BEZPIECZEŃSTWO CZYNNE i BIERNE W POJAZDACH Przygotował: mgr inż. Tomasz Widerski Foto:Bosch
Bezpieczeństwo bierne......czyli, jak wyjść cało z wypadku Foto: Dekra
Układy bezpieczeństwa biernego - są to rozwiązania techniczne zapewniające w przypadku zderzenia, maksymalną ochronę kierującemu i pasażerom
Bezpieczeństwo bierne w pojazdach Zespoły stanowiące o bezpieczeństwie biernym: Foto: Renault Konstrukcja nadwozia (wzmocnienia, strefy kontrolowanego zgniotu) Poduszki powietrzne Pasy bezpieczeństwa (napinacze pirotechniczne, ogranicznik siły napięcia) Systemy aktywnych foteli i zagłówków
Wzmocnienia konstrukcyjne i strefy kontrolowanego zgniotu Foto: Volvo Rys: Saab Rys: Citroen System stref kontrolowanego zgniotu wydzielone fragmenty nadwozia zbudowane z elementów konstrukcyjnych mających pochłaniać energię uderzenia (dobór materiałów i odpowiednie formowanie). System wzmocnień usztywnienie części pasażerskiej, wzmocnienie podłogi, tzw. klatka. W momencie zderzenia ta część samochodu nie może się odkształcić.
Poduszki powietrzne (air-bag system) Pierwsze patenty 1952 (USA), 1953 (Niemcy) Foto: Mercedes-Benz Pierwsze samochody z zamontowanymi poduszkami powietrznymi (Cadillac DeVille, Oldsmobile Tornado) 1974 Pierwszy europejski samochód seryjny z zamontowaną poduszką powietrzną (Mercedes S) 1981
Typy poduszek powietrznych Foto: Renault Poduszki przednie kierowcy i pasażera Ochrona głowy, klatki piersiowej. Foto: Autoliv
Typy poduszek powietrznych Foto: Dekra Foto: Volvo Foto: Autoliv Poduszki boczne. Ochrona rąk, barków, bioder, miednicy.
Typy poduszek powietrznych Rys: Peugot Foto: Autoliv Kurtyny powietrzne. Ochrona głowy, barków. Foto: Volvo
Kompletny system poduszek powietrznych Foto: Volvo, AUDI
Normy dotyczące poduszek powietrznych wg. normy EKG 94 Czas pełnego rozwinięcia: ~15-80 ms poduszka kierowcy i pasażera ~5 ms poduszki boczne i kurtyny Czas zduszenia - 5s Pojemność poduszki kierowcy: 67 litrów Full Size pasażera: ~130 litrów Foto: Renault
Normy dotyczące poduszek powietrznych wg. normy EKG 94 Gazy wypełniające poduszki - nie żrące, nie toksyczne, obojętne dla organizmu Materiał na poduszki - nylon wielowarstwowy o grubości 0.3 mm, zachowujący elastyczność w temp. od 30 do +80 Możliwość łatwego kształtowania Foto: Renault
Własności poduszek powietrznych Możliwość zadziałania przy prędkości powyżej 20-30 km/h Możliwość zadziałania przy uderzeniu, którego kierunek jest odchylony max. 45 stopni od osi wzdłużnej pojazdu (poduszki przednie) Odpalenie ładunku inicjowane jest impulsem prądu przemiennego o częstotliwości 100kHz (zabezpieczenie przepięciowe) Stosowany środek uruchamiający poduszkę - azydek sodu (azotyn sodu NaN 3 ) Gaz wypełniający poduszkę azot (130 g NaN 3 67 l N 2 ) Hałas przy otwieraniu poduszki dochodzi do 140 db (próg bólu 150 db) Trwałość taka jak pojazdu, nie krótsza niż 10 lat (Fiat, Lancia, Renault) - 15 lat (Ford)
Trwałość systemu poduszek powietrznych Foto: Mercedes - Benz Test działania poduszki powietrznej w Mercedesie 500 SEL (rocznik 1981). Test przeprowadzono w 1992r.
Działanie systemu poduszek powietrznych Rys: Auto Bild Pasażer Czas (milisekundy) 30 40 54 66 84 88 150 Kierowca Początek kolizji Zapłon airbagu Napełnianie poduszki Podparcie głowy Koniec kolizji
Działanie systemu poduszek powietrznych Żródło: Honda
Działanie systemu poduszek powietrznych Żródło: Materiały własne
Działanie systemu poduszek powietrznych Podstawowe bloki: 1. czujniki przyspieszeń 2. włącznik bezpieczeństwa (mechaniczny czujnik opóźnienia) - stanowi ostatni stopień zabezpieczający przed fałszywymi wyzwoleniami poduszki powietrznej, 3. blok podtrzymania napięcia zasilającego - zasilanie przez ponad 100 ms od odłączenia od głównej instalacji 4. układ ASIC (logika i sterowanie) - przetwarzanie sygnałów z czujników, formowanie sygnałów testujących obwody, przetwarzanie poziomów napięć dla komunikacji z urządzeniem
Działanie systemu poduszek powietrznych Podstawowe funkcje sterownika to: 1. Ocena w chwili wypadku siły uderzenia oraz podjęcie decyzji o detonacji poduszki i napinaczy pasów (zapis danych o sile i kącie uderzenia oraz wszystkie inne dostępne dane, w zależnoci od oprogramowania, tzw. Crash record) 2. Uruchomienie funkcji pomocniczych w chwili wypadku (odryglowanie zamka centralnego, odcięcie dopływu paliwa i zasilania z akumulatora, uruchomienie systemów powiadamiania o wypadku, itp.) 3. Monitorowanie obwodów poduszek, napinaczy i czujników, sterowanie kontrolką systemu oraz komunikacja z urządzeniem diagnostycznym.
Działanie systemu poduszek powietrznych 1. Poduszka powietrzna 2. Czujnik zderzeniowy 5. Włącznik bezpieczeństwa 6,7. Moduł sterujący 13,14,15,16. Złącza Rys: VWvortex
Rozmieszczenie komponentów systemu poduszek powietrznych 1. Moduł sterujący 2. Czujniki boczne 3. Czujniki czołowe Czujniki i układy elektroniczne Elementy wykonawcze (ładunki wybuchowe) Poduszki powietrzne Rys: Bosch
Stosowane czujniki Rys: Bosch Czujnik zderzeniowe, prędkości kątowej i przyspieszenia poprzecznego
Stosowane czujniki Rys: Bosch Moduł kontrolny do poduszek (AB+) zintegrowany z sensorami przyspieszenia liniowego i poprzecznego ESP.
Ułożenie poduszek powietrznych w komorach Foto: Autoliv Foto: Autoliv Foto: BMV
Systemy rozpoznania obciążenia fotela Foto: Bosch Foto: BMW Mata rozpoznawcza SBE
Systemy rozpoznania obciążenia fotela Rys: NEC System detekcji obciążenia za pomocą pola elektrycznego
Systemy rozpoznania obciążenia fotela Rys: Autoliv System detekcji obciążenia za pomocą ultradźwięków
Nowoczesne rozwiązania poduszek powietrznych Foto: Dekra Rys: Renault Poduszki dla pasażerów na tylnej kanapie zintegrowana z pasem bezpieczeństwa
Nowoczesne rozwiązania poduszek powietrznych Rys: BMW Poduszka chroniąca nogi
Nowoczesne rozwiązania poduszek powietrznych Rys: Renault ANTI-SLIDING BAG Poduszka zapobiegająca wysunięciu się siedzącego spod pasów bezpieczeństwa
Nowoczesne rozwiązania poduszek powietrznych Rys: Renault Efekt działania poduszki Anti-sliding Bag
Nowoczesne rozwiązania poduszek powietrznych Foto: Auto Bild, Autolive, Bosch Poduszki dla pieszego
Nowoczesne rozwiązania poduszek powietrznych Foto: Bosch
Układ pasów bezpieczeństwa Foto: Renault, Volvo Pierwszy samochód z pasami bezpieczeństwa (Volvo Amazon) 1958
Pasy bezpieczeństwa Zadanie: Utrzymanie ciała w fotelu podczas kolizji (moment zderzenia prędkość 140 km/h, przyspieszenia 80g, ciężar ciała ok. 4 ton) Foto: Renault
Napinacze pasów bezpieczeństwa Rys: Renault Zadanie: likwidacja luzów na pasie w momencie kolizji (kompensacja rozciągnięcia 20cm) Umiejscowienie: przy rolce nawojowej przy klamrze zapinającej (skuteczniejsze)
Mechaniczne napinacze pasów bezpieczeństwa Rys: BMW Przed uruchomieniem Po uruchomieniu
Pirotechniczne napinacze pasów bezpieczeństwa 1 napinacz, 2 linka, 3 tłok w szczelnym cylindrze, 4 generator gazu Foto: Autoliv Rys,foto: BMW
Przygotowanie do kolizji drogowej (pre-safe system) Foto: Bosch Rys: Mercedes -Benz
Aktywne oparcie fotela i zagłówki Rys: Volvo Amortyzacja powracającego ciała po zetknięciu z poduszką lub przy uderzeniu w tył pojazdu Foto: Renault Rys: Saab Utrzymanie głowy w lini prostej względem ciała, ochrona przed nadmiernym wygięciem kręgosłupa w odcinku szyjnym
System ISOFIX Foto: Opel System mocowania fotelika dla dziecka
System ISOFIX Rys: Renault Połączenie sztywne fotelika z konstrukcją samochodu
Anecia Survival Capsule Foto: American Inventor Zmodyfikowana konstrukcja fotelika dla dzieci pomysłu Janusza Liberkowskiego
Crash testy i ich uczestnicy Foto: Renault Foto: Dekra
Crash testy Źródło: Citroen Pierwsze testy lata 40-te (Mercedes)
Zestaw oficjalnych prób zderzeniowych Foto: Mercedes Foto: Renault Zderzenie czołowe typu off-set Auto uderza pod kątem prostym w przeszkodę o równej masie, 40% powierzchnią przedniego pasa z prędkością 64 km/h.
Zestaw oficjalnych prób zderzeniowych Foto: Saab Foto: Autoliv Zderzenie boczne W bok stojącego samochodu na wysokości słupka środkowego uderza z prędkością 50 km/h bariera o masie 900 kg.
Zestaw oficjalnych prób zderzeniowych Foto: Dekra Test słupa (przemieszczające się bokiem auto uderza z prędkością 29 km/h w pionową przeszkodę na wysokości środkowego słupka nadwozia)
Zestaw oficjalnych prób zderzeniowych Foto: Dekra Próba z pieszym Potracenie człowieka przodem auta z prędkością 40 km/h.
Dodatkowe testy Foto: Mercedes, Bosch Test obowiązkowy dla kabrioletów i autobusów kapotaż, czyli dachowanie
Dodatkowe testy Test obowiązkowy dla kabrioletów i autobusów kapotaż, czyli dachowanie Foto: Autoliv
Crash testy w różnych klasach aut Foto: Renault Renault Laguna II Foto: Fiat Fiat Seicento Foto: Honda Honda Civic
Crash testy Źródło: Alfa Romeo Test Alfa Romeo 156
DUMMY - jednorazowy uczestnik wypadku Foto: Dekra Lata 40-te i 50-te (USA) Pierwsze testy zderzeniowe - udział zwłok i żywych ludzi (później tylko żywych ludzi).
DUMMY - budowa Foto: Dekra DUMMY manekin 50-centylowy, czyli odpowiadający rozmiarami 50% populacji mężczyzn (waga 75kg, wzrost 178 cm). Do zderzeń czołowych stosuje się model Hybrid III (pomiar przeciążeń wzdłużnych w głowie, szyi, klatce piersiowej, jamie brzusznej,miednicy, udach, kolanach, podudziach i stopach) Do zderzeń bocznych stosuje się model EuroSID-1 (pomiar przyspieszeń bocznych w głowie, klatce piersiowej, jamie brzusznej i miednicy)
Crash testy Źródło: Materiały własne Zderzenie BMW5 i Volvo850 (96 km/h)
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ