Uma história de um século de segurança automotiva

Se as montadoras modernas recordassem instâncias de carros de cem anos atrás, elas certamente ficariam horrorizadas: freios de sapato e uma coluna de direção sólida, como um pico, direcionada ao peito do motorista. Mas antes da década de 1950, esses carros eram produzidos em massa. Depois, as montadoras se preocuparam pouco com a segurança dos motoristas e passageiros; o foco estava principalmente na velocidade e, em menor grau, na conveniência. E apenas mais perto de meados do século XX, tornou-se óbvio que a segurança do carro é talvez o estágio mais importante da produção e vale a pena prestar muita atenção a ele. Lembremos a fascinante história do desenvolvimento de sistemas de segurança automotiva e como eles influenciaram a indústria moderna.

Primeiros passos

Até o início do século 20, as primeiras carrocerias com ICE eram mais como carruagens puxadas a cavalo. No início, alguns modelos nem sequer tinham piso, mas apenas assentos para passageiros, teto dobrável e anteparo dianteiro de proteção primitivo. O motor desses carros era geralmente localizado diretamente sob os assentos. No início do século XX, havia cerca de vinte tipos básicos de corpos, que, seguindo o exemplo de carruagens, tinham nomes franceses.



Gradualmente, metais cada vez mais duráveis ​​começaram a ser utilizados nas estruturas do corpo. Na mesma época, ocorreu um confronto entre corpos abertos e fechados. Por exemplo, o primeiro carro esportivo Mercer Type 35 Raceabout construído nos EUA em 1911 tinha um corpo aberto, enquanto o inglês Lanchester tinha uma versão completamente selada. Nos anos seguintes, as montadoras começaram a se inclinar cada vez mais para corpos fechados, pois eram mais práticos e confiáveis, e as opções abertas eram mais provavelmente um elemento de design.

Em 1905, o engenheiro mecânico alemão Frederick R. Simms instalou os primeiros pára-choques nos veículos Simms-Welbeck, nos quais elementos pneumáticos foram instalados para absorver a energia de impacto. Assim, os pára-choques tornam-se parte integrante do carro, e empresas americanas como Duesenberg e Lincoln foram as primeiras a dar aos seus pára-choques uma aparência única.



Surpreendentemente, no início do século passado, alguns carros conseguiram atingir velocidades de 100 km / h, portanto havia uma necessidade urgente de instalar um sistema de freio eficaz. Por mais estranho que possa parecer, os primeiros foram os freios a disco mais familiares para nós, patenteados pelo inglês Frederick Lanchester em 1902. No entanto, eles não foram amplamente utilizados, pois criaram muito ruído e chocalho quando usados.



Até as décadas de 1940 e 50, os freios de cinto ganharam popularidade primeiro e depois os freios a tambor, cujas pastilhas estavam escondidas com segurança dentro dos tambores. Inicialmente, os freios foram instalados apenas nas rodas traseiras. O sistema de freio nas quatro rodas apareceu apenas em 1910 no modelo Arrol-Johnston. Os primeiros freios hidráulicos apareceram em 1921 no Modelo A Duesenberg. O sistema de freio hidráulico exigiu muito esforço ao pressionar o pedal; assim, em 1923, a Louis Renault inventou e patenteou o primeiro impulsionador mecânico, que começou a ser instalado em todos os carros Renault de produção. O primeiro sistema de frenagem de circuito duplo (mecânico e hidráulico) começou a ser instalado apenas em 1966 nos carros da Volvo.

Com o aumento da velocidade e do número de carros, os engenheiros começam a introduzir sistemas para facilitar o processo de dirigir e eliminar muitos momentos perigosos na estrada. Assim, em 1916, a maioria dos carros americanos já estava equipada com limpadores e, no início da década de 1920, os primeiros faróis elétricos começaram a ser instalados. Em 1938, todos os veículos de produção da Cadillac tinham espelhos retrovisores, limpadores e faróis de neblina.



Em 1928, os pára-brisas à prova de choque foram instalados pela primeira vez em veículos Ford A. Graças ao trabalho do escocês John Boydl Dunlop, que em 1887 inventou e patenteou um pneu inflável de bicicleta, sua invenção rapidamente migrou para automóveis. Graças a isso, circular nos carros se tornou muito mais seguro e confortável. Em 1904, a Continental desenvolveu os primeiros pneus em relevo, o que aumentou significativamente a controlabilidade do carro. Os primeiros pneus com um arranjo radial de fios foram desenvolvidos pela Michelin em 1946. A propósito, esses pneus ainda são amplamente utilizados hoje. Em 1912, o americano Evard Budd em sua oficina inventou o primeiro corpo todo em metal, que foi amplamente utilizado apenas em 1928.



Com a crescente popularidade das corridas, as montadoras começaram a prestar mais atenção à controlabilidade do carro; assim, na década de 1930, carros com carrocerias começaram a ser fabricados. Isso foi conseguido combinando um corpo todo em metal com uma estrutura rígida. Como resultado, a manutenção e a longevidade dos elementos de suporte de carga aumentaram com uma diminuição notável na massa total do carro. O primeiro carro de produção com uma carroceria de apoio foi o Citroen Traction Avant, de tração dianteira, de 1934. Mais tarde, em vez de uma carroceria de carga, os carros começaram a instalar uma estrutura de carga, que proporcionava um patamar mais baixo, proteção adicional à carroceria e redução de ruído. As primeiras dessas máquinas foram o lançamento em série "Volkswagen KdF" de 1939.



Segurança passiva

Na década de 1950, os carros começaram gradualmente a se tornar não apenas um item de luxo, mas um meio de transporte comum, exigindo maior segurança para o motorista e os passageiros através da introdução de vários sistemas e dispositivos, que no futuro se tornaram passivos.
No final da década de 1940, a Volvo desenvolveu o conceito de uma estrutura de alta resistência ("cápsula da carcaça") que reduz a força de impacto. No futuro, a empresa sueca dará uma contribuição considerável para o desenvolvimento da segurança do carro, mas primeiro as primeiras coisas. Em meados do século passado, muitas montadoras começaram a fazer seus próprios testes de colisão de carros.

No início da década de 1950, a funcionária da Daimler-Benz, Bela Bareni, que mais tarde foi reconhecida como o "pai da segurança passiva dos carros", propôs a idéia revolucionária de criar uma cabine segura na época.



O conceito era uma combinação de uma "cápsula da carcaça" resistente a impactos, que tinha espaço livre suficiente para os passageiros e amassada nas zonas de absorção de energia de impacto localizadas na frente e na traseira do carro. A essência da tecnologia foi a conversão de energia cinética devido à deformação dos elementos do corpo. Assim, o tempo de contato com o obstáculo aumentou aproximadamente dez vezes, reduzindo inversamente a carga.



O desenvolvimento recebeu reconhecimento público e passou por muitos testes de colisão, incluindo uma colisão frontal. Os primeiros carros a usar elementos da carroçaria de absorção de energia foram os carros de passeio American Premium Packard fabricados desde 1952. O primeiro carro a incorporar totalmente os princípios de segurança passiva propostos pela Bareni foi o Mercedes-Benz W111, que entrou no mercado em 1959 g.



Em 1954, o mesmo Bareni propôs um protótipo de coluna de direção com um elemento dobrável, que no caso de uma colisão não causou ferimentos graves ao motorista. Por um longo tempo, o desenvolvimento permaneceu na sombra, mas depois de alguns anos mostrou toda a sua vantagem sobre estruturas rígidas telescópicas.

Em 1956, a Ford começou a produzir em massa seus carros com cintos de segurança de cinco pontos, mas a tecnologia não era amplamente utilizada. A propósito, a primeira patente para um cinto de carro foi emitida para o americano Edward Kleghorn em 1885. No início do século 20, pilotos e pilotos de aeronaves usavam com mais frequência os cintos de segurança. A situação mudou radicalmente quando, em 1959, a Volvo começou a equipar seus carros de produção com um cinto de segurança confiável de três pontos. O desenvolvimento, como geralmente se acredita, não foi inovador: os primeiros cintos de segurança de três pontos surgiram em 1902. No entanto, o engenheiro da empresa sueca Nils Bolin conseguiu refinar significativamente a tecnologia e torná-la o mais confiável e fácil de usar possível. Bolin desenvolve o cinto há mais de um ano e, durante esse período, estudou cerca de 20.000 denúncias de acidentes.



Após a Volvo, em 1964, os carros americanos totalmente novos começaram a ser equipados com cintos de segurança de três pontos e, dois anos depois, o dispositivo se tornou o padrão nos EUA. Em 1960, a Volvo começou a instalar um painel frontal de linhas suaves em seus carros de produção, o que reduziu o número de lesões no rosto e no peito. A empresa também foi uma das primeiras a começar a testar os assentos para crianças em 1964 e instalá-los em seus carros.



Vale a pena notar que, até o início dos anos 1960, as cadeiras para crianças não eram consideradas um recurso de segurança, mas eram usadas para elevar a criança ao nível dos olhos de outros passageiros. Em 1978, os Estados Unidos se tornaram o primeiro país a aprovar uma lei sobre o transporte obrigatório de crianças em sistemas de retenção especiais para crianças. Outra invenção significativa da Volvo em 1967 foram os apoios de cabeça para assentos que protegem o pescoço e a cabeça dos passageiros com impactos traseiros, que se tornaram o padrão nos Estados Unidos dois anos depois. Dessa forma, os apoios de cabeça duraram quase 30 anos no mercado e somente em 1995 os modelos ativos apareceram pela primeira vez no Saab 9-5, que, devido à inércia, ativaram um mecanismo especial que aproxima o apoio de cabeça antes de inclinar a cabeça, reduzindo assim a força do impacto. A Saab também se tornou a primeira empresa a instalar pára-brisas com absorção de energia nos carros de produção em 1971 e, em 1977, nas laterais as vigas de proteção laterais.

Gradualmente, o material da carroceria do carro tornou-se mais durável e leve, e os elementos internos começaram a ser feitos de materiais amassados ​​ou macios. Mas talvez o elemento mais importante da segurança passiva permaneça nos airbags. Os primeiros experimentos com airbags para proteger o motorista e o passageiro sentado no banco da frente foram realizados por engenheiros americanos em 1968 e apenas cinco anos depois eles apareceram na mesma época nos carros de produção General Motors e Chevrolet.



Pela primeira vez, um airbag controlado eletronicamente foi introduzido nos carros da classe S da Mercedes em 1980. Desde então, a tecnologia do airbag passou por muitas mudanças (analisando a posição dos passageiros antes do impacto, ajustando o algoritmo de operação de acordo com a situação), mas o princípio geral de operação permaneceu inalterado esse dia
O grande sucesso dos airbags dianteiros levou a Volvo a introduzir o modelo 850 em 1994, que implementava airbags laterais em conjunto com reforços instalados nas portas dianteiras. A empresa decidiu ir ainda mais longe e instalou cortinas infláveis ​​no sedan S80 para proteger os passageiros em um impacto lateral. Em 1996, a Kia equipa o seu Sportage SUV com airbags para proteger os joelhos.

Em meados da década de 2000, por iniciativa de organizações internacionais para a proteção de pedestres, capuzes montados em veículos começaram a ser instalados em veículos que, com a ajuda de cartuchos piro, podem subir automaticamente para proteger os pedestres durante colisões. Um dos primeiros carros com essa tecnologia foi o Jaguar XK e Citroen C6. Em 2012, o mesmo Volvo começou a instalar airbags para pedestres embutidos no capô do V40.



Segurança ativa

Até o início do século XXI, o desenvolvimento era realizado principalmente para aumentar a segurança passiva, melhorando o corpo e vários sistemas; e sem sucesso - por meio século, a segurança construtiva dos carros cresceu várias vezes, salvando milhares de vidas. Mas isso não impede a evolução: as tecnologias já criadas estão sendo constantemente aprimoradas, novos materiais são criados e assim por diante. Recentemente, foi dada ênfase à introdução de sistemas de segurança ativos - tecnologias que reduzem a parcela do fator humano durante um acidente. E embora esse estágio ainda esteja no estágio de seu desenvolvimento ativo, muito já foi feito.

E tudo começou nos anos 1970, quando a Mercedes-Benz e várias outras empresas começaram a desenvolver um sistema eletrônico de travagem antibloqueio (ABS), que evita o bloqueio das rodas durante a frenagem de emergência, ajudando o motorista a não perder o controle. Pela primeira vez, essa tecnologia apareceu no modelo Mercedes-Benz 450 SEL em 1978 e depois começou a ser instalada em muitos carros nacionais e estrangeiros.



Em 1995, a Mercedes introduziu a primeira solução prática para uma tecnologia que simplifica o processo de estacionamento chamado Parktronic. O sistema consistia em vários sensores ultrassônicos e um indicador de bip (campainha). O princípio da tecnologia era bastante simples: os sensores mediam a distância do obstáculo e o sinal sonoro, alterando o sinal sonoro, alertava o motorista sobre quando parar.

De 1987 a 1992, a Mercedes-Benz, juntamente com a Bosch, estava desenvolvendo um sistema eletrônico de controle de estabilidade para automóveis durante manobras agudas, chamado Programa Eletrônico de Estabilidade (ESP). Em 1995, a tecnologia foi finalizada e denominada "Controle Eletrônico de Estabilidade" (ESC). Os primeiros carros a fornecer esses sistemas foram os Mercedes classe A desde 1997.

A metade dos anos 90 foi marcada pelo auge da tecnologia GPS, com precisão artificial baixa para 100 metros. A autorização para usar o sistema para fins civis permitiu a introdução de novos sistemas automatizados em carros. Em 1997, os carros da Mercedes e, dois anos depois, o BMW e38 e o Toyota Celsior começaram a usar a tecnologia de controle de cruzeiro adaptativo, que mantém automaticamente uma determinada velocidade.



O controle de cruzeiro depende dos sistemas ABS e ESC - se falharem, a função será desativada.
Em 1997, o Comitê Europeu para a realização de testes de colisão independentes de automóveis começou com a avaliação da segurança passiva e ativa do Euro NCAP. O Volvo S40 se torna o primeiro carro de 4 estrelas a proteger passageiros adultos e o Renault Laguna é reconhecido como o primeiro de 5 estrelas em 2001.

Em 2007, a Volvo introduziu a tecnologia de monitoramento de ponto cego nos sedãs S80 e, um ano depois, equipou o XC60 com outro desenvolvimento inovador - a frenagem autônoma. Você pode ler sobre outras inovações no mundo da eletrônica automotiva e sistemas de segurança em nosso blog .



Sumário

Obviamente, dentro da estrutura de um artigo, é impossível descrever completamente a evolução dos sistemas de segurança automotiva. A única coisa que pode ser dita com certeza é que há mais de cento e poucos anos o carro mudou além do reconhecimento. Agora, este não é apenas um meio de transporte, é também uma plataforma para a introdução de tecnologias inovadoras. Nos últimos anos, a maioria das empresas mudou para o desenvolvimento de veículos não tripulados, que exigem a criação de novos sistemas de segurança.