Система безопасности пользователей пассажирским транспортным средством

Изобретение относится к области обеспечения безопасности пассажиров транспортных средств в случае дорожно-транспортного происшествия /ДТП/.

Известны системы пассивной безопасности пользователей транспортным средством, включающая применение сидений, оснащенных ремнями безопасности с аварийно-запирающими устройствами, установленными на раме сиденья, а также со специальными натяжителями, установленными на боковинах кузова, обеспечивающими возможность регулировки заданного тягового усилия /см., например, системы пассивной безопасности Хундай Гетц / http.://www.xendai-getz.narod.ru/xhtmlx18.html [1]/.

Недостатками известных систем является низкая пассивная безопасность пользователей при ДТП вследствие возможности получения при значительных инерционных перегрузках под воздействием ремней безопасности тяжелых травм грудной клетки, живота и т.п., часто приводящих к летальным исходам.

Известны также системы пассивной безопасности, включающие средства для защиты пользователей транспортного средства при ДТП, выполненные либо в виде устройств для фиксации пользователей с помощью охватывающих в зоне плеч и бедер поворотных дуг и упоров /см., например, патент РФ на изобретение №2236273, кл. A63G 7/00, 21/00, 2002 [2]/, либо в виде размещенных снаружи и внутри транспортного средства прочных надувных оболочек, образующих защитную капсулу в форме замкнутого каркаса, соединенных с автономными источниками газа и системой управления, и снабженные предохранительными клапанами, амортизирующими полотнищами из гофрированной пружинной ленты /см., например, патент РФ на изобретение №2299820, кл. B60R 21/16, 2005 [3]; патент РФ на изобретение №2301160, кл. B60R 21/16, 21/233, 2006 [4]/, либо в виде надуваемых с помощью газогенератора по сигналу датчиков воздушных мешков, сложенных в исходном состоянии и закрытых прикрывающими элементами, освобождающими отверстия для развертывания мешков с охватом ими определенных частей тела пользователя в рабочем состоянии по сигналу вышеуказанных датчиков /см. патент РФ на изобретение №2178365, кл. B60R 21/20, 1997 [5]/.

Недостатками известных систем является предельное усложнение конструкции, раздувание габаритов салона, снижение эстетических характеристик и комфортности салона.

Кроме того, известны системы пассивной безопасности пользователей транспортным средством, содержащие размещаемые в наиболее травмоопасных зонах салона надувные подушки безопасности /пневмоподушки/, сообщаемые с источником сжатого газа, связанным с датчиком столкновения через пиротехническое устройство с газообразующим составом и воспламеняющимся электрозапалом /см., например, патент США №3733088, кл. 280-150, опубл. 1976 [6]; патент США №3861710, кл. 280-150, опубл. 1978 [7]; а.с. СССР №948717, кл. B60R 21/08, 1980 [8]; надувные подушки безопасности /см., например, [1]/.

Недостатками известных систем является предельная сложность конструкции, возможность только однократного применения /см. [1], стр. 10/, значительная вероятность получения серьезных травм при раскрывании подушек /см. [1], стр.8/, возможность демонтажа пиротехнического устройства злоумышленниками /см. [8], стр. 3/.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является система безопасности пользователей пассажирским транспортным средством, содержащая располагаемые в травмоопасных для пользователей при ДТП зонах салона надувные подушки безопасности /пневмоподушки/, в частности фронтальные подушки, боковые, верхние, свешивающиеся с потолка шторки и т.п., при этом надувные подушки соединены с источниками сжатого газа, связанными с датчиком столкновения через пиротехническое устройство, и выполнены из синтетической ткани с возможностью выскакивания при взрыве из раскрываемого полиуретанового чехла /см. Иванов А.М. Основы конструкций современного автомобиля. Учебник для втузов. Из-во "За рулем", 2012, стр. 304 [9]/, и принятая за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность конструкции, возможность только однократного применения, низкая безопасность из-за возможности получения серьезных травм при срабатывании пневмоподушек и реализации пассивного метода гашения удара, возможность демонтажа пиротехнического устройства злоумышлениками, огромное число отзываемых машин иностранных фирм из-за дефектов подушек безопасности, их самопроизвольного срабатывания с травмированием людей и провокацией аварийных ситуаций.

Сущность изобретения заключается в создании сравнительно простой системы безопасности, исключающей необходимость применения размещаемых в салоне источников сжатого газа, датчиков столкновения и пиротехнических устройств, обеспечивающей при этом повышенную эффективность достигаемой безопасности при ДТП за счет активного гашения удара и устранения возможности получения травмы от срабатывающей при взрыве подушки безопасности.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение эффективности обеспечения безопасности пользователей при ДТП.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной системе безопасности пользователей пассажирским транспортным средством, включающей расположенные в наиболее травмоопасных для пользователей при ДТП зонах салона гибкие защитные поверхности, срабатывающие под действием силового приводного механизма, особенность заключается в том, что силовой приводной механизм выполнен в виде бампера, соединенного по всей длине с кузовом транспортного средства через герметичный, упругий и заполненный жидкостью резервуар, а гибкие защитные поверхности представляют собой вязкоупругие элементы для активного гашения удара, выполненные в виде совокупности четверок стальных сильфонов, герметично подключенных своими внутренними полостями к резервуару, прикрепленных консольно горизонтально одним из торцов к задним поверхностям спинок кресел, а также к обращенным к проходам в салоне поверхностям боковин кресел и кузова, и соединенных своими свободными торцами вертикально натянутой прочной эластичной и упругой сеткой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображены: на фиг. 1 - вид сбоку на бампер и салон транспортного кресла после ДТП и срабатывания системы безопасности /пассажиры, сидящие на креслах, не показаны/; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Система безопасности пользователей пассажирским транпортным средством содержит располагаемые в наиболее травмоопасных для пользователей при дорожно-транспортных происшествиях /ДТП/ зонах салона 1 гибкие защитные поверхности, срабатывающие, то есть приводимые в рабочее состояние, непосредственно в момент совершения ДТП в результате столкновения транспортного средства с неподвижным, либо подвижным препятствием под действием силового приводного механизма, реагирующего на удар. При этом силовой приводной механизм выполнен в виде бампера 2, соединенного по всей своей длине или ширине передней части транспортного средства, с его кузовом 3 через герметичный, прочный и упругий резервуар 4, заполненный жидкостью 5. В качестве материала для изготовления резервуара 4 целесообразно использовать полярный термопласт типа твердого поливинилхлорида /винипласта/, отличающегося высокой механической прочностью и упругостью и используемого для изготовления деформируемых труб, прокладок, манжет, турбин и т.п. Гибкие защитные поверхности представляют собой вязкоупругие элементы для активного гашения удара, выполненные в виде системы стальных гофрированных сильфонов, герметично подключенных своими внутренними полостями к резервуару 4 с помощью протянутых внутри салона 1 по его полу 6, крыше 7 и боковинам 8 тонких эластичных трубопроводов /на рисунках не показаны/, закрытых для повышения эстетических характеристик салона под его обшивкой. При этом система сильфонов состоит из совокупности четверок сильфонов, прикрепленных консольно горизонтально одним из торцов к задним поверхностям спинок кресел 9 /сильфоны 10/, а также к обращенным к проходам в салоне 1 поверхностям боковин кресел 9 /сильфоны 11/ и боковин 8 кузова 3 /сильфоны 12/ и соединенных своими свободными торцами вертикально натянутой и прикрепленной к данным торцам прочной, эластичной и упругой сеткой 13. При этом сильфоны 10, 11, 12 в исходных состояниях до срабатывания при ДТП малы по высоте и практически примыкают соответственно к задним поверхностям спинок кресел 9, боковинам кресел 9 и боковинам 8 кузова 3 транспортного средства. Высота сильфонов 10, 11, 12 в рабочем состоянии после срабатывания порядка 6 см, то есть прямоугольные сетки 13 будут закреплены по углам на свободных концах сильфонов 10, 11, 12 и натянуты в вертикальных плоскостях, удаленных примерно на 6 см от вышеуказанных жестких поверхностей, травмоопасных для пассажиров при ударных столкновениях. Сетки 13 выполнены скручиванием из полосок тканей высокой прочности кордного переплетения из ароматического полиамидного волокна, применяемых обычно для усиления резиновых покрышек транспорта, пошивки парашютов, ремней безопасности, изготовления силовых каркасов полотняной обшивки самолетов и т.п. Как следует из статистики ДТП, подавляющее большинство серьезных аварий /порядка 85%/ связано с лобовыми фронтальными либо косыми столкновениями транспортных средств передней частью кузова 3 в зоне расположения бампера 2, соединенного с упругим резервуаром 4. Естественно, при необходимости такой же резервуар может быть установлен в зоне заднего бампера и по периферии кузова 3 в нижней его части без препятствия открыванию дверей салона 1, что не меняет принципа работы устройства. Наиболее травмоопасными для сидящих и стоящих в салоне 1 пассажиров зонами при ДТП при вышеуказанном характере столкновений являются спинки расположенных спереди кресел 9, а также боковины кресел и кузова 3, обращенные к проходам между рядами кресел 9. Именно эти зоны автоматически в момент совершения ДТП перекрывают вязкоупругие элементы активного гашения удара. Передние кресла для водителя и пассажиров, имеющие специфические для каждого типа транспортного средства особенности конструкции, обычно снабжают специальными средствами пассивной защиты с упругой изоляцией при ударе рулевой колонки, приборной панели, переднего стекла и т.п. Однако при необходимости без принципиальных изменений предлагаемое устройство может быть использовано и для защиты вышеуказанных пользователей.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При нормальных условиях эксплуатации транспортного средства сильфоны 10, 11, 12 /см. выше/ практически примыкают к травмоопасным поверхностям, на которых они установлены, и вместе с сетками 13 практически не ухудшают эстетику салона 1. При ДТП, сопровождающемся ударом бампера 2 и импульсным сжатием упругого резервуара 4, жидкость 5 скачком под давлением по эластичным трубопроводам поступает во внутренние полости гофрированных сильфонов 10, 11, 12. Последние, сгруппированные четверками, резко удлиняются и перемещают сетки 13 вперед, навстречу инерционному движению пассажиров при резком ударном торможении транспортного средства. При таком столкновении пассажиров с сетками 13 при их встречном движении, в отличие от известных подушек безопасности /см., например, /[7], [8], [9]/, проявляется мощный эффект активного динамического гашения кинетической энергии удара. Причем наличие в сильфонах 10, 11, 12 жидкости, а также характер выполнения сеток 13, обуславливают одновременно гидравлический вязкоупругий характер такого гашения, сопровождающегося активной диссипацией /рассеянием/ в упругих элементах и жидкости 5 кинетической энергии удара, ее преобразование в потенциальную энергию сжимающихся сильфонов и сеток.

Предлагаемое устройство предельно упрощает конструкцию, исключает возможность получения серьезных травм, характерных для применяемых пневмоподушек со взрывным принципом действия, исключает применение сложных пиротехнических устройств, датчиков столкновений, источников сжатого воздуха, газогенераторов и специальных гидравлических, электромеханических, электромагнитных и т.п. силовых исполнительных приводов, используется для охвата пользователей, защищаемых упругими поверхностями типа мешков, ограждений и т.п. Более того, предлагаемое устройство может быть эффективно использовано вместе с ремнями безопасности, при этом последние будут эффективно работать при сравнительно слабых ударах. При мощных лобовых ударах прочность крепления ремня может быть настроена только на гашение удара в начальной его фазе с дальнейшим освобождением пользователя до получения травмы со стороны ремня и передачи функции окончательного гашения удара предлагаемому устройству.