โครงสร้างและหลักการทำงานของระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟ SRS

รถยนต์ไม่เพียง แต่เป็นวิธีการขนส่งทั่วไปเท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งที่มาของอันตรายอีกด้วย จำนวนยานพาหนะที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องบนท้องถนนในรัสเซียและทั่วโลกความเร็วในการเคลื่อนที่ที่เพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ทำให้จำนวนอุบัติเหตุเพิ่มขึ้น ดังนั้นงานของนักออกแบบคือการพัฒนาไม่เพียง แต่รถที่สะดวกสบาย แต่ยังรวมถึงรถที่ปลอดภัยด้วย ระบบความปลอดภัยแฝงช่วยแก้ปัญหานี้

ระบบความปลอดภัยแฝงมีอะไรบ้าง?

ระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟของยานพาหนะประกอบด้วยอุปกรณ์และกลไกทั้งหมดที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องผู้ขับขี่และผู้โดยสารจากการบาดเจ็บรุนแรงเมื่อเกิดอุบัติเหตุ

ส่วนประกอบหลักของระบบคือ:

• เข็มขัดนิรภัยพร้อมตัวปรับแรงตึงและตัว จำกัด
• ถุงลมนิรภัย;
• โครงสร้างร่างกายที่ปลอดภัย
• หมอนรองเด็ก
• สวิตช์ตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ฉุกเฉิน
• หมอนรองศีรษะที่ใช้งานอยู่
• ระบบโทรฉุกเฉิน
• อุปกรณ์ทั่วไปอื่น ๆ (เช่น ROPS บนรถเปิดประทุน)

ในรถยนต์สมัยใหม่องค์ประกอบ SRS ทั้งหมดจะเชื่อมต่อกันและมีระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตามองค์ประกอบหลักของการป้องกันเมื่อเกิดอุบัติเหตุในรถยนต์ยังคงเป็นเข็มขัดและถุงลมนิรภัย เป็นส่วนหนึ่งของ SRS (Supplemental Restraint System) ซึ่งรวมถึงกลไกและอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมาย

วิวัฒนาการของอุปกรณ์ความปลอดภัยแบบพาสซีฟ

อุปกรณ์ชิ้นแรกที่สร้างขึ้นเพื่อรับรองความปลอดภัยของบุคคลในรถยนต์คือเข็มขัดนิรภัยซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกในปี 1903 อย่างไรก็ตามการติดตั้งสายพานในรถยนต์จำนวนมากเริ่มขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ยี่สิบ - ในปีพ. ศ. 1957 ในเวลานั้นอุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งไว้ที่เบาะนั่งด้านหน้าและยึดคนขับและผู้โดยสารไว้ในบริเวณอุ้งเชิงกราน (สองจุด)

เข็มขัดนิรภัยแบบสามจุดได้รับการจดสิทธิบัตรในปีพ. ศ. 1958 หลังจากนั้นอีกหนึ่งปีอุปกรณ์ดังกล่าวก็เริ่มติดตั้งบนรถที่ใช้ในการผลิต

ในปีพ. ศ. 1980 การออกแบบสายพานได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญด้วยการติดตั้งตัวปรับความตึงที่ให้พอดีกับสายพานที่แน่นที่สุดในขณะเกิดการชน

ถุงลมนิรภัยปรากฏในรถยนต์มากในเวลาต่อมา แม้ว่าจะมีการออกสิทธิบัตรครั้งแรกสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวในปีพ. ศ. 1953 แต่รถยนต์ที่ผลิตได้เริ่มติดตั้งหมอนเฉพาะในปีพ. ศ. 1980 ในสหรัฐอเมริกา ในตอนแรกถุงลมนิรภัยถูกติดตั้งเฉพาะสำหรับคนขับและต่อมาสำหรับผู้โดยสารตอนหน้า ในปี 1994 ถุงลมนิรภัยด้านข้างถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในรถยนต์

ทุกวันนี้เข็มขัดนิรภัยและถุงลมนิรภัยเป็นตัวป้องกันหลักสำหรับคนในรถ อย่างไรก็ตามควรจำไว้ว่าจะมีผลเฉพาะเมื่อรัดเข็มขัดนิรภัยเท่านั้น มิฉะนั้นถุงลมนิรภัยที่ใช้งานอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บเพิ่มเติมได้

ประเภทของพัด

ตามสถิติมากกว่าครึ่งหนึ่ง (51,1%) ของอุบัติเหตุร้ายแรงกับผู้ที่ตกเป็นเหยื่อจะมาพร้อมกับการกระแทกด้านหน้าไปที่ด้านหน้าของยานพาหนะ อันดับที่สองในแง่ของความถี่คือผลกระทบด้านข้าง (32%) สุดท้ายอุบัติเหตุจำนวนเล็กน้อยเกิดขึ้นจากการชนท้ายรถ (14,1%) หรือโรลโอเวอร์ (2,8%)

ขึ้นอยู่กับทิศทางของผลกระทบระบบ SRS จะกำหนดอุปกรณ์ที่ควรเปิดใช้งาน

• ในการกระแทกด้านหน้าจะมีการปรับใช้ตัวดึงเข็มขัดนิรภัยเช่นเดียวกับถุงลมนิรภัยด้านหน้าคนขับและผู้โดยสาร (หากการกระแทกไม่รุนแรงระบบ SRS อาจไม่เปิดใช้งานถุงลมนิรภัย)
• ในการกระแทกด้านหน้า - ทแยงมุมมีเพียงตัวปรับความตึงสายพานเท่านั้นที่สามารถทำงานได้ หากการกระแทกรุนแรงมากขึ้นจำเป็นต้องติดตั้งถุงลมนิรภัยด้านหน้าและ / หรือศีรษะและด้านข้าง
• ในการกระแทกด้านข้างสามารถปรับใช้ถุงลมนิรภัยส่วนหัวถุงลมนิรภัยด้านข้างและตัวปรับความตึงสายพานที่ด้านข้างของการกระแทกได้
• หากกระแทกไปทางด้านหลังของรถอาจทำให้ตัวดึงเข็มขัดนิรภัยและเบรกเกอร์แบตเตอรี่ทำงาน

ตรรกะของการเรียกใช้องค์ประกอบด้านความปลอดภัยแบบพาสซีฟของรถขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะของอุบัติเหตุ (แรงและทิศทางของการกระแทกความเร็วขณะชน ฯลฯ ) รวมถึงยี่ห้อและรุ่นของรถ

แผนภาพเวลาการชน

การชนกันของรถยนต์เกิดขึ้นในทันที ตัวอย่างเช่นรถยนต์ที่เดินทางด้วยความเร็ว 56 กม. / ชม. และชนกับสิ่งกีดขวางที่หยุดนิ่งจะต้องหยุดรถภายใน 150 มิลลิวินาที สำหรับการเปรียบเทียบในช่วงเวลาเดียวกันบุคคลสามารถมีเวลากระพริบตาได้ ไม่น่าแปลกใจที่ทั้งคนขับและผู้โดยสารจะไม่มีเวลาดำเนินการใด ๆ เพื่อความปลอดภัยของตนเองในขณะที่เกิดผลกระทบ SRS ต้องทำเพื่อพวกเขา เปิดใช้งานตัวปรับความตึงสายพานและระบบถุงลมนิรภัย

ในการกระแทกด้านข้างถุงลมนิรภัยด้านข้างจะเปิดเร็วขึ้น - ในเวลาไม่เกิน 15 มิลลิวินาที พื้นที่ระหว่างพื้นผิวที่ผิดรูปและร่างกายมนุษย์มีขนาดเล็กมากดังนั้นผลกระทบของผู้ขับขี่หรือผู้โดยสารต่อตัวถังรถจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ

เพื่อป้องกันบุคคลจากการกระแทกซ้ำ ๆ (ตัวอย่างเช่นเมื่อรถพลิกคว่ำหรือขับเข้าไปในคูน้ำ) ถุงลมนิรภัยด้านข้างจะยังคงพองอยู่เป็นระยะเวลานานขึ้น

เซ็นเซอร์ผลกระทบ

ประสิทธิภาพของระบบทั้งหมดได้รับการรับรองโดยเซ็นเซอร์ช็อต อุปกรณ์เหล่านี้ตรวจจับว่าเกิดการชนกันและส่งสัญญาณไปยังชุดควบคุมซึ่งจะเปิดใช้งานถุงลมนิรภัย

ในขั้นต้นมีการติดตั้งเซ็นเซอร์ผลกระทบด้านหน้าในรถยนต์เท่านั้น อย่างไรก็ตามเมื่อยานพาหนะเริ่มติดตั้งหมอนเพิ่มเติมจำนวนเซ็นเซอร์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

งานหลักของเซ็นเซอร์คือการกำหนดทิศทางและแรงกระแทก ด้วยอุปกรณ์เหล่านี้ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุระบบจะเปิดใช้งานถุงลมนิรภัยที่จำเป็นเท่านั้นไม่ใช่ทุกอย่างที่อยู่ในรถ

เซ็นเซอร์ประเภทเครื่องกลไฟฟ้าเป็นแบบดั้งเดิม การออกแบบของพวกเขาเรียบง่าย แต่น่าเชื่อถือ องค์ประกอบหลักคือลูกบอลและสปริงโลหะ เนื่องจากความเฉื่อยที่เกิดขึ้นจากการกระแทกลูกบอลจะยืดสปริงให้ตรงปิดหน้าสัมผัสหลังจากนั้นเซ็นเซอร์ช็อตจะส่งพัลส์ไปยังชุดควบคุม

ความแข็งที่เพิ่มขึ้นของสปริงไม่อนุญาตให้กลไกถูกกระตุ้นโดยการเบรกอย่างหนักหรือกระทบสิ่งกีดขวางเล็กน้อย หากรถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ (สูงสุด 20 กม. / ชม.) แรงเฉื่อยก็ไม่เพียงพอที่จะกระทำกับสปริง

แทนที่จะใช้เซ็นเซอร์ไฟฟ้ารถยนต์สมัยใหม่จำนวนมากติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ - เซ็นเซอร์เร่งความเร็ว

ในแง่ง่ายเซ็นเซอร์ความเร่งจะถูกจัดเรียงเหมือนตัวเก็บประจุ แผ่นเปลือกโลกบางแผ่นได้รับการยึดอย่างแน่นหนาในขณะที่แผ่นเปลือกโลกบางแผ่นเคลื่อนย้ายได้และทำหน้าที่คล้ายกับมวลแผ่นดินไหว เมื่อชนกันมวลนี้จะเคลื่อนที่เปลี่ยนความจุของตัวเก็บประจุ ข้อมูลนี้ถูกถอดรหัสโดยระบบประมวลผลข้อมูลโดยส่งข้อมูลที่ได้รับไปยังชุดควบคุมถุงลมนิรภัย

เซ็นเซอร์การเร่งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ๆ คือ capacitive และ piezoelectric แต่ละส่วนประกอบด้วยองค์ประกอบการตรวจจับและระบบประมวลผลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ในที่อยู่อาศัยเดียว

พื้นฐานของระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟของยานพาหนะประกอบด้วยอุปกรณ์ที่แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ประสบความสำเร็จเป็นเวลาหลายปี ด้วยการทำงานอย่างต่อเนื่องของวิศวกรและนักออกแบบการปรับปรุงระบบความปลอดภัยผู้ขับขี่และผู้โดยสารสามารถหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บสาหัสในขณะเกิดอุบัติเหตุได้