Budowa i zasada działania systemu bezpieczeństwa biernego SRS

Samochód to nie tylko powszechny środek transportu, ale także źródło niebezpieczeństwa. Stale rosnąca liczba pojazdów na drogach Rosji i świata, rosnąca prędkość ruchu nieuchronnie prowadzą do wzrostu liczby wypadków. Dlatego zadaniem projektantów jest opracowanie nie tylko wygodnego, ale i bezpiecznego samochodu. System bezpieczeństwa biernego pomaga rozwiązać ten problem.

Co obejmuje system bezpieczeństwa biernego?

System bezpieczeństwa biernego pojazdu obejmuje wszystkie urządzenia i mechanizmy zaprojektowane w celu ochrony kierowcy i pasażerów przed poważnymi obrażeniami w czasie wypadku.

Główne elementy systemu to:

• pasy bezpieczeństwa z napinaczami i ogranicznikami;
• poduszki powietrzne;
• bezpieczna konstrukcja ciała;
• urządzenia przytrzymujące dla dzieci;
• awaryjny wyłącznik akumulatora;
• aktywne zagłówki;
• system połączeń alarmowych;
• inne mniej popularne urządzenia (np. ROPS w kabriolecie).

W nowoczesnych samochodach wszystkie elementy SRS są ze sobą połączone i mają wspólne elektroniczne elementy sterujące, aby zapewnić wydajność większości komponentów.

Jednak głównymi elementami ochrony w momencie wypadku w samochodzie pozostają pasy i poduszki powietrzne. Stanowią one część SRS (Supplemental Restraint System), który obejmuje również wiele innych mechanizmów i urządzeń.

Ewolucja biernych urządzeń bezpieczeństwa

Pierwszym urządzeniem stworzonym w celu zapewnienia bezpieczeństwa biernego osoby w samochodzie był pas bezpieczeństwa, opatentowany po raz pierwszy w 1903 roku. Jednak masowy montaż pasków w samochodach rozpoczął się dopiero w drugiej połowie XX wieku - w 1957 roku. W tym czasie urządzenia zostały zamontowane na przednich siedzeniach i unieruchomiły kierowcę i pasażera w okolicy miednicy (dwupunktowo).

Trzypunktowy pas bezpieczeństwa został opatentowany w 1958 roku. Po kolejnym roku urządzenie zaczęło być instalowane w pojazdach produkcyjnych.

W 1980 roku projekt paska został znacznie ulepszony dzięki zainstalowaniu napinacza, który zapewnia najmocniejsze dopasowanie paska w momencie zderzenia.

Poduszki powietrzne pojawiły się w samochodach znacznie później. Pomimo tego, że pierwszy patent na takie urządzenie został wydany w 1953 roku, samochody produkcyjne zaczęto wyposażać w poduszki dopiero w 1980 roku w Stanach Zjednoczonych. Początkowo poduszki powietrzne były instalowane tylko dla kierowcy, a później dla pasażera z przodu. W 1994 roku po raz pierwszy w pojazdach wprowadzono boczne poduszki powietrzne.

Obecnie pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne zapewniają główną ochronę osób w samochodzie. Należy jednak pamiętać, że działają one tylko wtedy, gdy zapięty jest pas bezpieczeństwa. W przeciwnym razie wyzwolone poduszki powietrzne mogą spowodować dodatkowe obrażenia.

Rodzaje ciosów

Według statystyk ponad połowie (51,1%) poważnych wypadków z ofiarami towarzyszy zderzenie czołowe w przód pojazdu. Na drugim miejscu pod względem częstotliwości są zderzenia boczne (32%). Wreszcie niewielka liczba wypadków ma miejsce w wyniku zderzenia z tyłem pojazdu (14,1%) lub przewrócenia się (2,8%).

W zależności od kierunku uderzenia system SRS określa, które urządzenia należy aktywować.

• W przypadku zderzenia czołowego wyzwalają się napinacze pasów bezpieczeństwa oraz przednie poduszki powietrzne kierowcy i pasażera (jeśli zderzenie nie jest silne, system SRS może nie aktywować poduszki powietrznej).
• W przypadku zderzenia czołowego po przekątnej można włączyć tylko napinacze pasów. Jeśli zderzenie jest poważniejsze, należy wyzwolić przednie i / lub czołowe i boczne poduszki powietrzne.
• Podczas zderzenia bocznego mogą zostać wyzwolone czołowe poduszki powietrzne, boczne poduszki powietrzne i napinacze pasów po stronie uderzenia.
• Jeżeli uderzenie następuje w tył pojazdu, mogą zadziałać napinacze pasów bezpieczeństwa i rozłącznik akumulatora.

Logika wyzwalania elementów bezpieczeństwa biernego samochodu zależy od konkretnych okoliczności wypadku (siła i kierunek uderzenia, prędkość w momencie zderzenia itp.), A także od marki i modelu samochodu.

Diagram czasu kolizji

Zderzenie samochodów następuje w jednej chwili. Na przykład samochód jadący z prędkością 56 km / hi zderzający się z nieruchomą przeszkodą zatrzymuje się całkowicie w ciągu 150 milisekund. Dla porównania, w tym samym czasie osoba może mieć czas na mrugnięcie oczami. Nic dziwnego, że ani kierowca, ani pasażerowie nie będą mieli czasu na podjęcie jakichkolwiek działań w celu zapewnienia sobie bezpieczeństwa w momencie zderzenia. SRS musi to za nich zrobić. Aktywuje napinacz paska i system poduszek powietrznych.

W przypadku zderzenia bocznego boczne poduszki powietrzne otwierają się jeszcze szybciej - w nie więcej niż 15 ms. Obszar między zdeformowaną powierzchnią a ciałem człowieka jest bardzo mały, więc uderzenie kierowcy lub pasażera w karoserię samochodu nastąpi w krótszym czasie.

Aby uchronić osobę przed wielokrotnym uderzeniem (na przykład podczas przewracania się samochodu lub wjeżdżania do rowu) boczne poduszki powietrzne pozostają napełnione przez dłuższy czas.

Czujniki wstrząsów

Pracę całego systemu zapewniają czujniki wstrząsów. Urządzenia te wykrywają kolizję i wysyłają sygnał do jednostki sterującej, która z kolei aktywuje poduszki powietrzne.

Początkowo w samochodach instalowano tylko przednie czujniki zderzenia. Jednak w miarę jak pojazdy zaczęto wyposażać w dodatkowe poduszki, zwiększono również liczbę czujników.

Głównym zadaniem czujników jest określenie kierunku i siły uderzenia. Dzięki tym urządzeniom w razie wypadku uruchomią się tylko niezbędne poduszki powietrzne, a nie wszystko, co znajduje się w samochodzie.

Czujniki elektromechaniczne są tradycyjne. Ich konstrukcja jest prosta, ale niezawodna. Głównymi elementami są kulka i metalowa sprężyna. Ze względu na bezwładność wynikającą z uderzenia kulka prostuje sprężynę, zamykając styki, po czym czujnik wstrząsu przesyła impuls do centrali.

Zwiększona sztywność sprężyny nie pozwala na uruchomienie mechanizmu poprzez mocne hamowanie lub lekkie uderzenie w przeszkodę. Jeśli samochód porusza się z małą prędkością (do 20 km / h), to siła bezwładności również nie wystarcza do działania na sprężynę.

Zamiast czujników elektromechanicznych wiele nowoczesnych samochodów wyposażonych jest w urządzenia elektroniczne - czujniki przyspieszenia.

Upraszczając, czujnik przyspieszenia jest umieszczony jak kondensator. Niektóre z jego płyt są sztywno zamocowane, podczas gdy inne są ruchome i działają jak masa sejsmiczna. Podczas zderzenia ta masa porusza się, zmieniając pojemność kondensatora. Informacje te są dekodowane przez system przetwarzania danych, wysyłając odebrane dane do jednostki sterującej poduszką powietrzną.

Czujniki przyspieszenia można podzielić na dwa główne typy: pojemnościowe i piezoelektryczne. Każdy z nich składa się z elementu czujnikowego oraz elektronicznego układu przetwarzania danych umieszczonych w jednej obudowie.

Podstawę systemu bezpieczeństwa biernego pojazdu stanowią urządzenia, które od wielu lat z powodzeniem udowadniają swoją skuteczność. Dzięki ciągłej pracy inżynierów i projektantów, doskonaleniu systemów bezpieczeństwa, kierowcy i pasażerowie są w stanie uniknąć poważnych obrażeń w czasie wypadku.