Разработка безопасной конструкции кузова

Были выделены два основополагающих принципа, исходя из которых проектируется кузов. Это:

1. Две терминальные части кузова (передняя и задняя) при столкновении должны деформироваться, чтобы поглощать энергию столкновения
2. Каркас автомобильного салона должен быть максимально прочным и жестким. Это делается для того, чтобы пассажиры имели возможность выжить при столкновении.

Каким же образом терминальные части должны деформироваться? При столкновении происходит процесс, называемый «эффект гармошки», когда задняя и передняя автомобильные части «складываются» в продольном направлении. Такая четкая направленность «складывания» достигается путем формирования в коробчатых профилях, из которых изготавливается кузов, углублений и выступов в точно расположенном месте. При расчете таких точек для передней части кузов должны учитываться жесткость колес и двигателя, а также силы инерции.

Для обеспечения жесткости и прочности разработанной конструкции используют самые прочные виды металлов, в частности стали. В самых уязвимых частях каркаса, куда приходится наибольшая нагрузка, используют детали, которые прошли «горячую штамповку». От использования таких элементов только лишь польза: снижается масса кузова автомобиля и обеспечивается большая жесткость салонного каркаса. Но в проектировании автомобильного каркаса используется не только прочная сталь. Использование алюминиевых конструкций наряду со стальными элементами дало высокие показатели в области обеспечения каркасу прочности, жесткости, а также удачного распределения веса.

Поведение при фронтальном ударе

Наиболее распространенными в наше время являются фронтальные столкновения. Инженеры пришли к выводу, что при таком столкновении требуется сохранить в безопасности ноги водителя и пассажира. Поэтому минимизируют сдвиг элементов каркаса в передней части.

При столкновении с боковой частью основная нагрузка приходится на двери и среднюю стойку, поэтому данные конструктивные элементы должны быть тщательно разработаны и спланированы. Для изготовления вышеуказанных частей каркаса используют свехвысокопрочные материалы. Основой данной системы приходится средняя стойка. Ее функция заключается в том, что она перераспределяет энергию столкновения с боковой стороны на крышу и порог каркаса. Немаловажным в проектировании дверей автомобиля является их усиление с помощью диагональных брусьев безопасности, функция которых заключается в гашении чрезмерной силы столкновения.

К задней части автомобильного каркаса предъявляются отдельные требования к уровню деформации и прочности кузова. Сюда также включают необходимость защиты топливного бака при столкновении, поэтому проектируется расположение бака и геометрия задних подвесок.

Для того, чтобы снизить вероятность нанесения травмы людям при наезде, в передний бампер автомобиля стали добавлять эластичный элемент, который поглощает часть удара. Поглощение удара достигается благодаря созданию определенной деформации в переднем бампере при столкновении.

Все разработанные автомобильные каркасы поначалу отправляют на краш-тест в лабораторию, где конструкция выдерживает фронтальное, боковое и заднее столкновение на разных скоростях. Если конструкция выдержала все испытания, после ее отправляют на производство.