La struttura e il principio di funzionamento del sistema di sicurezza passiva SRS
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Una macchina non è solo un mezzo di trasporto comune, ma anche una fonte di pericolo. Il numero in costante aumento di veicoli sulle strade della Russia e del mondo, la crescente velocità di movimento portano inevitabilmente ad un aumento del numero di incidenti. Pertanto, il compito dei progettisti è sviluppare non solo un'auto confortevole, ma anche sicura. Il sistema di sicurezza passiva aiuta a risolvere questo problema.
Cosa include il sistema di sicurezza passiva?
Il sistema di sicurezza passiva del veicolo comprende tutti i dispositivi e meccanismi progettati per proteggere il conducente e i passeggeri da lesioni gravi al momento di un incidente.
I componenti principali del sistema sono:
- cinture di sicurezza con tenditori e limitatori;
- airbag;
- struttura del corpo sicura;
- sistemi di ritenuta per bambini;
- interruttore di scollegamento della batteria di emergenza;
- poggiatesta attivi;
- sistema di chiamata di emergenza;
- altri dispositivi meno comuni (es. ROPS su un convertibile).
Nelle auto moderne, tutti gli elementi SRS sono interconnessi e hanno controlli elettronici comuni per garantire l'efficienza della maggior parte dei componenti.
Tuttavia, i principali elementi di protezione al momento di un incidente in auto rimangono le cinture e gli airbag. Fanno parte del SRS (Supplemental Restraint System), che include anche molti più meccanismi e dispositivi.
Evoluzione dei dispositivi di sicurezza passiva
Il primo dispositivo creato per garantire la sicurezza passiva di una persona in auto è stata la cintura di sicurezza, brevettata per la prima volta nel 1903. Tuttavia, l'installazione di massa delle cinture nelle automobili iniziò solo nella seconda metà del XX secolo, nel 1957. A quel tempo, i dispositivi erano installati sui sedili anteriori e fissavano guidatore e passeggero nella zona pelvica (due punti).
La cintura di sicurezza a tre punti è stata brevettata nel 1958. Dopo un altro anno, il dispositivo iniziò ad essere installato sui veicoli di produzione.
Nel 1980, il design della cinghia è stato notevolmente migliorato con l'installazione di un tenditore che fornisce l'adattamento più stretto della cinghia al momento di una collisione.
Gli airbag sono apparsi nelle auto molto più tardi. Nonostante il fatto che il primo brevetto per un tale dispositivo sia stato rilasciato nel 1953, le auto di produzione iniziarono ad essere dotate di cuscini solo nel 1980 negli Stati Uniti. All'inizio, gli airbag erano installati solo per il conducente e successivamente per il passeggero anteriore. Nel 1994 furono introdotti per la prima volta nei veicoli gli airbag per gli impatti laterali.
Oggi le cinture di sicurezza e gli airbag forniscono la principale protezione per le persone in auto. Tuttavia, va ricordato che sono efficaci solo quando la cintura di sicurezza è allacciata. In caso contrario, gli airbag attivati possono causare ulteriori lesioni.
Tipi di colpi
Secondo le statistiche, più della metà (51,1%) degli incidenti gravi con vittime è accompagnata da un impatto frontale sulla parte anteriore del veicolo. Al secondo posto in termini di frequenza ci sono gli impatti collaterali (32%). Infine, un numero limitato di incidenti si verifica a seguito di collisioni con la parte posteriore del veicolo (14,1%) o ribaltamenti (2,8%).
A seconda della direzione dell'impatto, il sistema SRS determina quali dispositivi devono essere attivati.
- In caso di impatto frontale, vengono attivati i pretensionatori delle cinture di sicurezza e gli airbag frontali del conducente e del passeggero (se l'impatto non è grave, il sistema SRS potrebbe non attivare l'airbag).
- In caso di impatto frontale-diagonale possono essere innestati solo i tendicinghia. Se l'impatto è più forte, sarà necessario attivare gli airbag frontali e / o per la testa e laterali.
- In caso di impatto laterale, gli airbag per la testa, gli airbag laterali ei pretensionatori delle cinture sul lato dell'impatto possono essere attivati.
- Se l'urto è sul retro del veicolo, il pretensionatore della cintura di sicurezza e l'interruttore della batteria potrebbero essere attivati.
La logica di attivazione degli elementi di sicurezza passiva di un'auto dipende dalle circostanze specifiche dell'incidente (forza e direzione dell'impatto, velocità al momento della collisione, ecc.), Nonché dalla marca e dal modello dell'auto.
Diagramma dei tempi di collisione
La collisione delle auto avviene in un istante. Ad esempio, un'auto che viaggia a una velocità di 56 km / he si scontra con un ostacolo fermo si ferma completamente entro 150 millisecondi. Per fare un confronto, nello stesso periodo, una persona può avere il tempo di battere le palpebre. Non sorprende che né il conducente né i passeggeri avranno il tempo di intraprendere alcuna azione per garantire la propria sicurezza al momento dell'impatto. L'SRS deve farlo per loro. Attiva il pretensionatore e il sistema airbag.
In caso di impatto laterale, gli airbag laterali si aprono ancora più velocemente, in non più di 15 ms. L'area tra la superficie deformata e il corpo umano è molto piccola, quindi l'impatto del guidatore o del passeggero sul corpo vettura avverrà in un periodo di tempo più breve.
Per proteggere una persona da impatti ripetuti (ad esempio, quando un'auto si ribalta o entra in un fosso), gli airbag laterali rimangono gonfiati per un periodo di tempo più lungo.
Sensori di scossa
Le prestazioni dell'intero sistema sono assicurate da sensori d'urto. Questi dispositivi rilevano l'avvenuta collisione e inviano un segnale alla centralina, che a sua volta attiva gli airbag.
Inizialmente, sulle auto erano installati solo sensori di impatto frontale. Tuttavia, quando i veicoli hanno iniziato ad essere dotati di cuscini aggiuntivi, anche il numero di sensori è stato aumentato.
Il compito principale dei sensori è determinare la direzione e la forza dell'impatto. Grazie a questi dispositivi, in caso di incidente, verranno attivati solo gli airbag necessari e non tutto ciò che si trova nell'auto.
I sensori di tipo elettromeccanico sono tradizionali. Il loro design è semplice ma affidabile. Gli elementi principali sono una palla e una molla metallica. A causa dell'inerzia derivante dall'impatto, la sfera raddrizza la molla, chiudendo i contatti, dopodiché il sensore d'urto invia un impulso alla centralina.
La maggiore rigidità della molla non consente l'attivazione del meccanismo in caso di frenate brusche o di un leggero impatto su un ostacolo. Se l'auto si muove a bassa velocità (fino a 20 km / h), anche la forza d'inerzia non è sufficiente per agire sulla molla.
Invece di sensori elettromeccanici, molte auto moderne sono dotate di dispositivi elettronici: sensori di accelerazione.
In termini semplificati, il sensore di accelerazione è organizzato come un condensatore. Alcune delle sue piastre sono fissate rigidamente, mentre altre sono mobili e agiscono come una massa sismica. In caso di collisione, questa massa si muove, cambiando la capacità del condensatore. Queste informazioni vengono decodificate dal sistema di elaborazione dati, inviando i dati ricevuti alla centralina airbag.
I sensori di accelerazione possono essere suddivisi in due tipi principali: capacitivi e piezoelettrici. Ciascuno di essi è costituito da un elemento sensibile e da un sistema di elaborazione elettronica dei dati situato in un alloggiamento.
La base del sistema di sicurezza passiva del veicolo è costituita da dispositivi che da anni dimostrano con successo la loro efficacia. Grazie al costante lavoro di ingegneri e progettisti, migliorando i sistemi di sicurezza, gli automobilisti e i passeggeri riescono ad evitare lesioni gravi al momento di un incidente.
