Bezpieczeństwo bierne pojazdów - praca dyplomowa (ocena bardzo dobra)

Zespół Szkół Zawodowych im. Stanisława Staszica
w Aleksandrowie Łódzkim
Technikum Zawodowe dla Dorosłych





PRACA DYPLOMOWA

Temat: „Bezpieczeństwo bierne pojazdów”












Wykonali: Promował:
Jacek Cebulski P. mgr inż. Maurycy Nowak
Łukasz Borowiński


Aleksandrów Łódzki 2004











































Serdecznie dziękujemy za wielokrotnie okazywaną pomoc,
cenne wskazówki i opiekę w trakcie realizacji tej pracy
panu prof. Maurycemu Nowakowi.

UKŁADY ZWIĘKSZAJĄCE BEZPIECZEŃSTWO PASAŻERÓW
BEZPIECZEŃSTWO BIERNE





Układy i urządzenia zwiększające bezpieczeństwo bierne służą do ochrony pasażerów przed poważnymi obrażeniami. Zmniejszają urazy i łagodzą skutki wypadków. Przykładem biernego zabezpieczenia są:
1. Sztywny i dodatkowo wzmocniony szkielet nadwozia ze strefami kontrolowanego zgniotu;
2. Wzmocnienia w drzwiach bocznych pochłaniające energię w razie zderzenia bocznego;
3. Bezpieczne zamki w drzwiach umożliwiające ich samoczynne otwarcie w razie zderzenia oraz ułatwiające otwarcie drzwi po wypadku;
4. Klejona szyba przednia zamocowana w sposób umożliwiający jej łatwe wypchnięcie z wnętrza pojazdu po wypadku;
5. Regulowane zagłówki na przednich i tylnych siedzeniach;
6. Zbiornik paliwa umieszczony poza strefą zgniotu, wykonany z wytrzymałego tworzywa sztucznego wyposażony w system uniemożliwiający wyciek paliwa w razie wywrócenia samochodu;
7. Dzielona kolumna kierownicy pochłaniająca część energii przy zderzeniu czołowym i uniemożliwiająca wniknięcie kierownicy do wnętrza kabiny;
8. Pokrycie koła kierownicy wykonane z miękkiego materiału (IPUR);
9. Wnętrze nadwozia wykonane z miękkich materiałów i według odpowiednich norm bezpieczeństwa (nie palność materiałów, miękkie tworzywa, brak ostrych krawędzi);
10. Pasy bezpieczeństwa i napinacze;
11. Poduszki gazowe (przednie i boczne).
12. Zaokrąglone zewnętrzne kształty i brak ostrych krawędzi (nie wystające klamki, zderzaki płynnie łączące się z linią nadwozia) ograniczające skutki ewentualnej kolizji z pieszym;
13. Układy chroniące pasażerów w kabrioletach.

















PASY BEZPIECZEŃSTWA
PASY I NAPINACZE PASÓW

Pomysł by kierowcę przymocować szelkami do siedzenia narodził się już na początku tego stulecia (opatentowano go we Francji), jednak pasy bezpieczeństwa pojawiły się dopiero w latach pięćdziesiątych. Pionierem w tej dziedzinie była firma Volvo, która do dziś uchodzi za najbardziej troszczących się o życie i zdrowie użytkowników swych aut.
Pasy w ciągu tych kilku dziesięcioleci przeszły olbrzymią ewolucję i szybko z ciekawostki technicznej stały się obowiązkowym elementem wyposażenia. Rewolucyjnym momentem w ich dziejach było pojawienie się pasów bezwładnościowych (1962r.), ułatwiających korzystanie z nich i zapewniających to co najważniejsze – przyleganie pasa do ciała osoby zapiętej. Luz między pasem a ciałem w razie wypadku może mieć fatalne skutki w razie wypadku. Okazało się, że to co może dać nawijacz pasa to jednak za mało. W chwili zderzenia pasażer winien być jeszcze mocniej związany z fotelem.
Tak narodziły się pirotechniczne napinacze: małe ładunki wybuchowe ulokowane w klamrach, które w chwili zderzenia eksplodują powodując wciąganie pasa o 7,5cm. W ten sposób zostaje do reszty zlikwidowany luz pasów, które układają się płasko na miednicy i klatce piersiowej.
Na tym nie koniec firma Renault doszła do wniosku, że pas powinien pochłaniać jak najwięcej energii po to by nie uszkodzić narządów wewnętrznych pasażera (szczególnie narażony jest obręb miednicy). Tak powstał system PRS (Kontrolowany System Bezpieczeństwa). Dotychczasowy układ pasów z napinaczami uzupełniony został o ogranicznik napięcia – jest to odpowiednio skonstruowany uchwyt, do którego przymocowana jest rolka zwijacza. W chwili zderzenia, pod wpływem nacisku ciała osoby zapiętej, następuje rozdarcie „szwów” uchwytu co pozwala na pochłonięcie sporej części energii.
Zadaniem pasów bezpieczeństwa jest utrzymanie pasażerów na siedzeniach, jeśli samochód uderzy w przeszkodę. Napinacz pasa polepsza efektywność działania trójpunktowego pasa bezwładnościowego i zmniejsza ryzyko odniesienia obrażeń. Napinacz dociska pas do ciała w razie silnego uderzenia czołowego i utrzymuje tułów jak najbliżej oparcia siedzenia, dzięki czemu zapobiega zbytniemu przesunięciu ciała w przód pod działaniem sił bezwładności.
W mechanicznych trójpunktowych pasach bezwładnościowych szybko działający zatrzask blokuje szpulę pasa po osiągnięciu przez samochód określonego opóźnienia. Podczas czołowego uderzenia o stałą przeszkodę z prędkością 50km/h pasy muszą przejąć energię porównywalną z energią, którą miałby człowiek spadający swobodnie z czwartego piętra budynku.



Ochrona jest ograniczona przez pasy bezwładnościowe, w razie czołowego uderzenia w nieruchomą przeszkodę z prędkością powyżej 50km/h, z powodu zbyt mocno przylegającego pasa, który zwiększa swoją długości w skutek opóźnionego działania mechanizmu nawijającego ( spowodowane jest to sprężystością pasa, podobnie jak w przypadku błony fotograficznej ). Dlatego pasy nie mogą całkowicie zapobiec uderzeniu głową i ciałem o koło kierownicy lub tablicę rozdzielczą.




Napinacz pasa barkowego podczas uderzenia likwiduje luz pasa i efekt „błony fotograficznej”, nawijając i naciągając taśmę pasa. Podczas włączania mechanizmu następuje elektryczny zapłon ładunku wybuchowego. Gwałtownie rosnące ciśnienie działa na tłok, który obraca szpulę napinacza za pośrednictwem stalowej linki tak, że pas ściśle przylgnie do ciała. To urządzenie przy uderzeniu z prędkością 50km/h osiąga pełne działanie w ciągu 20ms od chwili uderzenia, wspomagając poduszkę gazową napełniającą się w 40ms. Ciało pasażera przesuwając się jeszcze nadal w przód naciska na jeszcze opróżniającą się poduszkę gazową.
W celu uzyskania optymalnej ochrony pasażerowie powinni uczestniczyć w opóźnieniu samochodu możliwie najmniej przemieszczając się do przodu. To zadanie spełnia napinacz pasa uruchamiający się w krótkim czasie po ,uderzeniu w przeszkodę zapewniając możliwie najszybsze zatrzymanie pasażerów na siedzeniach przednich. Maksymalne przemieszczenie pasażerów w przód przy naciągniętych pasach wynosi około 1cm, natomiast czas mechanicznego napełniania mieści się w granicach 5...12ms.






Oprócz opisanych napinaczy pasa barkowego, służących do obracania szpuli pasa wstecz, znane są rozwiązania, w których zamek pasa jest ciągnięty w tył ( napinacz zamka ) równocześnie napinając pas barkowy i biodrowy.
Działanie powstrzymujące i ochrona przed wysunięciem się pasażera z pod pasa są lepsze w przypadku zastosowania napinacza przy zamku. Czas naciągania pasów w obu powiązaniach jest podobny.
























PRZEDNIA PODUSZKA GAZOWA
WYKRYWANIE ZDERZEŃ, BOCZNA PODUSZKA, WYTWORNICE

Zadaniem poduszek gazowych, jednej przeznaczonej dla kierowcy i drugiej dla pasażera, jest ochrona głowy i klatki piersiowej podczas zderzenia samochodu w nieruchomą przeszkodę lub zderzenia czołowego z prędkością 60km/h.
W przypadku czołowego zderzenia dwóch samochodów przednie poduszki gazowe chronią do prędkości względnej wynoszącej 100km/h. Sam napinacz pasów nie może zapobiec uderzeniu głową o koło kierownicy przy silnym zderzeniu.
Poduszki gazowe w celu wypełnienia zadania mają różne, dostosowane do samochodu pojemności i przebiegi wzrostu ciśnienia w zależności od miejsca zamontowania, rodzaju samochodu i wykonania.
Poduszki kierowcy i pasażera są napełniane „wybuchowo” przez pirotechniczne wytwornice gazu, w chwili gdy czujniki wykryją, że samochód uczestniczył w zderzeniu czołowym. Aby zapewnić optymalną ochronę poduszka musi być napełniona całkowicie, zanim ciało pasażera się z nią zetknie. Po uderzeniu górnej części ciała poduszka opróżnia się częściowo i energia, z którą uderza pasażer jest pochłaniana łagodnie z rozłożeniem nacisku na całą powierzchnię poduszki i opóźnieniem nie powodującym poważnych obrażeń głowy i klatki piersiowej.
Maksymalne przemieszczenie w przód od chwili napełnienia poduszki gazowej kierowcy wynosi około12,5cm, co odpowiada 40ms od początku zderzenia z nieruchomą przeszkodą z prędkością 50km/h. Po napełnieniu poduszka gazowa opróżnia się w ciągu następnych 80...100ms przez otwory wypływowe i porowatą tkaninę. Cały cykl trwa niewiele dłużej niż dziesiąta część sekundy.




WYKRYWANIE ZDERZENIA

Najlepszą ochroną pasażerów w razie zderzenia czołowego lub ukośnego uzyskuje się dzięki odpowiedniemu współdziałaniu pirotechnicznych, wyzwalanych elektronicznymi zapalnikami, przednich poduszek gazowych i napinaczy pasów. W tym celu oba urządzenia ochronne są włączone zazwyczaj wspólnym, umieszczonym wewnątrz nadwozia, elektronicznym sterownikiem.
Za pomocą jednego lub dwóch elektronicznych czujników sterownik otrzymuje informację o opóźnieniu powstającym podczas zderzenia i na tej podstawie oblicza zmianę prędkości.
Ponadto dokonuje ilościowej oceny zderzenia (uderzenie młotkiem w warsztacie, lekkie potrącenie, przejechanie krawężnika lub wyboju nie powinno uruchomić poduszek gazowych). W tym celu sygnały przesyłane przez czujniki są przetwarzane w cyfrowe algorytmy o parametrach czułości zoptymalizowanych za pomocą symulacji danych zebranych podczas zderzeń doświadczalnych. Próg uruchomienia jest osiągany w zależności od rodzaju zderzenia w ciągu 5..50ms.
Wykresy zmiany przyśpieszenia są różne dla różnych modeli samochodów. Są one uwarunkowane wyposażeniem, konstrukcją i odkształceniem się nadwozia podczas wypadku. Z tego wynikają parametry regulacyjne miarodajne dla procesu napełnienia poduszki gazowej. W zależności wyposażenia samochodu i technologii stosowanej przez producenta samochodu te parametry mogą być programowane w sterowniku już na taśmie montażowej.

BOCZNA PODUSZKA GAZOWA

Wielu konstruktorów w poduszkach gazowych dopatruje uniwersalny sposób rozwiązywania problemów z bezpieczeństwem. Po poduszkach dla kierowy i pasażera przedniego siedzenia, pojawiają się poduszki boczne umieszczone w fotelu lub we wnętrzu drzwi. Są też poduszki dla pasażerów tylnych siedzeń a nawet poduszki ulokowane w dachu. Mało tego koncern Toyota w swoim eksperymentalnym, bezpiecznym samochodzie zaproponował poduszkę dla... potrąconego pieszego. W razie kolizji z pieszym na masce pojazdu wyzwala się poduszka, która amortyzuje zderzenie ofiary z samochodem.


Udział zderzeń w ogólnej liczbie wypadków wynosi około 20%. Zderzenia boczne są po zderzeniach czołowych drugim pod względem częstości występowania rodzajem wypadków. Z tego powodu coraz więcej samochodów wyposaża się w boczne poduszki gazowe jako uzupełnienie napinaczy pasów i przednich poduszek gazowych. Boczne poduszki gazowe, które w celu ochrony głowy i górnej części tułowia napełniają się wzdłuż krawędzi dachu (np. układ nadmuchiwanych wałków, poduszki w oknach, nadmuchiwane zasłony w oknach) lub drzwi albo z oparcia siedzenia (poduszki THORAX) powinny łagodnie zatrzymywać pasażerów chronić ich przed urazami podczas zderzenia bocznego.
Scenic II dysponuje dwoma poduszkami bocznymi chroniącymi klatkę piersiową osób siedzących z przodu, wbudowanymi w przednie siedzenia oraz dwie poduszki kurtynowe zapewniające ochronę głów pasażerów siedzących z przodu i z tyłu, niezależnie od tego czy są to dorośli czy dzieci.
Napełnianie bocznych poduszek gazowych jest szczególnie trudne z powodu braku strefy pochłaniania energii oraz małej odległości między pasażerami i bocznymi elementami konstrukcji nadwozia. Dlatego czas do wykrycia zderzenia i rozwinięcia bocznych poduszek gazowych napełnionych wzdłuż krawędzi dachu lub drzwi powinien wynosić około 3ms w razie silnego uderzenia bocznego, natomiast czas napełniania poduszek THORAX, o pojemności około 12dm3, powinien wynosić najwyżej 10ms. Nie ustalono jeszcze jednolitej normy dotyczącej urządzeń wykrywających zderzenie i napełniające boczne poduszki gazowe.



W celu spełnienia opisanych wymagań firma Bosh oferuje dwie odmiany sterowników:
1) Zespolony sterownik, przetwarzający sygnały wejściowe z peryferyjnych (umieszczonych w odpowiednich miejscach nadwozia) bocznych czujników przyśpieszenia, oprócz napinaczy pasów i przednich poduszek gazowych mogące uruchomić także boczne poduszki gazowe.
2) Oddzielny sterownik uruchamiający boczne poduszki gazowe, niezależnie od sterownika napinaczy pasów i przednich poduszek gazowych.

Jako ciekawostkę chcieli byśmy dodać, że firmy Saab i Mercedes wprowadziły urządzenia zbliżone do poduszki gazowej – kurtyny ochronne opadające spod sufitu i osłaniające pasażerów przed odłamkami szkła. Są one uruchamiane identycznie jak poduszki gazowe.


Natomiast firma Renault opierając się na rozwiązaniach kontrolowanego zabezpieczenia pasażera i kierowcy z przodu, pracuje nad nową generacją czołowych poduszek powietrznych dla pasażerów na tylnych siedzeniach. Specyfiką tych poduszek jest wbudowanie ich w brzuszny odcinek pasa bezpieczeństwa jest to prawdziwa poduszka powietrzna opracowana według najnowszych technologii. Poduszka napełnia się gazem wytwarzanym przez generator umieszczony na podłodze.




WYTWORNICE GAZU

Pirotechniczne ładunki miotające, tzw. wytwornice gazu, do napełnienia poduszek i uruchamiania napinaczy pasów są wzbudzone przez spłonki zapalne elektronicznie.
Odpowiednia wytwornica gazu napełnia azotem poduszkę gazową kierowcy zamontowaną w piaście koła kierownicy (objętość 35,67dm3) w ciągu około 30ms, po odpaleniu i poduszkę gazową pasażera (objętość 70...150dm3) zamontowaną na tablicy rozdzielczej w ciągu około 40...50ms. Dopuszcza się dłuższy czas napełniania poduszki pasażera, ponieważ odległość pasażera od tablicy rozdzielczej jest większa a więc i dopuszczalne przemieszczenie pasażera w przód jest większe niż odległość kierowcy od koła kierownicy.
W celu uniknięcia niebezpieczeństwa samoczynnego napełnienia poduszki gazowej z powodu przypadkowego odprowadzenia napięcia instalacji elektrycznej do spłonki (np. przebicie izolacji w wiązce przewodów), odpalenie ładunku inicjuje się za pomocą prądu przemiennego impulsem o częstotliwości około 100kHz.
Kondensator umieszczony w obwodzie odpalania ładunku w złączu spłonki izoluje elektrycznie zapalniki od instalacji prądu stałego. To uniezależnienie od napięcia instalacji elektrycznej samochodu zapobiega przypadkowemu odpaleniu.






















STREFY KONTROLOWANEGO ZGNIOTU

Opracowanie konstrukcji pojazdu wymaga ogromnego doświadczenia jako, że jej część przednia powinna posiadać wysoką zdolność pochłaniania siły uderzenia, podczas gdy część pasażerska powinna być sztywna i wytrzymała. Warunkiem przetrwania osób podróżujących autem jeśli dojdzie do wypadku jest zapewnienie im rodzaju „skorupy ochronnej”. Wydawało by się, że to proste – trzeba zbudować solidne, mocne nadwozie, które wytrzyma zderzenie. Nic bardziej błędnego!

Wyobrażamy sobie zderzenie czołgu z nieruchomą przeszkodą z prędkością 50km/h. Test taki przechodzą wszystkie auta a efekty można oglądać na licznych filmach z próbami zderzeniowymi. Otóż skorupa czołgu przy tego typu kolizji odkształci się o około 10cm. Jednak czołgiści nie mają szans na przeżycie takiej kolizji. Ich ciała będą poddane przeciążeniu 100G czyli będą przez moment mieli masę stukrotnie większą od tej, którą mają normalnie.
Organizm tego nie wytrzyma, coś musi pochłonąć energię ruchu pojazdu. Dlatego też dobre auto musi się, w razie wypadku, solidnie pognieść i zapewnić pasażerom „miękkie lądowanie”. Służą do tego tzw. strefy kontrolowanego zgniotu, które w przypadku zderzenia ulegają odpowiednim zniekształceniom.
Odpowiednim , czyli takim które nie mogą zagrozić osobom siedzącym w przedziale pasażerskim. Osiąga się to poprzez wielokrotne próby zderzeniowe oraz co dziś się staje się coraz popularniejsze – poprzez symulacje komputerowe. Tak więc przedział pasażerski stanowi rodzaj skorupki otoczony z przodu i z tyłu blaszanymi poduszkami. O ile tamte części winny się maksymalnie odkształcić o tyle przedział pasażerski winien pozostać w miarę nie naruszony.
Dzięki zastosowaniu nowych gatunków stali i materiałów, kabiny posiadają bardzo wysoką zdolność pochłaniania i rozpraszania energii wyzwalanej podczas zderzenia. Przód, tył oraz boczne części konstrukcji stanowią niezwykle skuteczne strefy kontrolowanego zgniotu.
Kontrola toru, po którym przesuwają się podzespoły i komponenty znajdujące się w komorze silnika pozwala na maksymalne wzajemne zgniecenie, zabezpieczając przed ich przedostaniem się do kabiny. Kompleksowa kontrola odkształceń pozwala na zmniejszenie tzw. opóźnienia działającego na użytkowników i ograniczenie ryzyka obrażeń, które mogłoby spowodować niekontrolowane przedostanie się podzespołu do wnętrza pojazdu.
Osiąga się to poprzez wzmacnianie struktury tej części pojazdu i takie rozwiązania, które powodowałyby przenoszenie naprężeń powstających podczas kolizji na całą konstrukcję.













WZMOCNIENIA BOCZNE

Poważnym problemem jest jednak ochrona przed uderzeniami bocznymi. Dochodzi do nich przy około 20% kolizji i pochłaniają one około 36% ofiar, a niestety, boki pojazdów nie oferują wiele możliwości w dziedzinie stref kontrolowanego zgniotu. Dlatego też pewnym zabezpieczeniem są dziś wzmocnienia boczne – solidne elementy konstrukcyjne ukryte we wnętrzach drzwi mające za zadanie chronić pasażerów przed skutkami uderzenia.
Aby zapewnić bezpieczeństwo użytkowników podczas zderzenia bocznego, dzisiejszy pojazd został wyposażony w sztywny środkowy słupek ulegający kontrolowanemu złamaniu. System ten zabezpiecza użytkowników dzięki skuteczniejszemu wykorzystaniu specjalnych wyściółek wbudowanych w płaty drzwi i ograniczeniu jego przesunięcia do wnętrza kabiny. Do zabezpieczenia boków przyczynia się również dwukrotnie zwiększona grubość środkowego słupka i poprzeczki dachowej. Należy również wspomnieć o wzmocnieniu w środkowej części oraz umieszczonych w drzwiach elementach zapobiegających wgniataniu.
Zastosowano również system zapobiegający skręcaniu słupka w celu ograniczenia ryzyka wyrwania przednich drzwi podczas zderzenia. Wzmocnienie progu zapewnia zaś maksymalne przeniesienie naprężeń pomiędzy kołem a progiem.
Ta sama strategia wzajemnego zgniatania podzespołów, stref kontrolowanego zgniotu i rozwiązań zapobiegających przedostawaniu się podzespołów do kabiny została zastosowana w odniesieniu do uderzeń w tył pojazdu. Zbiornik paliwa został umieszczony w strefie, która jest mniej narażona na odkształcenia dzięki zwiększeniu wytrzymałości progów i zabezpieczeniu przed zgnieceniem przez elementy znajdujące się pod płytą podłogową.

Bezpieczeństwo zostało zapewnione dzięki wzmocnieniom strukturalnym nadwozia zaprojektowanym tak, aby odkształciły się w sposób kontrolowany i pochłaniały energię zderzenia, zapobiegając deformacji przestrzeni przeżycia wewnątrz nadwozia oraz dzięki zastosowaniu:
- napinaczy pasów bezpieczeństwa sterowanych elektronicznie
- poduszki powietrznej po stronie kierowcy
- poduszki powietrznej po stronie pasażera z czujnikiem zajęcia siedzenia
- bocznych poduszek powietrznych
- pokryć na siedzeniach przednich zapobiegających wyślizgnięciu się do przodu, spod pasów bezpieczeństwa
- dzielonej kolumny kierowniczej.












AKTYWNE ZAGŁÓWKI

Podczas wypadku głowa ma największe tendencje do przemieszczania się natrafia na poduszkę gazową – miękką i elastyczną, która po spełnieniu swojej funkcji opróżnia się. Kierowca opada na fotel a ochronę głowy przejmuje na siebie zagłówek.
Jeśli już jesteśmy przy zagłówkach to i tu pojawiły się nowości. Okazuje się, że jest to niezwykle ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa urządzenie, niedoceniane tak przez konstruktorów jak i kierowców. Badania wykazują, że większość aut ma zagłówki nie zapewniające należytego bezpieczeństwa a większość kierowców nie dba o właściwe ich ustawienie. Tym czasem w przypadku uderzenia w tył samochodu – nawet takiego, któremu samemu pojazdowi nie przyniesie poważniejszych szkód – życie i zdrowie kierowcy oraz pasażerów może znaleźć się w poważnym niebezpieczeństwie. W tego typu kolizjach każdego roku tysiące osób odnoszą poważne obrażenia kręgosłupa szyjnego. By temu zapobiec firma Saab opracowała zagłówek aktywny.
W przypadku uderzenia w tył auta, pod wpływem nacisku wywieranego przez osobę siedzącą na fotelu, następuje wyzwolenie mechanizmu zagłówka. Przemieszcza się on do przodu zapobiegając nadmiernemu odchyleniu głowy do tyłu. Pełni więc podobną rolę jak poduszka gazowa.
System SAHR stanowi prawdziwy przełom w dziedzinie ochrony przed skutkami najechania na samochód od tyłu. Choć już wcześniejsze modele Saaba miały fotele zaliczane do najlepszych na rynku, to system SAHR zmniejsza ryzyko odniesienia poważnych obrażeń szyi o dalsze 75%.Oprócz zauważalnie mniejszej liczby przypadków obrażeń szyi stwierdzono, że żaden z foteli wyposażonych w system SAHR nie wymagał po wypadku naprawy ani wymiany.
Działanie zagłówków systemu SAHR polega na tym, że ciało siedzącej w fotelu osoby w momencie najechania na samochód od tyłu wciskane jest w oparcie fotela, co uruchamia napędzany siłą tego nacisku mechanizm wysuwający zagłówek do góry i do przodu, a tak wysunięty zagłówek hamuje i ogranicza wymuszone uderzeniem, gwałtowne cofnięcie głowy pasażera oraz minimalizuje przesunięcie głowy względem dolnych partii szyi. W ten sposób urządzenie pomaga rozwiązać jeszcze jeden znany problem – mianowicie ten, że wielu ludzi jeździ ze źle wyregulowanymi zagłówkami.


















UKŁADY I URZĄDZENIA W KABRIOLETACH CHRONIĄCE PRZED SKUTKAMI PRZEWRÓCENIA

W pojazdach z nadwoziami otwartymi (kabriolety, samochody terenowe itp.) w razie ich przewrócenia podczas wypadku brakuje ochronnego i odpierającego działania konstrukcji dachu występującego w pojazdach z nadwoziami zamkniętymi.
Do ochrony przed obrażeniami pasażerów pojazdów z nadwoziami otwartymi w razie ich przewrócenia stosuje się specjalne urządzenia.
W niektórych samochodach z nadwoziami otwartymi do ochrony pasażerów przed skutkami przewrócenia służy rama szyby przedniej i sztywny pałąk umieszczony nad samochodem za tylnimi siedzeniami. Natomiast klasyczne kabriolety bez stałego pałąka ochronnego wyposaża się w chowane pałąki z tyłu samochodu lub wysuwane nagłówki.
W razie wypadku elektroniczny sterownik powoduje bardzo szybkie uruchomienie urządzeń chroniących pasażerów przed skutkami przewrócenia samochodu w niektórych kabrioletach wyższej klasy i różnych samochodach terenowych urządzenia zwiększające bierne bezpieczeństwo zostają włączone w razie wypadku w ciągu około 150ms zapewniając ochronę jadących.

































URUCHOMIENIE URZĄDZENIA CHRONIĄCEGO PRZED SKUTKAMI PRZEWRÓCENIA

Przewrócenie samochodu może nastąpić w dowolnym, trudnym do przewidzenia kierunku, dlatego układy wykrywające przewrócenie powinny mieć możliwość wykorzystania zagrożenia we wszystkich kierunkach.
Zastosowane czujniki emitują sygnały, na podstawie których sterownik ocenia kierunek ewentualnego przewrócenia samochodu. Są dwa warunki wykrycia zagrożenia i uruchomienia urządzenia chroniącego przed skutkami przewrócenia.
● W celu spełnienia pierwszego warunku dwa czujniki mirzą wartość przyśpieszenia, jeden w kierunku wzdłużnym, a drugi w kierunku poprzecznym samochodu.
Mikroprocesor sterownika przetwarza sygnały z czujników dla wszystkich kierunków i porównuje wypadkowe przyśpieszenie z zakodowanym programem uruchomienia wynoszącym około 5g. Urządzenie jest uruchomione jeśli ten próg zostanie przekroczony.

● W celu spełnienia drugiego warunku czujnik mierzy pochylenie samochodu. Jeśli pochylenie samochodu wyniesie minimum 27○ i przynajmniej jeden z dwóch czujników umieszczonych w zawieszeniu przekaże sygnał odciążenia zawieszenia tylnego, urządzenie zostanie uruchomione. Mikroprocesor sterownika ocenia drugi warunek, niezależnie od pierwszego, aby zwiększyć niezawodność działania.

Gdy jest spełniony przynajmniej jeden z wymienionych warunków i z obliczeń wynika, że samochód się przewraca sterownik przesyła sygnał uruchomienia pałąka ochronnego lub wysunięcia zagłówków. Silny elektromagnes zwalnia napięte sprężyny, dzięki którym pałąk ochronny wysuwa się z zagłębienia lub zagłówki unoszoną się. Ponadto zostaje odblokowany zamek centralny drzwi samochodu.
W innych układach do wykrywania przechyłu stosuje się czujniki działające na zasadzie poziomicy. Urządzenie chroniące przed skutkami przewrócenia jest uruchomione, jeśli kąty przechyłu wynoszą w kierunku porzecznym co najmniej 52○, a w kierunku wzdłużnym co najmniej 72○.
Dodatkowy czujnik zamyka zestaw hermetyczny wspomagający sprężyną, jeśli samochód przestanie stykać się z podłożem.

















W PRZYSZŁOŚCI-PERSPEKTYWY ROZWOJU

W przyszłych „inteligentnych” układach przednie poduszki będą napełniały się dwustopniowo, w celu dostosowania ochrony przed działaniem przyśpieszenia ujemnego (czyli ciśnienia w poduszce gazowej) do sytuacji występującej podczas zderzenia.

Napełnianie poduszki gazowej będą określały następujące kryteria:
- siła zderzenia,
- napięcie pasów bezpieczeństwa,
- pozycja i masa pasażera,
- ustawienie siedzenia,
- pochylenie oparcia siedzenia.

W tzw. inteligentnych układach za pomocą ograniczników siły naciągu pasów niebezpieczeństwo złamania żeber zostanie ograniczone lub całkowicie wyeliminowane.
Czujniki wewnątrz samochodu włączą np. tylko pierwszy (słaby) stopień napełniania poduszki gazowej pasażera, gdy pasażer znajduje się w niewłaściwej pozycji lub wyłączą całkowicie przednią poduszkę gazową pasażera, jeśli fotelik dla dziecka będzie skierowany tyłem do kierunku jazdy.
Połączenie magistrali CAN sterownika poduszek gazowych z innymi czujnikami i wyłącznikami umożliwią wykorzystanie dodatkowych informacji do włączania wszystkich środków ochrony przed działaniem przyśpieszenia ujemnego, odpowiednio do potrzeb.
W celu zmniejszenia wielkości wiązki przewodów, mimo zwiększenia liczby obwodów odpalania ładunków pirotechnicznych i zwiększenia możliwości wprowadzenia zmian, w wyposażeniu samochodu są przewidziane specjalne układy magistrali danych ochrony pasażerów.
Do samochodów osobowych i ciężarowych zaprojektowano ulepszone rozwiązania w celu wykrywania przechyłu bocznego na podstawie pomiarów prędkości kątowej i przyśpieszenia za pomocą czujników o wysokiej rozdzielczości.
W dalszym udoskonalaniu funkcji uruchamiania urządzeń zabezpieczających i wcześniejszym wykrywaniu oraz o ocenie rodzaju zderzenia przewiduje się zastosowanie mikrofalowych czujników radarowych do pomiaru prędkości względnej, odległości oraz kąta uderzenia podczas zderzenia czołowego.

















9. ZABEZPIECZENIA PRZED ZAPALENIEM SIĘ SAMOCHODU (F.P.S.)

Układ F.P.S. (Fire Preyention System) składa się z następujących elementów:
- pokryć wewnętrznych wykonanych z trudnopalnych materiałów
- wyłącznika bezwładnościowego odcinającego zasilanie pompy paliwa
- zaworu odcinającego wypływ paliwa (zwrotnego) i osłon „antimisfiring” (przed przegrzewaniem się katalizatora dla wersji benzynowych)
- systemów zabezpieczeń przewodów elektrycznych, przez które przepływa prąd o dużym natężeniu
- układu zamknięcia wypływów paliwa i zabezpieczenia akumulatora w przypadku przewrócenia się samochodu
- zbiornika paliwa z tworzywa sztucznego o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i ognioodpornej, umieszczonego przed kołami tylnymi i zamocowanego do nadwozia.




































LITERATURA

1. Strony internetowe Renault – opracowane przez Michała Miszewskiego;
2. Katalogi „Samochody Świata” –(z lat ’97, ’01);
3. Katalog informacyjny „Układy urządzenia chroniące pasażerów przed skutkami zderzenia”.