УСТРОЙСТВО ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ Российский патент 2023 года по МПК B60R21/02 B62D24/00 B62D39/00 

В настоящее время грузовой поток перешел в значительной мере с железнодорожного на автомобильный и электромобильный транспорт. Люди стали приобретать машины массово, они буквально заполонили дороги, зачастую, недостаточно дисциплинированны, и вопросы безопасности стали еще более актуальными и насущными. С одной стороны улучшаются дороги, с другой - уплотняются потоки машин, увеличивается скорость движения и мощность двигателей. Дорожная ситуация в городах сложная и непредсказуемая, получить полную информацию о ней практически невозможно [1, 2, 3].

При возникновении аварийных ситуаций погибает масса людей.

Безопасность автомобилей и электромобилей делится на два вида - активную и пассивную. Активная безопасность - это системы и устройства машины, которые позволяют ей избежать столкновения. Пассивная - это возможность сохранить жизнь и здоровье пассажиров, если нештатная ситуация все таки произошла.

В арсенале пассивной безопасности есть скудный ряд средств для смягчения последствий аварии: ремни, подушки, деформируемые зоны. Ремни и подушки эффективны только при их совместном использовании. Однако полушка, раскрываясь, «летит» навстречу человеку со скоростью 270=300 км/час. И если он не пристегнут, она может причинить огромный вред - фиксировались случаи перелома шейных позвонков.

Подушки располагаются спереди, с боков; часто предлагается оснащать машину дополнительными подушками для защиты колен и ступней.

В России возвращаются бренды Машин «Москвич» и «Волга». Разрешен выпуск новых автомобилей без систем ABS и ESP, система экстренного оповещения ЭРА-ГЛАНАСС может не иметь функции автоматического срабатывания после аварии, а также упрощены требования к сертификации машин. Это позволит отказаться от установки подушек безопасности и преднатяжителей ремней безопасности (постановление правительства РФ №855 ОТ 12 МАЯ 2022 ГОДА).

А что взамен? Пока предложений немного.

Известно изобретение, связанное с безопасностью пассажиров автомобиля в случае лобового или заднего столкновения, принятое нами за прототип [4]. Это устройство имеет двигатель, пассажирский салон в виде отделяемой капсулы и раму, состоящее из элементов подъема, вращения и стабилизации.

По сигналу с датчика удара пневмодомкрат приподнимает переднюю часть капсулы выше двигателей. При этом задняя часть проворачивается по изогнутым стойкам. Процесс контролируется и стабилизируется электронными средствами. В целом, конструкция удачная, работоспособная. Однако жестко связанные элементы конструкции не препятствуют воздействию ударных нагрузок и вибраций на пассажиров. Пассажиры первого ряда сидений будут в более комфортных условиях: капсула смещена с линии лобового удара с возможностью качания, а пассажиры второго ряда будут погружены в зону заднего удара: линия удара пройдет по головам пассажиров, возможны заклинивания капсулы.

Целью изобретения является повышение пассивной безопасности и возможности электромобиля сохранить жизнь и здоровье пассажиров, если нештатная ситуация произошла.

Автором предлагается устройство пассивной безопасности автомобиля, преимущественно электромобиля, имеющего двигатель, пассажирский салон в виде отделяемой капсулы и раму, состоящее из элементов подъема, вращения и стабилизации, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем, что элемент подъема представляет собой сильфон с пиропатроном, при взрыве которого сильфон имеет возможность подъема отделяемой капсулы выше электрических двигателей, элемент вращения выполнен в виде шарового соединения, представляющего собой две сферические опоры, соединенные пальцем, одна из которых установлена в крышке сильфона, а другая выполнена с возможностью установки в дне отделяемой капсулы для возможного вращения отделяемой капсулы по инерции после ее подъема вокруг пальца шарового соединения за счет металлического или полимерного диска, расположенного между их поверхностями и покрытого пленкой с низким коэффициентом трения, при этом положение элементов подъема и вращения для отделяемой капсулы выполнено с возможностью управления компьютером и возможностью стабилизации электрическими тормозами.

Конструкция данного устройства позволяет всю капсулу вынести из зоны прямого удара. Капсула имеет возможность раскачиваться на сильфоне и вращаться по инерции вокруг пальца шарового соединения. Такое решение позволит значительно уменьшить динамические воздействия удара на пассажиров. Имея хорошую систему локации и слежения можно выдвигать капсулу за миг до столкновения.

Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид электромобиля с устройством пассивной безопасности; фиг. 2 - шаровое соединение элемента подъема с капсулой; фиг. 3 - фрагмент устройства пассивной безопасности; фиг. 4 - элемент подъема в действии,

где: 1 - корпус электромобиля, 2 - пассажирская капсула, 3 - элемент подъема (сильфон с пиропатроном), 4 - электрические батареи, 5 - рама электромобиля (в ее отсутствии - второе дно), 6 - сферическая опора капсулы, 7 - подшипник (обойма) капсулы, 8 - дно капсулы, 9 - крышка элемента подъема, 10 - сферическая опора элемента подъема, 11 - прижимная пружина, 13 - подшипник (обойма) элемента подъема, 14 - палец, 15 - металлический или полимерный диск, покрытый пленкой с низким коэффициентом трения, 16 - пиропатрон, 17 - сильфон, 18 - поперечина, 19 - шаровое соединение, 20 - электрическое тормозное устройство.

Сильфон 7 может удлиняться и качаться за счет упругости под действием веса капсулы 2, с углом отклонения - Y (фиг. 4). Шаровое соединение 19 капсулы 2 с элементом подъема 3 позволяет ей вращаться по инерции после удара вокруг пальца 14 шарового соединения. Вращение с качанием капсулы поглощает энергию лобового удара до легко переносимых пассажиром перегрузок.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Бортовой компьютер (блок управления), используя ГЛОНАС/GPS, аппаратуру слежения, а также диспетчерскую службу, отслеживает ситуацию на дороге, выбирает менее загруженный маршрут, наличие препятствий и скорость сближения с ними, определяет уровень опасности; отслеживает ситуацию в салоне: количество пассажиров, наличие детских кресел, натяжение привязных ремней. В зависимости от уровня опасности, силы и направления удара, сработают подушки безопасности или предлагаемое устройство пассивной безопасности, при этом проверяется вертикальность кузова (если машина на боку, то работа устройства затруднительна). Компьютер автоматически отключает все разъемы и соединения капсулы с электромобилем, подает импульс на пиропатрон, который взрывается и заполняет сильфон газом. Сильфон раздвигается и поднимает капсулу выше электродвигателей. Благодаря шаровому соединению с элементом подъема, капсула по инерции будет вращаться вокруг пальца соединения, и качаться за счет упругости сильфона.

На заводе отрабатываются параметры срабатывания устройства, определяются критерии ее включения, которые закладываются в бортовой компьютер вместе с системой слежения за ситуацией на дороге. При использовании искусственного интеллекта, возможен подъем капсулы за миг до лобового удара.

Предлагаемое устройство пассивной безопасности требует некоторого переустройства кузова. Новые средства безопасности усложняют и удорожают автомобиль и электромобиль, но жизнь дороже.

Источники

1. https://auto.tut.by/news/road/660636.html

2. https://stulme.org/40745/pravo/sredstva_prinuditelnoy_ostanovki_transporta

3. https://auto.tut.by/news/offtop/379137. html

4. Патент США US 10611412B1.

Изобретение относится к устройству пассивной безопасности автомобиля, преимущественно электромобиля, который имеет двигатель, пассажирский салон в виде отделяемой капсулы и раму. Устройство безопасности состоит из элементов подъема, вращения и стабилизации. Элемент подъема представляет собой сильфон с пиропатроном, при взрыве которого сильфон имеет возможность подъема отделяемой капсулы выше электрических двигателей. Элемент вращения выполнен в виде шарового соединения, представляющего собой две сферические опоры, соединенные пальцем, одна из которых установлена в крышке сильфона, а другая выполнена с возможностью установки в дне отделяемой капсулы для возможного вращения отделяемой капсулы по инерции после ее подъема вокруг пальца шарового соединения за счет металлического или полимерного диска, расположенного между их поверхностями и покрытого пленкой с низким коэффициентом трения. Положение элементов подъема и вращения для отделяемой капсулы выполнено с возможностью управления компьютером и возможностью стабилизации электрическими тормозами. Обеспечивается повышение безопасности. 4 ил.

Устройство пассивной безопасности автомобиля, преимущественно электромобиля, имеющего двигатель, пассажирский салон в виде отделяемой капсулы и раму, состоящее из элементов подъема, вращения и стабилизации, отличающееся тем, что элемент подъема представляет собой сильфон с пиропатроном, при взрыве которого сильфон имеет возможность подъема отделяемой капсулы выше электрических двигателей, элемент вращения выполнен в виде шарового соединения, представляющего собой две сферические опоры, соединенные пальцем, одна из которых установлена в крышке сильфона, а другая выполнена с возможностью установки в дне отделяемой капсулы для возможного вращения отделяемой капсулы по инерции после ее подъема вокруг пальца шарового соединения за счет металлического или полимерного диска, расположенного между их поверхностями и покрытого пленкой с низким коэффициентом трения, при этом положение элементов подъема и вращения для отделяемой капсулы выполнено с возможностью управления компьютером и возможностью стабилизации электрическими тормозами.