מבנה ועיקרון הפעולה של מערכת הבטיחות הפסיבית SRS
תוכן
מכונית היא לא רק כלי תחבורה נפוץ, אלא גם מקור סכנה. מספר הרכבים ההולך וגדל בכבישי רוסיה והעולם, מהירות התנועה הגוברת מובילים בהכרח לעלייה במספר התאונות. לכן המשימה של המעצבים היא לפתח לא רק מכונית נוחה, אלא גם בטוחה. מערכת הבטיחות הפסיבית עוזרת לפתור בעיה זו.
מה כוללת מערכת הבטיחות הפסיבית?
מערכת הבטיחות הפסיבית ברכב כוללת את כל המכשירים והמנגנונים שנועדו להגן על הנהג והנוסעים מפגיעות קשות בזמן תאונה.
המרכיבים העיקריים של המערכת הם:
- חגורות בטיחות עם מתיחות ומגבילים;
- כריות - אוויר;
- מבנה גוף בטוח;
- ריסון ילדים;
- מתג ניתוק סוללות חירום;
- משענות ראש פעילות;
- מערכת שיחות חירום;
- מכשירים אחרים פחות נפוצים (למשל ROPS על המרה).
במכוניות מודרניות, כל רכיבי ה- SRS מחוברים זה לזה ויש להם בקרות אלקטרוניות משותפות כדי להבטיח את היעילות של מרבית הרכיבים.
עם זאת, מרכיבי ההגנה העיקריים בזמן תאונה ברכב נותרו חגורות וכריות אוויר. הם חלק מ- SRS (מערכת איפוק משלימה), הכוללת גם מנגנונים והתקנים רבים נוספים.
התפתחות מכשירי בטיחות פסיביים
המכשיר הראשון שנוצר על מנת להבטיח את בטיחותו הפסיבית של אדם ברכב היה חגורת הבטיחות, שפטנטה לראשונה בשנת 1903. עם זאת, ההתקנה ההמונית של חגורות במכוניות החלה רק במחצית השנייה של המאה העשרים - בשנת 1957. באותה תקופה הותקנו המכשירים על המושבים הקדמיים וקיבעו את הנהג והנוסע באזור האגן (שתי נקודות).
חגורת הבטיחות עם שלוש נקודות עברה פטנט בשנת 1958. לאחר שנה נוספת החל להתקין את המכשיר על מכוניות ייצור.
בשנת 1980 שופר באופן משמעותי עיצוב החגורה עם התקנת מותחן המספק את התאמת החגורה הצמודה ביותר בעת התנגשות.
כריות אוויר הופיעו במכוניות הרבה יותר מאוחר. למרות העובדה כי הפטנט הראשון למכשיר כזה הונפק בשנת 1953, מכוניות ייצור החלו להיות מצוידות בכריות רק בשנת 1980 בארצות הברית. בתחילה הותקנו כריות אוויר רק לנהג, ובהמשך - לנוסע הקדמי. בשנת 1994 הוצגו לראשונה כריות אוויר עם פגיעות ברכבים.
כיום חגורות בטיחות וכריות אוויר מספקות את ההגנה העיקרית לאנשים ברכב. עם זאת, יש לזכור שהם יעילים רק כאשר חגורת הבטיחות מהודקת. אחרת, כריות האוויר הפרוסות עלולות לגרום לפציעה נוספת.
סוגי מכות
על פי הסטטיסטיקה, יותר ממחצית (51,1%) מהתאונות הקשות עם הקורבנות מלוות בפגיעה חזיתית בחזית הרכב. במקום השני מבחינת התדירות נמצאות השפעות לוואי (32%). לבסוף, מספר קטן של תאונות מתרחש כתוצאה מפגיעות בחלק האחורי של הרכב (14,1%) או התהפכות (2,8%).
בהתאם לכיוון ההשפעה, מערכת SRS קובעת אילו התקנים יש להפעיל.
- בהתנגשות חזיתית, מכונני חגורת הבטיחות פרוסים, כמו גם כריות האוויר הקדמיות של הנהג והנוסע (אם הפגיעה אינה חמורה, ייתכן שמערכת SRS לא תפעיל את כרית האוויר).
- בפגיעה חזיתית-אלכסונית, ניתן להפעיל רק את מתיחות החגורה. אם הפגיעה קשה יותר, יהיה צורך לפרוס את כריות האוויר הקדמיות ו / או הראש והצד.
- בפגיעת צד, ניתן לפרוס את כריות האוויר הראשיות, כריות האוויר הצדדיות ומתיחות החגורה בצד הפגיעה.
- אם הפגיעה היא בחלק האחורי של הרכב, יתכן שמפעילת חגורת הבטיחות ומפסק הסוללה מופעלים.
ההיגיון בהפעלת מרכיבי הבטיחות הפסיביים של מכונית תלוי בנסיבות התאונה הספציפיות (כוח וכיוון הפגיעה, המהירות ברגע ההתנגשות וכו '), וכן בתוצרת ובדגם המכונית.
תרשים תזמון התנגשות
התנגשות מכוניות מתרחשת בן רגע. לדוגמא, מכונית הנוסעת במהירות של 56 קמ"ש ומתנגשת במכשול נייח נעצרת לחלוטין תוך 150 אלפיות השנייה. לשם השוואה, באותה תקופה יכול אדם להספיק למצמץ בעיניים. אין זה מפתיע שלא הנהג וגם הנוסעים לא יספיקו לנקוט בפעולות כלשהן בכדי להבטיח את ביטחונם ברגע הפגיעה. על ה- SRS לעשות זאת עבורם. זה מפעיל את מותח החגורה ואת מערכת כריות האוויר.
בפגיעה צדדית, כריות האוויר הצדדיות נפתחות מהר עוד יותר - בלא יותר מ- 15 ms. השטח בין המשטח המעוות לגוף האדם הוא קטן מאוד, ולכן ההשפעה של הנהג או הנוסע על גוף המכונית תתרחש בפרק זמן קצר יותר.
כדי להגן על אדם מפני פגיעות חוזרות ונשנות (למשל, כאשר מכונית מתהפכת או נוסעת לתעלה), כריות האוויר הצדדיות נותרות מנופחות לתקופה ארוכה יותר.
חיישני השפעה
ביצועי המערכת כולה מובטחים על ידי חיישני זעזועים. מכשירים אלה מזהים כי התרחשה התנגשות ושולחים אות ליחידת הבקרה, אשר בתורם מפעילה את כריות האוויר.
בתחילה הותקנו במכוניות רק חיישני פגיעה חזיתיים. עם זאת, ככל שהרכבים החלו להצטייד בכריות נוספות, גדל גם מספר החיישנים.
המשימה העיקרית של החיישנים היא לקבוע את כיוון ההשפעה ואת כוחה. בזכות מכשירים אלה, במקרה של תאונה, יופעלו רק כריות האוויר הדרושות, ולא כל מה שיש ברכב.
חיישני סוג אלקטרומכניים הם מסורתיים. העיצוב שלהם פשוט אך אמין. האלמנטים העיקריים הם כדור וקפיץ מתכת. בשל האינרציה המתרחשת במהלך הפגיעה, הכדור מיישר את הקפיץ, וסוגר את המגעים, שלאחריו חיישן ההלם שולח דופק ליחידת הבקרה.
הנוקשות המוגברת של הקפיץ אינה מאפשרת להפעיל את המנגנון במהלך בלימה פתאומית או פגיעה קלה במכשול. אם המכונית נעה במהירות נמוכה (עד 20 קמ"ש), אז גם כוח האינרציה אינו מספיק כדי לפעול על הקפיץ.
במקום חיישנים אלקטרומכניים, מכוניות מודרניות רבות מצוידות במכשירים אלקטרוניים - חיישני תאוצה.
במונחים פשוטים, חיישן ההאצה מסודר כמו קבלים. חלק מהלוחות שלה מקובעים בצורה נוקשה, בעוד שאחרים ניתנים להזזה ופועלים כמו מסה סייסמית. בעת התנגשות המסה הזו נעה ומשנה את הקיבול של הקבל. מידע זה מפוענח על ידי מערכת עיבוד הנתונים, ושולח את הנתונים שהתקבלו ליחידת בקרת כריות האוויר.
ניתן לחלק חיישני תאוצה לשני סוגים עיקריים: קיבולי ופיזואלקטרי. כל אחד מהם מורכב מאלמנט חישה ומערכת עיבוד נתונים אלקטרונית הממוקמת בבית אחד.
בסיס מערכת הבטיחות הפסיבית של הרכב מורכב ממכשירים המוכיחים בהצלחה את יעילותם מזה שנים רבות. הודות לעבודה המתמדת של מהנדסים ומעצבים, שיפור מערכות הבטיחות, נהגים ונוסעים מסוגלים להימנע מפציעות קשות בזמן תאונה.
