Система контроля за состоянием шин

Эта система контроля позволяет следить за давлением воздуха в шинах, и при его уменьшении ниже заданного уровня на приборном щитке автомобиля появляется соответствующий световой сигнал.

Каждому колесу соответствует отдельный индикатор. Пониженное давление в шинах повышает расход топлива, может при­вести к потере устойчивости движения автомобиля. Повышенное давление ведет к вибрациям. При любом неноминальном давлении в шинах возникает повышенный износ.

Система состоит из трех основных элементов датчика давления, измерительного высокочастотного трансформатора и свето­вого индикатора. Датчик давления установлен на ободе колеса и| замыкает контакты при снижении давления в шине. Тем самым создается вторичная короткозамкнутая цепь для высокочастотного трансформатора, размещенного на узле крепления тормозных колодок. Датчик давления постоянно проходит в непосредствен­ной близости от трансформатора при вращении колеса. Факт замыкания вторичной цепи трансформатора фиксируется с помощью ЭБУ, и на приборном щитке загорается контрольный индикатор, соответствующий колесу со сниженным давлением в шине. Изменение температуры воздуха в шине не вызывает ложных срабатываний системы, т. к. при движении автомобиля температура и давление воздуха в шине повышаются.

В другом варианте система контроля давления воздуха в шинах содержит аналоговые датчики давления и температуры. Эти датчики размещаются в шинах и передают бесконтактным способом по миниатюрному радиоканалу информацию в ЭБУ. Давление и температура контролируются, даже если автомобиль неподвижен. Учитываются также скорость и загрузка автомобиля.

Системы контроля давления в шинах под разными названиями выпускают несколько немецких, американских и японских фирм. Например, устройство Аdvantage Enterprises (производство США) по цене около $200 выполняет замеры и подает соответствующие сигналы каждые 4 секунды.

На опытных и гоночных моделях автомобилей температура воздуха в шинах наряду с давлением измеряется в обязательном порядке. Например, система фирмы Мichelin для гоночных автомобилей Реugot (Ргохimа) имеет датчики в каждом колесе. Сигналы передаются на радиочастоте приемнику на шасси и затем в информационную систему водителя. При t > 85 °С система рекомендует снизить скорость до 240 км/час, при t > 90 С — до 160 км/час, при t > 100 °С — остановиться.

Оснащение автомобилей самыми различными электронными системами автоматического контроля и управления в том числе и для повышения активной безопасности движения широко используется на престижных автомобилях стоимостью более 30000 долларов. Как оказалось, электроника на автомобиле не только помогает, но иногда и мешает. Исследования, проведенные с группой водителей возрастной категории старше 60 лет, показали, что, например, пользование электронной маршрутной

Системы безопасности автомобилякартой сильно отвлекает водителя от дороги. Реакция пожилого водителя, который во время движения вынужден отвлекаться на вспомогательную информацию, снижается на.30—60% по сравнению с его 18 - 30-летними коллегами.

1. Системы пассивной безопасности

В систему пассивной безопасности автомобиля входят различные конструктивные решения, устройства и приспособления, уменьшающие количество и интенсивность травм у водителя и пассажиров в случае аварии.

2.1. Рациональная конструкция корпуса

Безопасность движения автомобиля — очень важный фактор для потребителя. Конечно - это прежде всего квалифицированное и осторожное вождение. Но есть немало факторов, повышающихбезопасность автомобиля независимо от внимательности и опытности водителя. Так, например, большие и средние внедорожники в сравнении с легковыми автомобилями близких габаритов к веса более безопасны при наездах и столкновениях.

По данным американского Страхового института безопасности дорожного движения (Insurance Institute for Highway Safety IIНS), на миллион аварий больших внедорожников приходится 90 случаев гибели людей против 111 случаев для легковых автомобилей. Для машин средних размеров эти цифры соответственно 131 и 161. В то же время, небольшие легковые автомобили более безопасны. Количество аварий с летальным исходом для малых внедорожников — 298, а для легковых автолюбителей — 265.

Сегодня, как и ранее, совершенствование автомобиля с целью повышения его безопасности — одна из самых главных конструкторских задач.

В конструкции силового агрегата и кузова предусмотрены специальные энергопоглощающие элементы. У большинства современных как заднеприводных, так и переднеприводных легковых автомобилей крепление двигателя сконструировано таким образом, что при лобовом наезде или столкновении он уходит вниз под переднее сиденье.

Начинает применяться структура кузова автомобиля, изменяемая при ударе. Цель — смягчение удара, поглощение его энергии, уменьшение динамических нагрузок на пассажиров. Но законы механики остаются в действии и при столкновении тяжелого автомобиля с более легким первый пострадает, скорее всего, меньше.

2.2. Системы ограничения перемещений и перегрузок человека при столкновении

При столкновении человек, находящийся в салоне автомобиля, без принятия специальных мёр продолжит движение по инерции и будет травмирован при ударе о твердое препятствие. Для уменьшения травматизма в момент аварии перед водителем и пассажиром переднего сиденья пиротехнически надуваются воздушные мешки.

Воздушный мешок — это мешок из нейлоновой ткани с резиновой подкладкой, сложенный под полиуретановой крышкой. Когда мешок надувается, крышка ломается вдоль специально сделанной канавки и раскрывается наружу, пропуская его вперед. В зависимости от модели автомобили воздушный мешок имеет емкость 30-70 литров.

Электронный блок управления постоянно измеряет перегрузки, испытываемые автомобилем с помощью акселерометров, размещенных в определенных точках корпуса. В момент удара, перегрузки резко возрастают, и электронный контроллер после восприятия и фиксации факта столкновения подает импульс тока, на воспламенение пиротехнических зарядов. Мешки надуваются.

Для каждого вида столкновения (фронтальное, боковое, под углом и т. д.) рассчитано и конструктивно задано время срабатывания воздушных мешков и ремней безопасности таким образом, чтобы перемещение пассажира по инерции не превысило допустимой нормы. Воздущные мешки (фронтальные) ограничивают перемещение до 12,5 см, ремни безопасности — до 3 см. Фронтальные мешки надуваются примерно за 30 мс, ремни натягиваются за 5—10 мс.

Скорость наполнения мешка не должна быть слишком боль­шой, это может привести к контузии, особенно при закрытыхнах. В США в 1999 г. зафиксировано более 90 смертных случаев в результате использования "быстрых" мешков безопасности. Чаще всего страдали люди в очках. Стало применяться такое техническое решение, когда при аварии сначала пиротехнически выбирается слабина привязных ремней, а затем замедленно надуваются воздушные мешки.

Однако пиротехническая система натяжения ремней безопасности имеет существенный недостаток. Во время натяжения ремень может мгновенно надавить на человека с силой, в 50 раз превышающей его вес, что аналогично сильному удару по телу. Теперь разработана система надуваемых привязных ремней SmartBelt. Через 10 миллисекунд после обнаружения датчиками факта столкновения пиротехнически надувается встроенный в ре-Д мень воздушный, мешок, его малый объем позволяет делать этом быстро. Давление на тело человека оказывается незначительным. Такой ремень работоспособен и безопасен для детей и малогабаритных пассажиров. В обычных условиях эксплуатации, например при резком торможении, такие ремни безопасности практически срабатывают так же, как и стандартные (без надува).

На основе обобщения опыта первых лет эксплуатации автрмобилей с воздушными мешками безопасности (с 1997 г.) энергия пиротехнического заряда снижена-на 20—35%. Многие модели оснащаются мешками двухфазного действия, которые при столкновении с небольшой силой удара раскрываются с меньшей энергией (с меньшим наполнением). Созданы конструкции со специальными датчиками и системой управления, обеспечивающей при раскрытии мешка автоматическое изменение его конфигурации — в зависимости от размеров пассажира и силы удара. Все aвтомобили с 2001 г. оснащаются выключателем, позволяющим антиблокировать срабатывание воздушных мешков при размещении на переднем сиденье ребенка или подростка. По соображениям безопасности дети до 12 лет могут находиться в автомобиле только на заднем сиденье. Дети весом до 9 кг независимо от возраста обязательно должны располагаться в специально закрепляемом етском сидении — карсите. Ребенка в карсите, предназначеннем для размещения на заднем сиденье, нельзя размещать рядом с водителем. Водителю и переднему пассажиру рекомендуется сидеть не ближе 25 см от рулевого колеса или панели, где расположены мешки безопасности.

Автомобильные компании постоянно совершенствуют выпускаемые модели автомобилей с целью повышения безопасности. Например, на Volvo S80 (выпуск после 2001 г.) все пять сидений оснащены трехточечными привязными ремнями безопасности с пиротехническими натяжителями. Автомобиль имеет воздушные мешки для защиты при фронтальных (рис. 2) и боковых (рис. 3) столкновениях, а также пиротехнически надуваемые шторы для защиты головы (рис. 2, 4).

Рис. 2. Воздушные мешки на Volvo S80

Рис. 3. Боковой воздушный мешок на Volvo S80

Рис. 4. Надуваемые шторы

Рис. 5. Откидывающееся кресло Volvo S80

При заднем ударе спинка сиденья откидывается назад на 15° (рис. 5). Это уменьшает риск получения травмы позвоночника примерно на 50%.

2.3. Краш-тесты

Наиболее эффективным способом сравнительной оценки пассивной безопасности автомобиля являются так называемые краш-тесты. Они имитируют наезд автомобиля на препятствие. Первые краш-тесты стали проводиться еще в 20-х годах. Например, под руководством Генри Форда с железнодорожной насыпи пускались специальные жестяные макеты серийно выпускаемых aвтомобилей. Но тогда это не было обязательным требованием потребителя и подобные испытания не были регулярными. Регулярные исследования искусственно разбитых автомобилей после специально смоделированных столкновений начались после. Второй мировой войны.

Сегодня краш-тесты проводятся как исследовательскими центрами автомобильных компаний, так и независимыми государственными и частными организациями.

Краш-тесты стоят очень дорого, поэтому предварительно они проводятся виртуально, с использованием специального программного обеспечения и лишь затем на натурных объектах.

Параметры краш-тестов в различных организациях различаются, но в основном это имитация фронтального наезда автомобиля на твердое препятствие (барьер) и боковой удар барьером. Оба барьера, фронтальный и боковой, — сложные инженерные сооружения со множеством датчиков. Например, на испытательном центре Volvo фронтальный барьер весит 850 тонн, его плоскость, предназначенная для ударов, защищена стальным листом толщиной 30 см. С помощью такого барьера можно детально смоделировать столкновение испытуемого автомобиля, например с бордюрами различной высоты или с платформами грузовика.

В США краш-тесты регулярно проводятся Государственной Национальной администрацией безопасности дорожного движения (National Highway Тгаfic Safetу Administration— NHTSA) и частной организацией — Страховым институтом безопасности дорожного движения (Insurance Institute for Higway Safety – IIHS).

Для испытании покупаются анонимно два автомобиля одной модели непосредственно с дилерской площадки. В машине на сиденья усаживаются специальные манекены, у которых в разных местах — на голове, груди и ногах — крепятся многочисленные датчики. Затем манекены пристегиваются к сиденью ремнями безопасности (рис. 6). Автомобили специальным устройством почти мгновенно разгоняются до заданной скорости. Один автомобиль испытуемой модели используется для имитации фронтального столкновения при ударе о барьер на скорости 35 миль/час (56 км/час). По другому автомобилю осуществляют боковой удар барьером весом 1400 кг, движущимся со скоростью 38,5 мили/час (62 км/час). Барьер покрыт ударопрочным материалом, имитирующим передок автомобиля.

Рис. 6. Манекены за работой

На основе информации, полученной от датчиков, на манекене определяются характер и степень опасности травм, которые в аналогичной ситуации могут получить водитель и передний пассажир при фронтальном наезде, передний и задний пассажиры — при боковом ударе. Результаты испытаний определяются экспертно четырьмя оценками по 5-балльной системе. Таблица поясняет принцип начисления баллов экспертами.

Ниже приведены результаты испытаний ЫНТ5А для некоторых автомобилей.

Автомобили, удостоившиеся четырех баллов, более безопасны, чем те, которым присвоены три или два балла. Однако четыре балла не означают, что машина в два раза безопаснее той, которая заслужила два балла.

В Европе в рамках краш-тестов Еuго NСАР проводятся следующие испытания:

• наезд на барьер со скоростью 64 км/ч. Автомобиль врезается в препятствие не всем передком, а с перекрытием, которое составляет 40% со стороны водителя. Так происходит и при большинстве фронтальных столкновений двух автомобилей. Если же продольные оси автомобилей в момент столкновения совпадают, то перекрытие стопроцентное;

• боковой удар барьером со скоростью 48 км/ч

• имитация наезда автомобиля на пешехода, как на взрослого, так и на ребенка. Скорость в этом случае равна! 40 км/ч. Цель испытания — выяснить, насколько передняя! часть автомобиля (бампер, капот) при наезде опасна для голеней, бедер и головы пешехода. Если моторный отсек скомпонован неудачно, а капот не имеет возможности деформироваться, то удар по голове жертвы будет резче:

• имитация бокового удара о столб. Автомобиль размещают поперечно на подвижной тележке и на скорости 29 км/ч направляют водительской дверью в металлический столб диаметром примерно 25 см. Этот тест, проходят только те автомобили, которые оснащены специальными средствами защиты головы водителя и пассажиров. Страховой институт дорожной безопасности США (IIHS) для оценки эффективности бамперов регулярно определяет возможные затраты на ремонт при четырех видах столкновений: при наезде автомобиля на барьер и столб фронтально и под углом на скорости 5 миль/час (8 км/час). Эти испытания считаются показательными для оценки возможных повреждений при авариях на городских улицах. В таблице приведена суммарная стоимость 1 устранения повреждений при четырех названных выше видах 1 столкновений в автосервисе США для некоторых моделей автомобилей.

Как бы ни совершенствовались системы активной и пассивной безопасности автомобиля, безопасность движения — это прежде всего мастерство и ответственность водителя. По статистике, основной причиной совершения водителями ДТП в России является их недисциплинированность. Наибольшее число ДТП возникает из-за управления транспортными средствами водителями в нетрезвом состоянии (почти 25%), превышения скорости (более 17%), нарушения правил обгона (почти 16%).

Проверка знании специалистов автосервиса по диагностике двигателей с электронным управлением

Двигатель с электронным управлением современного автомобиля — сложное устройство. Естественно, его должны обслуживать квалифицированные специалисты, профессиональные знания которых периодически контролируются и обновляются.

Например, специалисты автосервиса в США один раз в три года сдают сертификационные экзамены по профилю работы (электрооборудование, топливное питание, тормозная система, оборудование салона и т. д.).

Сертификация является добровольной, но поощряется работодателями и клиентами.

Прием экзаменов организует независимая организация — Национальный институт автосервиса (National Institute for Automative Excellence — АSЕ). На экзамене требуется правильно указать ответы на вопросы в виде тестов, Всего вопросов от 30 до 50. Экзамен считается сданным, если правильных ответов более 90%.

Лица, допускаемые к сертификационному экзамену по квалификации L1 «Аdvanced engine performance specialist» (Специалист по обслуживанию и диагностике двигателей автомобилей с компьютерным управлением) должны иметь высокую предварительную подготовку. Первоначально работнику автосервиса следует пройти сертификацию по профилю А8 «Еngine perfomance» (Ремонт и диагностика автомобильных двигателей) и отработать по этому профилю не менее 2-х лет.

В Самарском техническом университете на занятиях по курсу «Технические средства испытания и диагностирования систем электроники и автоматики автомобилей и тракторов» предлагаются тестовые вопросы по диагностике двигателя с электронным управлением, на которые студент должен дать развернутый ответ. Вопросы отражают реальные проблемы, с которыми каждодневно сталкиваются специалисты при диагностике неисправностей на современном автомобиле с компьютерным управлением. Обдумывание этих вопросов, их решение способствуют повышению знаний, необходимых; при поиске неисправностей в системах управления двигателем, контроле за составом токсичных выбросов и т. д.

На практике для ответов на ряд вопросов требуется информация об автомобиле поступившем на диагностическое обследование. Это информация о конкретных сигналах, характеристиках датчиков, исполнительных механизмах, кодах ошибок и т. п. Вся эта информация задается в технической документации по ремонту и обслуживанию конкретного типа автомобиля.

В учебных задачах по диагностированию в качестве проверяемого автомобиля используется условная автомобильная схема, которая несмотря на упрощение, имеет много общего с тем, что встречается на практике. Для краткости эта учебная автомобильная схема будет называться просто «Автомобиль». Описание такого автомобиля приведено ниже.