هيكل ومبدأ تشغيل نظام الأمان السلبي SRS
محتوى
السيارة ليست فقط وسيلة مواصلات شائعة ، ولكنها أيضًا مصدر خطر. العدد المتزايد باستمرار للمركبات على طرق روسيا والعالم ، تؤدي سرعة الحركة المتزايدة حتمًا إلى زيادة عدد الحوادث. لذلك ، فإن مهمة المصممين هي تطوير ليس فقط سيارة مريحة ، ولكن أيضًا آمنة. يساعد نظام الأمان السلبي في حل هذه المشكلة.
ماذا يشمل نظام الأمان السلبي؟
يشمل نظام الأمان السلبي للمركبة جميع الأجهزة والآليات المصممة لحماية السائق والركاب من الإصابات الخطيرة وقت وقوع الحادث.
المكونات الرئيسية للنظام هي:
- أحزمة المقاعد مع شدّادات ومحددات ؛
- وسائد هوائية.
- هيكل الجسم الآمن
- قيود الأطفال
- مفتاح فصل البطارية في حالات الطوارئ ؛
- مساند الرأس النشطة
- نظام مكالمات الطوارئ
- الأجهزة الأخرى الأقل شيوعًا (مثل هيكل الحماية من الانقلاب (ROPS) على السيارة القابلة للتحويل).
في السيارات الحديثة ، تكون جميع عناصر SRS مترابطة ولديها عناصر تحكم إلكترونية مشتركة لضمان كفاءة معظم المكونات.
ومع ذلك ، فإن العناصر الرئيسية للحماية وقت وقوع حادث في السيارة هي الأحزمة والوسائد الهوائية. إنها جزء من SRS (نظام تقييد الحركة الإضافي) ، والذي يتضمن أيضًا العديد من الآليات والأجهزة.
تطور أجهزة السلامة السلبية
كان أول جهاز تم إنشاؤه لضمان السلامة السلبية لأي شخص في السيارة هو حزام الأمان ، والذي تم تسجيل براءة اختراعه لأول مرة في عام 1903. ومع ذلك ، فإن التركيب الشامل للأحزمة في السيارات لم يبدأ إلا في النصف الثاني من القرن العشرين - في عام 1957. في ذلك الوقت ، تم تثبيت الأجهزة على المقاعد الأمامية وتثبيت السائق والراكب في منطقة الحوض (نقطتان).
تم تسجيل براءة اختراع حزام الأمان ثلاثي النقاط في عام 1958. بعد عام آخر ، بدأ تركيب الجهاز على مركبات الإنتاج.
في عام 1980 ، تم تحسين تصميم الحزام بشكل كبير من خلال تركيب شداد يوفر أكثر الحزام إحكامًا عند وقوع الاصطدام.
ظهرت الوسائد الهوائية في السيارات بعد ذلك بكثير. على الرغم من حقيقة أن أول براءة اختراع لمثل هذا الجهاز تم إصدارها في عام 1953 ، إلا أن سيارات الإنتاج بدأت في تجهيزها بالوسائد فقط في عام 1980 في الولايات المتحدة. في البداية ، تم تركيب الوسائد الهوائية للسائق فقط ، ولاحقًا للراكب الأمامي. في عام 1994 ، تم إدخال الوسائد الهوائية الجانبية لأول مرة في المركبات.
اليوم ، توفر أحزمة الأمان والوسائد الهوائية الحماية الأساسية للأشخاص في السيارة. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنها لا تكون فعالة إلا عند ربط حزام الأمان. خلاف ذلك ، يمكن أن تتسبب الوسائد الهوائية المنتشرة في إصابة إضافية.
أنواع الضربات
وبحسب الإحصائيات فإن أكثر من نصف (51,1٪) الحوادث الخطيرة مع الضحايا يصاحبها اصطدام أمامي بمقدمة السيارة. وتأتي الآثار الجانبية في المرتبة الثانية من حيث التكرار (32٪). أخيرًا ، يقع عدد قليل من الحوادث نتيجة الاصطدام بمؤخرة السيارة (14,1٪) أو الانقلاب (2,8٪).
اعتمادًا على اتجاه التأثير ، يحدد نظام SRS الأجهزة التي يجب تنشيطها.
- في حالة الاصطدام الأمامي ، يتم نشر شدادات حزام المقعد ، وكذلك الوسائد الهوائية الأمامية للسائق والراكب (إذا لم يكن التأثير شديدًا ، فقد لا يقوم نظام SRS بتنشيط الوسادة الهوائية).
- في حالة تأثير أمامي قطري ، يمكن فقط تعشيق شدادات الحزام. إذا كان التأثير أكثر شدة ، فستحتاج إلى نشر الوسائد الهوائية الأمامية و / أو الرأس والجانبية.
- في حالة الاصطدام الجانبي ، يمكن نشر وسائد هوائية للرأس وأكياس هوائية جانبية وشدادات الحزام على جانب الصدمة.
- إذا كان التأثير على الجزء الخلفي من السيارة ، فقد يتم تشغيل شدادات حزام المقعد وقاطع البطارية.
يعتمد منطق تشغيل عناصر الأمان السلبية للسيارة على الظروف المحددة للحادث (قوة واتجاه الصدمة ، والسرعة في لحظة الاصطدام ، وما إلى ذلك) ، وكذلك على طراز السيارة وطرازها.
مخطط توقيت الاصطدام
تصادم السيارات يحدث في لحظة. على سبيل المثال ، سيارة تسير بسرعة 56 كم / ساعة وتصطدم بعائق ثابت وتتوقف تمامًا في غضون 150 مللي ثانية. للمقارنة ، خلال نفس الوقت ، يمكن للشخص أن يغمض عينيه. ليس من المستغرب ألا يكون لدى السائق ولا الركاب الوقت لاتخاذ أي إجراء لضمان سلامتهم في لحظة التأثير. يجب على SRS القيام بذلك نيابة عنهم. ينشط شداد الحزام ونظام الوسادة الهوائية.
في حالة الاصطدام الجانبي ، تفتح الوسائد الهوائية الجانبية بشكل أسرع - في مدة لا تزيد عن 15 مللي ثانية. المساحة بين السطح المشوه وجسم الإنسان صغيرة جدًا ، لذا فإن تأثير السائق أو الراكب على جسم السيارة سيحدث في فترة زمنية أقصر.
لحماية شخص من الصدمات المتكررة (على سبيل المثال ، عندما تتدحرج سيارة أو تدخل حفرة) ، تظل الوسائد الهوائية الجانبية منتفخة لفترة أطول من الوقت.
أجهزة استشعار الصدمات
يتم ضمان أداء النظام بأكمله بواسطة مستشعرات الصدمات. تكتشف هذه الأجهزة حدوث تصادم وترسل إشارة إلى وحدة التحكم ، والتي بدورها تنشط الوسائد الهوائية.
في البداية ، تم تركيب مستشعرات الصدمات الأمامية فقط في السيارات. ومع ذلك ، مع بدء تجهيز المركبات بوسائد إضافية ، تم أيضًا زيادة عدد أجهزة الاستشعار.
تتمثل المهمة الرئيسية لأجهزة الاستشعار في تحديد اتجاه وقوة التأثير. بفضل هذه الأجهزة ، في حالة وقوع حادث ، سيتم تنشيط الوسائد الهوائية الضرورية فقط ، وليس كل ما هو موجود في السيارة.
أجهزة الاستشعار من النوع الكهروميكانيكية تقليدية. تصميمهم بسيط ولكنه موثوق. العناصر الرئيسية هي كرة وزنبرك معدني. بسبب القصور الذاتي الناتج عن التأثير ، تقوم الكرة بتقويم الزنبرك ، وإغلاق جهات الاتصال ، وبعد ذلك يرسل مستشعر الصدمات نبضة إلى وحدة التحكم.
لا تسمح الصلابة المتزايدة للزنبرك بتشغيل الآلية عن طريق الكبح الشديد أو التأثير الطفيف على أحد العوائق. إذا كانت السيارة تتحرك بسرعة منخفضة (تصل إلى 20 كم / ساعة) ، فإن قوة القصور الذاتي لا تكفي أيضًا للعمل في الزنبرك.
بدلاً من المستشعرات الكهروميكانيكية ، تم تجهيز العديد من السيارات الحديثة بأجهزة إلكترونية - مستشعرات التسارع.
بعبارات مبسطة ، يتم ترتيب مستشعر التسارع كمكثف. بعض لوحاته ثابتة بشكل صارم ، في حين أن البعض الآخر متحرك ويعمل مثل كتلة زلزالية. عند الاصطدام ، تتحرك هذه الكتلة ، وتغير سعة المكثف. يتم فك تشفير هذه المعلومات بواسطة نظام معالجة البيانات ، وإرسال البيانات المستلمة إلى وحدة التحكم في الوسادة الهوائية.
يمكن تقسيم مستشعرات التسارع إلى نوعين رئيسيين: سعوي وكهربائي انضغاطي. يتكون كل واحد منهم من عنصر استشعار ونظام معالجة البيانات الإلكترونية الموجود في مسكن واحد.
يتكون أساس نظام الأمان السلبي للمركبة من أجهزة أثبتت فعاليتها بنجاح لسنوات عديدة. بفضل العمل المستمر للمهندسين والمصممين ، وتحسين أنظمة السلامة ، يمكن لسائقي السيارات والركاب تجنب الإصابات الخطيرة في وقت وقوع الحادث.
