивных функций безопасности в целом.

Мы определили то, что мы назвали конфигурацией безопасности , которая представляет собой пакет функций безопасности, например 4 звезды + EBA без ESC или 5 звезд + EBA + ESC.Преимущество конфигурации безопасности может быть выражено как процент предотвращенных несчастных случаев с травмами из-за наличия конфигурации безопасности. Поскольку конфигурация безопасности может не избежать столкновения, но уменьшить тяжесть травм, полученных пассажирами или столкнувшимся участником дороги, преимущества конфигурации безопасности также должны быть выражены в виде процентного снижения количества травмированных пассажиров автомобиля при определенных условиях. степень тяжести травм.

Поскольку рассматриваемые конфигурации безопасности применяются к легковым автомобилям, преимущества безопасности будут рассчитаны для несчастных случаев с травмами, в которых участвует легковой автомобиль.Это составляет около 85% несчастных случаев с травмами во Франции.

МЕТОД

Методология оценки преимуществ безопасности конфигурации безопасности является расширением методологии, применяемой для оценки единственной функции безопасности (Zangmeister et al., 2007, 2008). Он основан на сравнении двух групп аварийных транспортных средств: одна группа транспортных средств оснащена интересующей конфигурацией безопасности, а другая группа — другой конфигурацией безопасности ().

Таблица 1:

Базовая таблица для оценки преимуществ безопасности Конфигурации безопасности 1 (SC1)

97
Тип аварийной ситуации
Автомобиль, оснащенный SC1 Чувствительный Нейтральный
Да a b
Нет c d

Пропорции этих двух комплектов транспортных средств в нейтральных аварийных ситуациях и в чувствительных аварийных ситуациях (см.определения выше), наблюдаемых в базе данных несчастных случаев (Zangmeister et al., 2008, Page et al., 2008).

Эффективность (отношение 1-нечетность) определяется уравнением 1:

eff (SC1) = 1 − a / cb / d = 1 − a × dc × b

Уравнение 1.

ДТП

ДТП — это краткое описание маневра водителя / пользователя и, в конечном итоге, условий при котором выполняется маневр в процессе аварии. Это касается не самой аварии, а пары автомобиль / водитель.Эта переменная обычно не полностью доступна непосредственно в национальных базах данных об авариях. Пришлось заменить его другими переменными. Для описания этих аварийных ситуаций использовались такие переменные, как ответственность водителя в аварии, наличие перекрестка, прямой дороги или поворота, тип столкновения и точка удара о транспортное средство и встречное транспортное средство. точно.

Поскольку дорожно-транспортные происшествия с травмами регистрируются в национальных базах данных, этот метод подходит для дорожно-транспортных происшествий с участием одного автомобиля и только между двумя участниками дорожного движения.Было невозможно установить точную аварийную ситуацию для водителей, попавших в аварию с участием трех или более участников дорожного движения (что составляет лишь 6–7% ДТП с травмами). Вот почему эти многопользовательские аварии не исключаются из анализа, но ситуация, связанная с каждым водителем, вовлеченным в такую ​​аварию, просто цитируется как «аварии с множественными столкновениями» без дополнительных подробностей.

Всего было создано, идентифицировано и полностью описано 49 различных и детальных аварийных ситуаций (см.Приложение 1).

Специфика анализа конфигурации безопасности вместо отдельной функции безопасности заключается в выборе нейтральных аварийных ситуаций (ситуации, для которой приложение безопасности считается полностью неэффективным). Здесь нейтральные аварийные ситуации должны быть выбраны таким образом, чтобы они были нейтральными для конфигурации безопасности, которую мы хотим оценить. И наоборот, аварийная ситуация считается чувствительной, как только одна из функций безопасности на борту транспортного средства, которая должна быть оценена, может оказать влияние на возникновение ситуации.Для каждой из вышеупомянутых 49 аварийных ситуаций и каждой интересующей функции безопасности необходимо решить, является ли функция безопасности нейтральной по отношению к аварийной ситуации (например, предполагается, что ESC нейтральна при авариях сзади). Если затем мы хотим оценить преимущества безопасности транспортного средства, оснащенного двумя функциями безопасности (SF1 и SF2), по сравнению с транспортным средством, не оснащенным этими функциями безопасности, то нейтральные аварийные ситуации являются пересечением обеих нейтральных ситуаций для двух отдельных безопасных ситуаций. функции.Остальные ситуации определены как чувствительные, поскольку по крайней мере одна функция безопасности чувствительна к ситуации.

После того, как аварийные ситуации описаны должным образом, методология оценки нескольких функций безопасности в точности такая же, как и при анализе только одной функции. Можно рассчитать приблизительное отношение шансов (OR) и скорректированное OR с помощью логистической регрессии, чтобы учесть возможные искажающие факторы (возраст и пол водителя, класс и возраст автомобиля, год модели, категория дороги, конфигурация дороги, количество пассажиров, перекресток , тип удара и положение для сидения).Скорректированное ИЛИ приведет к оценке преимущества для безопасности наличия на борту конфигурации безопасности 1 (SC1) по сравнению с наличием другой конфигурации безопасности 2 (SC2). SC2 также может означать полное отсутствие функций безопасности. Затем оценивается эффективность только для чувствительных случаев и общая эффективность конфигурации безопасности.

Методология оценки смягчения травм

Как указано выше, конфигурация безопасности, реализованная на автомобилях, может быть не в состоянии избежать аварии, а только смягчить тяжесть удара и, следовательно, тяжесть травм пассажиров.Чтобы иметь возможность количественно оценить смягчающие последствия травм, база данных о несчастных случаях должна в определенной степени описывать степень тяжести травм, полученных пассажирами. В базе данных, доступной для нашего анализа, тяжесть травмы закодирована по четырем категориям: нетравмированные, раненые и госпитализированные на один день или менее суток, раненые и госпитализированные на срок более суток и смертельные травмы. Мы можем получить распределение тяжести травм, наблюдаемое для пассажиров автомобиля, в зависимости от того, установлена ​​ли на транспортном средстве конфигурация безопасности или нет.отображает это распределение с образцами данных.

Распределение степени тяжести травм

Мы предполагаем, что интересующая конфигурация безопасности не имеет отрицательной эффективности: мы выдвигаем гипотезу о том, что наличие конфигурации безопасности на борту не приводит к более серьезным травмам пассажира транспортного средства по сравнению с конфигурацией безопасности. не присутствовал бы при аварии. Цель оценки — оценить долю травм, уровень которых снизился.На этот вопрос можно ответить двумя способами, в зависимости от рассматриваемой группы травм. Либо мы смотрим на самую верхнюю группу (группу с определенным уровнем серьезности травмы), либо сосредотачиваемся на конкретном уровне серьезности травмы. Здесь мы сосредоточимся на самых верхних группах травм.

позволяет выделить четыре основные группы травм:

  • — A0 +: группа всех пассажиров, попавших в аварию с травмой

  • — A1 +: группа пассажиров, получивших как минимум травму, требующую пребывания в больнице менее одного дня

  • — A2 +: группа пассажиров, получивших как минимум травму, требующую более одного дня пребывания в больнице

  • — A3: группа пассажиров, получивших смертельную травму

Самая верхняя группа A0 + объединяет всех пассажиров независимо от степени тяжести их травмы, как пока они попали в аварию с травмой.

Если мы сосредоточимся на самой верхней группе A2 +, мы хотим оценить, сколько травм A2 + удалось избежать или смягчить до травм A1 или A0 или вообще не столкнуться с авариями из-за действия конфигурации безопасности на транспортном средстве. Видеть .

A2 + Распределение степени тяжести травм

Как указано выше, необходимо определить нейтральные и чувствительные аварийные ситуации в отношении интересующей конфигурации безопасности. На нейтральные ситуации не должен влиять тот факт, оборудованы ли автомобили интересующей конфигурацией безопасности.Необходимо заполнить перекрестную таблицу, как предложено в.

Таблица 2:

A2 + травма в зависимости от аварийной ситуации и конфигурации безопасности (SC1)

Тип аварийной ситуации
Автомобиль, оснащенный SC1 Чувствительный (уровень A2 + ) Нейтрально (все уровни)
Да a b
Нет c d

Доля оборудованных / не оборудованных автомобилей чувствительные аварии типа А2 + сравниваются с долей оборудованных / необорудованных транспортных средств в группе нейтральных аварий (независимо от группы тяжести).Поскольку на распределение степени тяжести травмы в нейтральной группе функция безопасности не должна влиять, нейтральная группа не является подгруппой травм A2 +, а группирует все уровни травм.

Эта конкретная эффективность экстраполирована, чтобы получить общую эффективность SC1 в предотвращении травм A2 +. Окончательный результат получается после выполнения логистической регрессии для оценки эффективности SC1 с поправкой на возможные смешивающие переменные. Минимальное и максимальное значение этой эффективности даны, чтобы получить своего рода доверительный интервал.

ДАННЫЕ

Ожидается, что оценка потенциальных преимуществ безопасности существующих функций безопасности будет проводиться на уровне 27 стран Европейского Союза (ЕС). Это будет означать, что либо соответствующие данные доступны на этом уровне, и вышеупомянутый анализ выполняется с использованием европейских данных, либо соответствующие данные недоступны на уровне ЕС, и анализ выполняется с данными, доступными в выбранных стран, результаты экстраполированы на уровень ЕС.

Фактически соответствующие данные доступны не для всех 27 стран ЕС. Затем мы решили провести анализ с французскими данными и попытаться экстраполировать результаты на уровень ЕС, насколько это возможно. Данные, относящиеся к такому анализу, представляют собой набор макроскопических данных об авариях, в котором мы можем получить информацию о транспортных средствах, участвовавших в авариях (и особенно об их оборудовании), а также о авариях и конфигурациях столкновений. Мы решили использовать Национальную базу данных о травмах Франции.Эта ежегодная база данных собирает информацию о всех дорожно-транспортных происшествиях с травмами, произошедших по всей Франции в течение года. В первой части приводится информация об общих характеристиках аварии (например, дата и место аварии, погодные и световые условия, тип перекрестка, тип столкновения). Во второй части основное внимание уделяется дороге (ам), на которой произошло происшествие (категория дороги, поверхность покрытия, профиль и форма дороги). Транспортные средства, попавшие в аварию, описаны в третьей таблице: доступна такая информация, как тип транспортного средства, дата первой регистрации, идентификационный номер транспортного средства (VIN), тип препятствия, местоположение основного удара и маневр транспортного средства до аварии.Каждый автомобиль, попавший в аварию, должен быть занесен в базу данных, даже если водитель не пострадал. Последняя часть формы относится к водителю, пассажирам транспортного средства (независимо от транспортного средства, например, легковому автомобилю, мопеду, мотоциклу, педальному велосипеду, грузовику) и пешеходу. Доступны следующие параметры: положение сиденья в автомобиле, тяжесть травмы, пол и дата рождения, использование ремня безопасности, обнаружение алкоголя и ответственность в аварии. На этом уровне нужно описывать всех, кто попал в аварию, даже здоровых людей.

Среди всех транспортных средств, зарегистрированных в базе данных, был выбран выбор, чтобы оставить только разбитые автомобили, которые подходили для анализа. Во-первых, мы выбрали французские автомобили с модельным годом с 2000 по 2006 (включительно) с рейтингом Euro NCAP только четыре и пять звезд, за исключением автомобилей с тремя звездами или меньше. Транспортные средства с модельными годами до 2000 года были исключены из анализа, поскольку с конца девяностых годов были внесены значительные улучшения в ударопрочность автомобилей, а дополнительные преимущества более новых пассивных или активных устройств безопасности следует сравнивать с автомобилями, построенными непосредственно до этих улучшений, а не давным давно.

Мы также выбрали только автомобили с АБС, так как теперь она входит в стандартную комплектацию. Также необходимо было указать наличие EBA и ESC в автомобиле. Было невозможно использовать VIN в наборе данных об авариях, чтобы иметь возможность определить, оборудован ли автомобиль ESC и / или EBA, поскольку у нас нет доступа к базам данных VIN, связывающих VIN и характеристики. автомобиля, особенно оборудования безопасности. Мы использовали коммерческие материалы, поскольку для большинства разбившихся автомобилей можно узнать их марку и модель в наборе данных.Транспортные средства с дополнительным оборудованием не принимались во внимание, так как мы не могли быть уверены, действительно ли на борту имеется функция безопасности. Были некоторые особые случаи, когда дополнительное оборудование считалось отсутствующим на транспортном средстве (например, оборудование ESC для Renault Megane, поскольку было известно, что уровень оснащения для некоторых транспортных средств очень низкий).

Кодификация степени тяжести травм во Франции изменилась с 2005 г., и нет какой-либо очевидной корреляции между новой и прежней классификациями.Невозможно агрегировать данные о несчастных случаях, произошедших до 2005 года, с данными о несчастных случаях, произошедших с 2005 года, по крайней мере, если анализ касается степени тяжести травм. Следовательно, нам пришлось провести анализ аварий, произошедших в 2005 и 2006 годах.

Последний выбор касался использования ремня безопасности и сиденья в транспортном средстве; При анализе учитывались только водители с ремнями безопасности и передние пассажиры. В нашей выборке оказалось 20 076 автомобилей-пассажиров ().

Таблица 3:

Распределение нескольких переменных в выборке разбитых транспортных средств с пассажирами

15429 9029 4 звезды 9
N
5 звезд 4610
Всего 20,076
ESC оборудовано (все также имеют EBA) 2,149
ESC опционально 1403
без ESC 7,972 Всего 20,076
с EBA 15,075
без EBA 5,001
Всего 20,076 9 9029
Легкие ранения 5,367 9 0310
Без травм 11,892
Всего 20,076

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты оценки представлены в.Все результаты отражают потенциальную выгоду для безопасности, как объяснено выше. Следует подчеркнуть, что для каждого случая рассчитывалась общая эффективность, которая представляет собой влияние конфигурации безопасности на все несчастные случаи с травмами. Это делается путем вычисления эффективности для чувствительной группы ДТП с травмами и экстраполяции результата на все ДТП с травмами с участием, по крайней мере, легкового автомобиля.

Таблица 4:

Общие преимущества безопасности конфигураций безопасности

Преимущество безопасности EBA с учетом того, что автомобиль имеет четыре звезды.
Снижение несчастных случаев с травмами (предотвращение несчастных случаев) Снижение всех травм и летальных исходов Снижение тяжелых травм и смертельных исходов
-3,2% [-14,6; 7,1] 7,8% [-3,8; 18,1] 14,6% [-7,3; 32,0]
Преимущество ESC для безопасности, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды и EBA. 5,2% [-1,1; 10,8] 10,3% [-2,3; 20,5] 16,8% [-6,7; 34.4]
Преимущество ESC для безопасности с учетом того, что автомобиль имеет пять звезд и EBA. 3,2% [-0,9; 7,2] 10,7% [2,7; 18,3] 23,4% [10,6; 35,0]
Пятая звезда дает преимущество безопасности, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды и EBA. 6,4% [-5,9; 17,2] 8,3% [-10,2; 23.3] N.A.
Преимущество безопасности для пятой звезды, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды, EBA и ESC. 19,3% [2,7; 33,6] 33,8% [15,0; 49,1] 35,1% [2,0; 57.4]
Преимущества EBA и ESC для безопасности с учетом того, что автомобиль имеет четыре звезды. 18,6% [-5,1; 36,1] 36,3% [15,4; 51,5] 42,3% [-0,2; 65,5]
Преимущество безопасности EBA и пятая звезда, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды. 28,2% [3,2; 46,7] 36,0% [7,5; 55,8] 37,5% [6,9; 58,0]
Преимущество безопасности ESC и пятая звезда, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды и EBA. 22% [9,6; 32,6] 38,6% [26,1; 48,9] 37,1% [12,2; 54,8]
Преимущества безопасности EBA, ESC и пятая звезда, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды. 47,2% [32,0; 58,9] 67,8% [57,8; 75,5] 69,5% [51,5; 80,8]
Пятая звезда и удаление ESC с точки зрения безопасности, если у автомобиля четыре звезды, EBA и ESC. 2,1% [-21,9; 22.0] NA NA

Главный результат этого анализа состоит в том, что любое приращение функции пассивной или активной безопасности, выбранной в этом анализе (5 звезд, система экстренного торможения (EBA), электронная система контроля устойчивости (ESC) )) дает дополнительные преимущества для безопасности. В общем, повышение безопасности выше для более высоких уровней серьезности. Например, если бы все автомобили имели пять звезд с EBA и ESC, по сравнению с четырьмя звездами без ESC и EBA, количество несчастных случаев с травмами уменьшилось бы на 47.2%, все травмы будут смягчены на 67,8%, а тяжелые и смертельные травмы — на 69,5%.

Результаты очень положительные и обнадеживающие, демонстрируя большой потенциал для обобщения выбранных приложений безопасности и подтверждения выбора, сделанного до сих пор различными заинтересованными сторонами, которые годами выступали за установку технологий безопасности в легковых автомобилях. Однако остается несколько вопросов, которые необходимо решить в этом последнем разделе.

Высокоэффективные оценки

Напомним, что мы вычисляем, сколько аварий / травм можно было бы избежать, если бы 100% всех транспортных средств были оснащены определенной конфигурацией безопасности по сравнению с 0% проникновением на рынок.

Некоторые из приведенных выше результатов на первый взгляд вызывают большие сомнения. Снижение количества несчастных случаев с травмами на 47,2%, травм на 67,8% и тяжелых + смертельных травм на 69,5%, если мы сравним автомобили 5 звезд + EBA + ESC с автомобилями 4 звезды, кажется чрезвычайно высоким.

Можно ли считать эти результаты правдоподобными или просто статистической аномалией? Предыдущие исследования показали высокий потенциал ESC (Page и Cuny (2004), Kreiss et al. (2005)) и EBA (Page и др. (2005)). Считается, что каждая из систем потенциально снижает количество ДТП на 10–15%.Другие исследования также показали большой потенциал передних и боковых подушек безопасности или общих удерживающих систем (ограничители нагрузки, преднатяжители, подушки безопасности). Иногда эффективность новых автомобилей в предотвращении серьезных или смертельных травм грудной клетки, например, достигает 80% (LAB (2001), неопубликовано). Некоторые другие исследования также показали корреляцию между звездными рейтингами NCAP и реальным риском травм (см. Консультативный комитет по рейтингам безопасности по критериям качества для оценки безопасности автомобилей на основе проекта Real-World Crashes , например, Langwieder и другие., 2005).

Кроме того, кривые риска травм (риск травм по уровням серьезности как функция скорости удара или эквивалентной энергетической скорости (EES)) часто показывают высокий потенциал систем, способных снизить скорость удара, особенно на самых высоких или средних скоростях. . Кроме того, тщательное расследование происшествий показало значительное снижение риска тяжелых травм при разумных скоростях удара.

В целом мы ожидали высокой эффективности сочетания систем.

Поскольку, по всей видимости, эффективность предотвращения ДТП при переходе автомобиля с 4 звезд на 5 звезд кажется очевидной, следует подчеркнуть, что анализ проводился на базе данных несчастных случаев с травмами, которая не включает дорожно-транспортные происшествия с материальным ущербом.Следовательно, вероятно, что во многих авариях, когда ни один из участников не получил травм из-за конфигурации безопасности транспортных средств, в базе данных указано , а не . В оценке кажется, что этих несчастных случаев удалось полностью избежать, что объясняет эффективность предотвращения несчастных случаев пятой звезды.

Статистическая значимость

Некоторые результаты либо не являются статистически значимыми, либо имеют большие доверительные интервалы. На первый взгляд это может показаться разочаровывающим.На самом деле, это не. Существенные результаты показывают, что преимущества для безопасности, обеспечиваемые системами, являются положительными, даже несмотря на то, что точная количественная оценка преимуществ оценивается в довольно большом интервале. Это наилучшие возможные оценки с учетом имеющихся данных, и их следует рассматривать как таковые. Наилучшие оценки означают, что вероятность того, что эта оценка является наилучшей, является наивысшей оценкой эффективности с учетом условий исследования.

Ограничения данных

Французские ограничения данных о сбоях были объяснены в разделе данных.В основном есть четыре проблемы:

  • — Непосредственный доступ к оборудованию разбитых автомобилей в наборах данных о дорожно-транспортных происшествиях затруднен. Однако необходимо установить связь между данными о ДТП и файлами оборудования транспортного средства. Эти файлы должны содержать для каждого автомобиля, идентифицированного его VIN (или любой другой идентификационный код), все важные технические характеристики автомобиля. Они труднодоступны для непромышленных организаций. Поэтому единственный выход — поочерёдно получить общее коммерческое описание марки и модели.В этом случае невозможно указать дополнительное оборудование, было ли оно установлено в автомобиле, записанном в файле аварии. Для стандартного оборудования это решение очень хорошо подходит. Но это ограничение данных значительно сокращает размер выборки и объем исследуемых транспортных средств. Поскольку большая часть информации была доступна только для французских автомобилей, мы ограничили наше внимание французскими автомобилями. Была предпринята попытка сбора информации о немецких автомобилях, но от этого отказались.

  • — Метод требует определения аварийных ситуаций, которые могут быть чувствительными или нейтральными по отношению к функции безопасности или исследуемым конфигурациям безопасности.Мы предложили классификацию аварийных ситуаций на основе информации, имеющейся в данных о ДТП. Затем мы указали, является ли ситуация нейтральной или чувствительной к функции безопасности. Эти утверждения иногда были трудными, так как только части класса являются чувствительными, а некоторые другие — нет. Например, авария с потерей управления / наведения на прямой линии (не на перекрестках) сочетает в себе аварии с потерей управления и наведения. Мы не можем различить две категории в файле данных.Несчастные случаи с потерей управления чувствительны к ESC, но не к авариям с наведением. В таком случае обе категории следует рассматривать как конфиденциальные. Это показано в Zangmeister et al. (2008), что, если группа нейтральных аварий ошибочно классифицируется как чувствительные аварии, оценка общей эффективности не пострадает! Единственный недостаток такой неправильной классификации — большие доверительные интервалы.

  • — Определения серьезности во французском файле данных об авариях были изменены в 2005 году.Следовательно, было невозможно работать над большим количеством аварийных лет, чтобы увеличить размер выборки данных. Мы работали только с национальными досье об авариях 2005 и 2006 годов. С другой стороны, уровни тяжести, используемые в национальном файле, довольно расплывчаты относительно реальной тяжести травм (менее одного дня или более одного дня госпитализации), и мы знаем, что они не полностью репрезентативны для реальных уровней серьезности, которые могут быть измерены, например, с помощью AIS или ISS. К сожалению, эти подробности доступны только в подробных данных, которые здесь не используются, потому что нам нужны тысячи случаев, доступных только в национальных файлах аварий.

  • — В нашей выборке мы рассмотрели только некоторые французские автомобили, потому что вышеупомянутая информация была более доступной для этих автомобилей. Французские автомобили не являются репрезентативными для автомобильного парка Франции, хотя 2/3 рынка составляют французские автомобили. Однако мы считаем, что в целом систематическая ошибка, вызванная этим ограничением, не является серьезной. Исследуемые системы, скорее всего, различаются от одного производителя автомобилей к другому, а внутренние характеристики автомобилей также различаются от одного производителя к другому.Они также различаются от одной модели к другой одной и той же марки. Добавление других типов транспортных средств, вероятно, изменило бы оценки, но, вероятно, в очень небольшой степени, разнообразие моделей, вероятно, имеет большее значение, чем разнообразие марок.

Общие результаты в сравнении с конкретными результатами

Оценочные исследования обычно изучают преимущества мер безопасности как в отношении общего числа несчастных случаев с травмами, так и в отношении конкретных несчастных случаев. Эти «конкретные несчастные случаи» могут варьироваться в зависимости от объема исследования.Это могут быть аварии с участием определенных групп пользователей (например, двухколесные транспортные средства, маленькие или большие автомобили или молодые водители), типы аварий (например, аварии ночью или под дождем) или конкретные переменные интересы (например, аварии с поломкой на дороге. по типам, по регионам воздействия, по площади, город или село).

В нашем исследовании мы работали только с так называемым ДТП с чувствительной травмой и с общим количеством ДТП с травмами, в которых участвовал, по крайней мере, легковой автомобиль, не имея возможности анализировать особенности.ESC может быть более эффективным для автомобилей среднего размера, или 5 th star для больших автомобилей, или EBA на сельских дорогах. В нашем исследовании мы можем просто заявить, что в целом все приложения безопасности актуальны и эффективны для предотвращения дорожно-транспортного травматизма, не имея возможности более точно нацеливать профилактические меры на конкретные группы или конкретные проблемы.

Приложения безопасности

Нам пришлось ограничить наш анализ двумя хорошо известными приложениями активной безопасности: ESC и EBA. Нам также пришлось сгруппировать все улучшения пассивной безопасности, внесенные автомобильной промышленностью, в два ограничительных класса (4 звезды и 5 звезд), что на самом деле плохо отражает разнообразие этих улучшений.Эти ограничения обсуждались в разделе данных. Применений безопасности, широко распространенных в автопарке, не так много. Имеющиеся данные не могут предоставить достоверную информацию о наличии / отсутствии других приложений безопасности, которые мы изначально планировали оценить (мониторинг давления в шинах и ограничитель скорости). Это действительно ограничение. С другой стороны, теперь метод готов к применению в других типах систем и может быть использован, как только данные станут доступны.

Европа 27 уровень

В какой степени результаты, полученные во Франции с французскими данными, применимы или репрезентативны для всей Европы? Прежде всего, наши результаты основаны на виртуальном мире, где все автомобили имеют рейтинг не менее 4 звезд в Euro NCAP и не более 5 звезд и оснащены EBA и ESC. Поэтому в этом мире не учитывается реальное распределение оборудования в автопарках 27 стран Европы. Как мы заявляли ранее в документе, мы не фокусировали нашего внимания на фактической наблюдаемой эффективности функций безопасности (т.е. сколько жизней спасли эти приложения безопасности), а с учетом потенциальных преимуществ безопасности, связанных с этими функциями, все ли автомобили были бы оснащены такими приложениями безопасности.

Такие льготы можно расценивать и наоборот. Предположим, в стране есть весь автопарк, оснащенный автомобилями 5 звезд + EBA + ESC. Наши расчеты могут дать представление о потенциальных недостатках, которые может привести к фактическому понижению уровня парка автомобилей в сторону менее безопасных транспортных средств.

Рассуждения в таком виртуальном мире автоматически не позволяют нам рассчитать потенциальные преимущества приложений безопасности для всей Европы с точки зрения абсолютного числа погибших или травм, которые были спасены или могут быть сохранены или смягчены благодаря приложениям безопасности.Однако с этим можно было бы согласиться, если бы была доступна частота применения систем безопасности в автопарках для каждой страны. Это выходит за рамки TRACE.

Уверены ли мы, что эти потенциальные преимущества безопасности, рассчитанные для Франции, применимы и к остальной Европе? Фактически это зависит от единственной проблемы: если распределение нейтральных аварийных ситуаций и чувствительных аварийных ситуаций не сильно различается от страны к стране, общие потенциальные выгоды для безопасности, оцененные для Франции, должны быть действительными для остальной Европы.Мы не проверили это предположение, поскольку созданная нами для Франции классификация аварийных ситуаций недоступна в других странах. Но, глядя на предыдущие исследования эффективности ESC, проведенные в Швеции (Tingvall et al. (2003)), Франции (Page and Cuny (2004) и Германии (Kreiss et al. (2005)), с аналогичными результатами и аналогичными методологиями , мы можем сделать вывод, что, даже если мы предполагаем, что частота несчастных случаев различна во всех европейских странах, данные из Франции не должны сильно отклоняться от среднего значения.Следовательно, результаты, полученные для Франции, должны быть хорошей «приблизительной оценкой» того, что можно было бы наблюдать в других странах Европы, если бы были доступны данные.

Инновации в TRACE и рекомендации

Во-первых, TRACE предложила новую методологию для оценки потенциальных преимуществ безопасности пакета приложений безопасности, так называемых конфигураций безопасности, включая пассивную, превентивную и активную безопасность. Во-вторых, эта методология была успешно применена к данным о происшествиях во Франции.Это дало результаты, представляющие большой интерес. Как видно из, мы исследовали 10 вариантов повышения безопасности, которые можно ожидать от установки технологий безопасности в автомобилях для предотвращения автомобильных аварий. В-третьих, эта методология подробно объясняется в отчетах TRACE и применяется в настоящем документе. Также подробно описаны преимущества и недостатки методологии. Затем ее можно рассматривать как готовую к применению методологию, которая может быть полезна для предстоящих аналогичных исследований, а в конечном итоге может быть применена к другим европейским данным и другим конфигурациям безопасности.Наконец, результаты могут быть использованы для объяснения преимуществ в области безопасности, достигнутых к настоящему времени в странах, где уровень проникновения приложений безопасности достаточно высок, чтобы вызвать видимые эффекты. Их также можно использовать для прогнозирования развития безопасности там, где проникновение таких систем быстро увеличивается.

Мы не проводили анализа рентабельности таких систем. Это выходило за рамки нашего проекта. Однако оценка комбинации систем в целом и / или оценка дополнительных преимуществ безопасности системы с учетом присутствия других систем могут быть полезны для этого анализа затрат и выгод, в котором в настоящее время системы слишком часто рассматриваются как действует независимо.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основная цель документа заключалась в оценке посредством статистических расчетов доли несчастных случаев с травмами, которых можно было бы избежать, и / или доли несчастных случаев с травмами, степень тяжести которых могла быть уменьшена, для существующих функций безопасности (или конфигурации безопасности), если бы все автомобили были оснащены этими функциями, которые уже есть на рынке.

В зависимости от наличия данных об авариях, а также с учетом фактического низкого уровня проникновения активных функций безопасности, мы выбрали для оценки электронный контроль устойчивости (ESC) и систему экстренного торможения (EBA).Что касается систем пассивной безопасности, мы решили рассмотреть возможность оценки в TRACE (TRaffic Accident Causation in Europe, 2006–2008) безопасности всего пакета, то есть количества звезд, присуждаемых при тестировании Euro NCAP.

Задача состояла в том, чтобы сравнить эффективность некоторой конфигурации безопасности SC I с эффективностью некоторой другой конфигурации безопасности SC II. Конфигурацию безопасности можно понимать как пакет функций безопасности. Было проведено десять сравнений, и теперь доступны следующие оценки: Преимущество безопасности EBA, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды / преимущество безопасности ESC, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды, и преимущество EBA / безопасность ESC, учитывая, что автомобиль имеет пять звезд и EBA / преимущество безопасности пятой звезды, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды и EBA / преимущество безопасности пятой звезды, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды, EBA и ESC / преимущество безопасности EBA и ESC что автомобиль имеет четыре звезды / преимущество безопасности EBA и пятую звезду, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды / преимущество безопасности ESC и пятую звезду, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды и EBA / преимущество безопасности EBA, ESC и пятое звезда, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды / преимущество безопасности пятой звезды и удаление ESC, учитывая, что автомобиль имеет четыре звезды, EBA и ESC.Основные результаты анализа включают « общая эффективность» выбранных систем безопасности с разбивкой по уровням тяжести травм. Эта «общая эффективность» представляет собой процент снижения количества несчастных случаев и травм с травмами, которые наблюдались бы, если бы все автомобили были оснащены рассматриваемой системой (ами), по сравнению с автомобилями контрольной группы. Референтные группы не всегда одинаковы. Менее оснащенной контрольной группой были 4-звездочные автомобили без EBA и без ESC.Если мы сравним наиболее оборудованную группу автомобилей и менее оборудованную группу автомобилей, если бы все автомобили были бы пятизвездочными, оснащенными EBA и ESC, по сравнению с четырьмя звездами без ESC и EBA, количество несчастных случаев с травмами снизилось бы на 47,2%, все травмы будет уменьшено на 67,8%, а тяжелые и смертельные травмы уменьшатся на 69,5%. Это представляет собой большой успех в области безопасности автомобилей за последние годы.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Комиссию ЕС, которая поддержала проект TRACE в рамках Программы сотрудничества в исследованиях и разработках 6 th , а также всех партнеров TRACE за их вклад в анализ и предотвращение аварий.Кроме того, авторы высоко оценивают отчеты двух анонимных рецензентов. Их подробные отчеты привели к значительному улучшению статьи.

Приложение 1.

Список аварийных ситуаций и их нейтральность / чувствительность к ESC и EBA, соответственно

Случайные ситуации Нейтральные или чувствительные относительно EBA Нейтральные или чувствительные к ESC
ДТП с потерей управления / наведения на одном автомобиле на прямой (не на перекрестках). Н при боковом ударе, иначе S S
ДТП с потерей управления / наведения двумя автомобилями на прямой (не на перекрестках). Н при боковом ударе, иначе S S
ДТП с потерей управления / наведения одиночным транспортным средством в повороте (не на перекрестках). Н при боковом ударе, иначе S S
ДТП с потерей управления / наведения двумя автомобилями в повороте (не на перекрестках). Н при боковом ударе, иначе S S
ДТП с потерей управления / наведения на перекрестке. N при боковом ударе, иначе S S
Одиночный автомобиль / столкновение с припаркованным автомобилем. S S
Столкновение с животным S S
Столкновение с пешеходом, идущим по дороге. S N
Столкновение с пешеходом, переходящим дорогу. S N
Столкновение с пешеходом, изначально скрытым от глаз. S N
Столкновение с пешеходом при движении задним ходом. N N
Столкновение с пешеходом, который бежит или играет на дороге. S N
Прохождение поворота, столкновение с неуправляемым или неудачно расположенным встречным транспортным средством. S N при лобовом или боковом ударе, в противном случае S
Движение по прямой дороге, столкновение с неуправляемым или неудачно расположенным встречным транспортным средством. S N при лобовом или боковом ударе, иначе S
Столкновение спереди и сзади, столкновение с автомобилем. S N
Столкновение спереди и сзади, столкновение с автомобилем. S S
Водитель попал в аварию при смене полосы движения. S N
Водитель попал в аварию, объезжая препятствие на дороге. S S
Водитель попал в столкновение во время маневра обгона. S S
Водитель попал в аварию во время парковочного маневра. N N
Водитель попал в столкновение при выполнении маневра левого или правого поворота (не на перекрестке). N N
Водитель попал в аварию при открытии двери автомобиля. N N
Водитель попал в аварию при выполнении маневра разворота на проезжей части (не на перекрестке). N N
Водитель попал в аварию при переходе проезжей части (не на перекрестке). N N
Водитель столкнулся с припаркованным автомобилем. N N
При вине водителя в дорожно-транспортном происшествии. Никакого поворота или входа в аварию. N N
Не виноват водитель в дорожно-транспортном происшествии с круговым движением. Никакого поворота или входа в аварию. S N
Водитель столкнулся с транспортным средством, которое поворачивает налево или направо на круговом перекрестке или выезжает на него. S N
Водитель попал в столкновение при въезде на перекресток с круговым движением. N N
Водитель попал в столкновение при повороте направо на круговом перекрестке. N N
Водитель попал в столкновение при повороте налево на круговом перекрестке. N N
По вине водителя в дорожно-транспортном происшествии с прямым перекрестком (SCP). N N
Водитель не виноват в аварии на перекрестке с SCP. S N
Водитель столкнулся с автомобилем, поворачивающим налево или направо на перекрестке. N в случае ошибки, иначе S N
Водитель поворачивает налево на перекрестке. N в случае ошибки, иначе S N
Водитель поворачивает направо на перекрестке. N если виноват, иначе S N
При вине водителя в дорожно-транспортном происшествии на перекрестке. При аварии нельзя маневрировать на повороте. N N
Не виноват водитель в дорожно-транспортном происшествии на перекрестке. Левый, правый или нулевой маневр встречного автомобиля. S N
При отказе водителя в левом повороте на пересечении дорожного происшествия ДТП. N N
По вине водителя на перекрестке правого поворота ДТП с участием встречного транспортного средства. N N
При вине водителя на перекрестке ДТП с участием двух транспортных средств, движущихся в одном направлении без маневра поворота. S N
Водитель не по вине при перекрестке ДТП с участием двух транспортных средств, движущихся в одном направлении без маневра поворота. S N
Водитель, участвующий в столкновении с транспортным средством, поворачивает налево на перекрестке и движется в том же направлении. S N
Водитель поворачивает налево на перекрестке, попавшем в аварию с транспортным средством, движущимся в том же направлении. S N
Водитель попал в столкновение с автомобилем, повернувшим направо на перекрестке и движущимся в том же направлении. S N
Водитель, поворачивающий направо на перекрестке, попал в аварию с транспортным средством, движущимся в том же направлении. S N
Водитель попал в столкновение при выполнении маневра разворота на перекрестке. N N
Водитель, участвующий в столкновении с транспортным средством, совершает разворот на перекрестке. S N
Водитель, попавший в аварию на перекрестке — другие типы S N
3 участника дорожного движения и + S N, если не виноват, иначе S
Неизвестно S S

ССЫЛКИ

  • (все отчеты TRACE доступны для скачивания по адресу http: // www.trace-project.org)
  • Aga M, Okada A.2003 Анализ эффективности системы контроля устойчивости транспортного средства (VSC) на основе данных об авариях, документ ESV 541. 18-я конференция ESV, Нагоя (Япония) [Google Scholar]
  • Bahouth G. Real World Crash Evaluation of Vehicle Stability Control (VSC) Technology. 49-я ежегодная научная конференция Ассоциации развития автомобильной медицины; Бостон (США). 2005. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Farmer CM. Влияние электронного контроля устойчивости на риск аварии автомобиля.Предупреждение дорожно-транспортного травматизма. 2004. 5 (4): 317–325. [PubMed] [Google Scholar]
  • Kreiss J-P, Langwieder K, Schüler L.2005 Эффективность основных средств безопасности в легковых автомобилях в Германии, 19-я конференция ESV, Вашингтон, округ Колумбия (США), Paper No. 05-145. [Google Scholar]
  • LAB 2001. Эффективность ограничителей нагрузки и преднатяжителей в предотвращении серьезных травм грудной клетки. Лаборатория аварийной медицины, биомеханики и исследований человека PSA-RENAULT Nanterre, Франция Неопубликованная рукопись [Google Scholar]
  • L , Филдес Б., Эрнвалл Т., Кэмерон М.2003 SARAC — Рейтинг безопасности на основе реальных аварий для дополнения программ оценки новых автомобилей Документ 175. 18-я конференция ESV Nagoya [Google Scholar]
  • Linder A, et al. 2007. Методы оценки влияния безопасности движения на антиблокировочную тормозную систему (ABS) и электронный контроль устойчивости (ESC): обзор литературы. Отчет VTI (Шведский национальный научно-исследовательский институт дорог и транспорта) (www.vti.de/publications).
  • Page Y, Cuny S. Эффективна ли система ESP на французских дорогах. 1-й Международный ESAR; Ганновер (Германия).2004. [Google Scholar]
  • Page Y, Forêt-Bruno J-Y, Cuny S.2005Соответствует ли ожидаемая и наблюдаемая эффективность экстренного торможения в предотвращении дорожно-транспортных происшествий? ESV-paper 05-268. 19-я конференция ESV, Вашингтон, округ Колумбия (США) [Google Scholar]
  • Page Y, Cuny S, Zangmeister T.2008. Оценка преимуществ безопасности существующих функций безопасности. Результат проекта TRACE D.4.2.2. Отчет.
  • Тингвалл К., Крафт М., Каллгрен А., Лие А. 2003 г. Эффективность ESP (Электронная программа стабилизации) в сокращении числа несчастных случаев в реальной жизни.ESV-paper 261. 18-я конференция ESV Нагоя (Япония) [Google Scholar]
  • Zangmeister T, Kreiss JP, Schüler L, Page Y, Cuny S.2007 Одновременная оценка нескольких функций безопасности в легковых автомобилях Документ 20-й конференции ESV No. 07-0174. [Google Scholar]
  • Zangmeister T, Kreiss JP, Schüler L, 2008. Оценка существующих средств безопасности. Отчет о результатах выполнения проекта TRACE D.7.4.

Возможности дальнейшего развития пассивной безопасности

Ann Adv Automot Med.2009 Oct 5; 53: 51–60.

Центр исследований безопасности транспортных средств, Университет Лафборо, Великобритания

Ассоциация авторских прав в поддержку развития автомобильной медицины © AAAM 2009Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

В Европе акцент переносится с предотвращения травм на предотвращение несчастных случаев с целью сокращения дорожно-транспортных происшествий. В этом исследовании была предпринята попытка определить текущий потенциал для серьезного сокращения числа несчастных случаев с использованием пассивной безопасности путем изучения характеристик аварийности новых автомобилей с серьезно травмированными пассажирами.Совместное исследование аварийных травм проводит тщательные исследования около 1200 автомобилей в год из семи выборочных регионов по всей Англии. Внимание было сосредоточено на легковых автомобилях, произведенных с 2004 по 2008 год, с как минимум одним пассажиром, получившим травму до 3-го уровня AIS или более. 28% пассажиров MAIS 3+ не были пристегнуты, а 40% были пристегнуты, но участвовали в авариях с ограниченным потенциалом пассивной защиты. Еще 32% пассажиров были пристегнуты ремнями безопасности и участвовали в авариях с потенциалом для улучшенной ударопрочности.Для этих пассажиров были определены пять основных функциональных требований для повышения ударопрочности: уменьшение нагрузки ремнями безопасности на грудь и живот при лобовых столкновениях, особенно для пожилых людей; снижение нагрузки на бедренную и большеберцовую кость при лобовых ударах; обеспечение защиты головы и груди при боковых столкновениях; и уменьшение бокового отклонения водителя и пассажиров при ударах с дальней стороны. В совокупности на эти функции приходилось 70% выявленных требований. Были определены другие более мелкие требования, каждая из которых составляет до 5% от общей суммы.В целом, аргументы в пользу дальнейшего развития пассивной безопасности все еще представляются значительными.

ВВЕДЕНИЕ

В связи с постоянным увеличением количества дорожно-транспортных происшествий в 1973 году были введены первые европейские требования к краш-тестам (Правило 12 ЕЭК ООН), требующие минимального уровня защиты пассажиров при лобовом ударе. Однако вскоре стало ясно, что на европейских дорогах все еще происходит большое количество смертельных случаев и серьезных травм, несмотря на дополнительное введение законодательства о ремнях безопасности во многих странах.К середине 1980-х годов ЕЭК ООН разработала новый лобовой краш-тест, который утверждал, что обеспечивает более реалистичную нагрузку на конструкции транспортного средства и включал антропометрические испытательные устройства для оценки риска травм (положение 94 ЕЭК ООН). Это испытание не стало действующей директивой ЕС о лобовом ударе. Реальные и лабораторные исследования показали, что они не проверяли конструкцию транспортного средства достаточно серьезно, чтобы имитировать условия столкновения, связанные с серьезными и смертельными травмами в реальных авариях (Hobbs, 1992). Вместо этого для автомобилей новой модели в 1996 г. и для всех автомобилей в 2003 г. было принято испытание на удар со смещением (Директива ЕС 96/79 / EC).Директива ЕС по испытаниям на боковой удар (Директива ЕС 96/26 / EC) также была введена в 1996 году для защиты пассажиров при боковых ударах. На основе новых директив была запущена Европейская программа оценки новых автомобилей (EuroNCAP) (Hobbs et al. 1999), которая предоставляет потребителям дополнительные и более быстрые оценки ударопрочности и общедоступные рейтинги безопасности. Все эти меры улучшили конструктивные характеристики автомобиля и способствовали распространению подушек безопасности и более совершенных систем ремней безопасности.Конечным результатом стало значительное сокращение числа несчастных случаев в реальных авариях (Frampton et al. 2002). К сожалению, статистика ЕС показывает, что около 40 000 смертельных случаев по-прежнему происходят ежегодно на его дорогах, примерно половина из них — пассажиры автомобилей, и существует неуверенность в достижении европейских целей по сокращению числа несчастных случаев на 2010 год. В настоящее время все большее внимание уделяется предотвращению аварий. с уменьшением поддержки дальнейших улучшений ударопрочности, исходя из предположений, что это будет сложным или дорогостоящим и затронет лишь небольшое количество несчастных случаев.Цель этого исследования заключалась в том, чтобы пролить дополнительный свет на эти предположения путем изучения условий столкновения, связанных с травмами AIS 3 и выше на последних моделях автомобилей, изучения потенциала предотвращения травм AIS 3+ с дальнейшей разработкой пассивных контрмер безопасности.

МЕТОД

Данные о травмах, полученных в результате столкновений, из исследования UK Coperative Crash Injury Study (CCIS) были опрошены на индивидуальной основе с использованием визуального изучения материалов дела. Это предлагает точный метод выявления тонкостей, связанных с причиной травм в современных транспортных средствах.В рамках исследования CCIS легковые автомобили отбираются для исследования с использованием процедуры стратифицированной выборки, основанной на максимальной степени тяжести травм. Сюда входят аварии с участием буксируемых автомобилей моложе семи лет на момент аварии в географических регионах, выбранных для обозначения городских и сельских дорог в Великобритании (Mackay et al. 1985). В этих регионах исследование направлено на охват всех зарегистрированных полицией ДТП с серьезными и смертельными травмами.

База данных содержала ограниченную информацию об обстоятельствах ДТП, но подробную информацию о тяжести аварии транспортного средства, конструктивных характеристиках и характеристиках удержания вместе с фотографической документацией экстерьера и интерьера транспортного средства, а также судебно-медицинскими доказательствами, касающимися причин травм.Для пассажиров была доступна подробная информация, включая использование ремня безопасности, возраст и положение сиденья. Исход травмы регистрировали с использованием сокращенной шкалы травм (AAAM 1990). Подробная информация о травмах была доступна для каждого пассажира, участвовавшего в исследовании, включая максимальную оценку AIS по областям тела и максимальную сокращенную оценку травм (MAIS). Смертельно раненые пассажиры были дополнительно задокументированы с данными вскрытия, что является требованием для случайной смерти в Великобритании.

Выборка легковых автомобилей, произведенных в период с 2004 по 2008 год, была отобрана при условии, что хотя бы один водитель умер или получил травмы степени тяжести по шкале AIS 3 или выше.В результате отбора было выбрано 157 автомобилей с 184 пассажирами. Адекватная фотографическая документация или информация об использовании ремней безопасности не была доступна для восьми пассажиров (4% выборки), и они были исключены из дальнейшего анализа. Первоначальная фильтрация данных проводилась на основе использования ремня безопасности. Пассажиры, не пристегнутые ремнями, были помещены в одну категорию, а пристегнутые — в другую. Случаи пассажиров с ремнями безопасности были подробно рассмотрены, чтобы определить, есть ли потенциал для снижения тяжести травм AIS 3+ с дальнейшим развитием пассивной безопасности.Базой для оценки этого потенциала была сама авария с фактическим транспортным средством, водителем и ударом по сравнению с той же аварией на основе контрфактической гипотезы о том, что ее пассивные системы безопасности были оптимальными. Это определение потребовало разработки набора руководящих принципов, то есть экспертного протокола, который можно было бы применять в каждом случае. Механизмы повреждения AIS 3+ также были тщательно изучены, чтобы можно было определить функциональные требования для предотвращения травм. В экспертном протоколе потенциал пассивной безопасности оценивается по трем уровням: вероятный, возможный и ограниченный.Оценка «вероятного» означает, что серьезные травмы произошли в пределах проектной ударопрочности, и остаются значительные возможности для развития пассивной безопасности. «Возможный» рейтинг указывает на то, что потенциал пассивной безопасности был установлен, но с более низким уровнем уверенности. «Ограниченный» рейтинг применялся в случаях, когда существовали явные сомнения в возможности пассивной защиты. Основные рекомендации, используемые для каждого рейтинга, приведены ниже.

«Вероятные» критерии оценки

  • Серьезность столкновения не превышает тех, которые используются в стандартных краш-тестах

  • Стандартное приложение ударной силы в горизонтальной плоскости

  • Типичное воздействие на легковой автомобиль, противоударный барьер или столб / дерево

  • Степень проникновения, не превышающая той, которая наблюдалась при стандартных испытаниях на лобовой и боковой удар; при столкновении с дальней стороной, а не за середину транспортного средства.

«Возможные» критерии оценки

Критерии, аналогичные «вероятной» оценке, но с одним или несколькими смешивающими факторами:

  • Косое фронтальное столкновение

  • Размах вперед или в сторону

  • Фронтальное вторжение, хотя и не сильное, но больше, чем при фронтальных испытаниях

  • Одно сильное столкновение с несколькими незначительными ударами — пассажир, возможно, не в своем положении (OOP)

  • Простой опрокидыватель

  • Незначительный компонент опрокидывания.

Критерии оценки «Ограниченный»

  • Чрезмерная серьезность аварии

  • Нестандартное приложение силы удара

  • Многократное опрокидывание с несколькими ударами в разных направлениях или с сильными ударами в разные стороны транспортного средства

  • Существенный прорыв конструкций транспортного средства

  • Проникновение, намного превышающее наблюдаемое при стандартных испытаниях на лобовой и боковой удар; при авариях на дальней стороне, мимо середины транспортного средства

  • Непроверяемая кинематика области тела водителя и пассажира, особенно травма верхней конечности.

Никакая выборка из нескольких случаев не может адекватно отразить разнообразие обстоятельств ДТП, характеристик пассажиров и механизмов травм, наблюдаемых в большом исследовании, таком как CCIS. Следующие ниже случаи предназначены для иллюстрации действующих критериев рейтинга, не претендуя на то, чтобы быть репрезентативными для всей группы несчастных случаев, рассматриваемых в разделе «Результаты» ниже. Следует отметить, что водитель сидит с правой стороны этих британских автомобилей.

Корпус 1.Вероятная выгода (передний проход 83 лет)

Случай 1. Характер и сила этого лобового удара находятся в разумных пределах для защиты пассажиров. Хотя травмированный передний пассажир является пожилым человеком, считается, что существует потенциал для оптимальной удерживающей системы, позволяющей удерживать травмы ниже уровня MAIS 3+.

Случай 2. Возможная выгода (водитель 30 лет)

Случай 2. Это транспортное средство нависло над своим партнером по столкновению, стремясь преувеличить видимые внешние повреждения.Вторжения в салон автомобиля не было. Подбег, вероятно, увеличил продолжительность удара (по сравнению с полным вертикальным воздействием), но, возможно, нарушил синхронизацию подушки безопасности. Считается, что оптимальная вторичная безопасность могла выдержать травмы ниже MAIS 3+.

Случай 3. Возможная выгода (водитель 35 лет)

Случай 3. Косой удар, не слишком сильный, с некоторым вторжением на левую сторону пассажира. Удерживающая система плохо контролировала движение головы водителя.Хотя ни в коем случае не является неизбежным, что этот тип удара должен привести к опасным для жизни травмам MAIS 3+, он находится между текущими нормативными и потребительскими испытаниями, поскольку не является ни фронтальным, ни боковым. Кроме того, серьезно пострадали голова и нижняя конечность. Он был отнесен к промежуточной «возможной» категории льгот.

Случай 4. Возможная выгода (водитель 37 лет)?

Случай 4. Крыша этого автомобиля была перерезана аварийными службами над центральными стойками. Никакого опрокидывания, но несколько ударов по бездорожью средней степени тяжести с травмами головы и груди MAIS 3+.Множественные удары могли привести к срабатыванию преднатяжителя ремня безопасности и подушек безопасности (передних и боковых) до оптимального момента или вывести водителя из положения в момент срабатывания. Хотя это и не является крайним явлением, есть элемент сомнения в том, попадает ли эта авария в рамки приемлемого проектирования для защиты пассажиров, и поэтому она была отнесена к категории «возможных».

Случай 5. Ограниченное преимущество (водитель 52 лет)

Случай 5. Удар шестом в сторону водителя, аналогичный по расположению и направлению силы при испытании EuroNCAP, но считается более серьезным.Классифицируется как «ограниченный» (или отсутствующий) потенциал для снижения тяжести травм ниже MAIS 3 за счет улучшенной пассивной защиты.

Кейс 6. Ограниченная выгода (водитель 67 лет)

Кейс 6. Смещенный фронтальный удар со значительным проникновением. В некотором смысле аналогичен лобному тесту EuroNCAP, но считается слишком суровым и поэтому помещен в группу «ограниченных».

РЕЗУЛЬТАТЫ

Потенциал пассивной защиты

176 пассажиров послужили основой для проверки потенциала пассивной защиты (PPP), другими словами, возможности снижения серьезности травм AIS 3+.показывает уровень PPP, полученный в результате применения экспертного протокола.

Таблица 1.

Потенциал пассивной защиты (PPP)

— без пояса
Потенциал пассивной защиты Обслуживающий персонал N %
Вероятно — с поясом 39 22%
Возможно — с ремнем 17 10%
Limited — с ремнем 71 407 100%

Выборка состояла из 72% пассажиров с ремнями и 28% без ремней.Непристегнутая группа из 49 человек не рассматривалась подробно, поэтому их ППС не определялась путем углубленного изучения. 40% выборки составляли пассажиры с ремнями безопасности, у которых был ограниченный потенциал защиты, в то время как 32% выборки составляли пассажиры с ремнями безопасности, которые обладали защитным потенциалом. Из них ППС был установлен с высокой степенью достоверности для 70% и с меньшей степенью достоверности для 30%. Из всех пассажиров с ремнями 56 из 127 (44%) были идентифицированы как имеющие возможность пассивной защиты.Применение этого соотношения к пассажирам, не пристегнутым ремнями, означало бы, что если бы они все были пристегнуты ремнями, то еще 22 из 176 (13%) всей выборки имели бы защитный потенциал.

Событие аварии и потенциал пассивной защиты

Событие аварии — это полезная информация, указывающая на тип технологии активной безопасности, которая может быть использована для предотвращения аварии, особенно в случаях, когда есть ограниченные возможности для смягчения травм за счет улучшенной вторичной безопасности. Подробные данные фиксируют основную информацию о ДТП для каждого пассажира.показывает, как событие сбоя связано с PPP.

Таблица 2.

Событие сбоя в сравнении с потенциалом пассивной защиты (N = 176 агентов)

09 09 903 7
Потенциал пассивной защиты
Событие сбоя Возможно Ограниченное
Потеря контроля-SVA 30 10 5 30
Съезд с полосы движения-SVA 6 1 5
Съезд с полосы движения 2 8 5 7
9
Переход 3 8 3 8
Неизвестно 1 1 1 5

Большинство событий было связано с потерей контроля, 94 из 176 жителей (53%).События, когда не была указана потеря управления, но транспортное средство сошло с полосы движения, составили 34 из 176 пассажиров (19%). События, когда между автомобилями, движущимися в одном направлении, произошли столкновения между автомобилями, произошли у 18 из 176 пассажиров (10%), а 22 из 176 пассажиров (13%) были причастны к авариям на перекрестках. Потеря управления произошла для 71% пассажиров с ремнями безопасности, 36% пассажиров с ремнями безопасности с вероятным PPP, 47% пассажиров с ремнями безопасности с возможным PPP и 42% пассажиров с ремнями безопасности с ограниченным PPP.

Пассажиры с ремнями безопасности с возможностью пассивной защиты — ударные конфигурации

Поскольку европейская ударопрочная конструкция оптимизирована для использования с ремнями безопасности, особенно важно учитывать пассажиров с ремнями безопасности там, где существует PPP. иллюстрирует конфигурации удара для пассажиров с ремнями безопасности, где был идентифицирован PPP.

Таблица 3.

03 10407 903 903 9 903 903 903 903 18%
Удар Оккупанты N %
Фронтальный 36
Дальняя сторона 7 12%
Задняя 1 2%
Ролловер 2 4%
56 100%

Большинство пассажиров с ремнями безопасности и PPP столкнулись с лобовыми ударами.Следующей по величине категорией были боковые удары — 30%. Удары на дальнюю сторону приходятся на 41% боковых столкновений. Удар сзади и переворачивание нечасто использовались в качестве возможных ударов для повышения ударопрочности.

Пассажиры с ремнями безопасности с возможностью пассивной защиты — лобовое столкновение

При лобовых столкновениях каждый пассажир классифицировался в соответствии с основной проблемой аварийной безопасности, связанной с травмой AIS 3+. показывает распределение.

Таблица 4.

09
Критерии отказоустойчивости Персонал N %
Нагрузки на ремень безопасности
9 8%
Чрезмерная нагрузка на шею 2 6%
Нагрузка для багажа 4 11%
Нагрузка на лицевую часть 8 22% 909 100%
Нагрузка на ремень безопасности

19 пассажиров были идентифицированы с помощью MAIS 3+ только с травмами грудной клетки и живота, вызванными нагрузкой на ремень безопасности.Их средний возраст составлял 76 лет, и 11 из 19 (58%) были женщинами. Что касается места для сидения, 5 из 19 (26%) были водителями, 9 из 19 (47%) были пассажирами на переднем сиденье и 5 из 19 (26%) были пассажирами на заднем сиденье. Пассажиры на задних сиденьях, средний возраст которых составлял 19 лет, обычно были моложе пассажиров на передних сиденьях. Подробная информация о травмах грудной клетки / брюшной полости по AIS 3+ для всех 19 пассажиров показана на. Сумма пассажиров не достигает 100%, поскольку некоторые пассажиры получили травмы более чем одного типа.

Таблица 5.

AIS 3+ Травма грудной клетки / живота

% 9029
Травма грудной клетки / живота Оккупанты N % %
Пневмоторакс 8 42%
Гемоторакс 6 32%
Другой внутренний грудной клетки 8 429 42% 26%
Поясничный отдел позвоночника 1 5%

Перелом ребра, несомненно, был наиболее частой травмой.Пятеро пассажиров (около четверти) получили серьезные травмы внутренних органов брюшной полости, из которых 4 из 5 сидели на задних сиденьях. Пассажир, получивший серьезную травму поясничного отдела позвоночника, также сидел сзади. В задней части салона 4 из 5 пассажиров не получили серьезных травм груди. Один пассажир на заднем сиденье получил травмы груди и живота. Она была женщиной в возрасте 79 лет. Все ремни безопасности на задних сиденьях были трехточечными по диагонали.

Совместимость

Три водителя попали в лобовое столкновение, в результате которого конструкции транспортного средства были опущены при ударе о грузовые автомобили.Все трое получили травмы грудной клетки по шкале AIS 3+, связанные с ремнем безопасности. Однако они были классифицированы отдельно из-за внутренней нестабильности конструкции транспортного средства из-за опускания. В одном автомобиле произошло смещение рулевого колеса вверх, в другом — прямое столкновение грузовика с передней стойкой водителя, но без травмы головы. Первоочередной задачей здесь считалось инженерное проектирование, позволяющее конструкциям рассеивать кинетическую энергию.

Чрезмерная нагрузка на шею

Два пассажира получили сильные ускоряющие нагрузки на шею.Один 50-летний водитель-мужчина получил перелом левой ножки тела С5 позвонка. Вторая 69-летняя женщина на переднем сиденье получила перелом фасетки на уровне C2 и нестабильный перелом правой пластинки C2. У нее также был перелом ребра и двусторонний гемопневмоторакс от ремней безопасности. Травмы шеи здесь предполагают возможную оптимизацию удерживающих устройств, чтобы уменьшить не только серьезные травмы груди, но и шеи.

Багаж

Четыре пассажира были загружены багажом сзади.Два пассажира на заднем сиденье с серьезными травмами головы и груди находились в автомобиле, где багаж за задним сиденьем перегрузил механизм фиксации сиденья. Один водитель был загружен сзади, когда оборудование в его автофургоне перегрузило грузовую перегородку, которая ударилась о заднюю часть его сиденья. Он получил серьезную травму груди. Четвертым пассажиром был водитель, загруженный сзади тяжелыми мешками с компостом, которые несли на заднем сиденье. У него два перелома большеберцовой кости, перелом правой бедренной кости и перелом ребер с пневмотораксом.

Лицевая нагрузка

Восемь пассажиров получили перелом нижней конечности по шкале AIS 3+ как единственные травмы по шкале AIS 3+. Семь водителей и один пассажир на переднем сиденье. У пяти пассажиров был только перелом бедренной кости, у двоих — только перелом большеберцовой кости, у одного пассажира — переломы бедренной и большеберцовой кости (). Все они попали в аварии с незначительным повреждением передней панели автомобиля и ниши для ног или без него.

Таблица 6.

Травма нижней конечности Оккупанты N
Перелом диафиза правой бедренной кости 3
перелом правой бедренной кости Перелом диафиза бедренной кости 2
Перелом правой большеберцовой кости 2
Перелом левой большеберцовой кости 1

Пассажиры с ремнями безопасности с потенциалом пассивной защиты5 с потенциалом пассивной защиты5 — Боковые удары в 9000 человек боковой удар.Десять сидели на ближней стороне и семь на дальней стороне.

Боковые пассажиры

и проиллюстрировать области тела, травмированные в соответствии с AIS 3+ для находящихся на ближней стороне людей, а также связанные с ними условия столкновения.

Таблица 7.

Травмы на ближней стороне и условия аварии

9140 9140 9140 9140
Соответствующая подушка безопасности
Положение сидя IS18 AIS 3+ Вторжение на ближнюю сторону Взаимодействие с пассажирами на дальней стороне
Передний левый полюс да да минимальный нет
умеренный без ок.
Драйвер мост да минимум нет ок.
Задняя стенка минимальная нет
Драйвер грузовик минимальная минимальная минимальная минимум нет
Driver автомобиль минимум нет ок.
Водитель автомобиль да * нет нет ок.
Драйвер дерево минимум без ок.
Задний легковой средний без ок.

Таблица 7a.

Травмы сбоку и аварийные ситуации

Нет соответствующей подушки безопасности
Положение сидя Che Struck Head4 AIS18 318+ Таз AIS 3+ Проникновение на ближнюю сторону Проникновение на дальнюю сторонуВзаимодействие
Передний L полюс мин. нет
Водитель фургон да мод. без ок.
Драйвер мост да мин. без ок.
Задняя стенка да мин. нет
Водитель грузовик да мин. минимальный
Передний L стенка да да мин. нет
Водитель автомобиль да мин. без ок.
Водитель автомобиль нет нет ок.
Драйвер дерево да мин. без ок.
Задний легковой да мод. без ок.

Восемь из десяти пассажиров находились на передних сиденьях, а двое — на задних сиденьях. Шесть из десяти пассажиров получили серьезные травмы головы, у пяти из них не было защиты головы. Из шести пассажиров, получивших травму головы, пятеро ударились головой о пораженный объект, в том числе пассажир с развернутой занавеской на голове.Пятеро пассажиров получили серьезные травмы груди, трое из которых не имели подушки безопасности для грудной клетки. У двух пассажиров был перелом костей таза, и ни в одном из них не было сумки для грудной клетки. Во всех случаях соответствующее боковое вторжение было на уровне или ниже уровня, наблюдаемого в тестах EuroNCAP. Взаимодействие с находящимися на дальней стороне пассажирами (все они здесь были пристегнуты ремнями) не было фактором причинения травм.

Дальние пассажиры

иллюстрируют участки тела, пострадавшие от AIS 3+ для находящихся на дальней стороне людей, а также связанные с ними условия столкновения.

Таблица 8.

Травмы на дальней стороне и условия аварии

97 Чрезмерное движение пассажиров два
Положение сидя Пораженный объект Травма AIS 3+ Травма Вторжение на дальнюю сторону
Водитель Внедорожник голова Заглушка ветрового стекла минимальная да
опора центральный туннель Сундук водителя -боковой пассажир до 1/4 ширины автомобиля да
задний стенка грудь ближний пассажир минимальный да
автомобиль голова водителя -боковая дверь До 1/4 ширины автомобиля да
комод дверь дальней стороны
водитель автомобиль комод ближний пассажир или спинка сиденья до 1/410 ширина да да Передний L грузовик грудь центральный подлокотник минимальный да
задний легковой автомобиль грудь ремень безопасности минимальный нет
серьезная травма головы, но большинство из них, шесть человек, получили серьезные травмы груди.В шести случаях произошло чрезмерное движение по автомобилю, а в одном случае при косом боковом ударе ремень безопасности правильно удерживал 73-летнюю женщину, но создавал избыточную нагрузку на ее грудь. В трех случаях взаимодействие с находившимся поблизости пассажиром привело к серьезной травме груди. В этих трех случаях удар был перпендикулярен продольной оси автомобиля, и диагональная фиксация ремня (и, следовательно, нагрузка от ремня к груди) была оценена как минимальная.

Пассажиры с ремнями безопасности и возможностью пассивной защиты — удар сзади

Только один пассажир получил серьезную травму в результате удара сзади.52-летний водитель находился в машине, которую ударил сзади другой автомобиль. Это воздействие было невысокой (39 км / ч EES). У водителя возникли деформации шейного отдела позвоночника и переломы 2-х -го -го и 3-х -го грудных позвонков. В отсутствие какой-либо дополнительной нагрузки эти повреждения были расценены как следствие разгибания / сгибания верхнего отдела позвоночника.

Пассажиры с ремнями безопасности и возможностью пассивной защиты — переворачивание

Два пассажира получили серьезные травмы во время опрокидывания из-за частичного катапультирования.В первом случае машина вылетела с дороги, споткнулась и перевернулась с сельскохозяйственной техникой. Водитель получил серьезные травмы головы в результате удара головой о спасатель, несмотря на развернутую боковую головную занавеску. Во втором случае автомобиль перекатился после подрезания автомобиля при обгоне.

Водитель получил перелом правой лучевой и локтевой кости с отслоением рта, когда его рука была выброшена через проем боковое окно. Боковой занавески не было.

Функциональные требования для улучшенной защиты пассажиров с ремнями безопасности

Для того, чтобы снизить степень тяжести травм AIS 3+ до меньшей степени тяжести, подробный анализ устойчивости пассажиров к травмам, аварийных условий и механизмов травм предложил ряд возможных функциональных требований к существующим или новым средствам пассивной безопасности .Эти требования указаны в процентах пассажиров с ремнями безопасности и потенциалом пассивной защиты.

Таблица 9.

Функциональные требования для улучшенной пассивной защиты

% — пассажиры с ремнями
Функциональные требования % ремней безопасности с PPP N = 56
Передние пассажиры Удары спереди
Уменьшите нагрузку ремня на грудь, особенно. для пожилых людей (передние ремни) 25%
Уменьшите нагрузку ремнями на живот (задние ремни) 9%
Предотвращение разгона автомобиля при столкновении с грузовиком 5%
10 Уменьшение ускорения шеи 4%
Укрепите перегородки для груза 5%
Обучайте пользователей размещать нагрузки за перегородкой 2%
Уменьшите нагрузку на бедренную и большеберцовую кость 14% около — боковые удары — пассажиры с ремнями
Оптимизировать существующие подушки безопасности для головы и груди 5%
Уменьшить нагрузку на таз 2%
Обеспечить спуск головы / груди
Удары с дальней стороны — пассажиры с ремнями безопасности
Уменьшение бокового отклонения водителя и пассажиров 11 %
Снижение нагрузки ремня на грудь для пожилых людей 2%
Удары сзади — пассажиры с ремнями
Контроль разгибания / сгибания грудного отдела позвоночника 2% 2%
Оптимизация существующей занавески для головы 2%
Предотвращение частичного выброса конечности через боковое окно 2%

ДИСКУССИЯ

9000 сместилась в сторону Европы профилактика с целью снижения дорожно-транспортных происшествий.Это исследование было направлено на определение оставшихся возможностей для предотвращения травм AIS 3+ с использованием пассивных контрмер безопасности (ударопрочность). Была исследована репрезентативная выборка британских аварий с участием пассажиров с травмами AIS 3+ в современных автомобилях. В ходе исследования был изучен потенциал пассивной защиты от травм AIS 3+ с использованием экспертного протокола, разработанного для этого исследования.

Результаты показали, что 40% пассажиров MAIS 3+ были пристегнуты ремнями, но попали в аварии, в которых не было разумных надежд на защиту от серьезных травм.Как правило, это были ДТП высокой степени тяжести с обрушением салона. 32% пассажиров были пристегнуты ремнями и попали в аварии, что может улучшить конструкцию аварийной защиты. Как правило, они попадали в ДТП от низкой до средней степени тяжести со вторжением, аналогичным или меньшим, чем наблюдаемое в краш-тестах ЕС. Увеличение количества пассажиров, пристегнутых ремнями безопасности, по-прежнему является основным требованием для улучшения пассивной защиты даже в Великобритании, где с момента введения закона о ремнях безопасности в 1983 году использование передних ремней безопасности постоянно превышает 90%.28% выборки составляли люди без ремней безопасности. Они не были тщательно изучены, но количество с пассивным потенциалом защиты (после ремня) было оценено на основе показателя эффективности ремня в 44%. Таким образом, доля серьезно травмированных пассажиров, которым может быть полезна пассивная безопасность, была увеличена еще на 13% до возможных 45%. В других европейских странах, где ремни используются реже, важность систем напоминания о ремнях может быть еще выше.

Интересно сравнить оценки эффективности технологии активной безопасности с возможными преимуществами улучшенной ударопрочности конструкции.Предстоящее принятие европейского законодательства будет означать, что к 2011 году все новые модели автомобилей будут оснащены электронной системой контроля устойчивости (ESC), предназначенной для предотвращения аварий с потерей управления. ESC, хотя и является одной из многих технологий активной безопасности, на сегодняшний день, пожалуй, имеет наилучшую репутацию. Большинство пассажиров, участвовавших в этом исследовании (53%), попали в аварии, когда их автомобили не справились с управлением. Эффективность ESC в предотвращении ДТП широко варьируется от исследования к исследованию, но недавние исследования с использованием национальных данных Великобритании показывают эффективность 12% в ДТП с серьезно травмированными пассажирами и повышается до 25% только в ДТП со смертельным исходом (Thomas and Frampton, 2007). .По сравнению с этой единственной технологией активной безопасности, минимальная потенциальная выгода от улучшения ударопрочности пассажиров с ремнями безопасности (где это может быть установлено с высокой степенью достоверности) в этом исследовании составляет 22%, с возможным увеличением до 32%. Таким образом, аргументы в пользу дальнейшего развития пассивной безопасности по-прежнему имеют большое значение. Это подчеркивает необходимость продолжения мониторинга эффективности технологий предотвращения аварий и травм, чтобы можно было использовать наилучшие стратегии для снижения количества несчастных случаев.

В тех случаях, когда для пассажиров с ремнями безопасности была выявлена ​​дополнительная опасность столкновения, наиболее распространенным типом удара была конфигурация лобового столкновения (64%), за которым следовали боковые столкновения (30%). Этот результат был неожиданным, поскольку защита от лобового столкновения находится на более зрелой стадии развития. Данные о травмах в результате ДТП в Великобритании показали, что для автомобилей новой конструкции боковые удары стали почти такими же частыми, как и лобовые, при авариях любой степени тяжести, но наиболее заметно при авариях с серьезными травмами (Thomas and Frampton, 2003).

Был определен ряд функциональных требований для повышения ударопрочности пассажиров с ремнями безопасности при наличии потенциала пассивной защиты. В Европе безопасность пассажиров рассчитана на пассажиров с ремнями безопасности. По иронии судьбы, снижение нагрузок на ремни, которые вызывают травмы грудной клетки и живота согласно AIS 3+, было наиболее часто определяемым требованием, составляющим 25% и 9% потенциала пассивной безопасности с ремнем соответственно. Преобладающая проблема, связанная с нагружением ремня на грудь, касалась пожилых пассажиров с пониженной толерантностью к травмам.Этот вопрос не поднимается краш-тестами, но он чрезвычайно важен, поскольку ожидается, что значительно большее число пожилых людей будут использовать автомобили и попадать в аварии в следующие два десятилетия и позже (Morris et al. 2002). Для решения этой проблемы не обязательно есть простые решения, поскольку введение дополнительной податливости в систему ремня сопряжено с риском причинения других травм (из-за более высокого отклонения) и может не быть оптимальным средством сдерживания для молодых пассажиров. Интеллектуальные ленточные системы, такие как предложенные в проекте BOSCOS (Hardy et al.2005) имеют хороший потенциал, но являются сложными. Травмы ремней безопасности сзади в основном приходились на брюшную полость молодых пассажиров, не получивших серьезных травм грудной клетки. Эти травмы живота, вероятно, были следствием сжатия живота из-за поясной части ремня безопасности, и внимание к геометрии заднего ремня безопасности могло быть здесь важным фактором. Показатели безопасности задних сидений при лобовом столкновении не оцениваются в европейских краш-тестах.

Снижение ударных нагрузок на бедренную и большеберцовую кость при лобовом столкновении было вторым наиболее часто определяемым функциональным требованием, на которое приходилось 14% потенциала пассивной безопасности с поясом.Эти травмы напоминали классические травмы нижних конечностей, обнаруженные в автомобилях 1980-х годов, но в этом контексте они не были связаны с вторжением. Здесь они указывают на необходимость более оптимизированной защиты или внимания к областям воздействия на поверхность. Регламент ЕС проводит испытания защиты нижних конечностей с 1996 года.

Третье наиболее распространенное функциональное требование касается защиты при боковых ударах. Обеспечение опускания головы и грудной клетки при столкновении на ближней стороне и уменьшение бокового отклонения для пассажиров, находящихся на дальней стороне, — каждое из них способствовало 11% соответственно требованиям, при наличии потенциала для улучшенной защиты с ремнями безопасности.В случае боковых ударов необходимо установить подушки безопасности для головы и грудной клетки там, где они не были установлены, другими словами, с учетом современных передовых методов. Они не предусмотрены правилами ЕС, и без них можно принять Директиву о боковом ударе. Интересно, что 5% функциональных требований касались оптимизации защиты боковых подушек безопасности в случаях, когда травмы головы и груди произошли, несмотря на наличие такой защиты. Удары с дальней стороны в Европе не оцениваются.На сокращение проникновения людей в соседние помещения и внутренние конструкции приходилось 11% функциональных требований. В последние годы в этой области было проведено много исследований (Fildes et al. 2007). Однако текущее исследование подчеркивает возможности защиты грудной клетки при ударах с дальней стороны. Серьезные травмы головы были частым явлением при ударах с дальней стороны, но в основном в тех случаях, когда считалось, что существует ограниченный потенциал для улучшения, то есть в случаях, когда вторжение с дальней стороны распространялось более чем на половину пути через транспортное средство.

В начале этой работы авторы ожидали найти множество мелких проблем, в которых улучшения пассивной безопасности могут быть полезными, исходя из предпосылки, что основные проблемы уже решены. Вместо этого результаты указывают на пять основных функциональных требований для повышения устойчивости пассажиров с ремнями безопасности к столкновению: уменьшение нагрузки ремнями безопасности на грудь и живот при лобовых столкновениях, особенно у пожилых людей; снижение нагрузки на бедренную и большеберцовую кость при лобовых ударах; обеспечение защиты головы и груди при боковых столкновениях; и уменьшение бокового смещения при ударах с дальней стороны.В совокупности на эти функции приходилось 70% выявленных требований. Были определены другие более мелкие требования, каждая из которых составляет 5% или меньше от общей суммы. Они касались совместимости при лобовых ударах, нагрузках на шею при лобовых ударах, разделении багажа пассажиров, оптимизации существующих подушек безопасности при боковых ударах, защите таза при боковых ударах, нагрузках на ремни безопасности пожилых людей при боковых столкновениях, управлении движением позвоночника при ударах сзади и предотвращении выброс головы при опрокидывании.

Был обнаружен ряд областей, в которых было бы полезно дальнейшее уточнение данного исследования.Предотвращение опасных для жизни травм, конечно, является основным требованием, но многие травмы нижних и верхних конечностей, нарушающие AIS 2, все еще встречаются. Поэтому рекомендуется аналогичное исследование, посвященное травмам AIS 2, для выявления дополнительных областей с потенциалом пассивной безопасности. Точно так же подробный анализ аварий пассажиров, не пристегнутых ремнями, может быть полезен для определения точной степени эффективности использования ремня в современных автомобилях — это можно использовать для поддержки анализа затрат и выгод систем напоминания о ремнях безопасности.Относительные преимущества активной и пассивной безопасности можно было бы лучше оценить количественно, сравнив подробные данные о причинах ДТП с данными о стойкости к столкновению. Это потребует изучения баз данных, содержащих информацию обоих типов. CCIS не предназначен для сбора подробных данных о причинно-следственных связях. В идеале для исследования потенциала аварийной защиты подробные данные должны быть доступны по каждому серьезно травмированному пассажиру. Хотя это невозможно, CCIS специально нацелена на серьезные травмы в своем протоколе отбора проб и предназначена для репрезентативных серьезных аварий со смертельным исходом в Великобритании.В этом отношении среди европейских исследований это редкость. Сопоставив и сопоставив результаты этого исследования с данными о дорожно-транспортных происшествиях в Великобритании, можно было бы получить представление о фактическом количестве британских водителей автомобилей, связанных с каждой областью потенциала пассивной безопасности.

Анализ любого аспекта реальных данных о ДТП несет в себе элемент субъективности. Определение сбоев с потенциалом пассивной защиты не является исключением. В этом исследовании была предпринята попытка сделать процесс максимально объективным за счет использования четко определенного экспертного протокола, который в значительной степени полагался на пространство для выживания, оставшееся в транспортном средстве, и количество аварий, которые не превышали жесткость столкновения, установленную в европейских краш-тестах.

Выражение признательности

В этом документе используются данные об авариях из Совместного исследования травматизма при авариях Великобритании (CCIS), собранные с 2004 по 2008 год. CCIS управляется TRL Limited от имени Отдела транспортных технологий и стандартов Министерства транспорта Великобритании (DfT), который финансирует проект вместе с Autoliv, Ford Motor Company, Nissan Motor Company и Toyota Motor Europe. Компании Daimler – Chrysler, LAB, Rover Group Ltd, Visteon, Volvo Car Corporation, Daewoo Motor Company Ltd и Honda R&D Europe (UK) Ltd также финансировали CCIS.Данные были собраны командами Бирмингемского центра автомобильной безопасности Университета Бирмингема, Исследовательского центра безопасности транспортных средств Университета Лафборо, TRL Limited и Агентства по обслуживанию транспортных средств и операторов DfT. Дополнительную информацию можно найти на http://www.ukccis.org.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  • Сокращенная шкала травм, редакция 1990 г. Ассоциация развития автомобильной медицины. 1990.
  • United Nations. Женева: 1973 год. Правило 12 ЕЭК, Единообразные положения, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении защиты водителя от рулевого механизма при лобовом ударе.[Google Scholar]
  • United Nations. Женева: 1985. Правила 94 ЕЭК, лобовой удар. [Google Scholar]
  • Директива ЕС 96/26 / EC, Защита от бокового столкновения, 1996 г.
  • Директива ЕС 96/79 / EC, Защита от лобового столкновения, 1996 г.
  • Frampton RJ, Welsh RH, Thomas PD. «Защита водителя с ремнем безопасности при лобовом ударе — что было достигнуто и в чем заключаются приоритеты на будущее?» ». Труды 46-й конференции AAAM; Темпе, Аризона, США, 2002 г. [PubMed] [Google Scholar]
  • Харди Р.Н., Уотсон В., Фрэмптон Р.Дж. и др.BOSCOS — Разработки и преимущества системы сканирования костей Международная конференция IRCOBI по биомеханике удара, Прага, Чехия, сентябрь 2005 г. [Google Scholar]
  • Hobbs CA. Необходимость деформируемой ударной поверхности для испытаний на лобовой удар. Материалы конференции TUV-Akademie Rheinland по сравнительным краш-тестам в ЕС; Брюссель. 1992. [Google Scholar]
  • Hobbs CA, Gloyns P, Rattenbury S. Euro NCAP. Брюссель: 1999. Euro NCAP, Протокол оценки и биомеханические пределы.Версия 2, 1999 г. [Google Scholar]
  • Mackay GM, Galer MD, Ashton SJ, et al. Общество Автомобильных Инженеров. Варрендейл, Пенсильвания: 1985. Методология углубленных исследований автомобильных аварий в Великобритании. Технический документ SAE, номер 850556. [Google Scholar]
  • Morris AP, Welsh RH, Frampton RJ, Charlton J, Fildes B. Обзор требований к защите от сбоев для старых драйверов. Материалы 46-й ежегодной конференции AAAM, Ассоциация развития автомобильной медицины; Темпе, Аризона.Октябрь 2002 г. [PubMed] [Google Scholar]
  • Thomas PD, Frampton RJ. Реальные показатели аварийности последних моделей автомобилей — следующие шаги в предотвращении травм.