Кузов автомобиля. Активная и пассивная безопасность

Кузов автомобиля. Активная и пассивная безопасность

Кузов является сложной и дорогостоящей частью автомобиля. Он несет на себе механизмы и обеспечивает обтекаемость, безопасность, комфортабельность и внешний вид автомобиля. От кузова авто во многом зависят срок службы машины.

Металлическая часть кузова состоит из днища и крыши, крыльев и панелей, дверей, крышек капота и багажника, а также множества более мелких элементов. В специальные проемы устанавливаются стекла автомобиля. Говорить о всевозможных деталях из пластмассы и других искусственных материалов, вообще не имеет смысла, а об их количестве можно только догадываться.

Кузов является несущей системой автомобиля и изготавливается из различных материалов. Двигатель, трансмиссия и подвеска крепятся к основанию кузова. Салон кузова имеет естественную и приточную вентиляцию. Естественная вентиляция обеспечивает поступление свежего воздуха через опускаемые стекла дверей, а приточная вентиляция – через специальные отверстия в кузове и систему отопления салона.

Активная и пассивная безопасность кузова

Активная безопасность кузова (свойство предотвращать ДТП) обеспечивается: хорошей обзорностью при любых погодных условиях, защитой глаз водителя от ослепления солнечными лучами и светом фар, хорошей видимостью контрольных приборов, удобной посадкой, хорошей термоизоляции кузова, созданием соответствующего микроклимата внутри салона.

Это существенно снижает утомляемость водителя и обеспечивает для него безопасность.

Пассивная безопасность кузова (свойство уменьшать тяжесть ДТП) обеспечивается: высокой прочностью пассажирского салона, практически исключающей его деформацию при авариях, ремнями безопасности, регулируемыми подголовниками передних сидений, предотвращающих травмирование шеи человека от удара при наезде на автомобиль сзади, травмобезопасным рулевым колесом, безопасными стеклами и зеркалами, панелью приборов с утопленными приборами, широкими дверями, создающими возможность выхода из потерпевшего аварию авто, надежными замками дверей, выдерживающими большие нагрузки и исключающими их открытие при ударе о препятствие, огнестойкими материалами, безопасной внешней формой кузова без выступающих элементов, что уменьшает травмирование пешеходов.

Какая толщина кузова автомобиля?

От толщины металла кузова зависит стойкость к небольшим ударам. Так, например, при парковке автомобилей слишком близко друг к другу, тот кто не аккуратно открывает двери, создает на поверхности кузова другой машины вмятины.

Раньше, на автомобилях изготовленных в советский период, толщина была внушительной, например, толщина днища у ‘Газ-21’ составляла целых 2 мм. На современных машинах, стандартная толщина кузова составляет от 0,6 до 0,8 мм, а толщина днища 0,9 мм.

Классификация систем активной безопасности автомобиля

Системы безопасности являются центральным направлением развития современных автомобилей. Серьезный эволюционный этап в данном направлении начался с момента появления первых интеллектуальных устройств, которые предотвращали или снижали риски аварии. Сегодня подобные системы образуют целый пласт средств, которые носят название активной безопасности автомобиля. Это преимущественно электронные устройства, которые могут отслеживать определенные параметры состояния машины, своевременно подавая сигналы о возможных угрозах.

Понятие систем активной безопасности

You will be interested:How dangerous is the new coronavirus?

Для понимания того, что собой представляют такие системы, необходимо для начала рассмотреть принцип действия механизмов, которые являются их противоположностью. То есть речь пойдет о системах пассивной безопасности. Как уже было отмечено, это механические устройства, причем традиционно никак не связанные с электронными средствами управления. Они срабатывают в моменты, когда физически фиксируется внешнее воздействие. Что же касается активной безопасности автомобиля, это комплекс устройств, которые ориентируются на предотвращение ДТП, а также минимизацию рисков, приводящих к другим негативным последствиям. Это могут быть не только электронные приборы с датчиками, но и конструкционные части машины. Более того, на эффективность таких систем влияют и рабочие характеристики автомобиля, которые напрямую никак не связаны с задачами обеспечения безопасности.

Особенности активной безопасности

Главной особенностью данного рода систем можно назвать элемент интеллектуального принятия решений, из-за чего их и называют активными. Разумеется, речь идет об условной «интеллектуальности», поскольку самое сложное устройство этого комплекса все же работает по определенному алгоритму. Другое дело, что и сам пользователь, и управляющая программа могут менять отдельные параметры работы системы в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Важно рассмотреть, что такое с точки зрения управления активная безопасность автомобиля. Это во многом автономная система, которая включается в работу, в постоянном режиме обрабатывая исходные данные от датчиков. По их показаниям и принимаются те или иные решения. Причем действие системы может завершаться на этапе подачи тревожного сигнала водителю или же непосредственным влиянием на отдельные механические агрегаты и даже на характер движения машины.

Что такое активная безопасность

Долгое время единственным средством защиты водителя и пассажиров в автомобиле являлись только ремни безопасности. Однако по мере активного внедрения электроники и автоматики в конструкцию автомобилей, ситуация в корне изменилась. Теперь транспортные средства комплектуются самыми различными устройствами, которые можно разделить на две основных группы:

• активные (направленные на устранение риска возникновения аварийной ситуации);
• пассивные (отвечают за снижение тяжести последствий при ДТП).

Особенность активных систем безопасности заключаются в том, что они способны действовать в зависимости от ситуации и принимать решения, основываясь на анализе обстановки и конкретных условий, при которых происходит движение автомобиля.

Набор возможных функций активной безопасности зависит от производителя, комплектации и технических характеристик транспортного средства.

Требования к системам активной безопасности

Нормативный регламент с требованиями к активной безопасности напрямую относится к устройствам и конструкционным узлам. С последними взаимодействуют электронные регуляторы, отвечающие за комплекс функций, обеспечивающих безопасность. Среди основных требований к активной безопасности автомобиля такого типа можно выделить следующие:

• Все колеса должны контролироваться тормозной системой, команды на которую подаются от одного управляющего органа.
• К управляющему комплексу активной безопасности должна быть подключена резервная система торможения, также связанная с четырьмя колесами.
• Самопроизвольные движения рулевого колеса с поддержкой гидроусилителя от нейтрального положения при условии работающего мотора не допускаются.
• Рулевой механизм не должен иметь следов деформации и прочих конструкционных изменений.
• Уровень технической жидкости в бачке гидроусилителя рулевого управления всегда должен отвечать нормативным требованиям для конкретного механизма. Не допускаются утечки из резервуара и другие конструкционные нарушения.

Системы — “ассистенты” и активная безопасность транспортных средств

Еще один представитель класса автопилотов

Существует еще один класс систем, с которыми активная безопасность автомобиля связанна непосредственно, это так называемые “ассистенты” — помощники. Они относятся к вспомогательным системам, но все чаще входят в стандартную комплектацию автомобилей. Кратко представим некоторые из них:

• парктроник или система помощи при парковке;
• система кругового обзора (специальная система зеркал заднего вида или использование камер для исключения наличия “мертвых” зон)
• круиз-контроль (в современной интерпретации, адаптивный круиз — контроль, служит больше для безопасности, чем для комфорта);
• система аварийного подруливания (крайне неоднозначная система, еще находящаяся в стадии разработки, но уже внедренная на некоторые автомобили);
• система ночного видения (позволяет получать информацию с неосвещенных участков дороги);
• система распознавания дорожных знаков (носит предупредительный характер, для установки оптимального режима движения);
• система контроля усталости водителя (одна из самых востребованных систем контроля, последние разработки позволяют эффективно отслеживать признаки усталости и засыпания водителя);
• система помощи при спуске и подъеме (эта система позволяет новичкам более безопасно и комфортно путешествовать по горным дорогам или в местах с большими уклонами);
• система помощи при перестроении (контроль за слепыми зонами и предупреждение о столкновении);
• система помощи движения по полосе (осуществляет контроль за выбранной полосой движения);

Свойства активной безопасности автомобиля

Даже исправный и соответствующий требованиям комплекс активной безопасности не всегда может отвечать должному уровню контроля машины, если его организация и настройки были выполнены без учета эксплуатационных параметров. Чтобы исключить подобные отклонения, следует ориентироваться на рабочие свойства данной системы. В частности, под активной безопасностью понимают свойства автомобиля следующего порядка:

• Эффективная тормозная система. Указывает на способность машины надежно удерживаться на одном месте и быстро сокращать скоростной режим.
• Устойчивость и управляемость. Способность машины в условиях аварийного движения производить резкие маневры с целью выхода из критического положения.
• Обзорность. Свойство, которое позволяет водителю получать максимальный объем визуальной информации о ситуации на дороге с учетом конструкции конкретного автомобиля.
• Наружная информативность машины. Эффективность средств, которые отвечают за подачу сигналов и внешнее освещение.
• Шумоизоляция. Высокий уровень шума в салоне напрямую негативно сказывается на состоянии водителя, снижая его внимание и скорость реакций.

Пассивная безопасность автомобиля

Если аварии избежать никак не удастся, то еще есть возможность значительно снизить тяжесть ДТП. Именно за сохранение человеческой жизни и отвечают пассивные системы. Речь, как вы уже наверняка догадались, идет о подушках безопасности. Все верно, именно от них в большей степени зависит жизнь людей, находящихся в автомобиле. Но есть целый ряд других важных факторов. К примеру, жесткость кузова. Чем она выше, тем меньше деформации при ударе. Еще один важный момент — разная прочность частей кузова. К примеру, передняя и задняя части всегда более мягкие, что необходимо для гашения удара. Середина же, где находятся пассажиры и водитель, — максимально жесткая и прочная.

Все современные автопроизводители устанавливают двигатель и коробку передач на рычажной подвеске. Как показала практика, при лобовом столкновении уходящий в салон мотор и КПП очень часто приводят к летальному исходу. Поэтому в настоящее время при фронтальном ударе ДВС опускается и уходит под пол. Такое решение позволяет снизить уровень деформации места переднего пассажира и водителя.

Разновидности устройств обеспечения активной безопасности

По функциональному назначению и технико-аппаратному исполнению можно выделить несколько групп устройств или комплексных систем, которые образуют общую систему активной безопасности на базе конкретного автомобиля:

• Системы управления двигателем.
• Механика тормозной системы.
• Средства контроля рулевого управления.
• Электронные устройства.

Наиболее перспективной считается последняя категория элементов активной безопасности автомобиля – ее представляют так называемые ассистенты водителя, которые помогают ему в сложных условиях вождения. Данная помощь носит не только характер информационного оповещения, но и непосредственно влияет на управление, подавая команды на механические узлы и агрегаты в той или иной части. Теперь же рассмотрим наиболее распространенные и технологичные системы данного типа.

Аварийное рулевое управление

Существует целое семейство систем, предназначенных для контроля продольной динамики движения транспортного средства. Наиболее эффективными считаются разработки, в которых сочетаются элементы торможения и аварийного рулевого управления. Такая комбинация обеспечивает возможность контроля и боковой динамики автомобиля. Активная и пассивная безопасность в данном случае формируют единый функциональный комплекс устройств, срабатывающих в моменты угрозы. Например, в условиях гололеда одного лишь экстренного торможения бывает не достаточно. Требуется и соответствующее направление кузова через рулевой контроль. Именно так срабатывает аварийное рулевое управление, одновременно подключая и тормозную систему, и поворотные механизмы. Слаженность взаимодействия достигается посредством сигналов, поступающих от телематического комплекса автомобиля и его датчиков.

Контроль усталости водителя

Согласно статистике, порядка 25 % аварий на дорогах происходит именно по причине усталости автовладельца. Достаточно 4 часов вождения без перерывов, чтобы реакции водителя утратили необходимую остроту. Специально для таких случаев была разработана концепция ассистента, который фиксирует отклонения в поведении водителя, сообщая о необходимости остановки. При этом используются разные принципы выявления признаков усталости – по взгляду водителя (через специальные сенсоры), по контролю движения машины и характеру манипуляций с органами управления. Опять же, при однозначной фиксации отклонений система может или дать соответствующее оповещение, или вмешаться в процесс управления через тормозную систему, руль и т. д.

Системы контроля движения

Обширная категория систем, в постоянном режиме участвующих в управлении автомобилем, корректируя или дополняя действия водителя. Что относится к активной безопасности автомобиля? В качестве основы можно выделить систему поддержки курсовой устойчивости (сохраняет заданную траекторию движения посредством динамической стабилизации), но к сегодняшнему дню этот комплекс значительно расширился и за счет узконаправленных дополнений:

• Помощник движения по полосе.
• Помощник при перестроении.
• Ассистенты при спуске и на подъеме.

Объединяются эти системы влиянием на одинаковые рабочие органы и средства контроля машины. Задействуются функции скоростного регулятора, рулевая колонка, системы торможения, контроль двигателя, оптическая инфраструктура и другие средства оповещения.

Системы-ассистенты

Выше описаны только основные системы, но активная безопасность автомобиля включает еще ряд вспомогательных, так называемых «ассистентов». Их количество тоже немалое, и к ним относятся такие системы как:

• Кругового обзора (камеры, установленные по периметру, позволяют контролировать «слепые» зоны);

• Круиз-контроля (позволяет авто удерживать заданную скорость, без участия водителя);
• Аварийного рулевого управления (позволяет в автоматическом режиме избежать автомобилю столкновения с препятствием);
• Помощи движению по полосе (обеспечивает движение авто исключительно по заданной полосе);
• Помощи при перестроении (контролирует слепые зоны и при изменении полосы движения сигнализирует о возможном препятствии);
• Ночного виденья (позволяет контролировать пространство вокруг авто в темное время суток);
• Распознавания дорожных знаков (распознает знаки и информирует водителя о них);
• Контроля усталости водителя (при обнаружении признаков усталости водителя сигнализирует о необходимости отдыха);
• Помощи при начале движения со спуска и в подъем (помогает начать движение, не используя тормоза или ручник).

Это основные ассистенты. Но конструкторы постоянно совершенствуют их и создают новые, повышая общее количество систем авто, обеспечивающих безопасность во время движения.

В современном автопроизводстве активная безопасность играет значительную роль для сохранения здоровья людей в автомобиле и вне его, а также исключает множество ситуаций, которые раньше привели бы к повреждению авто. Поэтому не стоит недооценивать их значимость и пренебрегать наличием таких помощников в комплектации.

В статье использованы материалы сайта Аutoleek.ru.

Парктроник

Система представляет группу устройств, отвечающих за помощь в управлении автомобилем при выполнении типовых маневров. В данном случае речь идет о парковочном ассистенте, некоторые элементы которого, впрочем, могут задействоваться и в других ситуациях. Итак, парктроник – это активная безопасность автомобиля, которая посредством датчиков и видеокамер позволяет аккуратно и без риска столкновения парковаться. В области бамперов устанавливаются чувствительные элементы (сенсоры), которые подают в салон световые или звуковые сигналы в случае опасного приближения. Видеокамеры – это своего рода опциональное дополнение, позволяющее водителю ориентироваться не только на сигналы, но и самому наблюдать за происходящим в зоне парковки через монитор, подключенный к задней или передней камере.

Подведем итоги

Безусловно, в настоящее время есть определенные проблемы безопасности автомобиля. В частности, речь идет о безопасности скорее информационной, нежели технической. Дело в том, что современные транспортные средства оснащаются Wi-Fi-интерфейсами. Нередко хакеры пользуются специальными программами для взлома и кражи персональных данных. Некоторые утилиты позволяют дистанционно управлять некоторыми функциями авто. К примеру, отпиранием и запиранием дверей, запуском мотора и т. п.

Но от водителя тут зависит не так много. Поэтому инженеры ведущих компаний стараются максимально защитить электронику транспортного средства. Конечно, выбирать автомобиль исходя из его уровня безопасности тоже нецелесообразно. Ведь совсем не факт, что вы за свою водительскую карьеру хотя бы раз попадете в ДТП. Хотя рейтинг безопасности автомобилей все же кое-что говорит о том, какой производитель уделяет больше внимания этому аспекту. Лидерами в отрасли являются такие и «БМВ». Но сейчас практически все транспортные средства, передвигающиеся по дорогам, соответствуют пусть даже минимальным требованиям безопасности автомобиля. Если наряду с этим соблюдать правила дорожного движения, то риск попадания в ДТП снижается в разы. Основная причина дорожно-транспортных происшествий — невнимательность, пренебрежение правилами дорожного движения и езда в нетрезвом состоянии.

Системы ночного видения

Плохая видимость на дороге – один из опаснейших врагов любого автомобилиста. Особенно в условиях ночного времени и плохой погоды повышаются риски столкновения с объектами, которые не были должным образом идентифицированы водителем. Для предотвращения подобных ошибок используются устройства с тепловым излучением. Через специальную камеру они воспринимают инфракрасный сигнал, проецируя его на экран пользователя в салоне. Бывают системы активной и пассивной безопасности автомобиля такого типа:

• Активные отличаются высоким разрешением «картинки» и способностью различать объекты на расстояниях 200-250 м.
• Пассивные тепловизоры характеризуются более высокой дальностью действия (до 300 м), однако страдают низкой детализацией.

Источник http://real-avto.com/blog/ustroystvo-avtomobilya/kuzov-avtomobilya-aktivnaya-i-passivnaya-bezopasnost/
Источник Источник http://iga-motor.ru/ustrojstvo-avto/bezopasnost-avtomobilya-2.html