Меню

Зоны деформации кузова автомобиля

Зоны деформации

Зоны деформации – это специальные части кузова автомобиля, которые поглощают энергию, возникшую в результате столкновения, что позволяет защитить пассажиров от резкого воздействия силы удара. Этот элемент входит в состав системы пассивной безопасности автомобиля. В последнее время подобной системой начали оснащать железнодорожные вагоны.

За счет использования зон деформации кузова, каркас автомобиля во время аварии подвергается меньшим повреждениям. Также они снижают силу инерции, которая воздействует на пассажиров во время удара. Это происходит за счет увеличения времени торможения автомобиля. Как результат пассажир, использующий ремни безопасности, испытывает меньшую нагрузку, что в свою очередь увеличивает шансы на выживание при аварии.

Основная конструкция представлена лонжеронами в виде гармошки или отверстиями по периметру. После повреждения лонжероны можно целиком заменить. Зоны деформации могут располагаться во всех частях автомобиля, но чаще всего они находятся в передней и задней частях транспортного средства, чтобы эффективно поглощать энергию удара при фронтальном столкновении. Согласно исследованиям British Motor Insurance Repair Research Centre урон во время аварий распределяется следующим образом: 65% на переднюю часть, 25% на заднюю часть, 5% на левую сторону, и 5% на правую сторону. Одна из первых концепций зоны деформации была использована в . Это новшество впервые было запатентовано фирмой Mercedes-Benz вначале 1950-х годов.

Функции

Зоны деформации работают по принципу управления энергией удара. Основная суть этой системы – поглощение энергии внешней частью автомобиля, за счет чего салон практически не деформируется, а пассажиры лучше защищены от травм. Такой эффект достигается путем ослабления внешней части кузова и укрепления его внутренней части балками повышенной прочности, поэтому салон находится в «секторе безопасности». Когда автомобиль движется на большой скорости, он подвержен инерции\импульсу, поэтому при столкновении автомобиль и все его пассажиры продолжают движение вперед и испытывают перегрузку сверх нормы. Целью зоны деформации является поглощение возникшей энергии для снижения разницы скоростей автомобиля и его пассажиров. Ремни безопасности удерживают пассажиров от вылета через лобовое стекло, задают правильную позицию относительно подушек безопасности, а также снижают нагрузку на организм. Ремни безопасности поглощают инерциальную энергию пассажира, тем самым снижая перегрузку во время удара. Иными словами: пассажир, который защищен и ремнями безопасности и зоной деформации, имеет намного больше шансов выжить или избежать травм. Последовательность поглощения энергии выглядит так: зоны деформации – ремень безопасности – подушки безопасности – мягкий салон. Многие критикуют зоны деформации, принимая повышенную способность внешней части кузова к деформации как повышенную опасность для пассажиров. На самом деле многолетний опыт краш-тестов показывает обратный результат. Современные автомобили с зоной деформации при тяжелых испытаниях показывают лучшие результаты, чем автомобили, использующие отдельные рамы и шасси.

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Зоны деформации» в других словарях:

Внеконтактные зоны деформации — небольшие участки, примыкающие с обеих сторон к очагу деформации. В этих зонах маталл деформируется в незначительной степени. См. также: Прокатка металлов Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

Зоны производственные — – зоны, предназначенные для размещения промышленных, коммунальных и складских объектов, обеспечивающих их функционирование объектов инженерной и транспортной инфраструктур, а также для установления санитарно защитных зон таких объектов.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Зоны тепловой обработки бетона — – участки туннельной камеры, в которых последователь­но осуществляются подъем температуры, изотермичес­кая выдержка и предварительное охлаждение. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

очаг деформации — Участок деформируемого валками металла. Геометрический очаг деформации включает объем металла между поверхностями контакта металла с валками, плоскостями входа и выхода и боковыми поверхностями полосы. Фактический очаг деформации больше… … Справочник технического переводчика

Очаг деформации — область между валками, в которой прокатываемый металл непосредственно соприкасается с валками. В очаге деформации происходят обжатие металла. Захват металла валками и стабильность протекания процесса прокатки обусловливаются силами трения,… … Финансовый словарь

Читайте также:  Перекос кузова уаз хантер

Локализация деформации — [localized strain] резко выраженная неравномерность пластической деформации тел в виде участков, где степень деформации существенно выше, чем в остальных объемах тела. Развитие локализации деформации при обработке металлов давлением связано с… … Энциклопедический словарь по металлургии

очаг деформации — [deformation zone] участок полосы, одновремено деформируемый валками. Геометрический очаг деформации включает объем металла между поверхностями контакта металла с валками, плоскостями входа и выхода и боковыми поверхностями полосы. Фактический… … Энциклопедический словарь по металлургии

локализация деформации — Резко выраженная неравномерность пластич. деформации тел в виде участков, где степень деформации существ. выше, чем в ост. объемах тела. Развитие л. д. при обработке металлов давлением связано с образованием зон затрудн. деформации и… … Справочник технического переводчика

растрескивание мягкой зоны — 3.9 растрескивание мягкой зоны (soft zone cracking SZC) форма сероводородного растрескивания под напряжением, возникающего при наличии в стали местной мягкой зоны с низким пределом текучести. Примечание При рабочих нагрузках мягкие зоны могут… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Граничная относительная высота сжатой зоны бетона — – наибольшая относительная высота сжатой зоны, для которой при достижении элементом предельного со­стояния во всей растянутой арматуре напряжения дос­тигают расчетного сопротивления. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1796576

Для чего в автомобиле нужны зоны деформации кузова

Если сравнить современные автомобили с теми, которые выпускались 30-40 лет назад, можно с уверенностью заявить, что толщина металла, применяемого при изготовлении кузова, стала намного меньше. Соответственно, такое явление вызывает вполне закономерный вопрос, который касается безопасности самой конструкции и сохранности пассажиров в ней.

Толстый и жесткий кузов еще несколько десятилетий назад изготавливался с расчетом на то, что в случае дорожно-транспортного происшествия, поверхность должна была получить минимальную деформацию. В итоге, можно было обеспечить безопасность для водителя и пассажиров. Однако, на практике все оказалось с точностью наоборот. В металле накапливалась энергия от удара, которая моментально переходила внутрь автомобиля. В итоге, люди страдали в первую очередь, а уже потом сам автомобиль.

Первая компания, которая сумела внедрить новые технологии производства в сфере автомобилей, Mercedes. Специалисты концерна долго исследовали возможность внедрения зон деформации кузова. Объяснялась такая технология тем, что в момент ДТП первый удар шел бы на кузов, именно на эти зоны, которые могли бы гасить энергию. В итоге уже в 1967 году был выпущен первый автомобиль, изготовленный по новым технологиям.

Напомним, что еще Исаак Ньютон вывел закономерность — в одной инерционной цепочке все тела передвигаются с одинаковой скоростью и в одинаковом направлении. Если проецировать этот закон на транспортные средства, можно сказать, что люди, находящиеся в автомобиле, движутся с той же скоростью, что и автомобиль. Если машина тормозит резко, пассажиры все равно продолжают движение, пока впереди не возникнет препятствие.

Если анализировать любое дорожно-транспортное происшествие и связать итог с вышеуказанным законом, можно понять, как инженеры компании пришли к такому способу. Сейчас зоны деформации находятся в задней и передней части автомобилей. Они выполняют очень важную функцию — во время удара выбрасывают энергию, чтобы она не передавалась на людей. Соответственно, они изначально изготавливаются таким образом, чтобы менять свою форму в момент столкновения. А вот салон транспорта изготавливается из самых прочных материалов, а в качестве дополнительного усиления применяются специальные балки.

Еще один интересный вопрос — как зоны деформации применяются в малолитражном транспорте. В такие крошечные автомобили просто некуда уместить подобную конструкцию. На самом деле, здесь схема производства совершенно другая. Салон — это капсула безопасности, элементы которой распределяют энергию от удара по всей площади. Кроме того, в передней и задней части есть элементы, которые легко мнутся. Интересно, что технология поглощения удара была разработана уже очень давно, и за все это время не претерпела серьезных изменений.

Читайте также:  Авторазборка тойота королла 150 кузов

Итог . Современные автомобили изготовлены из металла, который намного тоньше, чем тот, который применялся при производстве еще 40 лет назад. Несмотря на это, в наше время автомобили могут отвечать по всем параметрам безопасности намного лучше. Все это благодаря применению зон деформации кузова.

Источник статьи: http://car.ru/news/automobili/94333-dlya-chego-v-avtomobile-nuzhnyi-zonyi-deformatsii-kuzova/

Как работают зоны деформации в автомобиле?

Основы современной безопасности автомобилей

Глядя на фотографии автомобилей из прошлого, сделанными из толстостенных и могучих стальных листов, кажется, что современные автопроизводители сделали все от них зависящее, чтобы сделать машины менее безопасными. Толщину стенок металла уменьшили, вес постоянно снижают, это же все несомненно сказывается на прочности, и не в лучшую сторону, скажет обыватель. А посмотрите на фотографии автомобилей 50-х годов в Северной Америке. Огромные автомобили с гигантскими капотами. Разве такой автомобиль возможно было разбить? Риторический вопрос, как нам казалось. Но давайте разберемся по порядку.

Ранний автомобильный дизайн подразумевал жесткие конструкции, которые по замыслам инженеров того времени должны были препятствовать деформации и снижать вероятность травм. Отчасти они были правы. Еще раз взгляните на фотографии аварий тех лет, машины даже в серьезных столкновениях получали минимальные повреждения, минимум деформаций. Хорошо ли это?

Может для жестянщика и хорошо, но вот для пассажиров нет. В большинстве случаев при серьезном столкновении, это приводило к серьезным или даже фатальным последствиям. Слишком велики перегрузки.

Так было до 1953 года, когда на горизонте замоячили первые зоны деформации для автомобилей. Как и за многие другие технологии в автомобильной инженерной мысли, компания, ответственная за создания технологичесих прорывов носила название Mercedes-Benz. Один из инженеров, Бела Барений, занимался в течение продолжительного времени решением этой проблемы и в 1953 году, его идея была реализована в моделе «Ponton» (трехобъемном) Мерседесе (модели серии W120). Первая попытка была удачная, но прошло немало времени, исследований и доработок, прежде чем гуманная технология пошла в серию.

Лишь в 1967 году Mercedes-Benz Heckflosse (также известный как Fintail) стал первым серийным автомобилем в мире с «зонами деформации», функцией безопасности включающей каркас безопасности совмещенный с зонами деформации.

Теория

Нравится вам это или нет, но именно физика может объяснить, почему сминаемые зоны необходимы в автомобиле.

Первый закон Исаака Ньютона гласит, «Объект в движении останется в движении с той же скоростью и в том же направлении, до тех пор, пока на него не подействуют несбалансированные силы».

Например, если транспортное средство едет со скоростью 80 км/ч, то и объекты внутри будут обладать той же скоростью, и, если это транспортное средство резко останавливается (происходит столкновение, мгновенное замедление), тела будут «чувствовать» необходимость продолжать двигаться в том же направлении на скорости 80 км а час, до тех пор, пока что-то не остановит их. Более того, даже если препятствие остановит сами тела, их внутренние органы будут продолжать двигаться с не меньшей скоростью, тем самым вызывая серьезные повреждения.

И еще один важный закон из дебрей физики.

Ньютон также говорил, что сила равна массе, умноженной на ускорение.

Переводя в нашу ситуацию можно сказать, что в результате столкновения, это означает, что сила, действующая на автомобиль и его пассажиров, уменьшается, если время, необходимое для остановки транспортного средства увеличивается.

Так что зоны деформации делают?

Они работают в точном соответствии с двумя законами. Размещенные в передней и задней частях автомобиля, они поглощают энергию при столкновении, возникающей во время удара. Это достигается за счет деформации, то, о чем не слышали в первые 50 лет автомобилестроения. Деформироваться должен не весь кузов автомобиля. В то время как определенные части автомобиля разработаны для того, чтобы деформироваться, пассажирский салон, напротив, усилен с использованием высокопрочной стали и крепких лонжеронов, чтобы предотвратить его разрушение и изменение объема.

Читайте также:  Тойота опа длина кузова

Также, зоны деформации замедляют столкновение. Вместо того, чтобы два твердых тела мгновенно сталкивались, зоны деформации увеличивают время до остановки транспортного средства.

Как видите, в общих чертах все очень просто. Деформирующаяся «гармошка» поглощает энергию удара, жесткая сердцевина- скорлупа защищает людей внутри автомобиля. Все прекрасно работает на больших или среднеразмерных автомобилях, с достаточно крупными капотами и большой массой. Но что делать, если автомобиль небольшой? У них тоже есть деформируемые зоны?

Что делать с небольшими автомобилями?

Это очень хороший вопрос, на самом деле. Действительно, маленькие авто не имеют места для зоны деформации. Возьмите Smart для примера. Где же можно разместить зоны деформации на машине, такой как эта? Инженеры нашли для этих автомобилей свое решение.

Все поколения Smart строятся вокруг клетки безопасности Tridion, стального корпуса, который сочетает продольные и поперечные элементы, распространяющие силу удара по большой площади автомобиля. Также, еще одним важным компонентом безопасности Smart является и своеобразная зона деформации.

«Smart Fortwo укомплектован стальными бамперами спереди и сзади, которые прикручены к продольным лонжеронам клетки безопасности с помощью труб скольжения. Они могут быть недорого заменены после незначительных столкновений. При ударах во время парковки или столкновениях на скорости менее 5 км в час урон от аварии не будет заметен вовсе. До 16 км в час, трубы скольжения двигаются для сохранения клетки Tridion от воздействия удара.

При скорости более 16 км в час, клетка безопасности Tridion распределяет силу удара по всей своей поверхности, чтобы рассеять энергию и защитить своих пассажиров (при условии, перпендикулярного удара с захватом всей ширины передней части автомобиля). В задней части Smart’а, коробчатый элемент с запрограммированный деформирующейся областью также сделан из стали, которая сминается так же, как и передние трубы скольжения. При ударе, превышающем определенный порог силы, подача топлива в двигатель прекращается, а центральный замок автоматически разблокируется».

Pininfarina Nido Concept

В 2004 году на концепции Pininfarina была показана альтернатива классической зоне деформации. Nido Concept состоит из 3 основных элементов: клетки, салазок и поглотителя. В случае лобового столкновения, автомобиль поглощает часть энергии при помощи деформируемой передней части шасси, построенного с использованием двух металлических распорок с внутренним пенопластовым поглотителем.

Эти компоненты имеют форму усеченных конусов, чтобы рассеивать энергию по сотовой металлической перегородке, которая, в свою очередь переносит энергию вдоль центрального тоннеля и боковых элементов.

Остальная энергия, благодаря массе манекенов и салазок, сдвигает салазки вперед, и сжимает два сотовых поглотителя между жесткой клеткой и приборной панелью салазок, в результате чего постепенно и контролируемо производится торможение манекенов.

Вставка элементов сотового поглотителя между жесткой клеткой и салазками означает, что при столкновении, кривая замедления для данной системы ниже чем кривая для жесткой ячейки. Этого создатели и добивались.

Вместо заключения

С появлением и постоянным совершенствованием активной безопасности, роль зоны деформации в отношении защиты водителя и пассажиров практически исчезла из поле зрения общественного внимания, но это не означает, что она стала менее важной.

Наоборот, так как большинство автопроизводителей начали продвигать основную идею пассивной защиты еще дальше, роль этого элемента безопасности автомобиля возрастает. В этом им помогают организации типа IIHS, NHTSA или Euro NCAP, которые проводят свои краш-тесты автомобилей, и эти тесты с каждым разом все труднее пройти. Усложняют задачу все более жесткие правила к защите пешеходов. Для этого автопроизводителям приходится создавать особую форму капота, в которую не всегда удобно «ложится» система защиты самих пассажиров автомобиля.

Тем не менее, клетки безопасности стали еще мощнее и технологичнее, благодаря более широкому использованию особо прочный стали и даже армированного углеродным волокном пластика (CFRP).

Вот такая краткая история развития и основные вехи этого важного элемента любого автомобиля, от мала, до велика.

Источник статьи: http://1gai.ru/publ/516226-kak-rabotayut-zony-deformacii-v-avtomobile.html

Adblock
detector