Как работает и как диагностировать систему безопасности автомобиля
Всем привет. Хочу сегодня рассказать Вам о такой интересной штуке как пассивная система безопасности на автомобилях, ну а если по-простому – подушки безопасности. В нашей работе, зачастую, одной из наиболее важных задач, является установление возможности или невозможности срабатывания пассивной системы безопасности в рассматриваемом ДТП. Для разрешения данного вопроса, эксперт должен обладать соответствующими познаниями и разбираться в данных электронной диагностики автомобиля, выдаваемые диагностическим сканером, а это поверьте мне на так то просто.
По мере технического усовершенствования автомобилей, неуклонно увеличивалась и их мощность. Это позитивное развитие в сочетании с растущей плотностью транспортных потоков повлекло за собой ужесточение требований к внимательности водителя. Но, несмотря на внедрённые, особенно в последнее время, инновационные идеи в области активной безопасности полностью исключить или избежать аварийной ситуации невозможно. Поэтому стали активнее проводиться исследования в области технических возможностей, позволяющих защитить пассажиров в салоне автомобиля при аварии. Первый шаг был сделан в конце 50-х годов, когда появились ремни безопасности для удержания пассажиров на своих местах во время столкновения. Начало 80-х годов ознаменовалось применением первых подушек безопасности, поддерживающих пассажиров во время столкновения. Эти системы постепенно дорабатывались и становились более функциональными. Современные автомобили и автомобили предшествующих поколений существенно отличаются друг от друга по своему внутреннему оснащению. Чтобы заметить отличия, достаточно посмотреть на переднюю панель и рулевое колесо. Конструкция этих узлов, как и конструкция подушек безопасности претерпела соответствующие изменения.
Система безопасности подразделяется на две различные категории – систему активной и пассивной безопасности.
В систему активной безопасности входят все элементы, способствующие предотвращению аварийной ситуации. Это точное и удобное рулевое управление, обладающая прекрасными характеристиками адаптированная ходовая часть, отличная тяга, эффективная тормозная система и мощный двигатель. Эргономичность сидений, хороший обзор, хороший микроклимат, несложность использования и удобство расположения элементов управления и индикаторов помогают водителю находиться в отличной форме.
К активным системам безопасности относятся, например, следующие системы:
● антиблокировочная система – ABS;
● антипробуксовочная система – ASR;
● электронная система поддержания курсовой устойчивости – ESP;
● электронная система распределения тормозных усилий – EBV;
● система автоматического поддержания дистанции – ACC;
● электронная система блокировки дифференциала – EDS.
Под пассивной безопасностью понимаются все конструктивные меры, принимаемые для защиты пассажиров от травм при аварии, либо для снижения опасности травмирования. Это понятие относится главным образом к поведению автомобиля во время столкновения и учитывает защиту не только данного автомобиля, но и остальных участников дорожного движения.
Важнейшими компонентами системы пассивной безопасности современных автомобилей являются:
● система ремней безопасности с натяжителями, включая систему безопасности детей;
● система подушек безопасности (передние, боковые и головные);
● устойчивый к деформации кузов с крышей соответствующей прочности и зонами деформации в
передней, задней и боковой частях автомобиля (они защищают пассажиров путём целенаправленного поглощения энергии столкновения);
● система защиты при опрокидывании на кабриолете;
● аварийный выключатель АКБ.
История развития системы ремней и подушек безопасности для автомобилей:
Расположение основных устройств системы безопасности автомобиля.
Сканером (или сканирующим прибором) называют компьютерные тестеры, служащие для диагностирования различных ЭСУ посредством считывания цифровой информации с диагностического разъема автомобиля. Обычно сканер подключается к компьютеру через последовательный порт для передачи данных. Полнота диагностической информации, получаемой с помощью сканера, зависит, в первую очередь, от разработчика системы управления и только во вторую — от производителя сканера. Сканеры различаются своими функциональными возможностями и спектром тестируемых автомобилей.
При проведение электронной диагностики ТС, с использованием диагностического сканера, в случае срабатывания на исследуемом ТС пассивной системы безопасности, в блоке управления пассивной системы безопасности должны быть образованы соответствующие ошибки, указывающие на срабатывание конкретного элемента пассивной системы безопасности, будь то срабатывание преднатяжителя ремня безопасности, ремня безопасности или подушки безопасности, в блоке управления будет зафиксирована постоянная ошибка, указывающая на неисправность или срабатывание определённого элемента пассивной системы безопасности, а также на современных автомобилях, которые поддерживают протокол передачи данных по CAN-шине, будут зафиксированы также параметры работы ТС, при которых возникли данные ошибки, из которых можно выделить наиболее значимые для установления обстоятельств срабатывания пассивной системы безопасности, такие как дата и время возникновения ошибки, пробег, при котором зафиксирована ошибка, скорость движения и прочие параметры, а также установить реальный пробег ТС.
Следует отметить, что практика рассмотрения дел, связанных со срабатыванием пассивной системы безопасности, показывает то, что к моменту диагностики пассивной системы безопасности, на исследуемом ТС может быть отключен блок управления системы безопасности, то тогда установить возможность срабатывания пассивной системы безопасности становится достаточно трудно, без проведения дополнительных работ, связанных с демонтажем и непосредственной диагностикой блока управления пассивной системы безопасности, тем не менее на определённых марках автомобилей данные о срабатывании пассивной системы безопасности записываются не только в блок управления пассивной системы безопасности, а также в блок управления ДВС, комфорта и мультимедийную систему, а также и прочие блоки управления системы автомобиля, которые совместно с блоком управления пассивной системы безопасности, в общем отвечают за правильную работу всей системы автомобиля.
Таким образом по результатам грамотной электронной диагностики ТС, а так же визуального осмотра элементов пассивной системы безопасности, локализации и объёма повреждений ТС, обстоятельств рассматриваемого происшествия возможно установить срабатывание или не срабатывание пассивной системы безопасности ТС в конкретном случае.
Пассивная безопасность — что это?
Авария — штука всегда неприятная. Но современные автомобили имеют целый арсенал средств, которые не дадут ей стать трагедией.
Автомобильная безопасность условно делится на два вида — активную и пассивную. Активная безопасность — это системы и устройства машины, которые позволяют ей избежать столкновения. А пассивная — это возможности автомобиля сохранить жизнь и здоровье пассажиров, если нештатная ситуация произошла. В арсенале любого современного авто есть целый ряд средств для смягчения последствий аварии: ремни, подушки, деформируемые зоны.
Чтобы живые остались в живых и не покалечились во время серьёзной аварии, их скорость при столкновении нужно погасить как можно плавнее (недаром, прыгающим с высоты подстилают многоярусные маты). Причём скорость гасить нужно так, чтобы внутри автомобиля оставалось достаточно жизненного пространства. А вот это уже задача, которая предъявляет к силовой структуре автомобиля взаимоисключающие требования.
Получается, что кузов должен быть и жёстким, и податливым одновременно. Так вот, жёстким делают каркас «жилой» зоны, в которой находятся водитель и пассажиры — при ударе она деформируется в последнюю очередь. Силовая «клетка» салона сделана из сверхпрочной стали, в дверях есть мощные брусья, не дающие им сминаться. А относительно податливыми изготавливают специальные зоны, за счёт деформации которых и будет гаситься скорость. Моторный отсек и багажник как раз являются так называемыми зонами запрограммированной деформации. Так автомобили делают сравнительно недавно. Раньше же никто об этом не задумывался, и машины сминались равномерно — страдал и кузов, и салон. А у современных автомобилей, попавших в аварию, как правило, можно увидеть, что передок разбит всмятку, а салон цел.
Кстати, большую проблему при лобовом столкновении может представлять двигатель. Поэтому, чтобы при столкновении он не влетал в салон (что не сулит ничего хорошего), его опоры и моторный щит делают так, чтобы он смещался как можно ниже или вообще выпадал вниз, не нанося салону никакого вреда.
Но это полдела. Чтобы люди получили наименьшие увечья, их во время аварии нужно удерживать совершенно особым способом.
Способы нам всем известны с пелёнок, но менее значимыми от этого они не становятся. Это устройства, системы и конструкции, которые преследуют всего лишь одну цель — вовремя «поймать» человека и как можно бережнее и плавнее погасить его скорость. Конечно, лучше остальных на этом поприще себя проявил бы большой батут. Он способен наиболее безвредно погасить энергию и скорость падающего на него предмета. Ведь он мягкий. Жаль, что места для батутов и многоярусных матов в автомобиле нет. Зато нашлось место для ремней и подушек безопасности.
Ремни перекочевали в автомобиль, как и множество других полезных решений, из авиации. Поначалу на автомобили ставились ремни с двухточечным креплением, которые «держали» седоков за живот или грудь. Не прошло и полувека, как инженеры смекнули, что многоточечная конструкция гораздо лучше, потому что при аварии позволяет распределить давление ремня на поверхность тела более равномерно и значительно снизить риск травмирования позвоночника и внутренних органов. В автоспорте, например, применяются четырёх-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности — они держат человека в кресле «намертво». Но на «гражданке» своей простоты и удобства прижились трёхточечные.
Ремни безопасности — это одно из самых действенных средств защиты при аварии. И хотя им сто лет в обед, их конструкция постоянно изменяется и улучшается. Вторым по значимости после ремней изобретением можно, пожалуй, назвать подушки безопасности.
Прообраз современной подушки был запатентован ещё в 1953 году. Нужно ли говорить, что на тот момент идея надувать сложенные мешки во время аварии была более чем смелой? Самые дерзкие из разработчиков ухватились за неё, но потерпели фиаско — необходимых технологий для реализации на тот момент просто не было.
Изначально вариантов наполнения колокола подушки было несколько. Например, некоторые инженеры предлагали закачивать в колокол газ, который хранился бы под высоким давлением в баллоне. Но принцип пиротехнического наполнения подушки перевесил. Именно он позволил надувать её мгновенно — всего за тысячных доли секунды. И пока инженеры нашли необходимое горючее, которое при небольших размерах заряда срабатывало как надо, они многое перепробовали, в том числе и ракетное топливо. Сегодня в подушках в качестве пиропатрона используются компактные и лёгкие «таблетки» из кристаллического вещества — азида натрия (NaN3). Если соединение при помощи электрического тока нагреть до температуры выше 330°C, оно начнёт разлагаться на азот и натрий со скоростью, которая позволяет наполнять колокол подушки и доводить давление газов в нём до рабочей величины всего за секунды.
Срабатывание подушки опасно резким скачком давления, который может привести к травмированию барабанных перепонок и контузии. Ведь раскрытие колокола (иногда одновременно нескольких) происходит в небольшом замкнутом пространстве автомобильного салона. Подходов к решению этой проблемы несколько. Например, скорость вылета подушки снижают до определённого предела, чтобы хоть часть вытесняемого воздуха смогла стравиться через неплотности салона. Второй, достаточно действенный способ, — применение подушек относительно небольшого объёма. Но в некоторых случаях проблем с барабанными перепонками и контузией не избежать, всё зависит от индивидуальных особенностей человека и размера машины.
Несмотря на большой прорыв в сфере «надувной» защиты, сказать, что подушки находятся на пике развития нельзя. В скором времени подушки наделят способностью раскрываться не после аварии, а за мгновения до нее, тогда пневмоудар удастся сделать несколько мягче. Сейчас электроника умеет определять наличие пассажира в кресле, но в планах разработчиков научить систему безопасности распознавать индивидуальные данные человека (вес, рост), который в момент аварии сидит в кресле. Именно тогда подушка сможет сработать максимально эффективно.
Системы «надувной» защиты уже давно не ограничиваются фронтальными подушками. Конструкторы разработали аналогичные системы для защиты человека при боковом ударе. В базовое оснащение многих современных авто уже входят боковые подушки, вмонтированные в спинки передних сидений, а также надувные «занавески», которые размещаются в рёбрах крыши. Первые защищают тело пассажира при боковом ударе, а вторые — голову. В отличие от фронтальных подушек, которые сдуваются практически сразу после срабатывания, занавески могут сохранять давление в течение нескольких секунд, то есть до тех пор, пока опасная ситуация не минует. А при опрокидывании автомобиля они не дадут непристёгнутым пассажирам вылететь из салона.
Часто предлагается оснащать машину дополнительными подушками для защиты коленей и ступней. Многие производители оснащают свои автомобили подушками и для задних пассажиров. Но какой бы суперсовременной и умной ни была бы электроника на вашем автомобиле, не забывайте пристегиваться во время поездки. Ведь разрабатывая все эти сверхсовременные средства защиты, инженеры компаний исходят из одного постулата — водитель и пассажиры пристёгнуты ремнём безопасности. А если это не так, то толку от всех эти штук будет немного.
Устройство и принцип работы системы пассивной безопасности SRS
Автомобиль – это не только привычное средство передвижения, но и источник опасности. Постоянно увеличивающееся число транспортных средств на дорогах России и мира, растущие скорости движения неизбежно приводят к росту числа ДТП. Поэтому задача конструкторов заключается в том, чтобы разработать не только комфортный, но и безопасный автомобиль. Решить эту задачу помогает система пассивной безопасности.
Что включает в себя система пассивной безопасности
Система пассивной безопасности автомобиля включает в себя все устройства и механизмы, предназначенные для защиты водителя и пассажиров от получения тяжелых травм в момент аварии.
К основным компонентам системы относятся:
В современных автомобилях все элементы SRS взаимосвязаны между собой и имеют общее электронное управление, обеспечивающее эффективность работы большинства компонентов.
Однако, основными элементами защиты в момент аварии в автомобиле остаются ремни и подушки безопасности. Они являются частью системы SRS (Supplemental Restraint System), которая также включает в себя еще множество механизмов и устройств.
Эволюция устройств пассивной безопасности
Самым первым устройством, созданным для обеспечения пассивной безопасности человека в автомобиле, стал ремень безопасности, впервые запатентованный еще в 1903 году. Однако массово устанавливать ремни в автомобили начали только во второй половине ХХ века – в 1957 году. В то время устройства устанавливались на передние сиденья и фиксировали водителя и пассажира в области таза (двухточечный).
Трехточечный ремень безопасности был запатентован в 1958 году. Спустя еще один год устройство начали устанавливать на серийных автомобилях.
В 1980 году конструкция ремней была значительно усовершенствована с помощью установки натяжителя, обеспечивающего наиболее плотное прилегание ленты в момент столкновения.
Подушки безопасности (airbags) появились в автомобилях значительно позже. Несмотря на то, что первый патент на подобное устройство был выдан в 1953 году, оснащать подушками серийные автомобили начали лишь в 1980 году в США. Сначала airbags устанавливались только для водителя, а позже – и для переднего пассажира. В 1994 году в транспортных средствах впервые появились подушки для защиты при боковом ударе.
Сегодня ремни и подушки безопасности обеспечивают основную защиту людей, находящихся в автомобиле. Однако следует помнить, что они эффективны только при условии пристегнутого ремня. В противном случае сработавшие подушки могут нанести дополнительные травмы.
Типы ударов
Согласно данным статистики, более половины (51,1%) серьезных аварий с пострадавшими сопровождаются фронтальным ударом в переднюю часть автомобиля. На втором месте по частоте – боковые удары (32%). Наконец, небольшое число аварий происходит в результате удара в заднюю часть автомобиля (14,1%) или опрокидывания (2,8%).
В зависимости от направления удара, система SRS определяет, какие именно устройства должны быть задействованы.
Логика срабатывания элементов пассивной безопасности автомобиля зависит от конкретных обстоятельств аварии (силы и направления удара, скорости в момент столкновения и т.д.), а также от марки и модели автомобиля.
Временная диаграмма столкновения
Столкновение автомобилей происходит в одно мгновение. Например, машина, ехавшая со скоростью 56 км/ч и столкнувшаяся с неподвижным препятствием, полностью останавливается в течение 150 миллисекунд. Для сравнения, за это же время человек может успеть моргнуть глазами. Не удивительно, что ни водитель, ни пассажиры не успеют принять каких-либо действий для обеспечения собственной безопасности в момент удара. Это должна сделать за них система SRS. Она активирует натяжитель ремня безопасности и систему подушек.
Чтобы обезопасить человека от повторного удара (например, при опрокидывании автомобиля или съезде в кювет), боковые подушки остаются наполненными в течение более длительного промежутка времени.
Датчики удара
Работоспособность всей системы обеспечивается благодаря датчикам удара. Эти устройства определяют, что произошло столкновение, и посылают соответствующий сигнал в блок управления, который, в свою очередь, активирует подушки безопасности.
Изначально в автомобилях устанавливались только датчики фронтального удара. Однако по мере того, как транспортные средства стали комплектовать дополнительными подушками, количество датчиков также было увеличено.
Главная задача датчиков – определить направление и силу удара. Благодаря данным устройствам при ДТП сработают только нужные подушки безопасности, а не все, что имеются в автомобиле.
Традиционными являются датчики электромеханического типа. Их конструкция проста, но надежна. Главные элементы – шарик и металлическая пружина. Благодаря инерции, возникающей при ударе, шарик распрямляет пружину, замыкая контакты, после чего датчик удара посылает импульс на блок управления.
Повышенная жесткость пружины не позволяет механизму срабатывать при резком торможении или несильном ударе о препятствие. Если автомобиль движется на небольшой скорости (до 20 км/ч), то силы инерции также не хватит для того, чтобы воздействовать на пружину.
Вместо электромеханических датчиков во многих современных автомобилях устанавливаются электронные устройства – датчики ускорения.
В упрощенном представлении датчик ускорения устроен как конденсатор. Некоторые из его пластин жестко закреплены, а другие являются подвижными и работают как сейсмическая масса. При столкновении данная масса перемещается, изменяя емкость конденсатора. Информацию об этом расшифровывает система обработки данных, посылая полученные данные в блок управления подушками безопасности.
Датчики ускорения можно разделить на два основных вида: емкостный и пьезоэлектрический. Каждый из них состоит из чувствительного элемента и электронной системы обработки данных, находящихся в одном корпусе.
Основу системы пассивной безопасности автомобиля составляют устройства, успешно демонстрирующие свою эффективность на протяжении многих лет. Благодаря постоянной работе инженеров и конструкторов, совершенствующих системы безопасности, автомобилистам и пассажирам удается избежать тяжелых травм в момент аварии.
Что нужно знать о системе пассивной безопасности автомобиля
Статья о важнейших элементах системы пассивной безопасности автомобиля: внутренняя и внешняя системы, их устройство и особенности. В конце статьи — видео о пассивной безопасности в машине. Статья о важнейших элементах системы пассивной безопасности автомобиля: внутренняя и внешняя системы, их устройство и особенности. В конце статьи — видео о пассивной безопасности в машине.
Мы настолько привыкли к автомобилям, что представить современную жизнь без них крайне сложно — машины не занимают много места и позволяют быстро добраться до нужной точки. Но не стоит забывать и об опасности, которая исходит от авто. И для предотвращения последствий аварий служит система пассивной безопасности автомобиля.
Что представляет собой система пассивной безопасности
Система пассивной безопасности – это набор элементов и приспособлений, которые автоматически срабатывают при возникновении аварии и обеспечивают минимальные повреждения обитателям салона и за его пределами. Ее принято делить на внутреннюю и внешнюю.
Внутренняя система направлена на снижение травматизма людей, находящихся внутри авто, и представлена следующими составляющими:
Внешняя система призвана снизить риск травматизма иных участников аварии, таких как пешеходы и пассажиры других машин. Она представлена бамперами, стеклами и приспособлениями защиты пешеходов.
Особенности внутренней «пассивки»
Салон «железного коня» не должен создавать дополнительных травм водителю и пассажирам при столкновении. Для этого предусмотрено складывание руля и педалей, что уменьшает риск травмирования ног и рук. Кроме того, проводка и элементы топливной системы должны проходить снизу, чтобы снизить риск возгорания.
Ремни безопасности снижают перемещение водителя и пассажиров по салону при аварии. При столкновении участники ДТП продолжают двигаться вперед по инерции, рискуя при этом вылететь через лобовое стекло (для передних сидений) или столкнуться с передними креслами (для задних сидений). В целях предотвращения выбросов пассажиров и применяются ремни. Они немного растягиваются при ДТП, позволяя частично погасить возникающие нагрузки на пассажиров, и препятствуют дальнейшему перемещению по салону, чтобы может послужить причиной серьезных травм и даже смерти.
Современные конструкции предлагают использовать ремни с газовыми наполнителями. Площадь их соприкосновения с пассажирами увеличивается во время аварии, что позволяет гасить кинетические энергии с меньшими перегрузками. Ведь при столкновении на большой скорости ремни безопасности могут запросто сломать ребра и повредить внутренние органы человека.
Подушки безопасности призваны предотвратить удары головой о руль или переднюю панель авто. Они были изобретены в начале восьмидесятых и в данный момент прошли кучу модификаций и оправдали свое изготовление. При столкновении срабатывает определенный датчик подушки, который посылает сигнал на пиропатрон, служащий для моментального заполнения воздухом подушки. Скорость и сила заполнения настолько велика, что может нанести некоторые травмы пассажирам. Поэтому пассажир должен быть пристегнут, а при перевозе маленьких детей передние сидения дополняются детским креслом, которое может регулироваться по высоте.
Помимо передних, многие автоконцерны активно используют боковые подушки, которые оберегают от бокового удара, и головные, препятствующие смещениям головы во время аварии.
Конструкция сидений автомобиля предполагает расположение подголовника, регулируемого по высоте. Его основная задача – фиксировать голову водителя или пассажира от смещения при ударе сзади. Сила удара смягчается подголовником и препятствует травмированию позвоночника. Чтобы снизить риск травмы до минимума, необходимо отрегулировать подголовник под рост водителя и его привычное положение за рулем.
Особенности внешней «пассивки»
Автомобили двигаются по дорогам не в гордом одиночестве, поэтому необходимо предотвращать нанесение травм и другим участникам движения. Для этого и служат элементы внешней «пассивки».
Важнейшим элементом внешней защиты являются бамперы автомобилей. Их конструкция представляет собой набор материалов и компонентов, которые деформируются при ДТП, значительно гася кинетическую энергию удара.
Заменить поврежденный бампер не представляет особой сложности, поэтому он всегда должен быть в работоспособном состоянии, предотвращая авто от серьезных последствий аварий. Бампер не только уменьшает повреждение машины, но и значительно снижает риск нанести серьезную травму пешеходам.
Защита пешеходов от травм является одной из основных задач внешней системы пассивной безопасности, поэтому с 2011 года некоторые автомобилестроительные компании оснащают свои продукты дополнительной системой безопасности пешеходов. Она состоит из:
Датчики в основном монтируются в передние бамперы автомобилей и посылают сигналы в блок управления при столкновении с пешеходом. В дальнейшем система отправляет сигналы на элементы исполнения, которые автоматически открывают капот авто, создавая некое подобие подушки безопасности для пешехода. Площадь удара увеличивается, снижая при этом риск нанесения серьезной травмы пешему участнику дорожного движения.
В Volvo пошли еще дальше, оснащая свои продукты подушками безопасности в бампере, заботясь таким образом о дополнительной безопасности пешеходов при возможном ДТП.
Заключение
Возникновение аварии – всегда риск для водителя и пассажиров. Предотвратить ДТП порой бывает практически невозможно. Тем не менее как мы видим, системы пассивной безопасности помогают получить минимальные повреждения при ДТП. Если постоянно пользоваться элементами системы и не пренебрегать необходимым ремонтом ее составляющих, когда это потребуется, риск получения серьезной травмы снизится примерно на 70%.
Видео о пассивной безопасности в машине: