Кузов автомобиля. Активная и пассивная безопасность

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.

Смотрите так же:
• Цены на обучение
• Обучение на МКПП
• Обучение на АКПП

Безопасная конструкция кузова

Кузов

На чтение 5 мин. Просмотров 2.2k.

Безопасная конструкция кузова реализуется посредством совместной работы двух систем: активной и пассивной безопасности

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:

• 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.

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.

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.

Системы активной и пассивной безопасности автомобиля. Основные узлы и механизмы автомобиля, их характерные повреждения при ДТП.

Что же такое АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ? Говоря научным языком – это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно-транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля. А если говорить проще, то это те системы автомобиля, которые помогают в предотвращении аварии. Ниже – подробнее о параметрах и системах автомобиля, влияющие на его активную безопасность.

1. БЕЗОТКАЗНОСТЬ

Безотказность узлов, агрегатов и систем автомобиля является определяющим фактором активной безопасности Особенно высокие требования предъявляются к надежности элементов, связанных с осуществлением маневра – тормозной системе, рулевому управлению, подвеске, двигателю, трансмиссии и так далее. Повышение безотказности достигается совершенствованием конструкции, применением новых технологий и материалов.

2. КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ

Компоновка автомобилей бывает трех видов:
а) Переднемоторная — компоновка автомобиля, при которой двигатель расположен перед пассажирским салоном. Является самым распространенной и имеет два варианта: заднеприводную (класическую) и переднеприводную. Последний вид компоновки — переднемоторная переднеприводная — получил в настоящее время широкое распространение благодаря ряду преимуществ перед приводом на задние колеса: — лучшая устойчивость и управляемость при движении на большой скорости, особенно по мокрой и скользкой дороге;
— обеспечение необходимой весовой нагрузки на ведущие колеса;
— меньшему уровню шума, чему способствует отсутствие карданного вала.
В тоже время переднеприводные автомобили обладают и рядом недостатков:
— при полной нагрузке ухудшается разгон на подъеме и мокрой дороге;
— в момент торможения слишком неравномерное распределение веса между осями (на колеса передней оси приходится 70%-75% веса автомобиля) и соответственно тормозных сил (см. Тормозные свойства);
— шины передних ведущих управляемых колес нагружены больше соответственно больше подвержены износу;
— привод на предание колеса требует применение сложных узлов — шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов)
— объединение силового агрегата (двигатель и КПП) с главной передачей усложняет доступ к отдельным элементам.
б) Компоновка с центральным расположением двигателя – двигатель находится между передней и задней осями, для легковых автомобилей является достаточно редкой. Она позволяет получить наиболее вместительный салон при заданных габаритах и хорошее распределение по осям.
в) Заднемоторная — двигатель расположен за пассажирским салоном. Такая компоновка была распространена на малолитражных автомобилях. При передаче крутящего момента на задние колеса она позволяла получить недорогой силовой агрегат и распределение такой нагрузки по осям, при которой на задние колеса приходилось около 60% веса. Это положительно сказывалось на проходимости автомобиля, но отрицательно на его устойчивости и управляемости, особенно на больших скоростях. Автомобили с этой компоновкой, в настоящее время, практически не выпускаются.

3. ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА

Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным торможением, поэтому необходимо, чтобы тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в любых дорожных ситуациях.

Для выполнения этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления с дорогой, зависящей от весовой нагрузки на колесо и состояния дорожного покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительном увеличении тормозного пути. Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой нагрузки на колесо. Реализуется это с помощью применения более эффективных дисковых тормозов.

На современных автомобилях используется антиблокировочная система (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.

Зимой и летом состояние дорожного покрытия разное, поэтому для наилучшей реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие сезону.

4. ТЯГОВЫЕ СВОЙСТВА

Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность интенсивно увеличивать скорость движения. От этих свойств во многом зависит уверенность водитель при обгоне, проезде перекрестов Особенно важное значение тяговая динамика имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, маневрировать не позволяют сложные условия, а избежать ДТП можно, только опередив события.

Так же как и в случае с тормозными силами, сила тяги на колесе не должна быть больше силы сцепления с дорогой, в противном случае оно начнет пробуксовывать. Предотвращает это противобуксовочная система. При разгоне автомобиля она притормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных, а при необходимости уменьшает мощность, развиваемую двигателем.

5. УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Устойчивость – способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающих его занос и опрокидывание в различных дорожных условиях при высоких скоростях.

Различают следующие виды устойчивости:
— поперечная при прямолинейном движении (курсовая устойчивость). Ее нарушение проявляется в рыскании (изменении направления движения) автомобиля по дороге и может быть вызвано действием боковой силы ветра, разными величинами тяговых или тормозных сил на колесах левого или правого борта, их буксованием или скольжением. большим люфтом в рулевом управлении, неправильными углами установки колес и т.д.;
— поперечная при криволинейном движении.
Ее нарушение приводит к заносу или опрокидывании под действием центробежной силы. Особенно ухудшает устойчивость повышение положения центра масс автомобиля (например, большая масса груза на съемном багажнике на крыше);
— продольная.
Ее нарушение проявляется в буксовании ведущих колес при преодолении затяжных обледенелых или заснеженных подъемов и сползании автомобиля назад. Особенно это характерно для автопоездов.

6. УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Управляемость – способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем.

Одной из характеристик управляемости является поворачиваемость – свойство автомобиля изменять направление движения при неподвижном рулевом колесе. В зависимости от изменения радиуса поворота под воздействием боковых сил (центробежной силы на повороте, силы ветра и т.д.) поворачиваемость может быть:
— недостаточной — автомобиль увеличивает радиус поворота;
— нейтральной — радиус поворота не изменяется;
— избыточной — радиус поворота уменьшается.

Различают шинную и креновую поворачиваемость.

Шинная поворачиваемость

Шинная поворачиваемость связана со свойством шин двигаться под углом к заданному направлению при боковом уводе (смещение пятна контакта с дорогой относительно плоскости вращения колеса). При установке шин другой модели поворачиваемость может измениться и автомобиль на поворотах при движении с большой скоростью поведет себя иначе. Кроме того, величина бокового увода зависит от давления в шинах, которое должно соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Креновая поворачиваемость связана с тем, что при наклоне кузова (крене) колеса изменяют свое положение относительно дороги и автомобиля (в зависимости от типа подвески). Например, если подвеска двухрычажная, колеса наклоняются в стороны крена, увеличивая увод.

7. ИНФОРМАТИВНОСТЬ

Информативность – свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средств находящихся на дороге, о состояния дорожного покрытия и т.д. часто становится причиной аварии. Информативность автомобиля подразделяют на внутреннюю, внешнюю и дополнительную.

Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспринимать информацию, необходимую для управления автомобилем.

Она зависит от следующих факторов:
— Обзорность должна позволять водителю своевременно и без помех получать всю необходимую информацию о дорожной обстановке. Неисправные или неэффективно работающие омыватели, система обдува и обогрева стекол, стеклоочистители, отсутствие штатных зеркал заднего вида резко ухудшают обзорность при определенных дорожных условиях.
— Расположение панели приборов, кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т.д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроля показаний, воздействий на переключатели и т.д.

Внешняя информативность — обеспечение других участников движения информацией от автомобиля, которая необходима для правильного взаимодействия с ними. В нее входят система внешней световой сигнализации, звуковой сигнал, размеры, форма и окраска кузова. Информативность легковых автомобилей зависит от контрастности их цвета относительно дорожного покрытия. По статистике автомобили, окрашенные в черный, зеленый, серый и синий цвета, в два раза чаще попадают в аварии из-за трудности их различения в условиях недостаточной видимости и ночью. Неисправные указатели поворотов, стоп-сигналы, габаритные огни не позволят другим участникам дорожного движения вовремя распознать намерения водителя и принять правильное решение.

Дополнительная информативность — свойство автомобиля, позволяющие эксплуатировать его в условиях ограниченной видимости: ночью, в тумане и т.д. Она зависит от характеристик приборов системы освещения и других устройств (например, противотуманных фар), улучшающих восприятие водителем информации о дорожно-транспортной ситуации.

8. КОМФОРТАБЕЛЬНОСТЬ

Комфортабельность автомобиля определяет время, в течение которого водитель способен управлять автомобилем без утомления. Увеличению комфорта способствует использование АККП, регуляторов скорости (круиз-контроль) и т.д. В настоящее время выпускаются автомобили, оборудованные адаптивным круиз-контролем. Он не только автоматически поддерживает скорость на заданном уровне, но и при необходимости снижает ее вплоть до полной остановки автомобиля.

ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Пассивная безопасность автомобиля должна обеспечивать выживание и сведение к минимуму количества травм у пассажиров автомобиля, попавшего в дорожно-транспортное происшествие.

В последние годы пассивная безопасность автомобилей превратилась в один из наиважнейших элементов с точки зрения производителей. В изучение данной темы и её развитие инвертируются огромные средства, и не только по причине того, что фирмы заботятся о здоровье клиентов, а потому, что безопасность является рычагом продажи. А фирмы любят продавать.

Попробую объяснить несколько определений, скрывающихся под широким определением «пассивной безопасности».

Она подразделяется на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя достигается исключением на внешней поверхности кузова острых углов, выступающих ручек и т.д. С этим все понятно и достаточно просто.

Для повышения уровня внутренней безопасности используют очень много разных конструктивные решения:

1. КОНСТРУКЦИЯ КУЗОВА или «РЕШЁТКА БЕЗОПАСНОСТИ»

Она обеспечивает приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления при ДТП и сохраняет пространство пассажирского салона после деформации кузова.

При тяжёлой аварии есть опасность, что двигатель и другие агрегаты могут проникнуть в кабину водителя. Поэтому, кабина окружена особой «решёткой безопасности», представляющей собой абсолютную защиту в подобных случаях. Такие же рёбра и брусья жесткости можно найти и в дверях автомобиля (на случай боковых столкновений). Сюда же относятся и области погашения энергии.

При тяжёлой аварии происходит резкое и неожиданное замедление до полной остановки автомобиля. Этот процесс вызывает огромные перегрузки на тела пассажиров, могущие оказаться фатальными. Из этого следует, что необходимо найти способ «замедлить» замедление для того, чтобы уменьшить нагрузки на тело человека. Одним из способов решения данной задачи является проектирование областей разрушения, гасящих энергию столкновения, в передней и задней части кузова. Разрушения автомобиля будут более тяжёлыми, зато пассажиры останутся целыми (и это по сравнению со старыми «толстокожими» машинами, когда машина отделывалась «лёгким испугом», зато пассажиры получали тяжёлые травмы).

2. РЕМНИ БЕЗОПАСНОСТИ

Система ремней, так хорошо нам знакомая, несомненно является наиболее действенным способом защиты человека во время аварии. После долгих лет, в течение которых система оставалась неизменной, в последние годы произошли существенные изменения, повысившие степень безопасности пассажиров. Так, система предварительного натяжения ремней (belt pretensioner) в случае аварии притягивает корпус человека к спинке сидения, тем самым предотвращая продвижение корпуса вперёд, либо проскальзывание под ремнем. Действенность системы обуславливается тем, что ремень находится в натянутом положении, а не ослаблен применением различных клипсов и прищепок, которые практически аннулируют действие преднатяжителя. Дополнительным элементом ремней безопасности с преднатяжителем является система ограничения максимальной нагрузки на тело. При его срабатывании ремень слегка ослабнет, тем самым уменьшив нагрузку на тело.

3. НАДУВНЫЕ ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ (airbag)

Одной из распространённых и действенных систем безопасности в современных автомобилях (после ремней безопасности) являются воздушные подушки. Они начали широко использоваться уже в конце 70-х годов, но лишь десятилетие спустя они действительно заняли достойное место в системах безопасности автомобилей большинства изготовителей. Они размещаются не только перед водителем, но и перед передним пассажиром, а также с боков (в дверях, стойках кузова и т.д.). Некоторые модели автомобилей имеют их принудительное отключение из-за того, что люди с больным сердцем и дети могут не выдержать их ложного срабатывания.

4. СИДЕНИЯ С ПОДГОЛОВНИКАМИ

Роль подголовника – предотвратить резкое движение головы во время аварии. Поэтому следует отрегулировать высоту подголовника и его позицию в правильное положение. Современные подголовники имеют две степени регулировки, позволяющие предотвратить травмы шейных позвонков при движении «взахлест», столь характерных при наездах сзади.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕТЕЙ

Сегодня уже нет необходимости ломать голову над подгонкой детского сиденья под оригинальные ремни безопасности. Все более распространённое приспособление Isofix позволяет присоединить сиденье безопасности для ребёнка прямо к точкам соединения, заранее подготовленными в машине, не используя ремни безопасности. Необходимо лишь проверить, что автомобиль и детское сиденье приспособлены к креплениям Isofix.

Характеристика повреждений автомобилей и травм пострадавших при различных видах ДТП

При первичном осмотре места ДТП можно с определенной долей вероятности прогнозировать наличие характерных травм у пострадавших, в зависимости от вида ДТП.

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

Источник https://autodont.ru/body/bezopasnaya-konstrukciya-kuzova

Источник https://nachkar.ru/asr/avarii.htm