Пристрій і принцип роботи системи пасивної безпеки SRS

Автомобіль - це не тільки звичний засіб пересування, а й джерело небезпеки. Постійно збільшується число транспортних засобів на дорогах Росії та світу, що ростуть швидкості руху неминуче призводять до зростання числа ДТП. Тому завдання конструкторів полягає в тому, щоб розробити не тільки комфортний, але і безпечний автомобіль. Вирішити це завдання допомагає система пасивної безпеки.

Що включає в себе система пасивної безпеки

Система пасивної безпеки автомобіля включає в себе всі пристрої і механізми, призначені для захисту водія і пасажирів від отримання важких травм в момент аварії.

До основних компонентів системи відносяться:

• ремені безпеки з натяжителями і обмежувачами;
• подушки безпеки;
• безпечна конструкція кузова;
• дитячі утримуючі пристрої;
• аварійний розмикач акумуляторної батареї;
• активні підголівники;
• система екстреного виклику;
• інші менш поширені пристрої (наприклад, система захисту при перекиданні на кабріолеті).

У сучасних автомобілях все елементи SRS взаємопов'язані між собою і мають загальний електронне управління, що забезпечує ефективність роботи більшості компонентів.

Однак, основними елементами захисту в момент аварії в автомобілі залишаються ремені і подушки безпеки. Вони є частиною системи SRS (Supplemental Restraint System), яка також включає в себе ще безліч механізмів і пристроїв.

Еволюція пристроїв пасивної безпеки

Найпершим пристроєм, створеним для забезпечення пасивної безпеки людини в автомобілі, став ремінь безпеки, вперше запатентований ще в 1903 році. Однак масово встановлювати ремені в автомобілі почали тільки в другій половині ХХ століття - в 1957 році. У той час пристрої встановлювалися на передні сидіння і фіксували водія і пасажира в області таза (двоточковий).

Триточковий ремінь безпеки був запатентований в 1958 році. Ще через один рік пристрій почали встановлювати на серійних автомобілях.

У 1980 році конструкція ременів була значно вдосконалена за допомогою установки натяжителя, що забезпечує найбільш щільне прилягання стрічки в момент зіткнення.

Подушки безпеки (airbags) з'явилися в автомобілях значно пізніше. Незважаючи на те, що перший патент на подібний пристрій був виданий в 1953 році, оснащувати подушками серійні автомобілі почали лише в 1980 році в США. Спочатку airbags встановлювалися тільки для водія, а пізніше - і для переднього пасажира. У 1994 році в транспортних засобах вперше з'явилися подушки для захисту при бічному ударі.

Сьогодні ремені і подушки безпеки забезпечують основну захист людей, що знаходяться в автомобілі. Однак слід пам'ятати, що вони ефективні тільки за умови пристебнутого ременя. В іншому випадку спрацювали подушки можуть завдати додаткові травми.

типи ударів

Згідно з даними статистики, більше половини (51,1%) серйозних аварій з постраждалими супроводжуються фронтальним ударом в передню частину автомобіля. На другому місці за частотою - бічні удари (32%). Нарешті, невелике число аварій відбувається в результаті удару в задню частину автомобіля (14,1%) або перекидання (2,8%).

Залежно від напрямку удару, система SRS визначає, які саме пристрої повинні бути задіяні.

• При фронтальному ударі спрацьовують натяжители ременя безпеки, а також фронтальні подушки безпеки водія і пасажира (якщо удар не сильний, система SRS може не задіяти airbag).
• При фронтально-діагональному ударі можуть бути задіяні тільки натяжители ременя. Якщо удар сильніший, потрібно задіяти передні і / або головні і бічні подушки безпеки.
• При бічному ударі можуть спрацювати головні і бічні подушки безпеки, а також натяжители ременя з того боку, на яку припав удар.
• Якщо удар стався в задню частину автомобіля, то може спрацювати натягувач ременя безпеки і розмикач АКБ.

Логіка спрацьовування елементів пасивної безпеки автомобіля залежить від конкретних обставин аварії (сили і напряму удару, швидкості в момент зіткнення і т.д.), а також від марки і моделі автомобіля.

Тимчасова діаграма зіткнення

Зіткнення автомобілів відбувається в одну мить. Наприклад, машина, що їхала зі швидкістю 56 км / год і зіштовхнулася з нерухомою перешкодою, повністю зупиняється протягом 150 мілісекунд. Для порівняння, за цей же час людина може встигнути моргнути очима. Тож не дивно, що ні водій, ні пасажири не встигнуть прийняти будь-яких дій для забезпечення власної безпеки в момент удару. Це повинна зробити за них система SRS. Вона активує натягувач ременя безпеки і систему подушок.

При ударі збоку, бічні подушки безпеки відкриваються ще швидше - не більше ніж за 15 мс. Зона між деформованої поверхнею і тілом людини зовсім невелика, тому удар водія або пасажира про кузов автомобіля відбудеться за менший проміжок часу.

Щоб убезпечити людину від повторного удару (наприклад, при перекиданні автомобіля або з'їзді в кювет), бічні подушки залишаються наповненими протягом більш тривалого проміжку часу.

датчики удару

Працездатність усієї системи забезпечується завдяки датчикам удару. Ці пристрої визначають, що сталася сутичка, і посилають відповідний сигнал в блок управління, який, в свою чергу, активує подушки безпеки.

Спочатку в автомобілях встановлювалися тільки датчики фронтального удару. Однак у міру того, як транспортні засоби стали комплектувати додатковими подушками, кількість датчиків також було збільшено.

Головне завдання датчиків - визначити напрямок і силу удару. Завдяки даних пристроїв при ДТП спрацюють тільки потрібні подушки безпеки, а не все, що є в автомобілі.

Традиційними є датчики електромеханічного типу. Їх конструкція проста, але надійна. Головні елементи - кулька і металева пружина. Завдяки інерції, що виникає при ударі, кулька розпрямляє пружину, замикаючи контакти, після чого датчик удару посилає імпульс на блок управління.

Підвищена жорсткість пружини не дозволяє механізму спрацьовувати при різкому гальмуванні або несильному ударі об перешкоду. Якщо автомобіль рухається на невеликій швидкості (до 20 км / ч), то сили інерції також не вистачить для того, щоб впливати на пружину.

Замість електромеханічних датчиків в багатьох сучасних автомобілях встановлюються електронні пристрої - датчики прискорення.

У спрощеному уявленні датчик прискорення влаштований як конденсатор. Деякі з його пластин жорстко закріплені, а інші є рухомими і працюють як сейсмічна маса. При зіткненні дана маса переміщається, змінюючи ємність конденсатора. Інформацію про це розшифровує система обробки даних, посилаючи отримані дані в блок управління подушками безпеки.

Датчики прискорення можна розділити на два основних види: ємнісний і п'єзоелектричний. Кожен з них складається з чутливого елемента і електронної системи обробки даних, що знаходяться в одному корпусі.

Основу системи пасивної безпеки автомобіля становлять пристрої, успішно демонструють свою ефективність протягом багатьох років. Завдяки постійній роботі інженерів і конструкторів, удосконалюють системи безпеки, автомобілістам і пасажирам вдається уникнути важких травм в момент аварії.