Меню

Безопасность кузова легкового автомобиля

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.

Источник статьи: http://real-avto.com/blog/ustroystvo-avtomobilya/kuzov-avtomobilya-aktivnaya-i-passivnaya-bezopasnost/

Кузов автомобиля и его безопасность

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

Наиболее тяжелым ранениям подверга­ются пешеходы, которые наталкиваются на переднюю часть автомобиля. Послед­ствия столкновения с участием легко­вого автомобиля могут быть уменьшены лишь конструктивными мерами, включают, например, следующие:

  • убираемые фары
  • спрятанные заподлицо стеклоочисти­тели
  • заделанные заподлицо с панелями сточные желоба
  • утопленные дверные ручки

Определяющими факторами обеспече­ния безопасности пассажиров являются:

  • деформационные характеристики кузо­ва автомобиля
  • длина пассажирского отсека, объем пространства для выживания во время и после возникновения столкновения
  • удерживающие системы
  • зоны возможного столкновения
  • система рулевого управления
  • извлечение пользователей
  • противопожарная защита

Для защиты от ударов на легковых автомобилях имеются три различные области, которые в случае аварии должны принимать удар на себя. Верхней, средней и нижней поверхностями, принимающими удар на себя, являются, соответственно, крыша, боковая часть и днище автомобиля. Целью всех мер по защите от удара является минимизация деформации кузова, и следовательно, минимизация риска травматизма пассажиров при ударе. Это достигается за счет того, что возникающие при ударе силы целенаправленно действуют на конкретный компонент структуры кузова. Таким образом, снижается коэффициент деформации деталей, на которые приходится удар, т.к. возникающие при этом силы распределяются по большей площади.

Рис. Распределение сил при ударе:
а – боковой удар; б – лобовой удар

Наибольшие проблемы разработчикам систем пассивной безопасности доставляет боковой удар. Запас зоны деформации при боковом столкновении, в отличие от передней или задней части автомобиля, составляет незначительную величину всего 100…200 мм. Разработчики фирмы «Фореция» разработали механизм предотвращения последствий бокового удара. Механизм начинает работать за 0,2 с до столкновения по ко­де специальных сенсоров. По команде контроллера уже через 60 мс удлиняется изготовленный из сплава с памятью (Shape Memory Alloy) стержень 2, установленный под сиденьями поперек кузова автомобиля, выдвигая стальной штырь почти до самой двери. Одновременно срабатывает механизм внутри двери, поворачивая в рабочее положение упор 3. Теперь при боко­вом ударе дверь не сможет вмяться внутрь кузова. Указанный механизм позволяет умень­шить деформацию двери внутрь кузова на 70 мм.

Читайте также:  Мицубиси галант где находится номер кузова

Работа механизма обра­тима, ведь в нем нет одноразовых пиропатронов. Если аварии не случилось, штанга укоротится до исходной длины, а пружина подтя­нет штырь обратно.

Рис. Механизм предотвращения последствий бокового удара:
1 – штырь; 2 – стержень; 3 – поворотный упор; 4 – возвратная пружина; а) – исходное состояние механизма; б) – рабочее состояние механизма

В процессе разработки кузова наряду с безопасностью пассажиров все большее внимание уделяется безопасности пешеходов. Снижение риска травматизма пешеходов или велосипедистов достигается путем применения соответствующих конструктивных технологий а именно:

  • достаточное расстояние до жестких частей двигателя в подкапотном пространстве
  • оптимизация шарниров и внутренней поверхности капота
  • снижение вероятности травмирования ног пешеходов с применением деформирующих элементов, поперечин, рамок радиаторов и др..

Рис. Элементы кузова для защиты пешеходов:
1 – деформирующийся элемент; 2 – поперечина для защиты пешеходов; 3 – рамка радиатора

Многие производители применяют системы направленных на снижение нагрузок, действующих на пешехода при контакте с автомобилем. Последствия травам при наезде на пешеходов обеспечивают «мягкий» бампер и «подпрыгивающий» капот. Такая система предусматривает датчик касания пешехода проложенный внутри пластикового бампера (поз. 1). При наезде характер деформации датчика используется для выявления наезда на человека, чтобы избежать ложного срабатывания системы (поз. 2). Анализируя сигнал, блок управления дает команду на срабатывание двух пиропатронов, которые установлены по краям капота (поз. 3, 4).

Срабатывая, пиропатроны поднимают заднюю кромку капота на 65 мм, увеличивая его прогиб и смягчая удар головы пешехода (поз. 5).

Рис. Безопасный «подпрыгивающий» капот

Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-passivnoj-bezopasnosti/kuzov/

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.

Читайте также:  Ниссан сильвия все кузова

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).

Читайте также:  Номер кузова камаз 65 115

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 статьи: http://press.ocenin.ru/bezopasnost-avtomobilnyh-kuzovov/

Adblock
detector