Синцов г
ЗАХИСТ ПІШОХОДА ПРИ наїзду на нього ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ
Синцов Георгій Бадріевіч
Пермський державний технічний університет
анотація
В автомобільній індустрії в наш час приділяється досить велика увага безпеки, але в основному це стосується безпеки водія і пасажирів. Останнім часом багато виробників автомобілів стали замислюватися і про безпеку людей, які виходять за межі транспортного засобу. Це можуть бути як пішоходи, так і велосипедисти. Дані розробки мають на увазі забезпечення безпеки пішоходів при дорожньо-транспортній пригоді, але повну безпеку забезпечити неможливо, а ці кошти знижують рівень наслідків при дорожньо-транспортній пригоді. У даній статті представлений огляд основних розробок, що стосуються даної теми, їх актуальність і можливість розвитку в майбутньому.
PEDESTRIAN PROTECTION WHEN HIT BY HIM A VEHICLE
Sintsov George Badrievich
Perm National Research Polytechnic University
Abstract
In the automotive industry nowadays quite a lot of attention is paid to safety. but mostly it concerns the safety of the driver and passengers. Recently, many car manufacturers started to think about the safety of people who are outside the vehicle. It can be both pedestrians and cyclists. These developments have in mind to ensure the safety of pedestrians in a traffic accident. but it is impossible to ensure complete safety. and reduce the level of these funds with the consequences of a traffic accident. This article presents an overview of major developments related to this topic, their relevance and future development.
У пасивної безпеки автомобіля актуальна проблема порятунку життя і здоров'я людей, в таких випадках, коли вже діяти пізно і водієві залишається тільки чекати результату події. Пасивна безпека стає з кожним роком все більш актуальною, життя водіїв, пасажирів та пішоходів ставить на перше місце. Багато сучасні водії прагнуть купити не тільки комфортний і економічний автомобіль, але і в першу чергу безпечний.
В даний час, в багатьох програмах світового автомобілебудування, всі зусилля конструкторів спрямовані на "пом'якшення" удару автомобіля об перешкоду. Зробити його зупинку можливо менш різкою, за рахунок загибелі кузова (передній або задній його частині), для порятунку водія і пасажирів. Однією з головних проблем є також і порятунок пішохода, при наїзді на нього автомобіля.
Пропонуються такі підходи для вирішення цих проблем. Розглянемо ці рішення нижче.
Для цього необхідно системи безпеки автомобіля оснастити додатковими системами, що виключають або "пом'якшуючими" удар автомобіля об перешкоду (пішохода) і, що рятують життя пішохода, при наїзді на нього автомобіля.
Один із способів вирішення проблеми захисту пішохода при наїзді на нього автомобіля полягає в тому, що автомобіль оснащується додатковим (вбудованим в даний) амортизирующим бампером, який при ДТП автоматично висувається з основного бампера автомобіля, в момент від початку гальмування і до зіткнення автомобіля з пішоходом ( велосипедистом, а також іншим перешкодою). Також в конструкцію даного бампера повинна бути поміщена подушка безпеки, щоб можна було виключити серйозні травми пішохода, а також пом'якшити жорсткий удар автомобіля і запобігти серйозні руйнування дорогого транспортного засобу.
Технічно дана розробка здійснюється завдяки таким елементам конструкції як амортизатори односторонньої дії або телескопічні пневмоциліндри, з поміщеними в них капсулами, що містять порції дизельного або іншого палива. Задня частина цієї конструкції з'єднана з лонжеронами автомобіля, а передня розміщується в нижній частині переднього основного бампера, на рівні порогів кузова автомобіля. Для приведення цього бампера в вихідне робоче положення, конструкція оснащена газогенератором.
Даний спосіб захисту автомобіля і пішохода при аварії може здійснюватися в такий спосіб.
При такій небезпечній дорожньої ситуації, і, передбачаючи неминуче зіткнення автомобіля з перешкодою (пішоходом), особливо при поганому зчепленні коліс автомобіля з дорожнім покриттям, водій різко і з великим зусиллям натискає на педаль гальма. (У такій ситуації зусилля натискання на педаль гальма може досягати 70-100 кг, тоді як, при звичайній або спортивній манері їзди, воно не перевищує 30-40 кг).
При екстремальному гальмуванні, сигнал з датчика, розміщеного на педалі гальма передається на електронний блок управління даної системи, з якого передається сигнал у вигляді електричного імпульсу і "запускає" газогенератор, а він в свою чергу приводить в дію висувається бампер і він, висуваючи вперед з основного бампери, займає свій "робочий" положення. Далі, коли висунувся амортизуючий бампер стосується перешкоди (пішохода), а автомобіль все ще продовжує свій рух, відбувається стиснення амортизаторів і в цей же час відбувається наповнення подушки безпеки стисненим газом, яка співмірна росту дорослої людини і всій довжині бампера. Подушка-матрац виконана так, що має три рівні поздовжні порожнини. Дві бічні з'єднані з середньою порожниною через зворотні клапани. Середня порожнину має самоклеючу сторону, яка звернена в сторону капота, а дві бічні мають самоклеючі смужки по краях.
Пішохід, якого збив автомобіль, що рухається, падає на капот, нахиляючи подушку безпеки. Середня частина подушки приклеюється до капоту. У ній збільшується тиск (гаситься удар при зіткненні і виключається відскік тіла пішохода від капота), далі відкриваються зворотні клапани і газ переходить в бічні порожнини подушки, збільшуючи їх в обсязі. Після наповнення газом із середньої порожнини, бічні порожнини стикаються своїми само- склеюють смужками і утримують в своїх "обіймах" пішохода, не дозволяючи тому впасти на дорожнє полотно.
Рис.1 - ілюстрація висувається бампера і вбудованою подушки безпеки.
Так само слід зазначити, що даний спосіб захисту пішохода не може забезпечити безпеку на всіх швидкісних режимах. Але, при помірних швидкостях, значно скоротить число постраждалих пішоходів, а також збиток заподіяний транспортному засобу.
Наступний вид захисту пішохода при дорожньо-транспортній пригоді, який ми розглянемо - це так звана подушка безпеки пішохода.
У різних світових виробників автомобілів є дані розробки наприклад це такі компанії як Volvo, Volkswagen і т.д.
Даний спосіб захисту пішохода дозволить значно скоротити число загиблих і поранених в разі аварії.
Система розгортає подушку безпеки на базі вітрового скла, подушка зроблена в такій формі, що людина, яку збив автомобіль найбільш ймовірно вдаритися головою саме в область подушки безпеки. Система використовує радар і інфрачервону камеру для "попереднього виявлення пішохода", а під час зіткнення роздуває подушку безпеки досить швидко, щоб пом'якшити наслідки.
Розглянемо іншу розробку подушки безпеки пішохода, яка зроблена на основі даної, але яка здатна ще краще скоротити травми збитого пішохода.
У цьому пристрої в подушці безпеки зроблені оглядові вікна у вигляді прорізів, які дозволяють водієві при розкритою подушці безпеки бачити простір перед автомобілем. За допомогою цього пристрою зменшення травмоопасності автомобіля при наїзді на пішохода.
Одне із завдань даної моделі є поліпшення функціонально-експлуатаційних характеристик даного пристрою подушки безпеки шляхом забезпечення швидкого складання (здування) подушки після її розкриття при наїзді на пішохода, цим досягається поліпшення видимості дорожньої ситуації з місця водія.
Дане виконання пристрою подушки безпеки пішохода дозволяє поліпшити функціональність пристрою, завдяки забезпеченню швидкого складання (здування) подушки безпеки після розкриття в ситуації наїзду на пішохода, а це в свою чергу забезпечує поліпшення огляду з місця водія дорожньої обстановки, щоб можна було запобігти розвитку аварійної ситуації.
Пристрій подушки безпеки працює наступним чином.
Також за допомогою датчика швидкості ведеться моніторинг швидкості автомобіля, швидкість повинна бути не менше 30 кілометрів на годину, якщо швидкість буде менше, то спрацьовування подушки безпеки пішохода недоцільно, тому що при настільки малих швидкостях, травми будуть незначні. Так само встановлений датчик удару для дублювання ультразвукових датчиків, щоб можна було знизити ймовірність помилки і підвищити надійність пристрою. При зближенні з пішоходом на швидкості, понад 30 кілометрів на годину і скорочення дистанції до 5 - 15 метрів, в залежності від швидкості руху автомобіля, комп'ютеризований блок управління подає сигнал на спеціальні Піропатрони для розкриття подушки безпеки.
Піропатрони наповнюють подушку безпеки газами, подушка безпеки вилітає з під капота автомобіля через проріз між капотом і лобовим склом і займає собою простір перед лобовим склом автомобіля, так щоб закрити саме скло, стійки лобового скла і задню частину капота автомобіля. У подушці безпеки зроблені оглядові вікна у вигляді прорізів, які необхідні для спостереження за дорожньою ситуацією водієм автомобіля. Оглядові вікна мають прямокутну форму, і зроблені горизонтально на стороні водія.
Через 1-2 секунди після розкриття подушки, комп'ютеризований блок управління подає сигнал на пристрій швидкої відкачки газів з подушки, щоб вона склалася, при цьому подушка безпеки забирається до нижньої частини вітрового скла, це потрібно для відновлення повного огляду дорожньої обстановки, що знижує ризик розвитку аварійної ситуації.
Пристрій швидкої відкачки газів працює за допомогою турбіни, яка встановлена на двигун для нагнітання повітря в циліндри. Відбувається процес відкачування газів з подушки безпеки. Пристрій має корпус, який розділений перегородкою на дві камери. У першій камері знаходиться крильчатка турбіни і пиропатрон для відкачування, в другій камері встановлена крильчатка компресора, яка відбирає гази з подушки безпеки і відводить їх в атмосферу. Обидві крильчатки жорстко з'єднані з валом. Піропатрон відкачування розкручує крильчатку турбіни, а разом з нею через вал і провідну крильчатку компресора, відбувається відкачування газів з подушки безпеки.
Рис.2 - Ілюстрація подушки безпеки пішохода
Останній вид системи захисту пішохода при наїзді на нього транспортного засобу, який буде розглянуто в даній статті, називається «Активний капот». Дану систему, в порівнянні з подушкою безпеки пішохода і системою висувного бампера, який також має подушку безпеки пішохода, можна вже зустріти на серійно-вироблених автомобілях іноземної промисловості.
Дана система активно застосовується на таких марках автомобілів як Lexus, ŠKODA, Mercedes-Benz, Mazda, Volvo і т.д.
Активна система капота автоматично піднімає кришку в разі зіткнення з пішоходом. Контрольований за допомогою датчика на передньому бампері і піротехнічного механізму, капот піднімається на 65 мм за 40 мілісекунд, і незважаючи на удар, залишається в піднятому положенні.
В результаті пішохід при ударі об бампер не вдарив об тверді і тупі деталі, розташовані під капотом. У разі зіткнення капот зіграє роль амортизатора. Ризик травми скорочується, так як голова і плечовий пояс пішохода не вдаряються об двигун.
Дана система є першочерговим для системи безпеки, в якій використовується подушка безпеки пішохода.
Дана система захисту пішоходів при ДТП включає в себе наступні конструктивні елементи: вхідні датчики, блок управління і виконавчі пристрої. В якості вхідних датчиків використовуються датчики прискорення. Кілька таких датчиків встановлюються в передньому бампері. Також може встановлюватися контактний датчик.
Система працює як з власним електронним блоком управління, так і з загальним блоком управління системи пасивної безпеки. Кращим є використання блоку управління системи пасивної безпеки, яке реалізується за допомогою інтегрованого програмного забезпечення. Цим може бути досягнуто підвищення ефективності всієї системи пасивної безпеки.
Виконавчими пристроями даної системи захисту пішоходів виступають підйомники капота, встановлені з двох сторін капота паралельно руху. Підйомники мають піротехнічний або пружинно-піротехнічний привід.
Принцип роботи даної системи захисту пішоходів заснований на відкритті капота при зіткненні автомобіля з пішоходом, цим досягається збільшення простору між капотом і частинами двигуна і відповідно зменшення травмування людини. Можна сказати, що піднятий капот виступає в якості подушки безпеки.
При зіткненні автомобіля з пішоходом датчики прискорення і контактний датчик передають сигнали в електронний блок управління, а блок управління, відповідно до закладеної програми, при необхідності подає сигнал для спрацьовування пиропатронов підйомників капота.
Одним з видів даної системи є система НВО Protecto ®.
Система НВО Protecto ® здатна виконувати всі функції таких систем, пропонуючи високу надійність, гнучкість конструкції і легку пристосовність за привабливою ціною. Protecto ® є повною систему захисту пішоходів, яка дозволяє виробникам європейських автомобілів створювати умови для задоволення нових європейських і азіатських правил, шляхом зменшення травми голови, при наїзді автомобіля на пішохода. Protecto ® включає надійний блок датчиків, який легко інтегрується в бампера і здатний дуже швидко виявити вплив об'єкта в область бампера. Також частина Protecto ® є електронний блок управління, який включає в себе власний алгоритм. розроблений компанією НВО. Цей алгоритм може класифікувати об'єкт на основі виміряних значень і прийняти необхідне рішення. Цей алгоритм здатний розрізняти впливають об'єкти (тобто пішоходів) і визначати в залежності від швидкості, необхідність спрацьовування системи активного капота, що дозволяє уникнути неправильних активацій капота. Електронний блок також може бути інтегрований в уже існуючий блок управління системою пасивної безпеки (наприклад блок управління подушками безпеки).
У разі зіткнення з пішоходом, приводи Protecto піднімають капот (близько 80 мм), щоб створити безпечну відстань між головою пішохода і жорсткими точками під капотом. Це знижує ризик серйозної травми з відносно м'яким капот поглинаючи велику частину енергії удару. Ці приводи були розроблені у співпраці з провідними постачальниками таких систем. Загальна швидкість роботи всієї системи Protecto ® становить 45 мс.
Мал. 3 - Ілюстрація системи активний капот
Крім представлених систем захисту пішохода при наїзді на нього транспортного засобу на автомобілях для захисту пішоходів використовуються наступні конструктивні рішення, які знижують травматизм при зіткненні: "м'який" капот, безкаркасні щітки, м'який бампер, похилий нахил капота і вітрового скла, збільшена відстань між двигуном і капотом.
Висновок: На мій погляд все розглянуті вище системи безпеки пішохода при наїзді на нього транспортного засобу, а саме активний капот, подушка безпеки пішохода і висувається бампер, який також містить подушку безпеки. є актуальними розробками на сьогоднішній день, які здатні в рази скоротити випадки серйозного травмування пішоходів, а також велосипедистів.