Sự an toàn của hành khách trẻ em là một thách thức kỹ thuật nhiều mặt, trong đó các vụ va chạm bên hông là một loại tai nạn đặc biệt nghiêm trọng. Không giống như các vụ va chạm trực diện, nơi vùng hấp thụ lực hấp thụ năng lượng đáng kể, khoảng cách giữa người ngồi trong xe và điểm va chạm trong va chạm bên hông bị hạn chế đáng kể.
Các nguyên tắc cốt lõi của việc bảo vệ tác động phụ
Mục tiêu cơ bản của bảo vệ va chạm bên là quản lý các lực to lớn được tạo ra trong một vụ va chạm ngang. Điều này đạt được thông qua sự kết hợp giữa quản lý năng lượng, tính toàn vẹn của cấu trúc và khả năng ngăn chặn người cư ngụ.
Quản lý năng lượng: Hấp thụ và chuyển hướng
Ghế an toàn ô tô cho trẻ em hiện đại không chỉ đơn giản hoạt động như một lớp vỏ cứng; nó được thiết kế để trở thành một hệ thống quản lý năng lượng năng động.
-
Vật liệu hấp thụ năng lượng: Các cánh bên và tựa đầu của ghế thường được lót bằng xốp chuyên dụng. Phổ biến nhất là Polystyrene mở rộng (EPS) và Polypropylen mở rộng (EPP) hiệu suất cao hơn. Khi va chạm, cấu trúc tế bào của bọt này sụp đổ một cách có kiểm soát, một quá trình chuyển đổi động năng hủy diệt thành thiệt hại nhỏ do va đập. Sự hấp thụ này làm giảm lực G cực đại truyền tới đầu và thân của trẻ.
-
Khái niệm "Vùng bị nghiền nát": Mượn thiết kế an toàn của xe, một số Ghế an toàn trên ô tô dành cho trẻ em tạo ra vùng chịu lực được chỉ định bên trong các cánh bên của chúng. Khu vực này được thiết kế để biến dạng có thể đoán trước được, tăng thời gian xảy ra quá trình giảm tốc và do đó giảm tải lực lên trẻ.
-
Chuyển hướng lực: Thiết kế ghế nâng cao có thể kết hợp các cấu trúc góc cạnh hoặc được gia cố bên trong các cánh bên. Các bộ phận này được tính toán để tắt hoặc chuyển hướng lực tới khỏi khu vực quan trọng của trẻ, truyền năng lượng dọc theo các bộ phận chắc chắn hơn của vỏ ghế và vào cấu trúc của xe thông qua hệ thống ISOFIX/LATCH hoặc dây an toàn.
Tính toàn vẹn và ngăn chặn cấu trúc
Trong khi một số bộ phận được thiết kế để hấp thụ năng lượng, những bộ phận khác phải cứng chắc để ngăn chặn sự xâm nhập và đảm bảo an toàn cho người ngồi trong xe.
-
Vỏ được gia cố và khung bên trong: Vỏ chính của Ghế an toàn trên ô tô cho trẻ em, thường được làm từ polyme có độ va đập cao, có thể được gia cố bằng các vật liệu như thép hoặc nhôm ở những khu vực quan trọng xung quanh các cạnh. Nguyên lý "lồng cuộn" này tạo ra một khung vững chắc để chống lại sự xâm nhập từ cửa xe hoặc nội thất.
-
Cánh sâu với phần hỗ trợ đầu tích hợp: Hình dạng vật lý của ghế rất quan trọng. Các cánh bên sâu, được đệm tốt đóng vai trò như một cái kén bảo vệ. Chúng được thiết kế để giữ đầu và cơ thể của trẻ, ngăn ngừa chuyển động sang bên quá mức và đảm bảo rằng trong trường hợp có va chạm, đầu của trẻ vẫn được hỗ trợ và thẳng hàng với thân mình, giảm thiểu nguy cơ chấn thương cổ.
Chi tiết các thành phần chính và tính năng thiết kế
Việc bảo vệ tổng thể là một bản giao hưởng của các thành phần tích hợp, mỗi thành phần đóng một vai trò cụ thể.
-
Cấu trúc cánh bên nhiều lớp: Một vật liệu duy nhất thường không đủ. Cánh bên hiệu suất cao có thể bao gồm một lớp xốp mềm, thoải mái cho trẻ, một lớp EPS hoặc EPP dày ở giữa để hấp thụ năng lượng sơ cấp và lớp vỏ cứng bên ngoài để bảo vệ cấu trúc.
-
Hệ thống dây đai và tựa đầu đồng bộ, có thể điều chỉnh: Việc bảo vệ chỉ hiệu quả nếu được đặt đúng vị trí. Tựa đầu đa vị trí di chuyển song song với dây đai đảm bảo rằng các cánh bên hấp thụ năng lượng và dây đai năm điểm luôn thẳng hàng với chiều cao của trẻ, duy trì khả năng giữ tối ưu.
-
Hệ thống lắp đặt ổn định: Khả năng hoạt động của Ghế an toàn ô tô cho trẻ em khi có tác động phụ phụ thuộc vào kết nối của nó với xe. Các neo ISOFIX/LATCH và dây đai phía trên mang lại sự kết nối chắc chắn, giảm độ xoay tổng thể và lệch về phía trước, giúp giữ trẻ trong vùng bảo vệ của ghế khi va chạm ngang.
Kiểm tra và xác nhận: Vượt quá tiêu chuẩn
Trong khi các tiêu chuẩn quy định như FMVSS 213 của Hoa Kỳ đang phát triển để bao gồm thử nghiệm tác động phụ, nhiều nhà sản xuất buộc Ghế an toàn trên ô tô cho trẻ em của họ phải tuân theo các giao thức nội bộ hoặc bên thứ ba nghiêm ngặt hơn.
-
Thử nghiệm xe trượt tuyết động: Điều này liên quan đến việc lắp một chỗ ngồi có hình nộm thử nghiệm va chạm đã được hiệu chỉnh lên trên xe trượt, sau đó được tăng tốc và giảm tốc để mô phỏng xung va chạm tác động phụ cụ thể. Máy ảnh và cảm biến tốc độ cao trong các số liệu giả đo lường như Tiêu chí chấn thương đầu (HIC), gia tốc ngực và chuyển động của đầu.
-
Các góc độ tác động khác nhau: Các vụ tai nạn trong thế giới thực không đồng nhất. Thử nghiệm nâng cao có thể đánh giá hiệu suất từ các góc va chạm khác nhau, chẳng hạn như va chạm xiên hoặc từ phía sau, để đảm bảo bảo vệ toàn diện.
-
Kiểm tra cấp độ thành phần: Các thành phần riêng lẻ, chẳng hạn như bọt hấp thụ năng lượng, thường được kiểm tra riêng biệt để xác nhận đặc tính nén và tiêu tán năng lượng của chúng trước khi được tích hợp vào thiết kế ghế cuối cùng.
Tích hợp với An toàn Xe cộ
Điều quan trọng là phải hiểu rằng Ghế an toàn trên ô tô cho trẻ em là một phần của hệ thống an toàn lớn hơn. Hiệu suất của nó phụ thuộc lẫn nhau với các tính năng bảo vệ bên hông của xe, chẳng hạn như túi khí tác động bên hông và dầm cửa được gia cố. Ghế được thiết kế để hoạt động phối hợp với các hệ thống này chứ không phải thay thế chúng.
Bảo vệ tác động bên trong hiện đại Ghế an toàn ô tô cho bé là một môn học phức tạp dựa trên vật lý và khoa học vật liệu. Nó bao gồm chiến lược hấp thụ năng lượng theo từng lớp thông qua các lớp bọt chuyên dụng, gia cố cấu trúc để duy trì không gian sinh tồn và hình học thông minh để chứa cơ thể trẻ. Thông qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt và thường vượt quá tiêu chuẩn, các hệ thống này được xác nhận là cung cấp lớp bảo vệ quan trọng trước một trong những loại sự cố đường bộ nguy hiểm nhất, cung cấp cho người chăm sóc một công cụ quan trọng để bảo vệ hành khách nhỏ tuổi của họ.
