Безопасная конструкция кузова

Кузов

1. Безопасная конструкция кузова
2. Активная безопасность.
3. Пассивная безопасность.

Безопасная конструкция кузова

С каждым годом в сфере производства автомобиля все больше внимания уделяется именно системам безопасности пассажиров и водителя. Разрабатываются не только новые электронные системы слежения или контроля безопасности, но и внедряются различные конструктивные изменения в кузов автомобиля.

Однако, независимо от количества различных систем безопасности в автомобиле, именно на кузове лежит ответственность за безопасное передвижение людей.

Безопасная конструкция кузова реализуется посредством совместной работы двух систем: активной и пассивной безопасности. Давайте рассмотрим каждую из них в отдельности.

Активная безопасность.

Этот параметр включает в себя те элементы конструкции, которые предотвращают столкновение автомобиля с опасностью, соответственно и исключают травмирование людей, которые находятся в салоне авто. К основным элементам автомобиля, которые отвечают за активную безопасность можно отнести следующие пункты:

1. Обзорность и видимость. Конечно же, этот параметр важен именно для водителя автомобиля, ведь то насколько водителю хорошо видна ситуация на дороге,а также вокруг автомобиля влияет на скорость принятия им решений. То есть, чем быстрее водитель увидит опасность, тем быстрее и качественнее он сможет обезопасить авто. На обзорность влияет много факторов:

Противосолнечный козырёк

• Площадь остекления;
• Отсутствие каких-либо элементов конструкции, которые мешают обзору или создают блики при отражении света;
• Размеры и расположение наружных и внутренних зеркал заднего вида, а также есть ли на них возможность обогрева;
• Площадь очистки стеклоочистителями лобового и заднего стёкол;
• Наличие противосолнечных козырьков;
• Качественное освещение дороги (как в темное время суток, так и в тумане).

2. Удобство водителя. От состояния водителя, его усталости, внимательности и реакции очень часто зависит многое. Если водитель уставший, то он зачастую не может быстро сориентироваться и принять правильное решение для выполнения нужного маневра. Об этом говорят многие производители автомобилей, что заставляет их создавать все новые элементы удобств именно для водителя. Расскажем немного о них:

• Удобное кресло водителя с наличием различных регулировок;
• Удобство расположения, легкость и чувствительность рулевого колеса;
• Панель приборов с легкочитаемыми показателями параметров;
• Шумоизоляция салона;
• Высокоэффективные системы вентиляции и отопления салона.

Если подвести итог, то можно сказать, что за активную безопасность отвечают те элементы кузова автомобиля, которые влияют на комфорт водителя и уменьшают трудоемкость процесса вождения.

Панель приборов

Пассивная безопасность.

К элементам, отвечающим за пассивную безопасность, относят все те элементы, которые помогают снизить травматизм урон, получаемые во время столкновения автомобиля с препятствием. Именно поэтому конструкторы практически всех предприятий, выпускающих транспортные средства, с особой тщательностью просчитывают все элементы конструкции, а также постоянно ее улучшают. Были выделены основные принципы, относительно которых проектируются абсолютно все автомобили. Итак:

1. Передняя и задняя части кузова автомобиля при столкновении должны складываться, по типу гармошки. Именно такой способ признан наиболее эффективным для погашения кинетической энергии от удара. Особенно качественно этот способ действует при основном виде лобовом столкновении. Для обеспечения такого складывания в элементы кузова закладываются специальные отверстия и выпуклости, которые и заставляют каждый отдельный элемент смещаться в нужную сторону и соответственно поглощать энергию.

2. Сам каркас должен обладать достаточными показателями жесткости и прочности, чтобы обезопасить пассажиров от возможных травм. Для этих целей многие элементы выполняют из специальных видов сталей, а также активно применяется метод горячей штамповки для производства. Применение специальных сталей также положительно сказывается и на массе автомобиля.

3. К обязательным принципам относят и направление смещения двигателя во время столкновения. Он должен двигаться обязательно вниз автомобиля и ни в коем случае не в салон.

4. Перемещение рулевой колонки, в свою очередь, совсем недопустимо, ведь даже незначительное смещение руля назад может сильно травмировать грудную клетку водителя. Для этих целей на оси рулевой колонки устанавливают специальные стаканы, которые в случае удара деформируются, но не позволяют переместиться назад рулю.

5. Пространство салона, где располагаются ноги, также не должно деформироваться. Это делается с той целью, чтобы ноги после удара не были зажаты, а человек мог свободно выбраться из салона.

6. Возможность бокового удара заставила разработчиков оснастить двери специальными ребрами жесткости и различными брусьями из особопрочных сталей. Такими же элементами снабжены арки и пороги автомобиля. Это выполняется еще и с целью минимальной деформации той части автомобиля, которая отвечает за дальнейшую эвакуацию из салона пассажиров.

7. Особую роль отводят безопасности топливной системы в случае удара. Бак располагают в самом защищенном месте кузова и дополнительно устанавливают на него ребра жесткости и защитные буферные пластины.

8. Не забывают производители и о пешеходах, ДТП с которыми довольно частое явление. Для этого в конструкцию переднего бампера довольно часто вводят эластичные защитные элементы, которые, деформируясь, принимают часть энергии на себя.

Зеркало заднего вида

Каждая новая модель кузова, прежде чем ее выпустят в производство, должна пройти серию специальных тестов по соответствию основным принципам активной и пассивной безопасности. Ведь кузов автомобиля это тот элемент, который обязан спасти нас и наших близких от возможных опасностей на дороге.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Безопасность автомобильных кузовов

Безопасность автомобильных кузовов складывается из безопасности его отдельных деталей. В настоящее время разрабатываются не только электронные системы безопасности, но и внедряются различные конструктивные изменения в кузов автомобиля. Любой современный автомобильный кузов состоит из различных узлов и деталей, обеспечивающих комфорт и безопасность автомобиля. Безопасность автомобильного кузова реализуется совместной работой двух систем: активной и пассивной безопасности автомобиля.

Активная безопасность автомобиля

Цель активной безопасности — предотвраще­ние ДТП. Безопасность управления автомо­билем — результат гармоничной конструкции подвески, рулевого управления, тормозов и выбора оптимальных динамических характе­ристик автомобиля.

Условная безопасность вытекает из ми­нимизации физиологических напряжений, которым подвергаются пользователи автомобиля (колебания, шум, климатические условия). Это важный фактор для снижения вероятности неадекватных действий за ру­лем.

Колебания в пределах диапазона ча­стот 1-25 Гц (преодоление неровностей, неустойчивость движения и т.п.), наво­димые колесами, воздействуют на поль­зователей автомобиля непосредственно через кузов, сиденье и рулевое колесо. Эффект этих вибраций более или менее резко выражен, в зависимости от их направ­ления, амплитуды и длительности.

Шум, создаваемый в виде акустических по­мех внутри и вокруг автомобиля, может исхо­дить из внутренних (двигатель, трансмиссия, карданные валы, оси) или внешних (шины на дороге, шум ветра) источников и передается по воздуху или через конструкцию. Уровень звукового давления измеряется в дБ(А).

Меры по уменьшению шума, с одной сто­роны, связаны с разработкой бесшумно работающих компонентов, а с другой — с использованием изолирующих или звукопогло­щающих материалов.

Основными климатическими факторами являются температура воздуха, влажность воздуха, скорость воздушного потока и давление воздуха.

Безопасность движения, связанная с факторами восприятия

Меры, которые повышают уровень безопас­ности движения, связанные с факторами восприятия, в основном, сосредоточены на следующих компонентах:

• Освещение;
• Звуковая сигнализация;
• Прямая и косвенная видимость (обзор во­дителя: угол бинокулярного затемнения (т.е. для обоих глаз водителя), вызываемого передними стойками, не должен пре­вышать 6 градусов).

Безопасность эксплуатации кузова

Низкий уровень стресса у водителя и, таким образом, более высокая степень безопас­ности управления автомобилем требуют обеспечения оптимальных конструктивных особенностей для обстановки вокруг води­теля с точки зрения удобного пользования средствами управления автомобилем.

Пассивная безопасность автомобиля

Цель пассивной безопасности — смягчить последствия ДТП (Рис. «Безопасность дорожного движения» ).

Внешняя безопасность автомобиля

Термин охватывает все меры, относящиеся к автомобилю, которые предназначены для ми­нимизации тяжести ранения пешеходов, вело­сипедистов и мотоциклистов во время наезда на них в результате ДТП. Определяющими факторами являются поведение автомобиля при деформации и внешняя форма кузова.

Первоначальной целью конструкторов яв­ляется проектирование такого автомобиля, чтобы его внешняя форма способствовала минимизации последствий основных видов ДТП (столкновения, наезды и повреждение самого транспортного средства).

Самые серьезные травмы пешеходы полу­чают при ударе о переднюю часть автомобиля или о дорогу, кроме того, точные последствия ДТП сильно зависят от размера кузова. Послед­ствия столкновения с участием двухколесного транспортного средства и легкового автомо­биля могут быть уменьшены лишь конструк­тивными мерами, которые, применительно к легковому автомобилю, включают, например, следующие особенности дизайна, которые можно реализовать в легковом автомобиле:

• Убираемые фары;
• Утопленные очистители ветрового стекла;
• Заделанные заподлицо с панелями сточ­ные желоба;
• Утопленные дверные ручки;
• Деформируемая передняя часть автомо­биля, в том числе капот.

Безопасность интерьера автомобиля

Понятие «внутренняя безопасность» охваты­вает меры, цель которых — минимизация уско­рения и сил, воздействующих на пассажиров при ДТП, обеспечение достаточного запаса вы­живаемости и сохранение работоспособности компонентов, имеющих важнейшее значение для извлечения пассажиров из автомобиля после ДТП. Определяющими факторами обеспечения безопасности пассажиров являются:

• Деформационное поведение кузова;
• Длина пассажирского салона, объем про­странства для выживания вовремя и после возникновения столкновения;
• Удерживающие системы;
• Область воздействия в салоне (FMVSS 201);
• Система рулевого управления;
• Извлечение пассажиров из салона;
• Противопожарная защита.

Законы, регулирующие внутреннюю безопас­ность (лобовые и боковые удары):

• Защита пассажиров в случае ДТП, в част­ности с помощью удерживающих систем пассивной безопасности (FMVSS 208, дополненная версия, FMVSS 214, ЕЭК R94, ЕСЕ R95, критерии ранения);
• Установка ветрового стекла (FMVSS 212);
• Проникновение ветрового стекла в салон автомобиля (FMVSS 219);
• Крышки отделений для вещей (FMVSS 201)
• Предотвращение утечек топлива (FMVSS 301).

Деформационное поведение кузова автомобиля

При испытании на лобовое столкновение автомобиль, движущийся со скоростью 48,3 км/ч, наезжает на неподвижный предмет, перпендикулярный или наклоненный под углом до 30° по отношению к продольной оси автомобиля. На рис. «Риск для пешеходов при столкновении с легковым автомобилем» показано распределе­ние типов столкновений для ДТП, приводя­щих к травмам пешеходов. Источник: GIDAS, German In-Depth Accident Study (исследова­тельский проект BASt и FAT).

Так как практически 50% всех лобовых столкновений в основном затрагивают лишь половину передней части автомобиля, то во всем мире выполняется смещенный лобовой удар с покрытием от 30 до 50% ширины ав­томобиля.

Выдержка из ECE-R94: «Барьер должен иметь такую конфигурацию, чтобы автомо­биль сначала коснулся его той стороной, с которой находится водитель. Если испытание можно провести с автомобилем либо с пра­вым, либо с левым рулем, то его нужно про­вести с самым неблагоприятным типом руле­вого управления, установленным техническим органом, ответственным за испытания» (Рис. «Ускорение, скорость и длина деформации пассажирского салона при наезде на припятствие на скорости 50 км/ч» ).

Во время лобового столкновения кинетиче­ская энергия рассеивается во время дефор­мации бампера, передней части автомобиля, а при тяжелых столкновениях — передней части пассажирского салона (перегородка моторного отсека). Оси, колеса и двигатель ограничивают длину деформации. Однако для минимизации ускорения салона тре­буется адекватная длина деформации и смещения узлов привода. В зависимости от конструкции, размера и массы автомобиля, лобовое столкновение с неподвижным пре­пятствием при скорости 50 км/ч приводит к величине деформации передней части авто­мобиля приблизительно в 0,4-0,7 м. Повреж­дение салона должно быть минимизировано. Это касается, в основном:

• Зоны перегородки между салоном и мо­торным отсеком (смещение системы ру­левого управления, приборной панели, педалей, сжатие перегородки в зоне ног);
• Днища кузова (снижение уровня или изме­нение наклона сидений);
• Боковой части (возможность открывания дверей после ДТП).

Измерение величин ускорений и анализ высокоскоростной видеосъемки позволяют точно определять деформационные харак­теристики. Для имитации водителя и пасса­жиров используются манекены различных размеров, позволяющие измерять ускорение головы, шеи, грудной клетки и бедер.

Боковое столкновение

Боковое столкновение, как следующий наиболее часто встречающийся вид ДТП, вызывает высокую степень тяжести последствий для водителей и пассажиров, что связано с ограниченной демпфирующей спо­собностью и высокой степенью деформиро­вания интерьера автомобиля.

На риск получения ранения в значительной степени оказывают влияние конструктивная прочность боковых элементов кузова, несу­щая способность поперечных элементов пола и сидений, а также конструкция внутренних дверных панелей (FMVSS 214 и 301, ЕЭК R95, европейская программа IMCAP и US — S1NCAP). Дополнительные подушки безопасности в дверях или сиденьях и потолке имеют зна­чительный потенциал уменьшения риска травмирования.

Удар сзади

В испытаниях с ударом сзади деформация салона должна быть незначительной. Должна сохраняться возможность открывания две­рей, край крышки багажника не должен про­никать через заднее стекло в салон; должна сохраняться целостность топливного бака (FMVSS 301).

Потолочные структуры исследуются с по­мощью испытаний на опрокидывание и квазистатических испытаний крыши при ударе (FMVSS 216).

Кроме того, некоторые изготовители под­вергают свои автомобили испытаниям на падение с опрокидыванием, чтобы проверить прочность крыши (пространство выживания) в экстремальных условиях (автомобиль па­дает с высоты 0,5 м на левый передний угол крыши).

Общая безопасность автомобиля

Безопасность автомобильных кузовов, складывающаяся из активной и пассивной безопасности, все больше стирает границы между ними, так как в обоих типах без­опасности используют системы датчиков. Вот почему разрабатывается все больше систем, которые лучше подготавливают пассажиров к потенциальному ДТП, например, Pre-Safe).

Источник https://autodont.ru/body/bezopasnaya-konstrukciya-kuzova
Источник Источник https://press.ocenin.ru/bezopasnost-avtomobilnyh-kuzovov/