НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО КУЗОВА
Один из самых дорогих элементов автомобиля в целом – это кузов. Дорогой, потому что сложный, имеет огромное количество отдельных деталей со сложной поверхностью и, следовательно, требующими дорогого и высокоточного изготовления.
Различают следующие виды кузова:
- рамный;
Примечание
Рамные, в свою очередь, могут быть как с полноценной отдельной рамой, так и с интегрированной в структуру кузова (как у Mitsubishi Pajero Wagon).
- несущий.
РАМНЫЙ КУЗОВ
В данном случае имеется трех- или двухобъемный кузов (об «объемности» кузовов можете вспомнить, посмотрев главу 2), установленный и закрепленный на раме, с моторным отсеком, с салоном, багажным отделением. Рама имеет вид лестницы, с двумя продольными лонжеронами, которые соединены между собой поперечинами. На раму крепятся элементы ходовой части и трансмиссии, а также двигатель. Получается, что все нагрузки при движении от колес через подвеску передаются на раму, на кузов при этом воздействуют минимальные нагрузки. Конструкция хороша для внедорожников, для которых родная стихия – бездорожье, где важна жесткость и надежность конструкции. Широкое распространение рамная конструкция получила также на пикапах, основное назначение которых – перевозка тяжестей.
Но когда разговор заходит о комфорте и управляемости, рама краснеет и смущается, так как ей нечего ответить. Из-за того, что кузов к раме крепится в нескольких точках, а все усилия от колес передаются на раму, то напрочь пропадает ощущение автомобиля. Из-за рамы нельзя в достаточной мере опустить кузов относительно ходовой части и дороги, а в таком случае ограничен предел понижения центра тяжести и центра масс автомобиля.
Всех недостатков рамной конструкции лишен несущий кузов.
НЕСУЩИЙ КУЗОВ
«Несущий» означает, что именно на его элементы крепятся детали ходовой части, трансмиссия и двигатель. Все усилия от дороги передаются именно на кузов. В формировании сопротивления участвуют все элементы кузова (на рисунке 9.1 изображены элементы несущего кузова).
Если уж быть точным в определениях, то все элементы кузова и его силовая структура скрыты от глаз под оперением кузова. Оперение – это крылья, капот, крышка багажника (или дверь багажного отделения, в зависимости от типа кузова) – иными словами, все, что не отвечает за восприятие нагрузок при движении автомобиля. Именно поэтому, если вы или вас кто-то «подмял» в небольшом или среднем ДТП, то отсутствие повреждений именно кузова никак не повлияет на автомобиль, понадобится лишь заменить или отрихтовать пострадавшую панель. Оперение кузова несет на себе бремя аэродинамических свойств кузова.
АЭРОДИНАМИКА АВТОМОБИЛЯ
Сказав выше об аэродинамике, не хотелось обходить стороной это важнейшее на данный момент свойство кузова и автомобиля в целом.
Для справки: сопротивление воздуха движению автомобиля возрастает пропорционально квадрату скорости автомобиля, а при дальнейшем увеличении скорости стремится к кубической зависимости. Именно по этой причине внимание аэродинамике автомобиля начали уделять еще лет эдак 60 назад.
Автомобиль движется, а воздух этому сопротивляется, воздействуя на этот самый автомобиль. Если аэродинамический коэффициент низкий, значит кузов довольно обтекаем и при движении как бы пронизывает кузов. Если коэффициент высокий, автомобиль затрачивает много своей мощности на то, чтобы толкать перед собой немалую массу воздуха.
Примечание
Аэродинамический коэффициент – показатель, характеризующий обтекаемость кузова автомобиля.
Идеальным с точки зрения аэродинамики является автомобиль, имеющий каплеобразный кузов.
Однако сделать просто обтекаемый кузов это еще не решение проблемы. Как показала практика, помимо всего прочего, необходимо правильно распределить массу автомобиля по осям, изготовить «правильной» формы панели кузова, чтобы направлять потоки воздуха в заданном направлении.
Если автомобиль достаточно мощный, например Porsche 911, то, по достижении определенной скорости, прижимной силы, действующей на автомобиль от набегающего потока воздуха, будет недостаточно. Для того, чтобы сохранить полный контакт шин колес с поверхностью, устанавливают дополнительные аэродинамические элементы, способные догрузить, а если сказать проще, дополнительно прижать автомобиль к дороге за счет потока воздуха.
Внимание
Всегда следует помнить, что самостоятельно установленные аэродинамические элементы, не предусмотренные заводом-изготовителем, могут только навредить, а в отдельных случаях даже привести к неприятным последствиям. Дополнительные элементы разрешается устанавливать только компетентным тюнинг-ателье, получившим лицензию.
ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Описание подушек безопасности
Подушки безопасности относятся к элементам системы пассивной безопасности.
Не одну человеческую жизнь спасла эта система. Суть системы сводится к тому, чтобы плавно остановить тело, которое, можно сказать, летит в сторону передней части автомобиля, при фронтальном столкновении.
Внимание
Оговоримся в самом начале: максимальный эффект при срабатывании подушки безопасности достижим лишь в том случае, когда водитель пристегнут ремнями безопасности.
Изначально подушка была одна – для водителя. Располагалась она в ступице рулевого колеса (это прямо по центру). Но с течением времени, для предотвращения негативных последствий столкновения, количество подушек безопасности достигло семи штук.
Виды подушек безопасности
На данный момент существуют следующие виды подушек безопасности (на рисунке 9.3 представлены подушки безопасности в раскрытом виде):
- Фронтальная (или передняя) подушка безопасности, она может быть водительской или пассажирской. Такие подушки установлены в ступице колеса и приборной панели со стороны пассажира соответственно, срабатывают они при фронтальном столкновении автомобиля.
- Боковые подушки безопасности. Модули подушек чаще всего установлены в боковинах спинок сидений. Срабатывают подушки при боковом столкновении.
Боковые подушки безопасности типа «занавески» установлены вдоль края потолка салона с каждой стороны. Данные подушки предназначены для исключения удара головой о боковые стекла при столкновении.
- Коленная подушка безопасности. Подушка предназначена для гашения удара водителя коленями о приборную панель при фронтальном столкновении. Необходимость в данной подушке безопасности возникла вследствие того, что пространство для ног с водительской стороны довольно ограничено, из-за этого при сильном фронтальном столкновении человек может сместиться на значительное расстояние, что приведет к удару об элементы приборной панели и поперечины жесткости рулевой колонки.
Перспективным направлением в развитии пассивной безопасности являются подушки безопасности, встроенные в ремни безопасности для смягчения удара при резком прекращении движения.
Работа системы подушек безопасности
При фронтальном столкновении датчики удара, установленные в передней части кузова, посылают сигнал в электронный блок управления пассивной безопасности, а из этого блока сигнал поступает в пиропатрон, который, срабатывая, выбрасывает большое количество газа, надувая тем самым подушку безопасности.
Примечание
Пиропатрон (сокращение от «пиротехнический патрон») – устройство, очень напоминающее самый обычный охотничий патрон, только без капсюля и боевой части. Начинен патрон специальным быстровоспламеняющимся веществом, которое поджигается при помощи электрического разряда.
При совершенствовании системы подушек безопасности внедрили двух-, а затем многоступенчатость срабатывания подушки безопасности. Все дело в том, что раньше подушка безопасности надувалась с одинаковой скоростью, независимо от скорости автомобиля. Были случаи, когда водители получали довольно серьезные травмы вследствие срабатывания подушек безопасности при, казалось бы, незначительных столкновениях. Потому ныне электронный блок управления данной системы получает еще и данные о скорости автомобиля и в зависимости от этого параметра «решает», с какой скоростью сработает подушка безопасности.
РЕМНИ БЕЗОПАСНОСТИ И АКТИВНЫЕ ПОДГОЛОВНИКИ
Ремни безопасности
Ремень безопасности – первое средство пассивной безопасности, призванное спасать людей от тяжелых травм при столкновениях, занимается тем, что удерживает человека от полета в сторону столкновения. В настоящее время применяются трехточечные ремни безопасности. Это значит, что человек пристегивается ремнем в трех точках: одна точка плечевая, а две другие – поясничные.
Внимание
Всегда пристегивайтесь ремнями безопасности, независимо от того, на какое расстояние и с какой скоростью будете ехать.
С развитием технологий развивались и ремни безопасности. Так появились инерционные катушки натяжения ремня безопасности. Внутри корпуса ремень безопасности намотан на бобину. Работают такие катушки просто: когда необходимо вытянуть ремень и пристегнуться, катушка разматывается и длина ремня увеличивается. Однако при внезапном торможении, то есть при резком воздействии на ремень, катушка блокируется, не давая тем самым вытянуться ремню больше, чем необходимо, дополнительно удерживая водителя.
Но и на этом конструкторы не остановились: они придумали и внедрили систему предварительного натяжения ремней безопасности. И если в случае с инерционными катушками ремень просто не удлиняется, то система преднатяжителей при столкновении дополнительно натягивает ремень безопасности, снижая тем самым нагрузку от удара о подушку безопасности и исключая вероятность проскальзывания водителя под ремнем.
Активные подголовники
При ударе автомобиля в заднюю часть самым опасным является хлесткое воздействие на шею сидящих в машине пассажиров. Кроме того, серьезные травмы шеи люди получали после фронтального столкновения на обратном ходе, когда корпус человека откидывался назад после удара. Чтобы исключить повреждение шейных позвонков, в конструкцию сиденья внедрили систему активного подголовника, который при столкновении, постоянно контактируя с головой, демпфирует и смягчает силы, возникающие в данной неприятной ситуации.
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ПЕШЕХОДОВ
Описание средств защиты пешеходов
Защитой водителя и пассажиров озабочены целые научные институты, каждый день разрабатываются новейшие конструкции и системы, призванные снизить или исключить отрицательные факторы, влияющие на их жизнь и здоровье. Однако до определенного момента никто особо не заботился о здоровье пешеходов. В настоящее же время в систему испытаний автомобиля в краш-тестах включена проверка на травмоопасность автомобиля при наезде на пешехода.
С момента начала проведения таких испытаний было внедрено много различных технологических приемов и самым примечательным из них является откидывающийся на специальной опоре капот автомобиля. В таком случае капот будет работать как подушка для пешехода, смягчая его удар головой об автомобиль.
КРЕСЛА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ДЕТЕЙ
Любая поездка на автомобиле является отчасти рискованной и опасной, а в салоне автомобиля все элементы пассивной безопасности рассчитаны на среднестатистического взрослого человека. И в связи с этим возникают проблемы в применении ремней безопасности для ребенка: имея по сравнению со взрослым человеком меньший рост и вес, ребенок может проскользнуть под ремнем безопасности, его грудная клетка может не выдержать столь высокой перегрузки, а о последствиях воздействия на него подушки безопасности и говорить нечего. Поэтому применение ремней безопасности не просто неприемлемо, но и запрещено, при перевозке детей. Именно для того, чтобы максимально обезопасить ребенка при дорожно-транспортном происшествии, внедрили дополнительные средства защиты. Одним из самых распространенных средств является детское кресло.
Детские кресла подразделяются на категории, в зависимости от возраста и веса ребенка, для которого они предназначены. Также кресла различают в зависимости от типа крепления в автомобиле: ремнем безопасности или к специальным кронштейнам (ISOFIX).
Интересно
Крепление кресла с фиксатором типа ISOFIX осуществляется через кронштейны (специальные скобы) непосредственно к силовому элементу кузова автомобиля.
Зачастую кресла имеют пятиточечные ремни безопасности (как на спортивных автомобиля) и хорошо развитую боковую поддержку (начиная от ног и до головы). Получается так, что ребенок, сидя в данном кресле, находится как бы в капсуле, жестко пристегнутый к ее корпусу. Такая конструкция кресла исключает выскальзывание ребенка при столкновении автомобиля.
В комплекте с любым детским креслом поставляется специальная инструкция по установке данного средства защиты в автомобиль.