30Апр

Система пассивной безопасности автомобиля это: Пассивная безопасность автомобиля (SRS): устройство и принцип работы

30 Апр 2023 alexxlab Комментировать

Содержание

Пассивная безопасность — что это?

Автомобильную безопасность условно подразделяют на активную и пассивную. Первая включает в себя системы и устройства автомобиля, которые препятствуют столкновению. А вторая подразумевает способность автомобиля спасти жизнь и сохранить здоровье пассажиров, если вдруг аварийной ситуации избежать не удалось. В арсенале любого современного автомобиля есть ряд средств, которые уменьшают травматические последствия ДТП: ремни безопасности, подушки безопасности, зоны смятия.

Что происходит с автомобилем и его пассажирами при лобовом столкновении? Машина сминается и останавливается, а пассажиры “летят” вперед по инерции, навстречу рулевому колесу, приборной панели и лобовому стеклу. На первый взгляд в салоне автомобиля места не так уж и много, разогнаться сильно (а, следовательно, и удариться) не получится. Как бы не так. Ведь при ускорении количество g увеличивается в разы, и такой удар может быть эквивалентен прыжку с высотного здания.

Для того, чтобы люди в автомобиле остались живы и не пострадали во время дорожно-транспортного происшествия, скорость при столкновении необходимо сбрасывать как можно плавнее (не зря для прыгунов с высоты готовят многоярусные маты). Помимо этого, гасить скорость необходимо таким образом, чтобы в салоне автомобиля было достаточно свободного места. А это уже та задача, которая предъявляет взаимоисключающие требования к несущей конструкции автомобиля.

Выходит, что кузов автомобиля должен быть одновременно и жестким, и гибким. Так, каркас жилой зоны, в которой сидят водитель и пассажиры, выполнен из жесткого материала. В случае удара он пострадает последним. Несущая “клетка” кабины изготовлена из особопрочной стали, в дверях установлены мощные прутья, которые не позволяют им сминаться. А специальные зоны сделаны относительно пластичными — скорость снизится благодаря деформации. Моторный отсек и багажник — это зоны запрограммированной деформации. Автомобили начали изготавливать таким образом относительно недавно. В прошлом никто об этом не задумывался, поэтому автомобили сминались одинаково — доставалось и кузову, и салону. Сейчас же если автомобиль попадает в аварию, салон нисколько не пострадает, весь удар примет на себя передняя часть кузова.

Кстати, двигатель может стать серьезной проблемой при столкновении лоб в лоб. Для того, чтобы во время ДТП он со всей силы не вошел в кабину, его опоры и моторный щит сделаны так, чтобы он смещался вниз или даже падал, не причиняя при этом вреда салону.

Удар сзади не менее страшен. В этом случае пассажиры рискуют получить травму шеи. Во избежание этого, человечество изобрело подголовники, а позднее и активные подголовники. Первые просто поддерживают голову, не позволяя ей слишком сильно откидываться назад. А последние сами “прыгают” вперед, как только произошла авария, поддерживают голову и не дают ей смещаться в сторону.

Но это еще полдела. Для того чтобы минимизировать травмы в случае ДТП, людям в салоне требуется особая поддержка.

С малых лет нам известны эти методы, тем не менее своей значимости они не утрачивают. Это устройства, системы и конструкции, задача которых — вовремя “поймать” человека и максимально осторожно и плавно погасить его скорость. Конечно, большой батут зарекомендовал бы себя лучше других в этой области. Он способен наиболее мягко гасить энергию и скорость падающего на него предмета в силу своей мягкости. Увы, но места для батутов и многоярусных ковриков в автомобиле нет. Зато есть место для ремней безопасности и подушек безопасности.

Ремни безопасности, как и многие другие полезные решения, были позаимствованы у авиации. Сначала на автомобилях устанавливали двухточечные ремни безопасности, которые поддерживали живот или грудь пассажира. Менее чем через полвека инженеры поняли, что многоточечная конструкция намного лучше, поскольку она помогает более равномерно распределить давление ремня на поверхность тела при ДТП и значительно снизить риск травмы позвоночника и внутренних органов. В автоспорте, например, используют четырех-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности — они “крепко” удерживают человека в кресле. 

Для того чтобы ремень безопасности выполнял свою функцию должным образом, требуется плотное прилегание. Когда-то ремни безопасности приходилось регулировать, подгонять в соответствии с особенностями фигуры. После появления инерционных ремней безопасности необходимость в ручной регулировке отпала, ведь катушка свободно вращается в нормальном состоянии, а ремень может обернуться вокруг пассажира любого телосложения, он не сковывает движения каждый раз, когда пассажир хочет изменить положение тела, ремень всегда плотно прилегает к телу. Но инерционная катушка немедленно зафиксирует ремень в тот момент, когда наступят форс-мажорные обстоятельства. Кроме того, в современных ремнях безопасности используют так называемые “пиропатроны”. Небольшие пороховые заряды детонируют, натягивают ремень, и он прижимает пассажира к спинке сиденья, защищая от удара.

Ремни безопасности являются одним из наиболее эффективных средств защиты в случае аварии. Несмотря на то, что это изобретение старо как мир, ремни безопасности постоянно модернизируют. Подушки безопасности, вероятно, являются вторым по значимости изобретением после ремней безопасности.

Прототип современной подушки безопасности запатентовали в далеком 1953 году.  

Изначально существовало несколько вариантов наполнения колокола подушки безопасности. Например, некоторые инженеры предложили закачивать в сосуд газ, который будет храниться под высоким давлением в баллоне. Но принцип пиротехнического наполнения подушки безопасности одержал верх. Именно он давал возможность надувать подушку безопасности всего за 30-50 тысячных доли секунды. Инженеры многое перепробовали, в том числе и ракетное топливо, чтобы найти необходимое горючее, которое правильно работало бы при небольшом размере заряда. В наше время компактные и легкие “таблетки”, изготовленные из кристаллического материала азида натрия (NaN3), используют в подушках безопасности в качестве пиропатрона. Если соединение нагреть до температуры выше 330 °C с помощью электрического тока, оно начнет разлагаться на азот и натрий со скоростью, позволяющей заполнить емкость подушки безопасности и довести давление газа до рабочего значения за 0,025-0,05 секунды. Активация подушки безопасности опасна резким скачком давления, что может привести к травме барабанных перепонок и ушибу. Ведь открытие колокола (иногда нескольких одновременно) происходит в замкнутом пространстве салона автомобиля. 

Но в некоторых случаях проблем с барабанными перепонками и ушибов не избежать, все зависит от особенностей человека и габаритов автомобиля.

Кстати, первые подушки безопасности появились не на автомобилях Mercedes-Benz, как полагает большинство, а на “американцах”. В середине 70-х годов Ford и General Motors спроектировали более 12 тысяч автомобилей, оснащенных подушками безопасности. А американцы тогда сделали подушки безопасности, которые заменили ремни безопасности. Но когда подушка безопасности раскрывается, она “летит” навстречу человеку со скоростью 270-300 км/ч… И если он не пристегнут, ущерб от такого удара может быть огромным. Случаи переломов шейных позвонков, причиной которых стала именно подушка безопасности, фиксировались не раз. Поэтому американцы отказались использовать подушки безопасности для замены ремней безопасности.

Инженеры отдела пассивной безопасности Mercedes-Benz вдохнули новую жизнь в подушки безопасности. Путь был нелегким, но именно концерн Mercedes-Benz запустил серийное производство подушек безопасности в 1980 году и начал оснащать ими свой S-класс. Здесь поняли, что подушки безопасности должны быть сделаны таким образом, чтобы они работали в дуэте с ремнями безопасности, а не заменяли их. И тогда все встало на свои места, подушки безопасности начали работать с удивительной эффективностью. К слову, до сих пор во многих современных автомобилях подушки безопасности просто не будут работать, если человек не пристегнут.

В ближайшем будущем подушки безопасности будут наделены способностью открываться не после аварии, а за мгновения до нее, тогда пневматический удар будет немного мягче. Сейчас электроника способна обнаружить пассажира на сиденье, но разработчики планируют научить систему безопасности распознавать персональные данные человека (вес, рост), который сидит в кресле в момент аварии. Именно тогда подушка безопасности сработает наиболее эффективно. 

Конструкторы разработали аналогичные системы для защиты человека в случае бокового удара. Базовое оснащение многих современных автомобилей уже включает в себя боковые подушки безопасности, установленные в спинках передних сидений, а также надувные “шторки”, которые размещаются в ребрах крыши. Первые предназначены для защиты тела пассажира во время бокового удара, а вторые — для защиты головы. Фронтальные подушки безопасности сдуваются почти сразу после срабатывания, а вот шторки могут поддерживать давление в течение нескольких секунд, то есть до тех пор, пока опасная ситуация не будет позади. А если автомобиль перевернется, шторки не дадут пассажирам без ремней безопасности выпасть из салона. 

Нередко автопроизводители предлагают оснастить автомобиль дополнительными подушками безопасности для защиты коленей и ступней. Кроме того, автомобили оснащают и подушками безопасности для задних пассажиров. Но какой бы ультрасовременной и умной ни была электроника в вашем автомобиле, не забывайте пристегиваться. Ведь при разработке средств защиты инженеры исходят из принципа, что и водитель, и пассажиры пристегнуты ремнями безопасности. В противном случае никакой пользы от всех этих технических новшеств не будет.  

Оригинальная статья на сайте ДРАЙВ: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html

Пассивная безопасность — что это

Безопасность автомобиля условно делится на два типа — активную и пассивную. Активная безопасность — это системы и устройства в автомобиле, которые позволяют ему избежать столкновения. Пассивная безопасность — это способность автомобиля сохранить жизнь и здоровье его пассажиров в случае возникновения чрезвычайной ситуации. В арсенале каждого современного автомобиля есть ряд мер по смягчению последствий дорожно-транспортных происшествий: ремни, подушки безопасности, деформируемые зоны.

Что происходит с автомобилем и его пассажирами во время лобового столкновения? Автомобиль сминается и останавливается, а пассажиры продолжают «лететь» вперед к рулю, приборной панели и ветровому стеклу. Может показаться, что в салоне автомобиля не так уж много места и большего ускорения (и, соответственно, прыти) достичь невозможно. Если бы. В реальности ускорение достигает десятков g, и такой удар может быть эквивалентен прыжку с небоскреба.

Чтобы сохранить людей живыми и не искалеченными в серьезной аварии, их скорость при ударе должна быть снижена как можно мягче (не зря людей, прыгающих с высоты, обкладывают многоуровневыми матами). И вы должны снизить скорость, чтобы в машине было достаточно места для жизни. Это уже проблема, которая предъявляет взаимоисключающие требования к структуре автомобильной власти.

Получается, что тело должно быть и жестким, и гибким одновременно. Таким образом, скелет «жилой» зоны, где находятся водитель и пассажиры, является жестким — он деформируется в последней точке при ударе. Прочная «клетка» сделана из исключительно прочной стали, двери имеют мощные прутья, которые предотвращают их сминание. И относительно гибкие специальные зоны, за счет деформации которых скорость будет гаситься. Моторный отсек и багажное отделение являются так называемыми зонами запрограммированной деформации. Это относительно недавняя разработка для автомобилей. До этого никто не додумался, и автомобили сминались равномерно — страдали и кузов, и салон. Но в современных автомобилях после аварии обычно видно, что передняя часть помята, а салон цел.

Безопасный кузов автомобиля

Кузов был спроектирован таким образом, чтобы передняя и задняя секции могли поглотить энергию удара в момент столкновения, а жесткая «ячейка» седана оставалась неповрежденной.

Кстати, двигатель может стать большой проблемой при лобовом столкновении. Поэтому его опоры и крышка двигателя сделаны так, чтобы он был задвинут как можно ниже или вовсе выпал, не повредив салон.

В момент удара важно то, как поведут себя окружающие детали автомобиля. Травмобезопасная складная рулевая труба и ломающаяся опора педалей спасли не одну руку и ногу.

Удар сзади не менее страшен. В этом случае пассажиры рискуют получить травму шеи. Чтобы избежать этого, человечество изобрело подголовники, а затем и активные подголовники. Первые просто удерживают голову, не давая ей отклониться слишком далеко назад. Последние «выскакивают» вперед сразу после аварии, обеспечивая немедленную поддержку головы и не позволяя ей двигаться.

Активные подголовники для пассивной безопасности

Активные подголовники защищают шею в случае столкновения сзади.

Стрельчатые арки в кабриолетах

Стрельчатые арки в кабриолетах. Здесь Mercedes-Benz является первопроходцем. В нем впервые была применена антипробуксовочная балка для защиты пассажиров. Saab и некоторые другие производители подхватили эту идею.

Но это уже половина истории. Во время аварии люди должны быть пристегнуты особым образом, чтобы получить как можно меньше повреждений.

Все мы знаем эти способы с пеленок, но это не делает их менее важными. Это устройства, системы и конструкции, которые имеют только одну цель — вовремя «поймать» человека и максимально мягко и бережно снизить его скорость. Конечно, лучше всего здесь подойдет большой батут. Он способен самым безвредным образом гасить энергию и скорость падающего на него предмета. В конце концов, он мягкий. Жаль, что в машине нет места для батутов и двухъярусных матов. Но есть место для ремней безопасности и подушек безопасности.

Ремень в машине для безопасности!

Ремень надежно гасит удар, поскольку площадь его воздействия на тело достаточно велика, и удерживает человека на месте, не давая ему удариться о машину и вылететь.

Ремни безопасности были перенесены в автомобиль, наряду со многими другими полезными функциями, из авиации. Первоначально автомобили оснащались двухточечными ремнями безопасности, которые «держали» пассажира за живот или грудь. Полвека спустя инженеры поняли, что многоточечная конструкция гораздо лучше, поскольку во время аварии давление ремней на поверхность тела распределяется более равномерно и риск травм позвоночника и внутренних органов значительно снижается. В автоспорте, например, используются четырех-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности для «надежной» фиксации человека на сиденье. Трехочковые, однако, придерживаются «гражданских» сидений из-за их простоты и комфорта.

Непристегнутый и пристегнутый пассажиры — разница в момент ДТП

Как говорится, почувствуйте разницу. Ремень с двухточечным креплением (слева) более опасен для органов брюшной полости и позвоночника.

Чтобы пояс работал правильно, он должен плотно прилегать к телу. В прошлом ремни приходилось подгонять по телу. С появлением инерционных ремней необходимость в «ручной регулировке» отпала. — обычно катушка вращается свободно, и ремень может обернуться вокруг пассажира любого телосложения, он не препятствует действию, и каждый раз, когда пассажир хочет изменить положение тела, ремень всегда прилипает к телу. Однако при возникновении «форс-мажорных обстоятельств» инертные ролики немедленно фиксируют ленту. Кроме того, в современных машинах в ремнях используются сквибы. Небольшие заряды взрывчатки детонируют, разрывая ремень, и это прижимает пассажира к спинке сиденья, предотвращая удар.

Натяжители ремней безопасности для пассивной безопасности

Натяжители значительно повышают эффективность ремней безопасности. Они обеспечивают плотное прижатие пассажира ремнем безопасности к спинке сиденья независимо от его положения. Пиротехнические преднатяжители активируются только во время столкновения по команде датчика аварии; электрические преднатяжители работают на опережение и затягивают ремень, когда электроника обнаруживает критическое ускорение, например, во время заноса или экстренного торможения.

Ремни безопасности являются одним из наиболее эффективных средств защиты в случае аварии. Несмотря на столетний возраст, они постоянно совершенствуются и изменяются. Подушки безопасности — это, пожалуй, второе изобретение после ремней.

Четырехточечные ремни безопасности

Четырехточечные ремни безопасности

Ford и Volvo могут начать устанавливать четырехточечные ремни на серийные автомобили.

Прототип современной подушки безопасности был запатентован еще в 1953 году. Стоит ли говорить, что в то время идея надувания композитных мешков во время аварии была более чем смелой? Самые смелые разработчики хватались за это, но терпели неудачу — технологии, необходимые для этого, были недоступны.

Подушка безопасности. Airbag SRS

Подушка безопасности без ремня, как и ремень без подушки безопасности, эффективна лишь наполовину. Они дополняют друг друга, но не могут быть взаимозаменяемы.

Первоначально существовало несколько вариантов заполнения колокола подушки безопасности. Например, некоторые инженеры предлагали закачивать в колокол газ, который хранился бы под высоким давлением в баллоне. Однако принцип заполнения подушки пиротехникой преобладал. Именно это позволило ему мгновенно надуваться — всего за 30-50 тысячных долей секунды. Хотя инженеры нашли необходимое топливо, которое работало бы правильно при малом размере заряда, они перепробовали многое, включая ракетное топливо. В настоящее время в качестве боеприпасов используются компактные и легкие «таблетки» из кристаллического вещества — азида натрия (NaN3). Если соединение нагреть электрическим током до температуры выше 330°C, оно разложится на азот и натрий со скоростью, позволяющей заполнить колокол подушки безопасности и довести давление газа до рабочего давления за время от 0,025 до 0,05 секунды.

Боковые шторки

Боковые шторки

Боковая амортизация особенно важна для автомобилей с открытой крышей. Отсутствие жесткой крыши и стоек означает, что они должны устанавливаться поверх дверей и быть более прочными.

Срабатывание подушки безопасности может вызвать скачок давления, который может повредить барабанную перепонку и привести к сотрясению мозга. Ведь открытие колокола (иногда нескольких одновременно) происходит в небольшом, замкнутом пространстве внутри автомобиля. Существует несколько подходов к решению этой проблемы. Например, скорость срабатывания подушки безопасности снижается до определенного предела, чтобы по крайней мере часть вытесненного воздуха могла выйти через свободное пространство салона. Второй, довольно эффективный метод заключается в использовании относительно небольшого объема воздушной подушки. Однако в некоторых случаях избежать проблем со штилем и ударами не удается, все зависит от особенностей человека и размеров автомобиля.

Кстати, первые подушки безопасности появились не в автомобилях Mercedes-Benz, как считают многие, а в «американцах». К середине 1970-х годов компании Ford и General Motors выпустили более 12 000 автомобилей, оснащенных подушками безопасности. А в это время американцы производили подушки безопасности, чтобы заменить ремни безопасности. Однако, когда подушка безопасности раскрывается, она «летит» в сторону человека со скоростью 270-300 км/ч….. Если человек не пристегнут, ущерб может быть огромным. Известны случаи перелома шейных позвонков в результате срабатывания подушки безопасности. Именно поэтому американцы отвергли подушки безопасности как замену ремням безопасности.

Зачем нужны боковые шторки

Инженеры Mercedes-Benz Passive Safety возродили подушки безопасности. Надо сказать, что они были одними из первых, не без участия специалистов компании Bosch. Это был трудный путь, но в 1980 году Mercedes-Benz начал внедрять подушки безопасности и начал оснащать ими свой S-Класс. Они поняли, что подушки безопасности должны работать вместе с ремнями безопасности, а не заменять их. Затем все нормализовалось, подушки безопасности начали работать с невероятной эффективностью. Кстати, до сих пор во многих автомобилях, если человек не пристегнут, подушки безопасности просто не срабатывают — опасно!

Несмотря на значительный прорыв в защите «подушек безопасности», нельзя сказать, что подушки безопасности находятся на пике развития. В ближайшем будущем подушки безопасности смогут надуваться не после, а за несколько секунд до аварии. Сейчас электроника может определить пассажира на сиденье, но разработчики планируют научить систему безопасности распознавать индивидуальные данные человека (вес, рост), который сидит на сиденье в момент аварии. В это время подушка безопасности будет работать наиболее эффективно.

Принцип работы боковых шторок автомобиля — схема

Saab 9-3 переднее левое сиденье с боковой подушкой безопасности и активным подголовником.

Надувные» системы защиты уже давно вышли за рамки фронтальных подушек безопасности. Конструкторы разработали аналогичные системы для защиты людей в случае бокового удара. В базовую комплектацию многих современных автомобилей уже входят боковые подушки безопасности, встроенные в спинки передних сидений, а также надувные «шторки», расположенные в ребрах крыши. Первая защищает тело пассажира в случае бокового удара, а вторая — голову. В отличие от фронтальных подушек безопасности, которые сдуваются почти сразу после срабатывания, шторки могут сохранять давление в течение нескольких секунд, то есть до тех пор, пока опасная ситуация не закончится. А если автомобиль перевернется, они не позволят вылететь из салона непристегнутым пассажирам.

Внешние подушки безопасности автомобиля

Внешние подушки безопасности автомобиля

В борьбе за безопасность «надувные технологии» вышли за пределы салона автомобиля. В случае столкновения внешние подушки безопасности раскрываются в наиболее вероятных точках контакта человека с автомобилем (перед бампером, у края капота). Кстати, капоты сконструированы особым образом, они оснащены пиротехникой, чтобы максимально безвредно «вместить» пешехода.

Часто предлагается оснастить автомобиль дополнительными подушками безопасности для защиты коленей и ступней. Многие производители также оснащают свои автомобили подушками безопасности для задних пассажиров. Однако, какой бы современной и интеллектуальной ни была электроника в вашем автомобиле, не забывайте пристегивать ремень безопасности во время движения. В конце концов, при разработке всех этих ультрасовременных средств безопасности инженеры корпораций исходят из одного постулата — водитель и пассажиры пристегиваются ремнями безопасности. А если этого нет, то все эти штуковины не приносят никакой пользы.

Источник: drive.ru

Рынок автомобильных пассивных систем безопасности

Отчет о рынке автомобильных пассивных систем безопасности

Код отчета — SRTI102 Доставка — 2 недели

Размер рынка автомобильных пассивных систем безопасности, доля, тенденция, прогноз и конкурентный анализ: 2017–2022 гг.

Рынок автомобильных пассивных систем безопасности сегментирован по типу транспортного средства (легковой автомобиль, легкий коммерческий автомобиль, средний и тяжелый коммерческий автомобиль) по типу приложения (подушка безопасности, ремень безопасности, рулевое колесо, электронный блок управления). , и другие системы пассивной безопасности), по

Тип конечного использования…