Пассивная безопасность автомобиля

Пассивная безопасность как новое научное направление, стало развиваться в СССР в 60-х гг. ХХ в. Первые в СССР полномасштабные испытания автомобиля на пассивную безопасность были проведены в 1969 г. на Центральном автополигоне в г. Дмитров Московской области. Интенсивное развитие работ по повышению пассивной безопасности во всем мире пришлось на 1970-е гг.

Система обеспечения пассивной безопасности комплекса «водитель – автомобиль – дорога – среда» включает в себя пассивную безопасность человека (водителя, пассажира, пешехода), транспортного средства, дороги. Структурная схема системы обеспечения пассивной безопасности приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Структурная схема системы обеспечения пассивной безопасности:

СПБ – система пассивной безопасности; ПБА – пассивная безопасность автомобиля; ПБД – пассивная безопасность дороги (дорожные ограждения, травмобезопасные стойки и т.п.); ПБЧ – пассивная безопасность человека (шлемы, удерживающие средства и т.д.); А –П - автомобиль – пешеход; А –ОУ – автомобиль – объект удара; А –Ч –УСч – автомобиль – человек – удерживающее средство человека; А – Г –УСг – Ч – автомобиль – груз – удерживающее средство груза – человек; А –А – автомобиль – автомобиль; НП –А – неподвижное препятствие – автомобиль

 

Различают внутреннюю пассивную безопасность, снижающую травматизм пассажиров, водителя и обеспечивающую сохранность грузов, перевозимых автомобилем, и внешнюю безопасность, которая уменьшает возможность нанесения повреждений другим участникам движения.

Подсистемы «автомобиль – пешеход и автомобиль – объект удара» определяют внешнюю пассивную безопасность и их функционирование направлено на повышение пассивной безопасности автомобиля как объекта возможного соударения с пешеходом и другими автомобилями – участниками движения. Остальные подсистемы определяют внутреннюю пассивную безопасность.

Работа подсистемы «автомобиль – человек – удерживающее средство человека» направлена на обеспечение удерживающей связи между автомобилем и человеком при безопасном уровне перегрузок его тела. Для этого решаются задачи по созданию и применению специальных удерживающих систем совместно с оптимизацией ударно – прочностных свойств кузова, повышением энергопоглощающих свойств и травмобезопасности квазизащитных удерживающих систем (элементов интерьера).

Задачей подсистемы «автомобиль – груз – удерживающее средство груза – человек» является снижение вероятности и тяжести травмирования человека вследствие нарушения жизненного пространства в кабине автомобиля грузом, переместившемся в результате столкновения.

Удерживающее средство – это устройство (система устройств), обеспечивающее связь между автомобилем и человеком (или грузом) для исключения вероятности или снижения тяжести травмирования человека (или повреждения груза) при ДОРОЖНО - ТРАСНПОРТНОЕ ПРОИСШЕСТВИЕ. Удерживающие средства по функциональным качествам подразделяют на защитные (безопасные) и травмоопасные. Защитными (безопасными) считаются те устройства, которые снижают вероятность и тяжесть травмирования. В противном случае устройство является травмоопасным. Удерживающие средства по конструктивным особенностям подразделяют на квазизащитные и специальные.

Квазизащитные удерживающие средства – это устройства, основное функциональное назначение которых не связано с обеспечением пассивной безопасности человека, и расположенные как в зонах возможного удара человека (рулевое управление, панели приборов, спинки сидений для сидящих сзади пассажиров и т.д.) так и в зонах возможного перемещения груза (задняя стенка кабины, передний борт грузовой платформы, элементы крепления сиденья и т.д.). Квазизащитные удерживающие средства обладают, как правило, защитными свойствами в ограниченных пределах.

Специальные удерживающие средства – это средства, специально устанавливаемые в автомобилях для повышения эффективности связи человека или груза с автомобилем. К ним относятся ремни безопасности, подушки безопасности, подголовники, детские кресла, специальные крепления для защиты от перемещающегося при ударе груза и т.д.

Уровень пассивной безопасности автомобиля характеризуется ударно – прочностными свойствами конструкции автомобиля и пожаробезопасностью.

Измерителями ударно – прочностных свойств автомобилей являются:

· деформация (перемещение) автомобиля и отдельных его элементов;

· перегрузки человека (автомобиля);

· вероятность выбрасывания человека из автомобиля.

Измерителями пожаробезопасности (или возгораемости) является вероятность воспламенения (горения) транспортных средств во время ДОРОЖНО - ТРАСНПОРТНОЕ ПРОИСШЕСТВИЕ и после него.

Характер и тяжесть травмы зависят от многих причин: вида ДОРОЖНО - ТРАСНПОРТНОЕ ПРОИСШЕСТВИЕ, скорости и конструкции автомобиля, наличия защитных приспособлений, возраста и здоровья человека. В среднем человек может выдержать без вреда кратковременную (в течение 0,01–0,1 с) перегрузку 40–50g. Перегрузки, испытываемые водителем и передним пассажиром при встречных столкновениях автомобилей, достигают 150–200g. Усилия, действующие на отдельные части тела, могут превышать 10 кН, что объясняет высокую смертность при некоторых ДОРОЖНО - ТРАСНПОРТНОЕ ПРОИСШЕСТВИЕ. Также большое значение для определения параметров пассивной безопасности имеет среднее замедление j_ср. Оно определяется по формуле:

где v – скорость автомобиля непосредственно перед ударом, м/с;

s_a – остаточная деформация автомобиля, которая при ударе о поверхность, сравнимую по площади с лобовой площадью автомобиля, составляет:

легковые автомобили с несущим кузовом…………..…….0,40–0,90 м

легковые автомобили с рамным основанием …………….0,20–0,40 м

грузовые автомобили и автобусы……………….0,15–0,30м

Особенности средств по обеспечению пассивной безопасности в значительной степени зависят от типа транспортного средства, для которого они предназначаются. Поэтому нормативы, регламентирующие пассивную безопасность, подразделяются на три группы, в зависимости от использования в пассажирских или грузовых транспортных средствах. Автомобильные поезда (в дальнейшем автопоезда) получили широкое применение на транспортных работах не только в сельскохозяйственном производстве, но и в других отраслях хозяйства. Особое значение приобретают автопоезда в связи с появлением длинномерных и разного рода тяжелых негабаритных грузов в совокупности с возрастающим объёмом междугородних и международных автомобильных перевозок.

Автопоезд, как правило, состоит из последовательно соединённых двух и более транспортных единиц, одна из которых играет роль тягача, а другие выступают в качестве прицепов (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2. – Схема автопоезда

 

В данной работе особое внимание уделяется малотоннажным легковым автопоездам, а следовательно, к ним применимы нормативы, регламентирующие пассивную безопасность легкового автомобиля. Более подробно эти нормативы рассмотрены в следующем разделе.