Совокупность конструктивных элементов, применяемых для защиты пассажиров от травм при аварии, составляет систему пассивной безопасности ТС. Эта система представляет совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на снижение тяжести дорожно-транспортного происшествия. Большинство систем пассивной безопасности срабатывают во время столкновения, когда активные системы безопасности не смогли помочь водителю предотвратить или избежать столкновения. Система должна обеспечивать защиту не только пассажиров и конкретного автомобиля, но и других участников дорожного движения. Рассмотрим наиболее важный элемент пассивной безопасности, которым являются фронтальные подушки безопасности водителя и переднего пассажира. Фронтальная подушка безопасности водителя располагается в рулевом колесе (рис. 10.18), переднего пассажира — в верхней правой части передней панели.
Основными элементами системы управления подушками безопасности являются набор датчиков (3…5) удара, пиропатроны газогенератора (источник энергии), подушки безопасности для водителя, устройство электронного контроля и управления, контрольную лампу на приборной панели.
Расплавляемая проволока или фронт пламени в пределах элемента зажигания (капсюля) приводят в возбуждение газогенераторы надувной подушки безопасности. В современных конструкциях срабатывание капсюля для зажигания газогенератора происходит от переменного тока с целью предупреждения возникновение короткого замыкания в электрической системе питания постоянного тока автомобиля (неисправности в электропроводке). Для создания переменного тока применяется конденсатор, включенный в конструкцию зарядного капсюля и подсоединенный последовательно в цепь возбуждения, который заряжается, разряжается или перезаряжается приблизительно с частотой 100 кГц.
В газогенераторе, называемом часто (таблеткой) диаметром 10 см и толщиной 1 см, используются кристаллы твердого топлива, при сгорании которого выделяется газ, заполняющий, а точнее, надувающий подушку. Топливом обычно выступает ядовитый азид натрия (NaN3), 45% массы которого при сгорании превращается в чистый азот, а остальное – в углекислый газ (СО2), окись углерода (СО), воду (Н2О) и твердые частицы. Электрический импульс поджигает пиропатрон или плавит проволоку и кристаллы превращаются в газ. Сигналом для срабатывания пиропатрона служит электрический импульс от датчиков удара (ускорения или давления), поступающих напрямую или через электронный блок. Хотя процесс сгорания и происходит быстро, он не носит взрывного характера. Сгорание происходит в 3 этапа: поджигание, возгорание для запала и горение рабочего заряда. В очень короткое время система развивает мощность до 60 кВт, но взрыва не происходит. Сгорание топлива и наполнение подушки объемом приблизительно 50…60 л для водителя длится 30…35 мс, подушка безопасности для пассажира объемом приблизительно 100…140 л устанавливается в зоне перчаточного отсека и наполняется приблизительно за 50 мс. Это время меньше времени моргания глаза, которое составляет 100 миллисекунд.
Для предотвращения травм от надувания подушки движущей со скоростью 200…300 км/час навстречу грудной клетке, современные подушки надуваются в два этапа: сначала примерно на 70 %, а при соприкосновении с телом полностью, для этого применяются двухступенчатые газогенераторы (рис. 10.19).
Благодаря радиальному распрямлению воздушного мешка и последовательному воспламенению зарядов в таких газогенераторах существенно снижается нагрузка, которая действует на водителя при аварии. В зависимости от тяжести и вида аварии промежуток между срабатываниями обоих пиропатронов может составлять примерно от 5 мсек. до 50 мсек. Срабатывают всегда оба заряда, для исключения случаев, когда после раскрытия подушки безопасности остается еще один не сработавший пиропатрон.
При аварии блок управления подушками безопасности дает команду на воспламенение первого заряда. Образующееся давление ускоряет поршень, который открывает газовый баллон. Выделяющийся газ наполняет и раскрывает подушку безопасности. В результате сгорания второго заряда в воздушный мешок поступает дополнительное количество газа.
1,4 – первый заряд; 2 – корпус; 3 – металлический фильтр; 5 – второй заряд; 6 – второй пиропатрон; 7 – первый пиропатрон; 8 – поджигающий заряд; 9 – отверстие; 10 – выход газа к подушке безопасности; 11 – активирование первого пиропатрона; 12 – активирование второго пиропатрона; а – исходное состояние пиропатрона; б – первый этап срабатывания; в – второй этап срабатывания.
Кроме газогенераторов, в которых применяются кристаллы твердого топлива, при сгорании которого выделяется газ, для верхних подушек безопасности могут применяться газогенераторы с газовым баллоном (рис. 10.20).
В газогенераторах такого типа назначение пиропатрона заключается только в том, чтобы открыть баллон со сжатым газом. После активации пиропатрона 2, давление сгорающих в пиропатроне газов смещает поршень 1, который, в свою очередь, срезает разрывную мембрану 3. Сжатый газ из баллона 3 перетекает в подушку безопасности. Подушка наполняется газом и раскрывается.
Системы комфорта. Комфорт – одно из основных потребительских качеств современного автомобиля. Повышение комфорта является приоритетным направлением совершенствования транспортных средств. Под комфортом понимается совокупность психических и физических ощущений человека в процессе его контакта с автомобилем или отдельными его элементами.
Комфорт в автомобиле реализуется с помощью различных механических и электронных систем, именуемых системами комфорта. Вместе с тем термин системы комфорта появился сравнительно недавно, а именно с развитием электроники в управлении автомобилем. Поэтому под системами комфорта обычно понимаются электронные системы. Хотя формально к системам комфорта относятся и механические системы, например, ручная регулировка сидения, регулировка положения колонки рулевого колеса и др.
Состав систем комфорта различается в зависимости от класса автомобиля. Чем выше класс автомобиля, тем он более комфортный, соответственно обладает большим числом систем комфорта. Как говорится, комфорта много не бывает.
Электронные системы комфорта могут иметь централизованное (от одного центрального электронного блока управления) и децентрализованное управление (от отдельного электронного блока управления) (рис. 10.21).
Стандартный перечень систем комфорта с централизованным управлением включает: центральный замок с дистанционным управлением, освещение салона, противоугонные системы (сигнализацию, иммобилайзер), обогрев заднего стекла.
На отдельные автомобили (в основном премиум-класса) дополнительно к перечисленным устанавливаются система интеллектуального доступа и запуска двигателя, подъемный люк, система открывания ворот гаража, система контроля давления в шинах, электронная блокировка рулевой колонки, электронный замок зажигания и др. Некоторые из перечисленных систем комфорта могут иметь управление от отдельного блока.
К децентрализованным системам комфорта относятся: электростеклоподъемники, обогрев зеркал, электропривод регулировки зеркал, обогрев сидений, электрическая регулировка сидений с функцией памяти, массаж сидений, парктроник, парковочный автопилот, камера заднего вида, автоматические стеклоочистители и др.
Электростеклоподъемники, обогрев и электропривод зеркал, замки дверей имеют, как правило, управление от отдельных блоков в каждой двери. Дополнительно к указанным системам, в передних дверях могут быть реализованы функции складывания зеркал, автоматического затемнения зеркал.
При выключении зажигания и закрытии дверей автомобиля ряд систем комфорта продолжают работать – переходят в «спящий» режим. При этом реализуется минимальный набор функций, включающий работу противоугонной системы, дистанционного управления центральным замком, системы разрешения доступа.
Несмотря на многообразие систем комфорта, можно выделить их общие конструктивные элементы: входные устройства, электронный блок управления и исполнительны устройства (Рис. 10.22).
Входные устройства формируют электрические сигналы, воспринимаемые блоком управления. К ним относятся датчики, всевозможные выключатели, переключатели, кнопки.
На основании электрических сигналов входных устройств электронный блок управления формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства. Электронные блоки соединяются между собой двухпроводной линией, т.н. CAN-шина.
Исполнительными устройствами различных систем комфорта выступают:
— Электродвигатели (запирания дверей, лючка топливного бака, подъема стекол, перемещения зеркал, складывания зеркал, регулировки сидений, открытия люка);
— Нагревательные элементы (зеркал, стекла, сидений);
— Лампы (внутреннего и внешнего освещения, сигнальные);
— Звуковой сигнал (сигнализации, парктроника, системы контроля давления в шинах).
