Система против опрокидывания автомобиля

Содержание

Система защиты от опрокидывания автомобиля
Спасает электроника
Особенности использования
Система защиты от опрокидывания автомобиля
Спасает электроника
Особенности использования
Система предотвращения опрокидывания rsc и подобные
Стабилизатор поперечной устойчивости.
Анатомия безопасности автомобиля: кузов
Отличия пассивной и активной безопасности автомобиля.
Что происходит далее.

Система защиты от опрокидывания автомобиля

Одной из электронных систем, обеспечивающих безопасность движения, является система активной защиты от опрокидывания. С принципами ее действия можно ознакомиться далее. Подобные системы редко применяются в легковых авто, чего нельзя сказать о внедорожниках, пикапах и микроавтобусах.

У транспортных средств перечисленных классов центр тяжести расположен высоко. То есть, для них вероятность опрокидывания нужно считать значительной. В конструкции микроавтобусов силовой агрегат стремятся разместить как можно ниже, но значительная часть массы обеспечивается весом кузова. Зачастую все это может вести к нежелательным последствиям. А риск получить серьезные травмы при опрокидывании остается ненулевым, что верно даже для современных автомобилей.

Спасает электроника

Активная защита от опрокидывания обозначается сокращением ARP. Обеспечивается эта защита наличием программного модуля, который «прошит» в блок системы ESC. Под аббревиатурой ESC подразумевается электронная система безопасности в целом. Алгоритм работы ARP мы рассмотрим более подробно.

Чтобы предотвратить опрокидывание, процессор каждую секунду проверяет следующие параметры: скорость, наличие поперечных (центробежных) сил, угол поворота руля. Если водитель превысит определенный порог скорости в повороте, или же, начнет слишком быстро вращать рулевое колесо, то защита от опрокидывания сработает немедленно. Вмешательство этой защиты в управление сводится к следующему: начинает подтормаживаться одно из колес автомобиля. В результате, еще до начала опрокидывания траектория стабилизируется.

Особенности использования

Сразу отметим, что электронная защита от опрокидывания всегда является отключаемой. На приборной панели внедорожника или пикапа обычно находится кнопка ARP. Если защита была активизирована, горит светодиод, расположенный на этой кнопке.

В тот момент, когда электроника действительно начинает вмешиваться в управление, загорается еще один индикатор – ESC, ESP или что-то подобное. Удивительно, но заставить ARP сработать можно даже при движении по асфальту с не очень большой скоростью. Все дело здесь в угловой скорости вращения руля. При выполнении разворота или резко сворачивая на 90 градусов, ARP рекомендуется отключать.

Источник статьи: http://autozam.ru/ustroystvo-avtomobilya/sistema-zaschiti-ot-oprokidivaniya-avtomobilya.html

Система защиты от опрокидывания автомобиля

Спасает электроника

Особенности использования

Источник статьи: http://auto-gl.ru/sistema-zaschity-ot-oprokidyvaniya-avtomobilya/

Система предотвращения опрокидывания rsc и подобные

Центробежные силы, действующие на автомобиль в повороте, при достижении определенного значения способны его перевернуть. Инженеры, на этапе проектирования новой машины, прилагают все усилия для того, чтобы максимально приблизить к земле ее центр тяжести для придания лучшей устойчивости на дороге.

Однако в силу разных обстоятельств этого не всегда бывает достаточно. Так, например, внедорожники из-за большой высоты проявляют большую склонность к опрокидыванию, чем легковушки.

Для того чтобы сделать езду более безопасной, на многих автомобилях повышенной проходимости и микроавтобусах, применяется система предотвращения опрокидывания.

Производители дают ей разные названия:

ARP (Active Rollover Protection)
RSC (Roll Stability Control)
ROP (Roll Over Prevention)

но ее задача состоит в одном – не дать машине перевернуться в повороте. Система предотвращения опрокидывания является частью системы курсовой стабилизации ESP и дополняет ее.

В состав ARP или RSC, помимо программного обеспечения входит гироскопический датчик, отслеживающий положение автомобиля относительно поверхности. Кроме того, ARP работает совместно с системой распределения тяги и антиблокировочной системой.

Работает данная система предотвращения в автомобиле следующим образом. В ЭБУ системы поступает информация о скорости движения, угле поворота руля, наличии центробежных сил и положении машины. На основе этих данных электронный блок управления определяет вероятность опрокидывания, и решает вопрос о необходимости вмешательства.

Если водитель вошел в поворот с недопустимо высокой скоростью, или стал слишком резко вращать руль, снижается мощность силового агрегата, либо одно или несколько колес подтормаживаются, и опрокидывание автомобиля предотвращается еще до появления опасного крена.

На приборной панели при этом загорается индикатор включения системы курсовой устойчивости.

Система предотвращения опрокидывания ARP (RSC) может быть при желании отключена водителем, прямо во время движения, нажатием на соответствующую кнопку. Может показаться нелепым, но периодически RSC очень желательно отключать, например, если необходимо быстро развернуться или завернуть на большой угол. Все дело в том, что системе для срабатывания достаточно зарегистрировать быстрое вращение руля, при этом не имеет значения скорость движения автомобиля и наличие кренов.

Источник статьи: http://znanieavto.ru/komfort/arp-sistema-predotvrashheniya-oprokidyvaniya-avtomobilya.html

Стабилизатор поперечной устойчивости.

При повороте центробежная сила наклоняет автомобиль, со стороны наружных колес увеличивается нагрузка, со стороны внутренних – уменьшается и, как следствие, наблюдается крен и раскачивание кузова. Все это может привести к опрокидыванию автомобиля. Для уменьшения кренов в поворотах применяется стабилизатор поперечной устойчивости.

Стабилизатор поперечной устойчивости является частью автомобильной подвески, соединяющей противоположные колеса с помощью упругого элемента торсионного типа (работает на скручивание). В настоящее время стабилизатор поперечной устойчивости обязательный элемент различных видов независимой подвески легковых автомобилей. Стабилизатор устанавливается как на передней, так и на задней оси автомобиля. В легковых автомобилях, использующих в качестве задней подвески торсионную балку, стабилизатор поперечной устойчивости не устанавливается. Его функции выполняет сама подвеска.

Конструктивно стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой стержень (штангу) круглого сечения, имеющий П-образную форму. Стабилизатор изготавливается из пружинной стали. Он располагается поперек кузова автомобиля и крепится к нему в двух местах с помощью резиновых втулок и хомутов. Втулки позволяют стабилизатору вращаться. Стабилизатор имеет, как правило, сложную форму, которая учитывает положение узлов и агрегатов автомобиля, расположенных под днищем кузова.

Концы стабилизатора поперечной устойчивости шарнирно соединяются с элементами подвески автомобиля – рычагами (многорычажная подвеска, подвеска на двойных поперечных рычагах), амортизаторными стойками (подвеска McPherson). Соединение стабилизатора с подвеской может быть как непосредственным, так и с помощью двух тяг (стоек). Наибольшее распространение получило соединение с помощью тяг.

Работа стабилизатора поперечной устойчивости основана на перераспределении нагрузки между упругими элементами подвески. При боковом крене (поперечных угловых колебаниях) концы стабилизатора (тяги) перемещаются в разные стороны (один поднимается, другой опускается). Средняя часть стабилизатора закручивается. Со стороны крена стабилизатор пытается как–бы приподнять кузов, с другой – опустить. Чем больше крен кузова, тем сильнее сопротивление стабилизатора. Таким образом, обеспечивается выравнивание автомобиля по отношению к плоскости дороги. Помимо снижения крена, достигается улучшение сцепных свойств шин в повороте.

Необходимо отметить, что в силу свое конструкции стабилизатор поперечной устойчивости не препятствует вертикальным и продольным угловым колебаниям подвески автомобиля. Так, при вертикальных колебаниях левое и правое колеса движутся вместе, а стабилизатор проворачивается во втулках.

Эффективная работа стабилизатора поперечной устойчивости обеспечивается его жесткостью. Жесткость стабилизатора определяется свойствами материала, формой, геометрией крепления. Чем жестче стабилизатор, тем большую нагрузку он переносит с внешнего колеса и соответственно более крутые повороты может позволить автомобилю. Устанавливая на переднюю и заднюю ось автомобиля стабилизаторы разной жесткости можно изменять тяговые свойства на осях, тем самым достигать желаемый баланс управления (избыточная или недостаточная поворачиваемость автомобиля).

При всех очевидных преимуществах стабилизатор поперечной устойчивости имеет ряд недостатков. Его применение приводит к частичной потере свойств независимой подвески – передаче ударов с одного колеса на другое, уменьшение хода подвески. В идеале при прямолинейном движении автомобиля стабилизатор поперечной устойчивости не нужен.

Кардинально данную проблему решает адаптивная подвеска, позволяющая полностью отказаться от стабилизатора поперечной устойчивости. Дальше всех в этом вопросе пошел Mercedes-Benz, разработав и внедрив на своих автомобилях систему активного контроля кузова (Active Body Control, ABC). Электронная система АВС позволяет контролировать положение кузова, исключающее крены, в различных условиях движения, в том числе при повороте, ускорении и торможении.

Стабилизатор поперечной устойчивости ухудшает проходимость внедорожников. При движении по бездорожью стабилизатор может привести к вывешиванию колеса и потере его контакта с дорогой. Борются с данной проблемой несколькими способами.

Самый распространенный способ – использование в качестве стойки стабилизатора гидроцилиндра. В нормальном положении гидроцилиндр заперт, стабилизатор выполняет свои функции в полном объеме. При необходимости движения по бездорожью гидроцилиндр разблокируется с помощью кнопки на панели приборов, стабилизатор поперечной устойчивости отключается. Для предотвращения опрокидывания при достижении определенной скорости движения предусмотрено автоматическое включение стабилизатора (блокировка гидроцилиндра).

Более сложную систему управления стабилизатором поперечной устойчивости предлагает фирма TRW. Система включает датчик бокового ускорения, блок управления, гидронасос и гидроцилиндры в качестве стоек стабилизатора. При прямолинейном движении гидронасос выключен, стабилизатор разблокирован, подвеска работает в комфортном режиме. При повороте блок управления включает насос, в гидроцилиндрах создается давление, стабилизатор поперечной устойчивости блокируется. Регулируя величину давления в гидроцилиндре, система управляет жесткостью стабилизатора в соответствии с режимом движения.

Компания Toyota разработала иную систему управления стабилизаторами поперечной устойчивости, которую с 2004 года устанавливает на свои внедорожники. Система кинетической стабилизации подвески (Kinetic Dynamic Suspension System, KDSS) представляет собой замкнутый гидравлический контур, объединяющий два гидроцилиндра, гидроаккумулятор, клапаны, блок управления и датчики. В отличие от предыдущей системы гидроцилиндры в системе KDSS соединяют стабилизатор поперечной устойчивости с кузовом.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5ad061a7a936f4899b1a2fbc/-stabilizator-poperechnoi-ustoichivosti-5ad85dec55876b0c067c899f

Анатомия безопасности автомобиля: кузов

Решил сделать две публикации, посвященные теории пассивной безопасности автомобиля. В данной эпопее будет даже личный пример — однажды пришлось всё это испытать буквально на собственной шкуре. 🙂 Мы будем говорить о том, что такое «пассивная безопасность» вообще, что такое «SRS», активные подголовники, преднатяжители, зоны запрограммированной деформации и обсуждать прочие умные выражения. Материала хочу изложить достаточно много, в одну статью точно не влезет. И первую серию нашего повествования откроем объяснениями общих принципов проектирования машин, которыми руководствуются автопроизводители.

Отличия пассивной и активной безопасности автомобиля.

Да-да, ведь существует еще и активная. Чем же они отличаются? Если простыми словами: активная безопасность направлена на предотвращение потенциальной аварии. Пассивная — на минимизацию последствий уже случившейся . То есть, эффективные тормоза, прогнозируемое поведение шасси при резких манёврах, хорошая обзорность с места водителя, наличие электронных помощников типа ABS и ESP (кстати, их мы уже подробно обсуждали: вот здесь и еще здесь ) — всё это активная безопасность. То есть, благодаря комплексу неких благоприятных факторов, у водителя больше шансов избежать ДТП при возникновении экстренной ситуации. Но если аварии избежать всё же не удалось — то активная безопасность передаёт полномочия пассивной. Той, что дремала до поры до времени, как спасательные круги на кораблях. Что же происходит в момент столкновения? Очевидно, первым делом начинает сминаться кузов. Но здесь всё не так просто, как могло бы показаться на первый взгляд.

Итак, кузов начал сминаться . Но сминаться он должен правильно. Все без исключения производители, начиная с годов эдак семидесятых, следуют одной нехитрой схеме: перед и зад должны быть мягкими, а всё что ближе к салону — жёстким. Это очень упрощённо, но суть верна. Дело в том, что человек, как ни странно, может выдерживать резкие перегрузки до определенного предела. Представьте, что вас разогнали до скорости 60 километров в час (или более) и врезали в бетонную стену. 🙂 Согласитесь, последствия будут немного предсказуемыми. А теперь представьте, что вас об неё шмякнули не просто в вакууме, а посадили при этом в железную несминаемую коробку, к которой привязали ремнём. Результат? Будет такой же. На коробке останется несколько царапин, а тело если и не разорвёт, то передавит через ремни мгновенно возникшими перегрузками в несколько тонн (да-да!). При этом, повреждения вряд ли окажутся совместимыми с жизнью. К чему все эти страшные картинки? Для образного понимания физики процесса. А теперь смягчим условия «экзекуции»: тело так же посажено в коробку, но она уже не монолитно-жёсткая, а имеет сминаемую зону по фронту . Теперь при ударе о стену перед коробки, деформируясь, погасит часть кинетической энергии движения. Стало быть, через ремень безопасности на тело придётся нагрузка не только в разы меньше, но и нарастать она будет постепенно — по мере смятия более податливой зоны коробки.

Полагаю, вы уже уловили аналогию. Кузова всех современных автомобилей проектируются по точно такому же принципу. Мягкий энергопоглощающий передок и зад + жёсткая клетка безопасности салона — дабы жизненное пространство пассажиров не уменьшалось. Такие специально сминаемые зоны спереди и сзади называются зонами запрограммированной деформации кузова. И отсюда становится совершенно понятно, почему все новые автомобили такая «фольга», а вот в Победе «металл с палец толщиной — умели же раньше!». Раньше не умели — раньше просто не знали, что оно настолько необходимо. На заре массового автомобилестроения инженеры не учитывали многих нюансов конструкции, которые на сегодняшней день кажутся очевидными. Да и необходимости особой не было, ввиду мизерного количества машин на дорогах и невысоких скоростей. И случись вам, не дай бог, уехать в дерево на 60 км/ч на Победе (даже будь там ремень безопасности) и любом современном авто — уверяю, «современную фольгу» (с) вы бы впоследствии горячо благодарили, а вот из Победы не факт, что вышли бы вообще. Просто потому, что энергию удара, не погашенную кузовом в процессе его смятия, вам придётся гасить своими рёбрами . О ремень или руль. Опять же, пример с железной коробкой я приводил выше. И это не просто громкие слова — это обычная физика, 10 класс общеобразовательного курса, раздел «механическая энергия». Очень жаль, что такие банальные вещи, заложенные в обычную школьную программу, до сих пор вызывают бурю нелепых контраргументов и возражений среди поколения «эффективных менеджеров».

Есть и еще один нюанс. Речь про тот огромный автомобильный пласт, когда серийное производство уже научилось экономить на материалах, но ещё не научилось делать это не в ущерб безопасности. Так, большинство автомобилей 80-90-х годов (особенно малого и среднего класса) в современных скоростных ДТП сминаются сразу и вместе с экипажем. Заметьте — в скоростных ДТП. Когда под вопросом уже непосредственно жизнь, а не то, во сколько выльется кузовной ремонт. В более мелких авариях да — старые машины кажутся иногда более прочными.

Причины этого — устаревшие нормы безопасности, под которые проектировались автомобили тех лет. Например, если раньше машина считалась безопасной при «выживании» манекенов на 45 км/ч, то сейчас планируют повысить существующий порог в 64 км/ч до ещё более высокой планки. И это не «всего-то» десяток-другой километров в час, как может показаться. Нагрузки при ударе с увеличением скорости растут чуть ли не в геометрической прогрессии. И нижеприведенная картинка это ярко демонстрирует.

Что происходит далее.

В процессе фронтального удара подрамник с двигателем и всем остальным въезжает не в салон (как принято на большинстве ВАЗов и прочих авто конструкторской школы 60-х), а уходит ниже, под пол. Также, телескопическая рулевая колонка складывается, и руль остается на своем месте, не пришпиливая водителя к креслу как бабочку иголкой. А педальный узел либо остается где был, либо утапливается в пол, предотвращая травмы и переломы ног. Жёсткие передние, боковые и задние стойки крыши обязаны держаться «до последнего», позволяя после аварии свободно открыть дверь без автогена. Если не самостоятельно, то хотя бы спасателям, т.к. счёт может идти на минуты. А все материалы салона обязаны быть мягкими и негорючими. При ударах сзади алгоритм развития событий примерно такой же — с той лишь разницей, что дополнительно ставится задача не допустить переломов и сильных растяжений шеи при закидывании головы назад. Но об этом, как и о работе подушек безопасности, в следующей части.

Что же касается боковых ударов , то здесь логика построения любого кузова однозначна: бескомпромиссная жёсткость. Ведь сминаться и гасить скорость, по сути, нечему. Стало быть, всё, что остаётся (помимо подушек) — не допустить деформации салона. Для этого в двери ставят противоударные брусья из жёстких и сверхжёстких сплавов. Их задача — максимально-равномерно распределить энергию удара по стойкам и порогу кузова.

Не забывают производители и о вероятности переворота автомобиля . На этот случай «отрабатывают» всё те же стойки, которые должны не просто удерживать массу машины в случае опрокидывания, но и иметь хотя бы двукратный запас прочности. Ведь никто не гарантирует, что машина просто плавненько завалится на крышу; вполне вероятны и многократные кульбиты и падения с высоты.

Итог сегодняшней статьи: для максимальной безопасности пассажиров при фронтальных и тыловых ударах кузов должен поглотить как можно больше энергии посредством смятия всего, что находится ДО салона . Сам салон при этом, напротив, должен сохранить свой объем и изначальную геометрию. И хоть ремонт современной машины встаёт зачастую в кругленькую сумму, т.к. сминается «вся морда» — как говорится, здоровье дороже. Ну а кто не согласен с таким выводом, тот просто никогда не попадал в мало-мальски серьёзные ДТП. И слава богу. Но переубеждать таких товарищей заранее — пустое дело.

Надеюсь, кому-то будет полезно!
Всем высокой активной безопасности и нулевой статистики ДТП!

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/over9000/anatomiia-bezopasnosti-avtomobilia-kuzov-5b7c335ce1552600a9c3b75b