Активная безопасность автомобиля – это совокупность его конструктивных и эксплуатационных свойств, направленных на предотвращение и снижение вероятности аварийной ситуации на дороге.
Таблица 1.1 - Системы активной безопасности автомобиля
|
Название системы |
Описание системы |
|
|
Антиблокировочная система тормозов |
Это система, которая предотвращает блокировку колес автомобиля при торможении. Ее основное предназначение в том, чтобы предотвратить потерю управления транспортным средством при резком торможении, а также избежать скольжения автомобиля. Система АБС существенно сокращает тормозной путь и позволяет водителю сохранить сохранять контроль над автомобилем во время экстренного торможения, то есть при наличии данной системы возможным становится совершение резких маневров в процессе торможения. Сейчас АБС может включать в себя также антипробуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости и систему помощи при экстренном торможении. Помимо автомобилей, АБС устанавливается также на мотоциклах, прицепах и колесном шасси самолетов. |
Продолжение таблицы 1.1
|
Антипробуксовочная система (Противобуксовочная система,Система контроля тяги) |
Предназначена для устранения потери сцепления колес с дорогой при помощи контроля над буксованием ведущих колес. АПС значительно упрощает управление автомобилем на влажной дороге или в иных условиях недостаточного сцепления. |
|
|
Электронный контроль устойчивости (Система курсовой устойчивости) |
Это активная система безопасности, которая позволяет предотвратить занос автомобиля посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких). Является вспомогательной системой автомобиля. Данная система стабилизирует движение в опасных ситуациях, когда вероятна или уже произошла потеря управляемости автомобилем. ЭКУ является одной из наиболее эффективных систем безопасности автомобиля. |
|
|
Система распределения тормозных усилий |
Данная система является продолжением системы AБС (Антиблокировочной системы тормозов). Отличается тем, что помогает водителю управлять автомобилем постоянно, а не только в случае экстренного торможения. Так как степень сцепления колес с дорогой разная, а тормозное усилие, передаваемое на колеса, одинаковое, система распределения тормозных усилий помогает автомобилю сохранить устойчивость при торможении, анализируя положение каждого |
Продолжение таблицы 1.1
|
колеса и дозируя тормозное усилие на нем. |
||
|
Электронная блокировка дифференциала |
В первую очередь дифференциал необходим для передачи крутящего момента от коробки передач к колесам ведущего моста. Он работает, когда ведущие колеса прочно сцеплены с дорогой. Но, в ситуациях, когда одно из колес оказывается в воздухе или на льду, то вращается именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твердой поверхности, теряет всякую силу. Блокировка дифференциала необходима для передачи крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). |
Помимо вышеперечисленных систем активной безопасности автомобиля существуют также вспомогательные системы. К ним относят:
Парктроник(Парковочный радар, Акустическая Парковочная Система, Ультразвуковой датчик парковки). Система при помощи ультразвуковых датчиков измеряет дистанцию от автомобилядо ближайших объектов. Если автомобиль парковке находится на «опасном» расстоянии от препятствий, система издает предупреждающий звук или отображает информацию о дистанции на дисплее;
Адаптивный круиз-контроль Круиз-контроль – это устройство, которое поддерживает постоянную скорость автомобиля, автоматически прибавляя ее при снижении скорости движения и уменьшая скорость при ее увеличении;
Система помощи при спуске;
Система помощи при подъеме;
Стояночный тормоз (Ручной тормоз, ручник) - система, которая предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоянии относительно опорной поверхности. Ручной тормоз помогает при затормаживании автомобиля на стоянках и удержании его на уклонах.
По имеющимся статистическим данным, большая часть происходит с участием автомобилей, следовательно, именно соображениям безопасности конструкторы и производители машин уделяют повышенное внимание. Большой объем работы в этом направлении производится на стадии проектирования, где осуществляется моделирование всех видов опасных моментов, способных произойти на дороге.
В современные системы активной и пассивной безопасности автомобиля входят как отдельные вспомогательные приспособления, так и достаточно сложные технологические решения. Применение всего этого комплекса средств призвано помочь водителям автомобилей и всем другим участникам дорожного движения сделать жизнь более безопасной.
Системы активной безопасности
Основная задача установленных систем активной безопасности состоит в создании условий для исключения возникновения любого рода . В настоящий момент за обеспечение активной безопасности отвечают в основном электронные системы автомобиля.
При этом стоит учитывать, что главным звеном, обеспечивающим отсутствие аварийных ситуаций на дороге, по-прежнему является водитель. Все имеющиеся в наличие электронные системы должны лишь помогать ему в этом и облегчать управление транспортным средством, исправляя незначительные ошибки.
Антиблокировочная система (ABS)
Антиблокировочные устройства в настоящий момент устанавливаются на большую часть всех транспортных средств. Такие системы безопасности помогают исключить блокирование колес в момент торможения. Это дает возможность сохранять управляемость транспортным средством во всех сложных ситуациях.
Наибольшая необходимость применения систем ABS возникает обычно при перемещении на скользкой дороге. Если во время гололеда блоку управления транспортным средством поступает информация о том, что скорость вращения какого-либо из колес меньше, чем у остальных, то ABS регулирует давление тормозной системы на него. В результате скорость вращения всех колес выравнивается.
Антипробуксовочная система (ASC)
Такой вид активной безопасности можно считать одной из разновидностей антиблокировочной системы, и предназначен он для обеспечения управляемости транспортным средством во время разгона или подъема на дороге со скользким покрытием. Пробуксовка в данном случае предотвращается благодаря перераспределению между колесами крутящего момента.
Система курсовой устойчивости (ESP)
Активная система безопасности автомобиля такого рода позволяет сохранить устойчивость транспортного средства и предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций. В своей основе ESP использует антипробуксовочную и антиблокировочную системы, стабилизируя движение автомобиля. Кроме того, ESP отвечает за просушку тормозных колодок, чем значительно облегчает ситуацию при движении на мокрой трассе.
Система распределения тормозных усилий (EBD)
Распределять тормозные усилия необходимо для того, чтобы исключить вероятность заноса транспортного средства в процессе торможения. EBD представляет собой разновидность антиблокировочной системы и перераспределяет давление в тормозной системе между передними и задними колесами.
Система блокировки дифференциала
Основная задача дифференциала – передача крутящего момента от КПП на ведущие колеса. Такой комплекс безопасности обеспечивает передачу усилия всем потребителям в том случае, когда одно из ведущих колес имеет плохое сцепление с поверхностью, находится в воздухе или на скользкой дороге.
Системы помощи при спуске или подъеме
Включение таких систем серьезно облегчает управление транспортным средством при движении на спуске или подъеме. Цель электронной системы помощи – поддерживать необходимую скорость, подтормаживая одно из колес при необходимости.
Парковочная система
Датчики парктроника задействуются при маневрировании машины с целью предотвратить ее столкновение с другими объектами. С целью предупреждения водителя подается звуковой сигнал, иногда на табло показывается оставшееся расстояние до препятствия.
Ручной тормоз
Основное предназначение стояночного тормоза – в удержании транспортного средства в статическом положении во время стоянки.
Системы пассивной безопасности автомобиля
Цель, которую должна выполнять любая система пассивной безопасности автомобиля состоит в уменьшении тяжести возможных последствий в том случае, если аварийная ситуация все-таки произошла. Применяемые способы пассивной защиты могут быть такими:
- ремень безопасности;
- подушка безопасности;
- подголовник;
- сделанные из мягкого материала детали передней панели машины;
- передний и задний бамперы, поглощающие энергию при ударе;
- складывающаяся рулевая колонка;
- безопасный узел педалей;
- подвеска двигателя и всех основных агрегатов, уводящая его под низ автомобиля при аварии;
- изготовление стекол по технологии, предотвращающей возникновение острых осколков.
Ремень безопасности
Среди всех систем пассивной безопасности, применяемых в автомобиле, ремни считаются одним из основных элементов.
В случае дорожно-транспортного происшествия ремни безопасности позволяют удержать на своем месте водителя и пассажиров.
Подушка безопасности
Наряду с удерживающими ремнями, подушка безопасности также относится к основным элементам пассивной защиты. При возникновении быстро наполняющиеся газом подушки предохраняют находящихся в машине людей от получения травм со стороны рулевого колеса, стекла или передней панели.
Подголовник
Подголовники позволяют обезопасить шейный отдел человека при некоторых видах аварий.
Заключение
Системы активной и пассивной безопасности автомобиля во многих случаях помогают предотвратить возникновение аварийных ситуаций, но лишь ответственное поведение на дороге может в значительной степени гарантировать отсутствие тяжелых последствий.
Современный автомобиль является источником повышенной опасности. Неуклонный рост мощности и скорости автомобиля, плотности движения автомобильных потоков значительно увеличивают вероятность аварийной ситуации.
Для защиты пассажиров при аварии активно разрабатываются и внедряются технические устройства безопасности. В конце 50-х годов прошлого века появились ремни безопасности, предназначенные для удержания пассажиров на своих местах при столкновении. В начале 80-х годов были применены подушки безопасности.
Совокупность конструктивных элементов, применяемых для защиты пассажиров от травм при аварии, составляет систему пассивной безопасности автомобиля. Система должна обеспечивать защиту не только пассажиров и конкретного автомобиля, но и других участников дорожного движения.
Важнейшими компонентами системы пассивной безопасности автомобиля являются:
Современной разработкой является система защиты пешеходов . Особое место в пассивной безопасности автомобиля занимает система экстренного вызова .
Современная система пассивной безопасности автомобиля имеет электронное управление, обеспечивающее эффективное взаимодействие большинства компонентов. Конструктивно система управления включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства.
Входные датчики фиксируют параметры, при которых возникает аварийная ситуация, и преобразуют их в электрические сигналы. К ним относятся датчики удара, выключатели замка ремня безопасности, датчик занятости сидения переднего пассажира, а также датчик положения сидения водителя и переднего пассажира.
На каждую из сторон автомобиля устанавливается, как правило, по два датчика удара. Они обеспечивают работу соответствующих подушек безопасности. В задней части датчики удара применяются при оборудовании автомобиля активными подголовниками с электрическим приводом.
Выключатель замка ремня безопасности фиксирует использование ремня безопасности. Датчик занятости сидения переднего пассажира позволяет в случае аварийной ситуации и отсутствии на переднем сидении пассажира сохранить соответствующую подушку безопасности.
В зависимости от положения сидения водителя и переднего пассажира, которое фиксируется соответствующими датчиками, изменяется порядок и интенсивность применения компонентов системы.
На основании сравнения сигналов датчиков с контрольными параметрами блок управления распознает наступление аварийной ситуации и активизирует необходимые исполнительные устройства элементов системы.
Исполнительным устройствами элементов системы пассивной безопасности являются пиропатроны подушек безопасности, натяжителей ремней безопасности, аварийного размыкателя аккумуляторной батареи, механизма привода активных подголовников (при использовании подголовников с электрическим приводом), а также контрольная лампа, сигнализирующая о непристегнутых ремнях безопасности.
Активизация исполнительных устройств производится в определенном сочетании в соответствии с заложенным программным обеспечением.
При фронтальном ударе в зависимости от его силы могут сработать натяжители ремней безопасности или фронтальные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности.
При фронтально-диагональном ударе в зависимости от его силы и угла столкновения могут сработать:
- натяжители ремней безопасности;
- фронтальные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;
- соответствующие (правые или левые) боковые подушки безопасности и натяжители ремней безопасности:
- соответствующие боковые подушки безопасности, головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;
- фронтальные подушки безопасности, соответствующие боковые подушки безопасности, головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности.
При боковом ударе в зависимости от силы удара могут сработать:
- соответствующие боковые подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;
- соответствующие головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности;
- соответствующие боковые подушки безопасности, головные подушки безопасности и натяжители ремней безопасности.
При ударе сзади в зависимости от силы удара могут сработать натяжители ремней безопасности, размыкатель аккумуляторной батареи и активные подголовники.
Доброго дня всем добрым людям. Сегодня в статье мы подробно осветим современные системы безопасности автомобиля. Вопрос актуальный для всех без исключения водителей и пассажиров.
Высокие скорости, маневрирование, обгоны помноженные на невнимательность и лихачество представляют серьёзную угрозу для других участников движения. Согласно данным Pulitzer Center за 2015 год аварии с участием автомобилей унесли жизни 1 миллиона 240 тысяч человек.
За сухими цифрами стоят человеческие судьбы и трагедии множества семей, которые не дождались домой отцов, матерей, братьев, сестёр, жён и мужей.
Например, в Российской Федерации приходиться на 100 тысяч населения 18,9 смертельных случаев. На долю автомобилей выпадает 57,3% смертельных аварий.
На дорогах Украины зарегистрировано 13,5 смертельных случаев на 100 тысяч населения. На долю автомобилей приходится 40,3% от общего количества смертельных ДТП.
В Беларуси зарегистрировано 13,7 смертельных случаев на 100 тысяч населения и 49,2% приходиться на автомобили.
Специалисты в сфере дорожной безопасности делают неутешительные прогнозы свидетельствующие, что количество погибших на дорогах мира возрастёт до 3,6 миллионов человек к 2030 году. Фактически через 14 лет будет погибать в 3 раза больше людей, чем в настоящее время.
Современные системы безопасности автомобиля созданы и нацелены на сохранения жизни и здоровья водителю и пассажирам транспортного средства даже при серьёзном дорожно-транспортном происшествии.
В статье мы подробно осветим современные системы активной и пассивной безопасности автомобилей. Постараемся дать ответы на интересующие читателей вопросы.
Главная задача систем пассивной безопасности автомобиля заключается в уменьшении тяжести последствий аварии (столкновение или опрокидывание) для здоровья человека если ДТП произошло.
Работа пассивных систем начинается в момент наступления ДТП и продолжается до полной неподвижности транспортного средства. Водитель уже не может повлиять на скорость, характер движения или выполнить манёвр во избежание аварии.
1.Ремень безопасности
Один из главных элементов современной системы безопасности машины. Считается простым и эффективным. В момент ДТП прочно удерживают и фиксируют в неподвижном состоянии тело водителя и пассажиров.
Для современных автомобилей обязательно наличие ремней безопасности. Выполнены из прочного на разрыв материала. Многие машины оснащены системой раздражающего звукового сигнала, напоминающего о необходимости использования ремней безопасности.
2.Подушка безопасности
Один из основных элементов пассивной системы безопасности. Представляет собой прочный матерчатый мешок, похожий по форме подушку, который в момент столкновения автомобиля наполняется газом.
Предотвращают повреждение головы и лица человека о твёрдые части салона. В современных автомобилях может находиться от 4 до 8 подушек безопасности.
3.Подголовник
Установлен в верхней части автомобильного сиденья. Его можно регулировать по высоте и углу наклона. Служит для фиксации шейного отдела позвоночника. Защищает его от повреждения при отдельных видах ДТП.
4.Бампер
Задний и передний бамперы выполнены из прочного пластика, обладающего пружинящим эффектом. Доказали свою эффективность при мелких дорожно-транспортных происшествиях.
Принимают на себя удар и предотвращают повреждения металлических элементов кузова. При ДТП на высокой скорости в некоторой степени поглощают энергию удара.
5.Стёкла триплекс
Автомобильные стёкла специальной конструкции защищающие открытые участки кожи и глаз человека от повреждения в результате их механического разрушения.
Нарушение целостности стекла не приводит к появлению острых и режущих осколков, способных нанести серьёзные повреждения.
На поверхности стекла появляется множество мелких трещин, представленных огромным количеством мелких осколков не способных причинить вреда.
6.Салазки для мотора
Мотор современной машины монтируется на специальной рычажной подвеске. В момент столкновения и особенно лобового, двигатель не уходит в ноги водителя, а по направляющим салазкам смещается вниз под днище.
7.Детские автокресла
Защищают ребёнка в случае столкновения или опрокидывания автомобиля от получения серьёзных увечий или повреждений. Надёжно фиксируют его в кресле, которое в свою очередь удерживают ремни безопасности.
Современные системы активной безопасности автомобиля
Активные системы безопасности автомобиля нацелены на предотвращение аварийных ситуаций и недопущения ДТП. Электронный блок управления автомобилем отвечает за контроль систем активной безопасности в режиме реального времени.
Нужно помнить, что не стоит всецело полагаться на активные системы безопасности, ведь они не могут заменить собой водителя. Внимательность и собранность за рулём являются гарантией безопасного вождения.
1.Антиблокировочная система или ABS
Колёса автомобиля при резком торможении и высокой скорости движения могут заблокироваться. Управляемость стремиться к нулю и резко возрастает вероятность аварии.
Антиблокировочная система принудительно разблокирует колёса и возвращает управляемость машиной. Характерным признаком работы ABS является биение педали тормоза. Для повышения эффективности работы антиблокировочной системы при торможении следует с максимальным усилием выжимать педаль тормоза.
2.Антипробуксовочная система или ASC
Система позволяет избежать пробуксовки и облегчает подъём в гору на скользком дорожном покрытии.
3.Система курсовой устойчивости или ESP
Система нацелена на обеспечение устойчивости автомобиля при движении по дороге. Эффективна и надёжна в работе.
4.Система распределения тормозных усилий или EBD
Позволяет предотвратить занос машины при торможении за счёт равномерного распределения тормозного усилия между передними и задними колёсами.
5.Блокировка дифференциала
Дифференциал передаёт крутящийся момент от коробки передач на ведущие колёса. Блокировка позволяет обеспечить равномерную передачу усилия, даже если одно из ведущих колёс обладает недостаточным сцеплением с дорожным покрытием.
6.Система помощи при подъёме и спуске
Обеспечивает поддержание оптимальной скорости движения при спуске или подъёме на гору. При необходимости подтормаживает одним или несколькими колёсами.
7.Парктроник
Система, упрощающая парковку автомобиля и снижающая риск столкновения с другими транспортными средствами при маневрировании на стоянке. На специальном электронном табло указывается расстояние до препятствия.
8.Превентивная система экстренного торможения
Способна работать при скорости свыше 30 км/час. Электронная система в автоматическом режиме отслеживает расстояние между автомобилями. При резкой остановке едущего впереди транспорта и отсутствии реакции со стороны водителя, система в автоматическом режиме замедляет машину.
Современные производители автомобилей уделяют много внимания системам активной и пассивной безопасности. Постоянно работают над их совершенствованием и надёжностью.
В арсенале активной безопасности автомобиля существует много противоаварийных систем. Среди них есть старые системы и новомодные изобретения.
Антиблокировочная система тормозов (ABS), traction control, electronic stability control (ESC), система ночного видения и автоматический круиз-контроль – эти модные технологии, которые помогают водителю на дороге сегодня.
Однако, некоторые аварии происходят, не смотря на уровень водительского мастерства участников. Крупные ДТП со смертельными исходами, происходящие время от времени по всему миру, подтверждают то, что безопасность не может оставаться на откуп везению, а должна серьёзно приниматься во внимание.
Шины – самый важный элемент безопасности современного автомобиля. Подумайте: они единственное, что связывает машину с дорогой. Хороший комплект шин дает большое преимущество в том, как машина реагирует на экстренные маневры. Качество шин также заметно сказывается на управляемости машин. Спортивные шины имеют лучшее сцепление с дорогой, однако их более мягкая структура быстро разрушается и они служат гораздо меньше.
Антиблокировочная система тормозов (ABS) – это часто недооцениваемый и недопонимаемый элемент активной безопасности автомобиля. ABS помогает остановиться быстрее и не потерять управление автомобилем, особенно на скользких поверхностях.
В случае экстренной остановки ABS работает по-другому нежели обычные тормоза. С обычными тормозами внезапная остановка часто приводит к блокировке колес, что вызывает занос. Антиблокировочная система тормозов определяет, когда колесо заблокировано и отпускает его, управляя тормозами в 10 раз быстрее, чем это может сделать водитель.
При срабатывании ABS раздается характерный звук и ощущается вибрация на педали тормоза. Для эффективного использования ABS следует изменить технику торможения. Не нужно отпускать и снова нажимать педаль тормоза, поскольку это отключает систему ABS. В случае экстренного торможения следует один раз нажать на педаль и аккуратно удерживать её до остановки автомобиля.
Подводя итог, можно сказать, что антиблокировочная система тормозов устраняет необходимость нажатия и отпускания педали тормоза в случае экстренной остановки или торможения на мокрых или скользких поверхностях.
Traction Control - это ценная опция, которая улучшает торможение и устойчивость при поворотах на скользкой дороге, используя комбинацию электроники, контроль трансмиссии и ABS.
Некоторые системы автоматически уменьшают обороты двигателя и включают тормоза на определенных колесах при нажатии на газ и торможении. BMW, Cadillac, and Mercedes-Benz и многие другие производители предлагают новую систему стабилизационного контроля на моделях высокого и среднего ценового уровня. Такая система помогает стабилизировать автомобиль, когда он начинает выходить из под контроля. Такие системы всё чаще появляются и на менее дорогих марках и моделях авто.
ABS или ABS с TRACS (Система контроля пробуксовки колес), STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес) или DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) - это ещё не всё, что предлагается на рынке. Мы опишем все системы и оценим и полезность для активной безопасности автомобиля.
АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Что же такое АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ?
Говоря научным языком - это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно-транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля.
А если говорить проще, то это те системы автомобиля, которые помогают в предотвращении аварии.
Ниже - подробнее о параметрах и системах автомобиля, влияющие на его активную безопасность.
1. БЕЗОТКАЗНОСТЬ
Безотказность узлов, агрегатов и систем автомобиля является определяющим фактором активной беззопасности. Особенно высокие требования предъявляются к надежности элементов, связанных с осуществлением маневра - тормозной системе, рулевому управлению, подвеске, двигателю, трансмиссии и так далее. Повышение безотказности достигается совершенствованием конструкции, применением новых технологий и материалов.
2. КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ
Компоновка автомобилей бывает трех видов:
а) Переднемоторная - компоновка автомобиля, при которой двигатель расположен перед пассажирским салоном. Является самым распространенной и имеет два варианта: заднеприводную (класическую) и переднеприводную. Последний вид компановки - переднемоторная переднеприводная - получил в настоящее время широкое распространение благодаря ряду преимуществ перед приводом на задние колеса:
Лучшая устойчивость и управляемость при движении на большой скорости, особенно по мокрой и скользкой дороге;
Обеспечение неоходимой весовой нагрузки на ведущие колеса;
Меньшему уровню шума, чему способствует отсутствие карданного вала.
В тоже время переднеприводные автомобили обладают и рядом недостатков:
При полной нагрузке уходшается разгон на подъеме и мокрой дороге;
В момент торможения слишком неравномерное распределение веса между осями (на колеса передней оси приходится 70%-75% веса автомобиля) и соответственно тормозных сил (см. Тормозные свойства);
Шины передних ведущих управляемых колес нагружены больше соответственно больше подвержены износу;
Привод на предние колеса требует применение сложных узков - шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов)
Объединение силового агрегата (двигатель и КПП) с главной передачей усложняет доступ к отдельным элементам.
б) Компоновка с центральным расположением двигателя - двигатель находится между передней и задней осями, для легковых автомобилей является достаточно редкой. Она позволяет получить наиболее вместительный салон при заданных габаритах и хорошее распределение по осям.
в) Заднемоторная - двигатель расположен за пассажирским салоном. Такая компоновка была распространена на малолитражных автомобилях. При передаче крутящего момента на задние колеса она позволяла получить недорогой силовой агрегат и распределение такой нагрузки по осям, при которой на задние колеса приходилось около 60% веса. Это положительно сказывалось на проходимости автомобиля, но отрицательно на его устойчивости и управляемости, особенно на больших скоростях. Автомобили с этой компоновкой, в настоящее время, практически не выпускаются.
3. ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА
Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным торможением, поэтому необходимо, чтобы тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в любых дорожных ситуациях.
Для выполненния этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления с дорогой, зависящей от весовой нагрузки на колесо и состояния дорожного покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительном увеличении тормозного пути. Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой нагрузки на колесо. Реализуется это с помощью применения более эффективных дисковых тормозов.
На современных автомобилях используется антиблокировочная система (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.
Зимой и летом состояние дорожного покрытия разное, поэтому для наилучшей реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие сезону.
Подробнее о тормозных системах >>
4. ТЯГОВЫЕ СВОЙСТВА
Тяговые свойства (тяговая динамика) автомобиля определяют его способность интенсивно увеличевать скорость движения. От этих свойств во многом зависит увереность водитель при обгоне, проезде пререкрестов. Особенно важное значение тяговая динамика имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, маневрировать не позволяют сложные условия, а избежать ДТП можно, только опередив события.
Так же как и в случае с тормозными силами, сила тяги на колесе не должна быть больше силы сцепления с дорогой, в противном случае оно начнет пробуксовывать. Предотвращает это противобуксовочная система (ПБС). При разгоне автомобиля она притормаживает колесо, скорость вращения которого больше, чем у остальных, а при необходимости уменьшает мощность, развиваемую двигателем.
5. УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Устойчивость - способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывоющих его занос и опрокидывание в различных дорожных условиях при высоких скоростях.
Различают следующие виды устойчивости:
Поперечная при прямолинейном движении (курсовая устойчивость).
Ее нарушение проявляется в рыскании (изменении направления движения) автомобиля по дороге и может быть вызвано действием боковой силы ветра, разными величинами тяговых или тормозных сил на колесах левого или правого борта, их буксованием или скольжением. большим люфтом в рулевом управлении, неправильными углами установки колес и т.д.;
Поперечная при криволинейном движении.
Ее нарушение приводит к заносу или опрокидовании под действием центробежной силы. Особенно ухудшает устойчивость повышение положения центра масс автомобиля (например, большая масса груза на съемном багажнике на крыше);
Продольная.
Ее нарушение проявляется в буксовании ведущих колес при преодолении затяжных обледенелых или заснеженных подъемов и сползании автомобиля назад. Особенно это характерно для автопоездов.
6. УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Управляемость - способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем.
Одной из характеристик управляемости является поворачиваемость - свойство автомобиля изменять направление движения при неподвижном рулевом колесе. В зависимости от изменения радиуса поворота под воздействием боковых сил (центробежной силы на повороте, силы ветра и т.д.) поворачиваемость может быть:
Недостаточной - автомобиль увеличивает радиус поворота;
Нейтральной - радиус поворота не изменяется;
Избыточной - радиус поворота уменьшается.
Различают шинную и креновую поворачиваемость.
Шинная поворачиваемость
Шинная поворачиваемость связана со свойством шин двигаться под углом к заданному направлению при боковом уводе (смещение пятна контакта с дорогой относительно плоскости вращения колеса). При установке шин другой модели поворачиваемость может измениться и автомобиль на поворотах при движении с большой скоростью поведет себя иначе. Кроме того, величина бокового увода зависит от давления в шинах, которое должно соответствовать указанному в инструкции по эксплуатации автомобиля.
Креновая поворачиваемость
Креновая поворачиваемость связана с тем, что при наклоне кузова (крене) колеса изменяют свое положение относительно дороги и автомобиля (в зависимости от типа подвески). Например, если подвеска двухрычажная, колеса наклоняются в стороны крена, увеличивая увод.
7. ИНФОРМАТИВНОСТЬ
Информативность - свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средст, находящихся на дороге, о состояния дорожного покрытия и т.д. часто становится причиной аварии. Информативность автомобиля подразделяют на внутреннюю, внешнюю и дополнительную.
Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспренимать информацию, необходимую для управления автомобилем.
Она зависит от следующих факторов:
Обзорность должна позволять водителю своевременно и без помех получать всю необходимую информацию о дорожной обстановке. Неисправные или неэффективно работающие омыватели, система обдува и обогрева стекол, стеклоочистители, отсутствие штатных зеркал заднего вида резко ухудшают обзорность при определенных дорожных условиях.
Раположение панели приборов, кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т.д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроляпоказаний, воздействий на переключатели и т.д.
Внешняя информативность - обеспечение других участников движения информацией от автомобиля, которая необходима для правильного взаимодействия с ними. В нее входят система внешней световой сигнализации, звуковой сигнал, размеры, форма и окраска кузова. Информативность легковых автомобилей зависит от контрастности их цвета относительно дорожного покрытия. По статистике автомобили, окрашенные в черный, зеленый, серый и синий цвета, в два раза чаще попадают в аварии из-за трудности их различения в условиях недостаточной видимости и ночью. Неисправные указатели поворотов, стоп-сигналы, габаритные огни не позволят другим участникам дорожного движения вовремя распознать намерения водителя и принять правильное решение.
Дополнительная информативность - свойство автомобиля, позволяющие эксплуатировать его в условиях ограниченной видимости: ночью, в тумане и т.д. Она зависит от характеристик приборов системы освещения и других устройств (например, противотуманных фар), улучшающих восприятие водителем информации о дорожно-транспортной ситуации.
8. КОМФОРТАБЕЛЬНОСТЬ
Комфортабельность автомобиля определяет время, в течение которого водитель способен управлять автомобилем без утомления. Увеличению комфорта способствует использование АККП, регуляторов скорости (круиз-контроль) и т.д. В настоящее время выпускаются автомобили, оборудованные адаптивным круиз-контролем. Он не только автоматически поддерживает скорость на заданном уровне, но и при необходимости снижает ее вплоть до полной остановки автомобиля.
Активная безопасность автомобиля
Активная безопасность автомобиля зависит не только от маневренности и умений водителя, но и от многих других факторов. Для начала следует разобраться, чем активная безопасность отличается от пассивной. Пассивная безопасность автомобиля отвечает за то, чтобы пассажиры и водитель не пострадали после аварии, а активная безопасность помогает избежать столкновения.
Для этого разработано множество систем, каждая из которых имеет свое значение в сохранении автомобиля в безопасности. В первую очередь речь идет не о каких-то специализированных средствах, а о рабочем состоянии всех систем автомобиля в целом. Автомобиль должен быть надежен, и это заключается в том, что его механизмы не могут неожиданно отказать. Внезапная поломка, не связанная со столкновением или иным внешним повреждением, становится причиной аварий гораздо чаще, чем можно было бы подумать.
Особую роль в данном случае играют тормоза. Возможность резко остановить автомобиль спасла жизнь и здоровье многим. Разумеется, зимой или во время дождя тормоза могут быть бессильны, если подведет сцепление с поверхностью дороги, в таком случае колесо перестанет вращаться и от этого заскользит. Для того, чтобы этого не произошло важно менять шины по сезону, особенно значимо это в период гололеда.
Для активной безопасности автомобиля не последним вопросом является собственно сборка автомобиля. Имеется ввиду то, где находится двигатель автомобиля: перед пассажирским салоном (переднемоторная), между осями автомобиля (центральномоторная, встречается нечасто) и, наконец, двигатель расположен за пассажирским салоном (заднемоторная). Последний способ сборки самый ненадежный, поэтому в последнее время почти не встречается.
Самый надежный вид сборки, при котором двигатель расположен перед салоном, а при этом автомобиль переднеприводной. Это увеличивает устойчивость автомобиля, а, значит, и его безопасность на дороге. Разумеется, у него есть свои минусы, в том числе и более серьезная нагрузка на шины, которые приходиться чаще менять, но это всё же часто имеет второстепенное значение.
Способность быстро изменять скорость, ускоряясь и сбавляя обороты, тоже стоит не на последнем месте. Особенно тяговая динамика важна в условиях обгона и проезде опасных перекрестков. Вместе с управляемостью автомобиля (благодаря чему автомобиль едет в том направлении, которое необходимо) тяговая динамика создает маневренность автомобиля.
И, наконец, чтобы избежать аварии, водитель должен иметь хороший обзор и иметь возможность предугадать и избежать ДТП. А это зависит от исправности панели приборов, а также зеркал, фар и пр. В системе безопасности нет ничего маловажного, помните об этом.
Активная безопасность автомобиля
Активная безопасность автомобиля, в отличие от пассивной, направлена в первую очередь на предупреждение аварии. Чтобы уберечь автомобиль от столкновения на трассе, эти системы воздействуют на подвеску, рулевое управление, тормоза. Использование анти-блокировочной системы (ABS) стало настоящим прорывом в этой области.
Антиблокировочная система в настоящее время применяется на многих автомобилях как иностранного, так и отечественного производства. Роль ABS в активной безопасности автомобиля трудно переоценить, так как именно эта система предотвращает блокировку колес авто в момент торможения, что дает водителю возможность в сложной ситуации на дороге не потерять управление автомобилем.
В начале 90-х годов компанией BOSCH был сделан очередной шаг на пути к автомобильной безопасности. Она разработала и внедрила электронную систему стабилизации движения (ESP). Первым автомобилем, который был оснащен этим устройством, стал Mercedes S 600.
В наше время данная система стала обязательной частью комплектации автомобилей, которые проходят краш-тесты серии EuroNCAP, и такое решение было принято не зря. ESP - это именно то, что предотвращает занос автомобиля и удерживает его на безопасной траектории движения, а так же дополняет своей работой антиблокировочную систему ABS, контролирует работу трансмиссии и двигателя, следит за ускорением автомобиля и вращением рулевого колеса.
Немаловажной частью активной безопасности машины являются автомобильные шины, которые обязаны показывать не только высокие показатели комфорта и проходимости, но и надежное сцепление с дорогой как на мокрой дороге, так и в гололед. Большим шагом в развитии шинной продукции считается производство в 70-х годах прошлого века первых зимних шин.
Они отличались от обычных тем, что материалы, использованные при производстве такой резины, были адаптированы к воздействию низких температур, а рисунок покрышки обеспечивал оптимально надежное сцепление с заснеженной и обледенелой дорогой.
Необходимость постоянного развития систем автомобильной безопасности привело к тому, что над созданием новых технологий в данной области сотрудничают большинство мировых автопроизводителей. Качество безопасности на дорогах призвано в разы, повысить такой разрабатывающийся сейчас функционал, который сможет объединить автомобили различных марок в единую информационную сеть.
Используя технологии GPS, автомобили смогут обмениваться информацией о ситуации на дороге, сообщать друг другу свою скорость и траекторию передвижения, тем самым предотвращая столкновения и аварийные ситуации. Так же независимые эксперты отмечают, что за последние годы появились по-настоящему прогрессивные системы безопасности.
Так, к примеру, компания Toyota Motors разработала систему, которая находится в салоне автомобиля и контролирует состояние водителя. Если система с помощью датчиков обнаруживает, что водитель отвлекся, стал рассеянным и даже начал засыпать за рулем, то срабатывает предупреждение, которое фактически будит водителя.
Если мы заглянем в будущее автомобильной безопасности, то сделаем интересный вывод: автомобиль станет дружественным по отношению к пассажирам и пешеходам. К такому мнению приводят современные японские концепткары. Компания Honda уже представила свое футуристическое авто Puyo.
Его кузов выполнен из мягких материалов, произведенных на основе силикона. Таким образом, если даже и произойдет наезд на пешехода, то ущерб будет как от столкновения с другим человеком на тротуаре, останется только извиниться и разойтись. Надеемся, что безопасность в скором будущем повысится не только на иномарках, но и на наших с вами, отечественных разработках – « Калинах» и «Приорах».
Активная безопасность автомобиля
Сущность активной безопасности автомобиля заключается в отсутствии внезапных отказов в конструктивных системах автомобиля, особенно связанных с возможностью маневра, а также в возможности водителя уверенно и с комфортом управлять механической системой автомобиль-дорога.
1. Основные требования к системам
К активной безопасности автомобиля относятся также соответствие тяговой и тормозной динамики автомобиля дорожным условиям и транспортным ситуациям, а также психофизиологическим особенностям водителей:
а) от тормозной динамики автомобиля зависит величина остановочного пути, который должен быть наименьшим. Кроме того, тормозная система должна позволять водителю очень гибко выбирать необходимую интенсивность торможения;
б) от тяговой динамики автомобиля во многом зависит уверенность водителя при обгоне, проезде перекрестков и пересечении автомобильных дорог. Особое значение тяговая динамика автомобиля имеет для выхода из аварийных ситуаций, когда тормозить уже поздно, а маневр в плане нельзя делать из-за стесненных условий. В этом случае необходимо разряжать обстановку только опережением событий. 2. Устойчивость и управляемость автомобиля:
а) устойчивость - это способность противостоять заносу и опрокидыванию в различных дорожных условиях и при высоких скоростях движения;
б) управляемость - это эксплуатационное свойство автомобиля, позволяющее водителю управлять автомобилем при наименьших затратах психической и физической энергии, при совершении маневров в плане для сохранения или задания направления движения;
в) маневренность или качество автомобиля, характеризующееся величиной наименьшего радиуса поворота и габаритами автомобиля;
г) стабилизация - способность элементов системы автомобиль-водитель-дорога противостоять неустойчивому движению автомобиля или способность указанной системы самой или с помощью водителя сохранить оптимальные положения естественных осей автомобиля при движении;
д) тормозная система, для обеспечения надежности работы которой принимаются раздельные приводы на передние и задние колеса, автоматическое регулирование зазоров в системе для обеспечения стабильного времени срабатывания, блокирующие устройства для предотвращения заноса при торможении и т.д.;
е) рулевое управление должно обеспечивать постоянную надежную связь с рулевым колесом и зоной контакта шины с дорогой при незначительном мышечном усилии водителя.
Рулевое управление должно быть надежным в работе, с точки зрения внезапного отказа, а также иметь значительные резервы работоспособности на истирание (износ) основных деталей узлов механизма рулевого управления;
ж) внезапный отказ автомобиля от сохранения задаваемого водителем направления движения может быть также вызван неправильной установкой управляющих колес автомобиля, что часто вызывает сложности в управлении в критических ситуациях;
з) надежные шины значительно повышают безопасность движения автомобилей и позволяют двигаться автомобилю с надлежащим силовым замыканием в зоне контакта с дорогой;
и) надежность систем сигнализации и освещения. Отказ одной из систем и незнание об этом водителя маневрирующего автомобиля может привести к непониманию развития транспортной ситуации другими водителями, что снижает активную безопасность комплекса в целом.
3. Оптимальные условия для визуального наблюдения за дорожными условиями и ситуациями:
а) обзорность;
б) видимость;
в) видимость поверхности дороги и других предметов в свете фар;
г) обмыв и обогрев стекол (лобового, заднего и боковых).
4. Комфортабельность условий для водителя:
а) шумоизоляция;
б) микроклимат;
в) удобство сидений и пользования другими органами управления;
г) отсутствие вредных вибраций.
5. Понятие и стандартизованное расположение и действие органов управления во всех типах транспортных средств:
а) место расположения;
б) усилия на органах управления, равные на всех типах автомобилей и т. п.;
в) окраска;
г) одинаковые методы блокировки и разблокировки. Главная
Человек и автомобиль
Восприятие водителя
Внимание
Мышление и память
Эмоции и воля человека за рулем
Навыки вождения
Мастерство вождения автомобиля
Профессиональный отбор водителей
Скорость
Темп работы водителя
Педали управления
Управление автомобилем в темное время суток
Выбор тактики движения в ночное время
Скользкая дорога
Автобусные остановки
Утомление водителей
Рабочее место водителя
Микроклимат салона
Гигиена одежды и обуви
Вредные примеси
Предупреждение отравления этилированным бензином
Шум и вибрация
Режим питания водителя
Спорт и профессия водителя
Алкоголь и дорожный травматизм
Болезненные состояния водителей
Медицинский контроль
Учение о безопасности
Активная безопасность автомобиля
Пассивная безопасность автомобиля
Безопасность на дороге
Автомобильный травматизм
Как спасти жизнь пострадавшего в ДТП
Первая помощь
Контакты
Карта сайта
ость автомобилей Volvo при вождении – результат многолетних специальных разработок в области дорожной безопасности и комплексного подхода к ее обеспечению.
Безопасная езда – это значит, что даже в самых неожиданных ситуациях вы полностью полагаетесь на свою машину. Автомобиль обязан подчиняться малейшей команде водителя и делать это быстро, эффективно и надежно.
Автомобиль Volvo обязан быть стабильно управляемым, отвечать быстро и предсказуемо на действия водителя и быть простым в управлении. Чтобы добиться этого, инженеры Volvo организовали «интеллектуальное» взаимодействие всех динамических систем кузова и шасси автомобиля, и тому же служат жесткий, устойчивый к силам скручивания кузов и эргономичное водительское место.
В основе безопасного управления – устойчивое поведение автомобиля вне зависимости от дорожной ситуации или состояния дорожного покрытия. Любой автомобиль Volvo сконструирован таким образом, чтобы сохранять траекторию движения даже при самых неблагоприятных условиях, таких как:
Резкий разгон, как на прямом участке, так и при прохождении поворота
Резкие повороты или маневры в целях избежания столкновения
Внезапные боковые порывы ветра на мостах, в туннелях или при разъезде с тяжелыми грузовиками
В достижении устойчивости поведения на дороге в конструкции автомобиля играют роль многие элементы. Так кузов имеет решетчатую конструкцию, состоящую из продольных и поперечных металлических секций. Компоненты внешних панелей запрессованы в более крупные секции, чтобы избежать лишних швов. Стекла всех глухих окон приклеены к кузову сверхпрочным полиуретановым клеем.
На моделях линии V - V70 и Cross Country – рама, обрамляющая проем задней двери, дополнительно усилена в целях придания жесткости удлиненной секции крыши. Устойчивость этих моделей к скручиванию на 50% выше, чем у их предшественниц.
Устойчивость к скручиванию Volvo S80 на 60% выше, чем у более ранней модели S70, и не менее чем на 90% выше по сравнению с Volvo S60.
Конструкция кузова исключает нежелательные движения и придает кузову исключительную устойчивость к силам скручивания. Это в свою очередь способствует обеспечению стабильного, легко контролируемого поведения автомобиля на дороге. Сопротивление кузова силам скручивания приобретает особое значение при резких движениях в сторону или при сильных боковых ветрах.
Немалую роль в устойчивости автомобиля играет роль грамотно спроектированная подвеска. Передняя подвеска имеет в конструкции пружинные стойки типа Mc Pherson, в которых каждое из передних колёс поддерживается пружиной с поперечно расположенным нижним звеном. Наклон пружинной стойки (и расположение нижнего крепления относительно осевой линии колеса) обеспечивает отрицательное плечо обкатки, способствуя высокой курсовой устойчивости, например, при разгоне или на неровной поверхности. Геометрия подвески тщательно сбалансирована, чтобы исключить воздействие нежелательных сил при изменении направления движения и сохранить ощущение управляемости автомобиля при разгоне.
Подробное описание:
При изменении направления движения колесо поворачивается относительно средней оси пружинной стойки.
Расстояние между осевыми линиями колеса и пружинной стойки образует рычаг
Этот рычаг должен быть как можно короче, чтобы избежать нежелательных явлений при изменении направления движения.
Геометрия подвески, кроме того, способствует быстрому и точному ответу автомобиля на действия рулем. Угол установки и длина пружинной стойки также обеспечивают умеренность изменений угла установки колеса относительно дорожного покрытия при изменении положения подвески. Это способствует надежному сцеплению шин с дорогой.
Задняя подвеска имеет контроль установки колес.
Предыдущие модели Volvo, такие как 240 и 740, оснащались задним приводом – ведущим был задний мост. Основные преимущества такой конструкции заключались в обеспечении постоянной ширины колеи и угла установки колес относительно дорожного полотна даже при значительном ходе подвески. Таким образом, обеспечивалось максимальное сцепление колес с дорогой. Недостатком заднего привода и тяжелого дифференциала был их значительный вес, ограничивавший комфортность автомобиля в движении, а также делавший его склонным «скакать» на неровностях дороги (явление, известное как большая неподрессоренная масса).
Современные автомобили volvo (за исключением Volvo C70) оснащаются независимой задней подвеской с системой тяг (задний мост Multilink). Наличие промежуточных тяг обеспечивает минимально возможное изменение угла установки колес при движениях подвески. Кроме того, подвеска получается относительно легкой (низкая неподрессоренная масса), благодаря чему система обеспечивает как высокий уровень комфорта, так и надежное сцепление колес с дорогой. Тяги, контролирующие продольное направление колеса, обеспечивают определённый эффект подруливания. При прохождении поворотов задние колеса немного поворачиваются в том же направлении, что и передние колеса, обеспечивая устойчивость автомобиля и мгновенный ответ на действия рулем, а также его стабильное и предсказуемое поведение. Система противодействует сносу задней оси. Кроме того, эта система также способствует повышению курсовой устойчивости при торможении. Volvo C70 оснащается полунезависимой задней подвеской, известной как Deltalink. Такая конструкция также ограничивает изменение угла установки колес при движениях подвески и обеспечивает небольшое подруливание при прохождении поворотов.
автомобили volvo могут оснащаться автоматически самовыравнивающейся подвеской. В такой системе применяются амортизаторы, жесткость которых автоматически регулируется в зависимости от веса автомобиля. Когда вы буксируете прицеп или ведете тяжело нагруженный автомобиль, эта система поддерживает кузов в положении, параллельном дорожному полотну. Таким образом, удается сохранить неизменными параметры управляемости и снизить риск ослепления водителей встречных машин.
Для повышения надежности все модели Volvo оснащаются реечным рулевым механизмом – в нем сведено к минимуму количество движущихся деталей, и выгодно отличается от других небольшим весом. Система обеспечивает быстрый ответ автомобиля на действия рулем, высокую точность и позволяет хорошо чувствовать дорогу, повышая, таким образом, безопасность вождения.
Все шины для автомобилей Volvo производятся по оригинальным спецификациям Volvo. Профиль шины и рисунок протектора определяют качество сцепления колеса с дорожным полотном. Широкие низкопрофильные шины с узким и мелким протектором обеспечивают прекрасное сцепление с сухим покрытием. Более высокий и узкий профиль с широким и глубоким протектором больше подходит для мокрых, покрытых слякотью и снегом дорог. Низкие боковины низкопрофильной шины должны быть исключительно прочными во избежание риска их повреждения пиковым давлением, создаваемым движениями подвески. Кроме того, такая конструкция шин обеспечивает устойчивость на поворотах. Недостатком низкой и жесткой боковины шины является ее ограниченная гибкость, делающая езду менее комфортной. Легкосплавные колеса снижают неподрессоренную массу автомобиля относительно более тяжелых стальных колес. Легкие колеса быстрее реагируют на неровности дорожного полотна, улучшая сцепление с неровным дорожным покрытием. Различные модели Volvo оснащаются шинами и колесами, максимально соответствующими характеристикам управляемости и комфортности автомобиля и исключительно жестким требованиям Volvo к безопасности вождения.
В конструкцию автомобилей Volvo заложена максимально возможная равномерность распределения нагрузки на колеса между передней и задней подвесками. Это способствует безопасному, устойчивому поведению автомобиля на дороге. Например, вес Volvo S60 распределяется следующим образом: 57% на переднюю подвеску и 43% - на заднюю.
Для обеспечения устойчивости, надежного и предсказуемого поведения на извилистых дорогах конструкции последних моделей Volvo - S80, V70, Cross Country и S60 – отличаются очень широкой колеей и большим расстоянием от переднего до заднего моста, или колесной базой.
Но устойчивое поведение на дороге достигается не только грамотно спроектированной подвеской. Технические решения в трансмиссии автомобилей Volvo также позволяют чувствовать себя уверенно при движении. Одним из решений является привод колес равной длины.
Современные модели Volvo оснащаются поперечно расположенными двигателями, приводящими в движение передние колеса. Однако, такая конфигурация создает одну проблему. Поскольку точка отбора мощности расположена сбоку от продольной оси автомобиля, расстояние от нее до каждого из ведущих колес неодинаковое. При различной длине приводов ведущих колес и с учетом упругости материала привода создается риск так называемого «крутящего момента на рулевом колесе» при резком разгоне с одновременным поворотом рулевого колеса, когда создается ощущение «непослушного» руля. Однако, компании Volvo удалось свести эту проблему к минимуму: мы добились того, чтобы точка отбора мощности находилась на продольной оси автомобиля, применив для этого промежуточные валы. Таким образом, переднеприводные Volvo остаются вполне контролируемыми и в такой ситуации.
Для безопасного вождения зимой автоматическая коробка передач оснащается «зимним» режимом (W). Эта функция обеспечивает улучшенное сцепление с дорогой при трогании с места или медленной езде по скользкому полотну за счет включения более высокой начальной передачи, чем обычно, а также предотвращает езду (и особенно разгон) на передаче, слишком низкой для того покрытия, по которому движется автомобиль.
В полноприводных моделях Volvo используется постоянный привод на все колеса с автоматическим распределением тягового усилия между передними и задними колесами в зависимости от состояния дороги и стиля вождения.
При нормальной езде по сухой дороге большая часть тягового усилия (около 95%) передается на передние колеса. Если состояние дороги приводит к тому, что передние колеса начинают терять сцепление с дорогой, т.е. они начинают вращаться быстрее задних, на задние колеса передается дополнительная доля тягового усилия. Такое перераспределение мощности происходит очень быстро, незаметно для водителя, сохраняя курсовую устойчивость автомобиля.
При разгоне система полного привода распределяет мощность двигателя между передними и задними колесами таким образом, чтобы максимально возможная часть этой мощности передавалась на дорожное полотно и двигала автомобиль вперед.
Полноприводным автомобилем, кроме того, легче управлять на поворотах, поскольку мощность всегда распределяется на колеса, имеющие наилучшее сцепление с дорогой.
Для обеспечения передачи тягового усилия от двигателя той паре колес, которая имеет наилучшее сцепление с дорогой, между передними и задними колесами полноприводного автомобиля устанавливается вязкостная муфта. Бесступенчатое изменение соотношения долей тягового усилия достигается за счет дисков и вязкой силиконовой среды.
Для контроля устойчивости и управления тяговым усилием используется система контроля STC – (Stability and Traction Control). STC – это система улучшения устойчивости за счет предотвращения пробуксовывания колеса. Система функционирует, хотя и по-разному, как при трогании с места, так и во время движения.
При трогании с места на скользком покрытии STC использует помощь антиблокировочной системы (ABS), датчики которой отслеживают вращение колеса. В том случае, если одно из ведущих колес начинает вращаться быстрее другого, другими словами, начинает пробуксовывать, сигнал передается управляющему модулю системы ABS, которая подтормаживает проворачивающееся колесо. Одновременно тяговое усилие передается другому ведущему колесу, имеющему лучшее сцепление с дорогой.
Датчики ABS настроены таким образом, что эта функция работает только при езде на невысоких скоростях.
Во время движения автомобиля, STC постоянно отслеживает и сравнивает скорость всех
четырех колес. Если одно или оба ведущих колеса начинают терять сцепление с дорогой, например, если автомобиль начинает аквапланировать, система реагирует немедленно (приблизительно через 0,015 секунды).
Сигнал передается модулю управления двигателем, который снижает крутящий момент мгновенно за счет уменьшения количества впрыскиваемого топлива. Это происходит поэтапно до тех пор, пока сцепление с дорогой не восстановится. Весь процесс занимает только несколько миллисекунд.
На практике это означает, что начинающееся пробуксовывание колеса прекращается на протяжении полуметра дистанции при движении на скорости 90 км/ч!
Снижение крутящего момента продолжается до тех пор, пока не восстановится удовлетворительное сцепление с дорогой, и происходит на всех скоростях начиная приблизительно с 10 км/ч на нижней передаче.
Системой STC оснащаются крупногабаритные модели Volvo - S80, V70, Cross Country и S60.
Для предотвращения заноса используется система DSTC контроля динамической устойчивости и управления тяговым усилием (Dynamic Stability and Traction Control).
Принцип работы: По сравнению с STC, DSTC представляет собой более продвинутую систему контроля устойчивости. DSTC обеспечивает правильную реакцию автомобиля на команды водителя, возвращая машину на ее курс.
Датчики отслеживают ряд параметров, таких как вращение всех четырех колес, вращение рулевого колеса (угол поворота) и курсовое поведение автомобиля.
Сигналы обрабатываются процессором DSTC. В случае отклонения от обычных значений, как, например, при начинающемся боковом смещении задних колес, применяется торможение одного или нескольких колес, возвращающее автомобиль на правильный курс. При необходимости тяговое усилие двигателя также будет снижено, как и в случае с STC.
Технология: Основной блок системы DSTC состоит из датчиков, которые регистрируют:
Скорость каждого колеса (датчики ABS)
Вращение рулевого колеса (используя оптический датчик на рулевой колонке)
Угол смещения относительно движения руля (измеряется гиродатчиком, расположенным в центральной части автомобиля)
Центробежную силу Средства обеспечения безопасности в системе DSTC:
Поскольку эта система управляет тормозами, Volvo оснащает систему DSTC спаренными датчиками (определяющими угол отклонения от курса и центробежную силу). Системой DSTC оснащаются крупногабаритные модели Volvo - S80, V70, Cross Country и S60.
Для компактных моделей компания Volvo использует система DSA поддержки динамической устойчивости (Dynamic Stability Assistance).
DSA – это система контроля вращения колеса, разработанная для компактных моделей Volvo S40 и V40.DSA отслеживает случаи, когда какое-либо из ведущих передних колес начинает вращаться быстрее задних колес. Если это происходит, система немедленно (в течение 25 миллисекунд) понижает крутящий момент двигателя. Это позволяет водителю быстро ускоряться, даже на скользком покрытии, без потери сцепления с дорогой, устойчивости и управляемости. Система DSA задействована во всем диапазоне скоростей автомобиля: от самой малой до максимальной. Автомобили Volvo S40 и V40 могут оборудоваться системой DSA в качестве заводского варианта (за исключением автомобилей с дизельными двигателями или двигателями с рабочим объемом 1,8 л.).
Для того, чтобы облегчить трогание с места на скользком покрытии используется система TRACS управления тяговым усилием (Traction Control System). TRACS – это вспомогательная электронная система, облегчающая трогание с места, которая пришла на смену устаревшему механическому самоблокирующемуся дифференциалу и дифференциальным тормозам. Система использует датчики для отслеживания случаев пробуксовывания какого-либо колеса. Применение торможения для пробуксовывающего колеса увеличивает тяговое усилие на другом колесе той же пары колес. Это облегчает трогание на скользком покрытии и управление на скоростях до 40 км/ч. Модель Volvo Cross Country оборудована системой TRACS, облегчающей трогание с места, на передних и задних колесах.
Для обеспечения устойчивости на поворотах при высокой скорости используется другая система Roll Stability Control, Volvo XC90. Она является активной системой, которая позволяет совершать крутые повороты на высокой скорости, например, при резком маневрировании. Риск опрокидывания автомобиля при этом уменьшается.
Система RSC рассчитывает риск опрокидывания. Для определения скорости, с которой автомобиль начинает крениться, в системе используется гиростат. Информация от гиростата используется для расчета конечного крена и, соответственно, риска опрокидывания. Если такой риск существует, срабатывает система контроля тяги для обеспечения курсовой устойчивости (DSTC), которая снижает мощность двигателя и подтормаживает одно или несколько колес с усилием, достаточным для выравнивания автомобиля.
При срабатывании системы DSTC, переднее внешнее колесо (при необходимости одновременно с задним внешним колесом) подтормаживаются, в результате чего автомобиль несколько выходит из дуги поворота. Воздействие боковых сил на шины уменьшается, что снижает также силы, способные опрокинуть автомобиль.
Благодаря срабатыванию системы с геометрической точки зрения радиус поворота несколько увеличивается, что, собственно, и является причиной уменьшения центробежной силы. Для выравнивания автомобиля необязательно значительно увеличивать радиус поворота. Например, во время резкого маневрирования на скорости 80 км/ч при значительных поворотах рулевого колеса (около 180° в каждом направлении), может оказаться достаточным увеличить радиус поворота на полметра.
Внимание!
Система RSC не защитит автомобиль от опрокидывания при слишком высоких угловых скоростях или при ударе колес о бордюр (неровность дороги) одновременно с изменением траектории. Большое количество груза на крыше также увеличивает риск опрокидывания при резком изменении траектории движения. Эффективность системы RSC также снижается при резком торможении, поскольку в этом случае тормозной потенциал уже используется полностью.
Проблема безопасности движения автомобильного транспорта относиться к весьма ограниченному множеству действительно глобальных проблем, непосредственно затрагивающих интересы практически всех членов современного общества, и сохраняет мировой уровень значимости, как в настоящем, так и в обозримом будущем.
Только в России, с ее весьма скромным по мировым меркам автопарком порядка 25 млн. автомобилей, в ДТП ежегодно погибает более 35 тысяч человек, более 200 тыс. получают ранения, а ущерб от более, чем 2 млн. регистрируемых ГИБДД ДТП достигает астрономических размеров.
Ожидать сколь - нибудь заметных позитивных изменений столь катастрофического состояния проблемы можно лишь при сосредоточении усилий общества на всех направлениях ее решения, определяемых по результатам содержательного системного анализа.
По существу, решение проблемы безопасности движения сводиться к решению двух независимых друг от друга задач:
задачи предотвращения столкновений;
задачи снижения тяжести последствий столкновения, если предотвратить его не удалось.
Вторая задача решается исключительно с помощью средств пассивной безопасности, таких как ремни и подушки безопасности (фронтальные и боковые) , дуги безопасности, устанавливаемые в салоне автомобиля и применения конструкций кузовов с программируемой деформацией силовых элементов.
Для решения первой задачи требуется анализ математических условий столкновений, формирование структурированного множества типовых столкновений, включающего все потенциально возможные столкновения и определение условий их предотвращения в терминах координат состояния объекта и их динамических границ.
Анализ множества типовых столкновений, содержащего 90 столкновений с препятствиями и 10 типовых опрокидываний, показывает, что направлениями ее решения являются:
строительство односторонних многополосных дорог магистрального типа, что позволяет исключить столкновения со встречными и неподвижными препятствиями, а так же с препятствиями, движущимися по пересекающимся направлениям одного уровня;
информационное оснащение действующей сети автодорог оперативными сведениями об опасных участках;
организация эффективного контроля за соблюдением ПДД силами ГИБДД;
оснащение автомобильного парка многофункциональными системами активной безопасности.
Следует отметить, что создание систем активной безопасности и оснащение ими автопарка является одним из наиболее перспективных направлений, сложившихся в ведущих развитых странах, и представляет собой актуальную прикладную проблему, решение которой в настоящее время далеко от завершения. Перспективность систем активной безопасности объясняется тем, что их применение потенциально позволяет предотвратить более 70 типовых столкновений из 100, в то время как строительство дорог магистрального типа позволяет предотвратить 60 из 100 типовых столкновений.
Сложность проблемы в научном аспекте определяется тем, что с позиций современной теории управления, автомобиль, как объект управления, характеризуемый вектором переменных состояния, является неполностью наблюдаемым и неполностью управляемым в движении, а задача предотвращения столкновений в общем случае относится к алгоритмически неразрешимым из-за непрогнозируемых изменений направления движения препятствий.
Это обстоятельство создает практически непреодолимые трудности при построении полнофункциональных автопилотов для автомобилей не только в настоящем, но и в обозримом будущем.
Кроме того, решение задачи динамической стабилизации координат состояния, к которой сводиться задача предотвращения столкновений в ее наиболее полной алгоритмически разрешимой постановке, характеризуется как неопределенностью большинства динамических границ переменных состояния, так и их возможными перекрытиями.
Сложность проблемы в техническом аспекте определяется отсутствием в мировой практике подавляющего большинства датчиков первичной информации, необходимых для измерения координат состояния и их динамических границ, а применение существующих ограничивается их высокой стоимостью, тяжелыми условиями эксплуатации, высоким энергопотреблением, низкой помехозащищенностью и трудностями размещения на автомобиле.
Сложность проблемы в экономическом аспекте определяется тем, что для придания статуса алгоритмической разрешимости задаче предотвращения столкновений необходимо оснащение многофункциональными системами активной безопасности всего автопарка, включая старые автомобили низших ценовых категорий. Учитывая, что стоимость ядра аппаратных средств, включая датчики и исполнительные устройства, наиболее распространенных зарубежных систем стабилизации продольных и поперечных скольжений колес (АБС,ПБС, ESP и VCS) превышает тысячу долларов, возможность оснащения ими действующего парка автомобилей представляется весьма проблематичной. Отметим, что число предотвращаемых типовых столкновений этими системами не превышает 20 из 100.
Проведенные исследования показывают, что для решения задачи динамической стабилизации в полном объеме требуется измерение следующего набора переменных и их динамических границ:
дистанций до попутных автомобилей;
дистанции необходимой для полной остановки;
скоростей и ускорений колес;
скоростей и ускорений центра масс автомобиля;
скоростей и ускорений продольных и поперечных скольжений колес;
углов поворота и схождения управляемых колес;
давлений воздуха в шинах;
износов кордов шин;
температур перегрева шин, характеризующих интенсивность износа протекторов;
дополнительных углов развала колес, возникающих при самопроизвольном или умышленном отворачивании крепежных болтов.
Как показывают результаты исследования проблемы, ее решение лежит в области интеллектуальных систем, которые строятся на принципах косвенных измерений всех приведенных выше переменных состояния и их динамических границ в минимально возможной конфигурации датчиков первичной информации.
Высокоточные косвенные измерения оказываются возможными лишь с применением оригинальных математических моделей и алгоритмов решения некорректных задач.
Естественно, что для технической реализации таких систем необходимо использование современной компьютерной техники и средств отображения информации, стоимость и функциональные возможности которых, подчинясь известному закону Мура “ удваивают свои возможности и вдвое снижаются в цене каждые 18 месяцев “, что создает условия для заметного снижения стоимости аппаратных средств данного типа систем.
Следует отметить, что уже сегодня разработаны отечественные многофункциональные системы активной безопасности предусматривающие индикацию водителю информации о приближении к границам опасных режимов, а собственно управление тормозами, акселератором, трансмиссией и рулевым колесом выполняется водителем.
Цены на такие системы сегодня не превышают 150-250 долларов США в зависимости от объемов функций, их установка на автомобили не вызывает затруднений, что снижает остроту экономического аспекта проблемы для автомобилей низшей ценовой категории.
Для автомобилей средней ценовой категории автоматическое выполнение некоторых функций, например стабилизации продольных скольжений колес, требует дополнительных исполнительных устройств (управляемых гидроклапанов, гидронасосов и др) , что, естественно, заметно увеличивает цены на системы этого класса.
Для автомобилей высокой ценовой категории может предусматриваться автоматическое выполнение большинства функций управления за счет введения в состав системы датчиков дистанций, состояния внешней среды и др.
Общими функциями для интеллектуальных систем активной безопасности различных ценовых категорий являются косвенные измерения координат состояния и их динамических границ, а также индикация приближения к границам опасных режимов. Выбор уровня автоматизации управления и необходимой для этого конфигурации технических средств остается в этом случае за владельцем автомобиля любой ценовой категории.
В качестве примера интеллектуальной системы активной безопасности рассмотрим отечественную компьютерную систему ИНКА –ПЛЮС.
Технические решения, положенное в основу ИНКА- системы, запатентованы в России, зарегистрированы во Всемирной организации интеллектуальной собственности (WIPO).
К числу основных функций ИНКА- системы относятся:
измерение разностей давлений в парах шин и индикация их отклонений от номиналов;
индикация скоростей вращения колес и индикация блокировок и пробуксовок колес;
измерение и индикация дополнительных углов развала колес.
В состав ИНКА- системы входят:
блок обработки и индикации информации (ИНКА- ПЛЮС) , устанавливаемый на приборной панели (фото1) в удобном для водителя месте;
датчики первичной информации индукционого типа, измеряющие приращения углов поворота колес (фото 2);
кабеля связи, выполняющие коммутацию датчиков с блоком обработки и индикации информации;
соединителя питания блока ИНКА-ПЛЮС, подключенного в штатное гнездо прикуривателя;
Фото1 блок обработки и индикации ИНКА-ПЛЮС
Фото2 датчик индукционного типа
Датчики ИНКА- системы состоят из двух диаметрально расположенных постоянных магнитов, наклеиваемых внутри обода и индукционной катушки, устанавливаемой на тормозном щите с помощью кронштейна.
Датчики ИНКА-системы не подвержены влиянию температур в диапазоне –40+120 град С, загрязнений, вибраций, влаги и других реальных факторов. Срок их службы практически не ограничен, а их установка не требует внесения изменений в конструкцию агрегатов автомобиля.
Датчики ИНКА-системы подключены к блоку обработки и индикации информации по токовой схеме, что позволяет полностью подавить электромагнитные помехи от распределителя зажигания и других источников помех.
Датчики ИНКА-системы не требуют подключения к источнику питания и не нуждаются в повторных настройках, регулировках и техническом обслуживании в процессе эксплуатации.
На лицевой панели блока ИНКА-ПЛЮС выведены 4 группы по 3 светодиода в каждой, расположение групп светодиодов соответствует расположению колес автомобиля (вид сверху)
Верхний светодиод зеленого свечения служит для индикации нормального уровня давления в шине. При отклонении от номинала на 0.25 –0.35 бара верхний светодиод мигает с частой 1 Гц.
Средний светодиод красного свечения служит для индикации отклонения давления от номинала. При отклонении давления от номинала в диапазоне 0.35- 0.45 бар предусматривается мигание с частотой 1Гц, при отклонении более 0.45 бар-постоянное свечение красного светодиода. Нижний светодиод группы зеленого свечения предназначен для отображения сигналов с датчиков первичной информации.
Кнопка настройки, расположена на торцевой поверхности блока ИНКА-ПЛЮС и предназначена для активации режима настройки косвенных измерений давлений.
Принцип действия ИНКА-системы основан на прецизионном измерении разностей частот вращения колес автомобиля, возникающих при снижении давления в одном из колес пары и соответствующем изменении статического радиуса этого колеса.
Экспериментально установлено, что для шин со статическими радиусами, порядка 280- 320 мм, изменение давления на 1 бар сопровождается изменением статического радиуса шины примерно на 1 мм.
Точность измерения разностей давления в парах колес не зависит от скорости движения автомобиля и состояния дорожного покрытия.
Возможные искажения, возникающие при скольжениях колес и при движении на виражах, обнаруживается алгоритмически и не влияют на результаты измерений.
Необходимость настройки системы может возникать в следующих случаях:
при замене или перестановке колес;
при изменении номиналов давлений;
при индикации ненулевых отклонений от номиналов в результате различного износа шин в парах колес.
Режим настройки активируется нажатием кнопки настройки при включенном питании и выполняется полностью автоматически. Завершение цикла настройки отображается на красном индикаторе правого заднего колеса при его включении на интервале 1 секунда.Номинальные значения давлений в шинах устанавливаются водителем на холодных шинах обычным образом. Индикация блокировок и пробуксовок колес выполняется с помощью светодиодов состояния датчиков колес. Блокировка колеса сопровождается пропаданием свечения на соответствующем светодиоде, пробуксовка колеса на скоростях менее 20 км/ч сопровождается появлением свечения на светодиоде буксующего колеса.
Увеличение несоосности датчика и магнитов, соответствующая увеличению углов дополнительного развала колес, сопровождается возрастанием скорости, на которой возникает свечение светодиода состояния датчика колеса.
В таблице 1 приведены технические характеристики системы ИНКА-ПЛЮС.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ИНКА-СИСТЕМ табл 1
Диапазон измерения давлений, бар
Относительная погрешность, %
Диапазон скоростей автомобиля, км/ч
Потребляемая мощность от сети, Вт
Напряжение бортовой сети, B
Масса комплекта, кг
В таблице 2 приведены сравнительные характеристики зарубежных систем аналогичного назначения, принцип действия которых основан на непосредственном измерении давлений в полости шин и передаче информации по радиоканалу.
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ табл 2
Модель системы
Ограничения на типы шин
Трудоемкость
Срок эксплуатации
Скорость мин. км/ч
Скорость макс км/ч
Демонтаж колес
Балансирв-ка колес
Michelin Zero Pressure
(Франция)
требуется
требуется
(Тайвань)
Бескамерные шины без металло-корда
требуется
требуется
Ограничен ресурсом источников питания датчиков
(Финлян-дия)
Бескамерные шины без металло-корда
требуется
требуется
Ограничен ресурсом источников питания датчиков
Шины одной модели
не требуется
не требуется
нет ограничений
Применение беспроводной схемы передачи данных по радиоканалу в рассматриваемых системах ограничивает их применение шинами без металлокорда, являющегося экраном для радиоволн, а конструкция датчика давления размещенного на ободе внутри шины, ограничивает применение этих систем для камерных шин. Величины перегрузок, действующих на элементы конструкции датчика и элементы питания при вращении колеса превосходят 250 g на скоростях более 144 км/ч. Отметим, что перегрузки в 200 g отмечаются при падении самолетов со скоростью 720 км/ч и образовании в местах падения воронки глубиной 10 м. При этом стрелки приборов пробивают циферблаты и тем самым сохраняют показания приборов в момент касания земли самолетом.
Масса датчиков давления этих систем составляет 20 - 40 грамм, что требует дополнительной балансировки колес, а для их установки внутри обода необходим демонтаж колеса. К этому следует добавить ограниченный ресурс источников питания датчиков, который значительно снижается при низких и высоких температурах.
Для ИНКА –систем отсутствуют ограничения по типам шин, необходимости демонтажа и дополнительной балансировки колес, по сроку эксплуатации, что определяется использованием датчиков индукционного типа, проводной линии связи и схемы расположения магнитов на ободе колеса.
Идеология построения ИНКА- систем допускает наращивание функций косвенных измерений переменных состояния и их динамических границ программным путем без увеличения количества датчиков первичной информации, что обеспечивает как полную наблюдаемость и управляемость объекта в движении, так и решение задачи предотвращения столкновений в ее наиболее полной алгоритмически разрешимой постановкe. Относительно низкая стоимость комплекта ИНКА –системы и отсутствие ограничений по установке датчиков позволяют оснащать ими все модели автомобилей, включая автомобили низших ценовых категорий.