Конструктивная безопасность автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конструктивная безопасность автомобиля

Постоянный рост автомобильного парка приводит к увеличению плотности и интенсивности потоков транспортных средств. Повышение динамических свойств автомобилей, увеличение в потоке количества легковых автомобилей, управляемых их владельцами, не имеющими достаточных навыков управления, способствуют значительному увеличению аварийных ситуаций, приводящих к дорожно-транспортным происшествиям.

Ежегодно в результате ДТП в мире более 10 млн чел. погибают и получают ранения. Аварийность на автомобильном транспорте -- одна из острейших социально-экономических проблем, стоящих перед большинством высокомоторизированных стран. Дорожно-транспортные происшествия наносят обществу большой социально-экономический ущерб. Глобальные экономические потери составляют по данным Всемирного Банка около 500 млрд долл. в год.

В России за последние 10 лет погибло 315,1 тыс. чел. В 2002 г. общее число пострадавших в ДТП составило 248 921 чел., из которых погибло и ранено соответственно 33 243 и 215 678 чел. При этом 90 691 чел., пострадавших в ДТП (36,4 %), -- это пешеходы.

Согласно Правилам учета ДТП к ним относятся события, возникшие в процессе движения на дороге транспортного средства и с его участием, при котором погибли или ранены люди, повреждены транспортные средства, груз, сооружения.

В настоящее время принята следующая классификация ДТП:

столкновение, когда движущиеся механические транспортные средства столкнулись между собой или с подвижным составом железных дорог;

опрокидывание, когда механическое транспортное средство потеряло устойчивость и опрокинулось. К этому виду происшествий не относятся опрокидывания, вызванные столкновением механических транспортных средств или наездами на неподвижные предметы;

наезд на пешехода, когда механическое транспортное средство наехало на человека или он сам натолкнулся на движущееся механическое транспортное средство, получив травму;

наезд на велосипедиста, когда механическое транспортное средство наехало на человека, передвигавшегося на велосипеде (без подвесного двигателя), или он сам натолкнулся на движущееся механическое транспортное средство, получив травму;

наезд на стоящее транспортное средство, когда механическое транспортное средство наехало или ударилось о стоящее механическое транспортное средство;

наезд на неподвижное препятствие, когда механическое транспортное средство наехало на неподвижный предмет (опору моста, столб, дерево, ограждение и т.п.) или ударилось о него;

наезд на гужевой транспорт, когда механическое транспортное средство наехало на упряжных, вьючных, верховых животных либо на повозки, транспортируемые этими животными;

наезд на животных, когда механическое транспортное средство наехало на диких или домашних животных;

падение пассажира, когда пассажир (любое лицо, кроме водителя, находящееся в транспортном средстве или на нем) упал с движущегося механического транспортного средства. К этому виду происшествий не относится падение, произошедшее при столкновении, опрокидывании механических транспортных средств или их наезде на неподвижные предметы;

прочие происшествия, т.е. происшествия, не относящиеся к перечисленным выше видам. К этому виду происшествий относятся сходы трамваев с рельсов (не вызвавшие столкновения или опрокидывания), падение перевозимого груза на людей и др.

Кроме того, ДТП классифицируют по тяжести последствий, характеру (механизму), месту возникновения и т.д. Распределение основных видов ДТП представлено в табл. 12.1.

Таблица 12.1 Основные виды ДТП по России в 2002 г.

Наибольшей тяжестью последствий характеризуются наезды на пешеходов, столкновения и опрокидывания транспортных средств. В этих происшествиях из 100 пострадавших в среднем 15 чел. погибают.

Всесторонний анализ всех видов ДТП невозможен без выявления факторов и причин, их вызывающих. При анализе любого ДТП необходимо рассматривать систему ВАДС как единое целое. Исходя из такого представления, ДТП необходимо рассматривать с системной точки зрения, а факторы, определяющие или сопутствующие происшествию, классифицировать в соответствии с комплексными свойствами системы ВАДС.

Анализ наиболее вероятных причин ДТП, вызванных конструктивными особенностями автомобилей.

Многие дорожно-транспортные происшествия происходят из-за того, что водитель теряет контроль за управлением транспортного средства при торможении. Важной причиной утраты контроля является то, что одно или несколько колес блокируются при торможении. Когда колеса блокируются, транспортное средство теряет как устойчивость, так и управляемость. Официальная британская статистика происшествий свидетельствует о том, что колеса были заблокированы приблизительно при 14% зарегистрированных ДТП с травматизмом. Блокировка колес на повороте приводит к тому, что транспортное средство будет управляться только центробежными силами, в результате чего могут произойти ДТП - выезд с проезжей части или лобовое столкновение.

Немногие водители в состоянии должным образом воспользоваться тормозами в аварийных ситуациях. Обычная реакция - нажатие тормозной педали до упора, что чаще всего приводит к блокировке колес. Неблокирующиеся тормоза или тормоза, оснащенные антиблокировочным устройством (ABS), предназначены для предотвращения проблем, возникающих при блокировке колес. Целью применения неблокирующихся тормозов является избавление водителя от трудной задачи - оптимизировать давление при торможении и предотвратить блокировку колес так, чтобы в критической ситуации можно было сохранить устойчивость и управляемость транспортного средства. На некоторых дорожных покрытиях тормоза ABS обеспечивают также более короткий тормозной путь по сравнению с обычными тормозами. Для грузовых автомобилей и автопоездов в особенности важно предотвращать происшествий типа "складного ножа" и другие происшествия, возникающие вследствие блокировки колес или нестабильных тормозов. В американском исследовании показано, что автопоезда с неисправными тормозами имели риск оказаться в ДТП приблизительно на 50% выше, чем автопоезда с исправными тормозами.

Тормозная система ABS представляет собой специальную замкнутую регулирующую систему. Простейшая схема этой системы предназначена для регулирования одного колеса и состоит из следующих основных узлов:

сенсорный датчик, который воспринимает режим вращения колеса (скорость, ускорение, замедление);

управляющее устройство, воспринимающее и обрабатывающее информацию от сенсорного датчика, и выдающее управляющие сигналы для регулирования;

регулирующий клапан в тормозной цепи, который реагирует на управляющие сигналы от управляющего устройства так, чтобы давление при торможении регулировалось с целью предотвращения блокировки колес и одновременно обеспечения наилучшего тормозящего действия с приемлемой возможностью управлять транспортным средством.

Кроме этих основных узлов, в систему с учетом безопасности, входят также:

устройство контроля неисправностей, регистрирующее неисправности, возникающие в системе;

при возникновении неисправности система полностью или частично выключается и торможение осуществляется в обычном режиме;

сигнальная лампочка, загорающаяся при возникновении неисправности;

дополнительная сигнальная лампочка, загорающаяся при возникновении неисправности в прицепе автомобиля;

индикаторная лампочка, которая срабатывает от сигнала информационного устройства, когда в прицепе отсутствуют тормоза ABS.

Количество ДТП с наездом сзади значительно увеличилось. Такие ДТП составляют 13% от всех ДТП, зарегистрированных полицией как ДТП с травматизмом. Наряду с интенсивностью движения, одним из факторов, влияющих на несчастные случаи, может быть то, что торможение едущего впереди транспортного средства не фиксируется заранее. Нормальные тормозные огни, по причине их низкого расположения, можно заметить только из следующего сзади автомобиля. Другие, едущие в потоке автомобили, эти огни не видят. Если автомобили движутся в потоке на близком расстоянии друг от друга, то незаметность тормозных огней может привести к тому, что для торможения и предотвращения наезда не останется достаточно времени.

Езда с включенными фарами ближнего света в дневное время может снизить видимость стопсигналов. На многих моделях автомобилей стопсигналы и фонари заднего света расположены в одном месте и торможение транспортного средства показывается лишь усилением яркости свечения фонарей заднего света за счет включения стоп-сигналов. Дополнительные стоп-сигналы устанавливаются с целью повышения заметности стоп-сигналов тормозящего транспортного средства для большего количества водителей, движущихся за тормозящим транспортным средством, и предотвращения тем самым наездов сзади.

На увеличение риска ДТП на мокром покрытии влияет ряд факторов. Брызги воды могут ухудшить видимость, причем изношенные стеклоочистители лобового стекла могут еще осложнить ситуацию. Кроме того, что атмосферные осадки снижают сцепление шины колеса с дорожным покрытием (особенно при высокой скорости), они также значительно ухудшают видимость. Важным фактором, определяющим сцепление шины колеса с дорожным покрытием, является глубина рисунка протектора шины автомобиля. Глубина рисунка протектора шины должна быть настолько большой, чтобы гарантировались достаточное сцепление шины с дорожным покрытием даже при любых самых плохих прогнозируемых условиях и ситуациях.

Недостаточная глубина рисунка протектора шины в значительной степени повышает опасность потери сцепления с дорожным покрытием при движении по мокрому покрытию, так как протектор уже не способен выполнить свою "дренажную функцию", и появляется явление "аквапланирование".

Шины с шипами обеспечивают увеличение сцепления и при равных условиях более короткий тормозной путь на дороге, покрытой снегом или льдом, по сравнению с шинами без шипов. Прежде всего, это относится к дороге, покрытой льдом.

Целью применения шин с шипами является сокращение количества ДТП в зимний период, в особенности на дорогах, покрытых снегом или льдом. Другой целью применения шипованных шин является обеспечение пропускной способности дорог за счет достаточного сцепления шин с дорожным покрытием, что дает возможность ездить также по скользким дорогам.

Применение фар ближнего света в дневное время сокращает количество ДТП в светлое время суток приблизительно на 10-15% для тех автомобилей, которые применяют фары ближнего света. Влияние одинаково и на ДТП с материальным ущербом и на ДТП с травматизмом. Введение обязательного пользования фарами ближнего света сокращает количество ДТП с несколькими участниками в светлое время суток приблизительно на 5-10%. Оценка влияния изменяется по типам ДТП. Количество ДТП, участниками которого являются пешеходы и велосипедисты, сокращается. Это же относится и к ДТП вызванными лобовыми или боковыми столкновениями. Напротив, количество ДТП с наездом сзади возрастает. Возможным объяснением этому является то, что тормозные сигналы труднее заметить при включенных задних габаритных огнях.

Управляемость, амортизация и устойчивость должны позволять водителю выполнение всех наиболее часто используемых маневров, а также все маневры в критических ситуациях, которые могут быть предвидены, без того, чтобы автомобиль вышел из-под контроля водителя. Управление, амортизация и устойчивость как в отдельности, так и в сочетании должны быть выполнены таким образом, чтобы вероятность ДТП как следствия конструктивных недостатков, износа, плохой компоновки и/или поведения водителя за рулем была бы сведена до минимально низкого уровня.

Но интерьер автомобиля по прежнему является важнейшим фактором травматизма для водителей и пассажиров автомобилей важнейшими частями автомобиля, ведущими к травмам при лобовых столкновениях, являются рулевое колесо, приборная панель, лобовое стекло и дверные стойки. Встроенное средство защиты при столкновении является собирательным наименованием ряда улучшений внутренней конструкции автомобиля с целью сокращения степени травматизма при ДТП.

Встроенное средство защиты включает в себя все изменения в конструкции автомобиля, которые преследуют цель сократить размер травматизма для тех, кто находится в автомобиле во время ДТП.

Встроенные защитные средства включают в себя ряд конструктивных решений. В этом параграфе рассматриваются следующие:

· податливая рулевая колонка;

· ламинарное ветровое стекло;

· улучшение способа крепления ветрового стекла;

· обивка и измененная форма приборной панели;

· подголовники;

· более надежные дверные замки;

· подпорные дверные балки;

· подпорка крыши;

В дополнение к этим элементам пассивной безопасности конструкции автомобиля часто дополняются передний и задний бамперы автомобиля в качестве встроенного средства защиты.

Податливая рулевая колонка в качестве стандартного оборудования применяется на американских автомобилях с конца 1960-х годов и ее использование является обязательным требованием для всех автомобилей. Податливая рулевая колонка сконструирована таким образом, что она не вдавливается в салон автомобиля при лобовом столкновении. Например, она может быть снабжена отсечным шарниром, который разваливается при сильном давлении или действует по принципу телескопа, когда различные звенья входят друг в друга.

Ламинарное ветровое стекло изготовлено из нескольких более тонких слоев стекла, наклеенных друг на друга. Это позволяет укрепить его таким образом, чтобы при ДТП голова легче проникала через ветровое стекло. Поскольку голова продавливается через ветровое стекло, то это может привести к очень серьезным травам (таким образом можно получить серьезную травму шеи).

Лучшее крепление ветрового стекла преследует цель воспрепятствовать его выпадению во время ДТП. В случае выпадения ветрового стекла сильно возрастает опасность того, что водитель и пассажир на переднем сиденье могут быть выброшены из автомобиля, что увеличивает риск получения серьезных травм.

Обивка и измененное размещение приборной панели заключают в себе наполнение рулевого колеса и приборной доски пенно-резиной или другими относительно мягкими материалами с одновременным размещением приборной панели и отдельных приборов таким образом, чтобы уменьшить вероятность того, что водитель или пассажир могут удариться об на них в случае ДТП, чтобы возможные точки соприкосновения причиняли как можно меньше травм.

Подголовники представляют из себя или регулируемые подушечки, или удлиненные спинки сидений. Цель установки подголовников - ослабить эффект неконтролируемого движения головы вперед и назад при ДТП из-за другого транспортного средства сзади и таким образом уменьшить вероятность травмы шеи при подобных ДТП.

Установка более надежных дверных замков означает изменение их формы с целью воспрепятствования самопроизвольному открыванию дверей при ДТП. В случае открывания дверей увеличивается вероятность выпадения из автомобиля с последующим получением более тяжких телесных повреждений, чем при закрытых дверях.

Подпорные балки в дверях автомобиля призваны защитить лиц, находящихся в салоне, при боковых столкновениях. Такие балки повышают стойкость дверей к деформации, уменьшая, таким образом, риск их проникновения в салон.

Подпорка крыши призвана воспрепятствовать ее сдавливанию, когда автомобиль опрокидывается на крышу.

Автономная система регулирования дистанции означает установку автомобиля на автоматическое регулирование не только скорости, но и дистанции до впереди идущего автомобиля. При этом регулируется также ускорение/замедление посредством педали газа и/или тормоза. Эффективность автоматизированной системы контроля дистанции до впереди идущего автомобиля недостаточно изучена. Исследователи в качестве отправной точки брали ряд различных систем или комбинаций систем. Представляется, что это было необходимо для того, чтобы изучить приспосабливание манеры вождения, возможностей для компенсации влияния на ДТП, и степень реакции на это со стороны водителя при решении возникшей ситуации. Различные системы контроля дистанции изучены как при испытаниях в реальных дорожных условиях, так и в лабораторных условиях.

Рис. 12. 1. Система раннего предупреждения столкновения:1 -- радарный датчик расстояния; 2 -- блоки управления двигателем, трансмиссией и ESP; 3 -- приборный щиток с дисплеем Distronic; 4 -- рычаг круиз-контроля; 5 -- контрольный блок; 6 -- вакуумный усилитель; 7 -- блок управления Distronic

Защита от заезда, которая устанавливается в задней части грузового автомобиля или большого навесного прицепа, должна представлять собой препятствие для легковых автомобилей других транспортных средств, которые в связи со своей относительно небольшой высотой имеют высокие шансы заехать под верхнюю часть кузова крупных транспортных средств, поэтому цель защиты от заезда заключается в снижении объема травм и увечий, особенно при ДТП с наездом сзади.

Рис. 12.1. Типичная схема ДТП при заезде сзади

конструктивный тормоз автомобиль амортизация

Для мотоциклистов, велосипедистов и пешеходов особо важное значение имеют системы боковой защиты, то есть решетки, которые установлены между колесными осями транспортного средства или навесного прицепа. Боковая защита может также препятствовать попаданию небольших автомобилей в пространство между колесной парой крупного транспортного средства.

Защита от заезда сзади может представлять собой балку или решетку на задней части кузова грузового автомобиля или навесного прицепа. Боковая защита точно так же может представлять собой балку или решетку на задней части кузова грузового автомобиля или навесного прицепа. Боковая защита точно так же может представлять собой балку или решетку, но которые, как было сказано, устанавливаются на боковой стороне транспортного средства или между колесными осями. Эта защита может быть изготовлена из стали или легких металлов и иметь либо жесткую, либо упругую и поглощающую энергию конструкцию.

Размещено на Allbest.ru