Автомобіль, створений руками умільців, увіллється в загальний транспортний потік. Із загальної кількості пригод, що відбуваються з транспортними засобами, 80. 85% припадає на частку автомобілів. Про це слід завжди пам'ятати, працюючи над конструюванням автомобіля. Від безпеки кожного автомобіля залежить безпека руху на дорогах в цілому.
Автомобіль повинен бути безпечним в будь-який час, при будь-якій погоді, в будь-яких дорожніх ситуаціях. Причому його безпека повинна зберігатися протягом всього часу експлуатації, т. Е. Безпеку автомобіля прямо залежить від надійності його конструкції.
Безпека автомобіля підрозділяється на активну і пасивну. Під активною мається на увазі властивість конструкції автомобіля запобігати і знижувати ймовірність дорожньо-транспортної пригоди. Вона проявляється в той період, коли водій в стані змінити характер руху автомобіля. Під пасивною безпекою розуміють властивість конструкції автомобіля зменшити тяжкість дорожньо-транспортної пригоди. Вона проявляється в той період, коли водій, незважаючи на вжиті заходи, вже не може змінити характер руху автомобіля, щоб запобігти аварійній ситуації.
Активна безпека автомобіля забезпечується раціональною його конструкцією, використанням так званих анатомічних сидінь, відповідних формі тіла людини, з підголівниками, застосуванням обігріву вітрового скла і навіть дзеркала заднього виду, пристроєм на фарах склоочисників, наявністю на гальмах протиугінний пристрій, а в кабіні - протисонячних козирків, наявністю в конструкції пристроїв для контролю швидкості руху і роботи окремими
них агрегатів, а також і сигналізації про їх несправної роботі.
Пасивна безпека забезпечується конструкцією бампера, наявністю в автомобілі ременів безпеки, наданням необхідної жорсткості кабіні і ін. В технічних вимогах до легкових саморобним автомобілів вказується, що при вагонної компонуванні обов'язкова установка дуг безпеки діаметром не менше 50 мм і додаткових енергопоглинаючих буферів.
Щоб забезпечити необхідну безпеку на дорогах, сконструйований автомобіль повинен мати певну тягової динамікою, яку можна поліпшити зменшенням маси автомобіля, застосуванням коробки передач з великим числом ступенів і з синхронізаторами, а також застосуванням електромагнітного зчеплення.
Поліпшення гальмівної динаміки досягається застосуванням протиугінний пристрій і підсилювачів гальмівного приводу. Все це дещо ускладнює і здорожує конструкцію, але значно підвищує безпеку автомобіля.
Хороша керованість автомобіля - ще один фактор, що впливає на безпеку руху. При поганій керованості дійсне напрямок руху автомобіля не збігається з бажаним і потрібні додаткові керуючі впливу водія, що значно збільшує його нервово-психічне напруження.
Дуже важливо при складанні автомобіля вибрати вільний хід рульового колеса і зусилля, яке потрібно при його повороті. Велике зусилля ускладнює дії водія з управління і погіршує керованість автомобіля. Якщо рульове управління без підсилювача, граничне зусилля на ободі рульового колеса легкових автомобілів не повинно перевищувати 140 Н, з підсилювачем 180 Н. Вільний хід рульового колеса при додатку до нього зусилля в 7,35 Н не повинен бути більше 10 °.
Активна безпека залежить і від кольору забарвлення кузова. Найбільш безпечними є помаранчевий, жовтий, червоний і білий кольори. Важливим також є хороша видимість автомобіля в нічний час. Так, в світлі фар вночі добре видно автомобілі, у яких на бампер, номерний знак нанесена спеціальна фарба з включенням світлоповертаючих елементів.
Для зниження напруги зору частини, що знаходяться постійно в полі зору водія, необхідно фарбувати в темні тони з малим коефіцієнтом відбиття. Покращує активну безпеку продумане розташування приладів на панелі і достатня оглядовість з місця водія. Слід мати на увазі, що при аварії часто пошкоджуються рульове колесо і рульове управління, панель приладів, вітрове скло і двері.
Як же все-таки убезпечити водія, якщо наїзд або зіткнення відбулися? Для цього використовуються різні
прийоми пасивної безпеки. Для пом'якшення удару, зменшення інерційних навантажень роблять менш міцними передню і задню частини автомобіля. Простір же, де розміщуються люди, захищають більш жорстким каркасом (93). У автомобілів рамної конструкції послаблюють лонжерони і поперечки, застосовуючи, наприклад, тендітні матеріали, які в першу чергу деформуються або руйнуються при ударі.
При передньому розташуванні двигун встановлюють на спеціальній важеля підвісці для виключення його переміщення при ударі в салон. Тому при ударі двигун опускається під підлогу кузова.
Велику небезпеку для водія представляють жорсткі кермові вали. При зустрічних зіткненнях картер рульового управління разом з рульовою колонкою зміщується в бік водія. Тіло водія деформує рульове колесо і приходить в зіткнення з його маточиною і рульовим валом. Тому для захисту водія від травм маточини рульового колеса робляться великого діаметра і покриваються пружними оболонками. Енергію удару також поглинають м'які накладки рульового колеса і енергопоглощающие елементи (сильфони).
В автомобілях застосовують так звані безпечні кермові вали. Конструкція їх досить різноманітна. Це можуть бути кермові вали з карданами. Крім забезпечення пасивної безпеки такі вали дозволяють водієві зручніше сідати і виходити з автомобіля, так як можуть відхилятися в сторону. У рульову колонку або рульовий вал вбудовуються захисні елементи, поглинаючі кінетичну енергію, а також руйнуються або деформуються в результаті великих навантажень. Прикладом може служити рульове управління автомобілів «Москвич» і ГАЗ-24 «Волга».
Енергопоглинаючі елементи, що з'єднують дві частини рульової колонки, виконані у вигляді або пружних пластин, або гофрованої сітки, або ж з використанням сталевих кульок, поміщених між внутрішньою і зовнішньою телескопічними трубами. При переміщенні труб уздовж осі такі кульки вдавлюються в їх стінки.
Найбільш простим і ефективним засобом, вберігає людей від переміщення при зіткненнях, є ремені безпеки. За законодавством багатьох країн, в тому числі і нашої, їх установка на автомобілях обов'язкове.
Іншим засобом, що обмежує переміщення людей в салоні при ударі, є різні подушки безпеки. Вони не обмежують людини, так як спрацьовують тільки при ударі і оберігають не тільки голову, але і верхню частину тулуба. Однак вони мають свої недоліки: значний шум при наповненні їх газом, який може пошкодити барабанні перетинки, поганий захист при бічних ударах і перекиданні автомобіля. Тому постійно йде пошук нових, більш надійних засобів, що обмежують переміщення людини при аваріях. Були спроби застосувати для цих цілей так звані сітки безпеки.
Найпростішим і надійним засобом зменшення травм при аваріях є надійне кріплення сидінь та їх спинок, яке повинне витримувати багаторазову навантаження. Регулюючі пристрої сидінь повинні мати автоматичне блокування, що витримує поздовжню перевантаження до 20g.
Зупинимося на інших вимогах безпеки, які самодіяльні конструктори повинні враховувати. Навколо водія і пасажирів в салоні забезпечується захисна зона - життєвий простір. У цей простір (94) при аварії не повинні потрапляти деталі конструкції автомобіля. Ті ж деталі, що знаходяться в цьому просторі, повинні мати таку форму, щоб зменшити тягар тілесних ушкоджень тіла людини. Ці деталі не повинні мати гострих кутів і виступаючих частин, по можливості повинні бути ущільнені і покриті м'якою оббивкою.
Ті елементи управління, які розташовуються в зоні можливого удару, повинні мати головку площею не менше 200 мм 2 з радіусом заокруглення країв не менше 2,5 мм. Якщо ж деталі виступають над панеллю більш ніж на 9,5 мм, вони повинні під дією горизонтального зусилля 390 Н від'єднуватися чи утапливаться. Слід звернути увагу на міцність кріплення пружної прокладки вітрового скла і відповідність її встановленим вимогам. Вимоги безпеки стосуються і дверних замків, які повинні залишатися в повністю закритому положенні і при дії на них інерційних навантажень до 30g.
Останнім часом привертає увагу самодіяльних
автобудівників конструкція безпечного бампера. Бампер при наїздах і зіткненнях в першу чергу забезпечує зовнішню пасивну безпеку, але в той же час є елементом і внутрішньої пасивної безпеки, так як поглинає більшу частину кінетичної енергії при ударі.
За типом пружного елемента безпечні бампери підрозділяються на механічні, гідравлічні, пневматичні та комбіновані. На 95, а представлена схема пристрою механічного бампера з амортизирующим елементом, що працює на стиск. Тут енергопоглинаючий елемент виконаний з пружного матеріалу у вигляді конуса. При ударі еластичний елемент втискається всередину конуса і, стискаючи, поглинає енергію удару. Пружний елемент бампера (вулканізована гума) може працювати на зрушення (95, б). Елементи, що працюють на зрушення, зручні ще й тим, що їх жорсткість не залежить від напрямку переміщення бампера.
У гідравлічних і пневматичних бамперах, енергія удару поглинається при стисненні газу або перетікання рідини через дроселює. В якості рідини використовуються
внутрішня порожнина якої частково заповнена антифризом. При зіткненні спочатку деформується пружний бампер, який стискає рідину і повітряну подушку. Під Дейст тиску з невеликих отворів, наявних в оболонці, виштовхуються пробки і вичавлюється рідина. Тим самим корпус автомобіля захищається від пошкоджень.
Інший варіант бампера показаний на 96, б. Тут в оболонці бампера немає зовнішніх отворів. Внутрішня порожнина гнучкою оболонки заповнена антифризом і повідомляється через спеціальну трубку з сильфоном, всередині якого вміщено пружина. Пружина утримує сильфон в стиснутому стані. Енергія удару в такому бампері гаситься за рахунок протікання рідини через невеликий отвір в трубці і подоланні сили пружини сильфона. Перевага другого варіанта в тому, що рідина знаходиться весь час в замкнутому просторі.
На 97 показаний пневматичний бампер без рідини. Він складається з двох рукавів, укладених у виїмці каркаса з алюмінієвого сплаву. З іншого боку каркаса в виїмці кузова розміщується опорний рукав, внутрішня порожнина якого через невеликий отвір повідомляється з порожниною каркаса. При ударі об бампер тиск в опорному рукаві підвищується і повітря через отвори надходить в корпус каркаса.
У США запатентована інша конструкція безпечного бампера. Між кузовом і зовнішньою поверхнею бампера розташовані чотири камери з еластичних матеріалів. Дві з них постійно заповнені повітрям, а розташовані між ними і бампером дві інші камери заповнюються повітрям тільки при гальмуванні. Повітря нагнітається компресором. При заповненні повітрям двох передніх камер бампер, кінці якого пов'язані зі спеціальними штангами, висувається вперед до повного наповнення подушок. На штангах є кільцеві виступи, в які впираються пружини. Призначення останніх пом'якшити удар, якщо подушки втратять герметичність.
В дод. 2 наведені нормативні документи щодо забезпечення безпеки автомобілів.