Безбедносни појаси и затегнувачи на безбедносните ремени

Најчестиот структурен елемент на системот за пасивна безбедност на автомобилот се безбедносните појаси. Неговата употреба ја намалува веројатноста и сериозноста на повредите поради удари на тврди делови од телото, стакло и други патници (т.н. секундарни удари). Прицврстените безбедносни појаси обезбедуваат ефективна работа на воздушните перничиња.

Според бројот на точките за прицврстување, се разликуваат следните типови на сигурносни појаси: дво-, три-, четири-, пет- и шест-точка.

Безбедносните појаси со две точки (слика 1) моментално се користат како средишен безбедносен појас на задното седиште на некои постари автомобили, како и како седишта за патници во авионите. Реверзибилниот безбедносен појас е ремен за скут кој се обвиткува околу половината и е прикачен на двете страни на седиштето.

Безбедносните појаси со три точки (сл. 2) се главниот тип на сигурносни појаси и се поставени на сите модерни автомобили. Појасот со дијагонална половина со 3 точки има распоред во форма на V што рамномерно ја распределува енергијата на телото што се движи до градите, карлицата и рамената. Volvo ги претстави првите масовно произведени безбедносни појаси со три точки во 1959 година. Сметајте ги безбедносните ремени со три точки на уредот како најчести.

Безбедносниот појас со три точки се состои од млаз, тока и затегнувач.

Безбедносниот појас е изработен од издржлив материјал и е прикачен на телото со специјални уреди на три точки: на столбот, на прагот и на специјална прачка со брава. За да се прилагоди ременот на висината на одредена личност, многу дизајни предвидуваат прилагодување на висината на горната точка за прицврстување.

Бравата го прицврстува безбедносниот појас и се поставува веднаш до седиштето на автомобилот. Подвижен метален јазик е направен за поврзување со спојката на ременот. Како потсетник за потребата од носење сигурносен појас, дизајнот на бравата вклучува прекинувач вклучен во колото на AV алармниот систем. Предупредувањето се јавува со предупредувачко светло на контролната табла и звучен сигнал. Алгоритмот на овој систем е различен за различни производители на автомобили.

Вовлекувачот обезбедува принудно одмотување и автоматско премотување на безбедносниот ремен. Тој е прикачен на каросеријата на автомобилот. Макарата е опремена со механизам за инерцијално заклучување кој го запира движењето на ременот на макарата во случај на несреќа. Се користат два методи на блокирање: како резултат на движење (инерција) на автомобилот и како резултат на движење на самиот појас. Лентата може да се извлече само бавно од барабанот на макарата, без забрзување.

Современите автомобили се опремени со безбедносни појаси за затегнување.

Безбедносните ремени со пет точки (слика 4) се користат во спортските автомобили и за прицврстување на децата на детските седишта. Вклучува две ремени за половината, две ленти за рамо и една лента за нога.

Ориз. 4. Темперамент со пет точки

Безбедносната лента со 6 точки има две ремени меѓу нозете, што обезбедува посигурно вклопување на возачот.

Еден од ветувачките случувања се безбедносните појаси на надувување (слика 5), кои се полнат со гас за време на несреќа. Тие ја зголемуваат областа на контакт со патникот и, соодветно, го намалуваат товарот на лицето. Делот што може да се надувува може да биде дел за рамо или дел за рамо и половина. Тестовите покажуваат дека овој дизајн на безбедносниот појас обезбедува дополнителна заштита од страничен удар.

Ориз. 5. Безбедносни појаси на надувување

Ford ја нуди оваа опција во Европа за четвртата генерација на Ford Mondeo. За патниците во задниот ред, поставени се безбедносни појаси на надувување. Системот е дизајниран да ги намали повредите на главата, вратот и градите во случај на несреќа за патниците од задниот ред, кои често се деца и постари лица, кои се особено склони кон овие видови повреди. Во секојдневната употреба, сигурносните појаси на надувување работат исто како и обичните и се компатибилни со детските седишта.

Во случај на несреќа, сензорот за удар испраќа сигнал до контролната единица на безбедносниот систем, единицата испраќа сигнал за отворање на затворачкиот вентил на цилиндерот со јаглерод диоксид кој се наоѓа под седиштето, вентилот се отвора и гасот што се наоѓа претходно во компресирана состојба го пополнува перничето за безбедносниот ремен. Ременот брзо се активира, распределувајќи ја силата на ударот по површината на телото, што е пет пати повеќе од стандардните безбедносни појаси. Времето на активирање на ремените е помало од 40ms.

Со новиот Mercedes-Benz S-Class W222, компанијата ги проширува своите опции за заштита на патниците на задните седишта. Пакетот PRE-SAFE на задните седишта комбинира затегнувачи и воздушно перниче во безбедносниот појас (Beltbag) и воздушни перничиња на предните седишта. Комбинираната употреба на овие уреди за време на несреќа ги намалува повредите на патниците за 30% во споредба со традиционалната шема. Воздушното перниче за безбедносниот појас е сигурносен појас кој може да се надува и со тоа да го намали ризикот од повреда на патниците при фронтален судир со намалување на оптоварувањето на градите. Лежечкото седиште е стандардно опремено со воздушно перниче скриено под тапацирот на седиштата. Таквото перниче ќе го спречи патникот во лежечка положба да се лизне под безбедносниот појас во случај на несреќа (т.н. „нуркање“) . На овој начин, Mercedes-Benz успеа да развие удобно навалено седиште, кое во случај на несреќа ќе обезбеди повисоко ниво на безбедност од седиштето во кое потпирачот за грб е наведнат со продолжување на перничето на седиштето.

Како мерка против неупотреба на безбедносни појаси, од 1981 година се предлагаат автоматски безбедносни појаси (сл. 6), кои автоматски го обезбедуваат патникот кога вратата е затворена (палење на моторот) и го ослободуваат кога се отвора вратата (мотор почеток стоп). Како по правило, движењето на појасот за рамото што се движи по рабовите на рамката на вратата е автоматизирано. Ременот се врзува со рака. Поради сложеноста на дизајнот, непријатностите за влегување во автомобил, автоматските појаси во моментов практично не се користат.

Ориз. 6. Автоматски појас

2. Затегнувачи на безбедносните ремени

При брзина од, на пример, 56 km/h, потребни се околу 150 ms од моментот на судир со фиксна пречка до целосно запирање на автомобилот. Возачот и сопатникот на автомобилот немаат време да извршат никакви дејствија за толку краток временски период, па затоа се пасивни учесници во итната состојба. Во овој период, мора да се активираат затегнувачите на безбедносните ремени, воздушните перничиња и прекинувачот за уништување на батеријата.

Во несреќа, безбедносните појаси мора да апсорбираат ниво на енергија приближно еднакво на кинетичката енергија на лице кое паѓа од четвртиот кат на висока зграда. Поради можното олабавување на безбедносниот ремен, се користи затегнувач (затегнувач) за да се компензира ова олабавување.

Затегнувачот на безбедносниот ремен го повлекува безбедносниот ремен во случај на судир. Ова помага да се намали олабавеноста на безбедносниот ремен (просторот помеѓу безбедносниот ремен и телото). Така, безбедносниот појас го спречува патникот однапред да се движи напред (во однос на движењето на автомобилот).

Возилата користат и дијагонални затегнувачи на безбедносните ремени и затегнувачи на бравата. Користењето на двата типа ви овозможува оптимално да го поправите патникот, бидејќи во овој случај системот ја повлекува бравата наназад, а истовремено ги затегнува дијагоналните и вентралните гранки на безбедносниот ремен. Во пракса, главно се инсталираат затегнувачи од првиот тип.

Затегнувачот на безбедносниот ремен ја подобрува затегнатоста и ја подобрува заштитата од лизгање на ременот. Ова се постигнува со веднаш активирање на затегнувачот на безбедносниот ремен при првичниот удар. Максималното движење на возачот или патникот во насока нанапред треба да биде околу 1 cm, а времетраењето на механичкото дејство треба да биде 5 ms (максимална вредност 12 ms). Затегнувачот осигурува дека делот на ременот (долг до 130 mm) е навиен за речиси 13 ms.

Најчести се механичките затегнувачи на безбедносните ремени (сл. 7).

Ориз. 7. Механички затегнувач на безбедносните ремени: 1 - сигурносен појас; 2 - тркало за крцкаво; 3 - оска на инерцијалниот калем; 4 - бравата (затворена положба); 5 - уред за нишало

Покрај традиционалните механички затегнувачи, многу производители сега ги опремуваат возилата со пиротехнички затегнувачи (Слика 8).

Ориз. 8. Пиротехнички затегнувач: 1 - сигурносен појас; 2 - клип; 3 - пиротехнички кертриџ

Тие се активираат кога вградениот сензор на системот ќе открие дека е надминат однапред определен праг на забавување, што укажува на почеток на судир. Ова го запали детонаторот на пиротехничката патрон. Кога патронот експлодира, се ослободува гас, чиј притисок делува на клипот поврзан со безбедносниот ремен. Клипот брзо се движи и го затегнува ременот. Обично, времето на одговор на уредот не надминува 25 ms од почетокот на празнењето.

За да се избегне преоптоварување на градите, овие ремени имаат ограничувачи на затегнување кои функционираат на следниов начин: прво се постигнува максимално дозволеното оптоварување, по што механички уред му овозможува на патникот да се движи одредено растојание напред, одржувајќи го нивото на полнење константно.

Според дизајнот и принципот на работа, се разликуваат следниве типови затегнувачи на безбедносни ремени:

• кабел со механички погон;
• топка;
• вртење;
• полица;
• реверзибилна.

2.1. Затегнувач на кабли за појас

Затегнувачот на безбедносниот ремен 8 и автоматската макара 14 на безбедносниот ремен се главните компоненти на затегнувачот на кабелот (слика 9). Системот е подвижно фиксиран на заштитната цевка 3 во капакот на лежиштето, слично на вертикално нишало. На клипот 1 е прицврстен челичен кабел 17. Кабелот е намотан и инсталиран на заштитна цевка на барабанот 18 за кабелот.

Модулот за затегнување се состои од следниве елементи:

• сензори во форма на систем „пролет-маса“;
• генератор на гас 4 со полнење на пиротехничко гориво;
• клипот 1 со челичен кабел во цевката.

Ако забавувањето на автомобилот за време на судир надмине одредена вредност, тогаш пружината на сензорот 7 почнува да се компресира под дејство на масата на сензорот. Сензорот се состои од потпора 6, генератор на гас 4 со пиротехничко полнење исфрлено од него, ударна пружина 5, клип 1 и цевка 2.

Ориз. 9. Затегнувач на кабел: а - палење; б - напон; 1, 16 - клип; 2 - цевка; 3 - заштитна цевка; 4 - генератор на гас; 5, 15 - шок пролет; 6 - држач за сензор; 7 - сензорска пружина; 8 - сигурносен појас; 9 - ударна плоча со ударна игла; 10, 14 - механизам за намотување на безбедносниот појас; 11 - сензорска завртка; 12 - запчаник на вратилото; 13 - заби сегмент; 17 - челичен кабел; 18 - тапан

Ако потпирачот 6 се поместил на растојание поголемо од нормата, генераторот на гас 4, држен во мирување од завртката на сензорот 11, се ослободува во вертикална насока. Напрегнатата ударна пружина 15 ја турка кон ударната игла во ударната плоча. Кога генераторот на гас ќе го погоди ударниот удар, пливачкиот полнеж на генераторот на гас се запали (сл. 9, а).

Во тоа време, гасот се вбризгува во цевката 2 и го придвижува клипот 1 со челичниот кабел 17 надолу (слика 9, б). За време на првото движење на кабелот намотан на спојката, назабениот сегмент 13 се движи радијално нанадвор од барабанот под дејство на силата на забрзување и се заглавува со прстенестиот запченик на вратилото 12 на намотувањето на безбедносниот појас 14.

2.2. Затегнувач на топчести ремени

Се состои од компактен модул кој покрај препознавање на ременот вклучува и ограничувач на затегнатоста на ременот (сл. 10). Механичкото активирање се случува само кога сензорот за бравата на безбедносниот ремен ќе открие дека безбедносниот ремен е врзан.

Затегнувачот на топчестиот сигурносен појас се активира со топки поставени во цевката 9. Во случај на судир, контролната единица на воздушното перниче го запали полнењето што се исфрла 7 (сл. 10, б). Кај електричните затегнувачи на безбедносните ремени, активирањето на погонскиот механизам го врши контролната единица на воздушните перничиња.

Кога исфрленото полнење ќе се запали, гасовите што се шират ги ставаат топчињата во движење и ги насочуваат низ запчаникот 11 во балонот 12 за да ги соберат топчињата.

Ориз. 10. Затегнувач на топка: а - општ поглед; б - палење; в - напон; 1, 11 - опрема; 2, 12 - балон за топки; 3 - погонски механизам (механички или електричен); 4, 7 - полнење на пиротехничко гориво; 5, 8 - сигурносен појас; 6, 9 - цевка со топки; 10 - намотување на безбедносниот појас

Бидејќи макарата на безбедносниот ремен е цврсто поврзана со запчаникот, таа се ротира со топки и ременот се повлекува (слика 10, в).

2.3. Затегнувач на ротирачки ремен

Работи на принцип на ротор. Затегнувачот се состои од ротор 2, детонатор 1, погонски механизам 3 (сл. 11, а)

Првиот детонатор се движи со механички или електричен погон, додека гасот што се шири го ротира роторот (слика 11, б). Бидејќи роторот е поврзан со вратилото на ременот, безбедносниот ремен почнува да се повлекува. По постигнување на одреден агол на ротација, роторот го отвора бајпас каналот 7 до вториот кертриџ. Под дејство на работен притисок во комората бр. 1, се запали вториот кертриџ, поради што роторот продолжува да ротира (сл. 11, в). Димните гасови од комората бр. 1 излегуваат преку излезниот канал 8.

Ориз. 11. Ротирачки затегнувач: а - општ поглед; б - дејството на првиот детонатор; в - дејство на вториот детонатор; g - дејството на третата петарда; 1 - мамка; 2 - ротор; 3 - погонски механизам; 4 - сигурносен појас; 5, 8 - излезен канал; 6 - работа на првата мамка; 7, 9, 10 - бајпас канали; 11 - активирање на вториот детонатор; 12 - комора бр.1; 13 - изведба на третата мамка; 14 - камера број 2

Кога ќе се достигне вториот бајпас канал 9, третиот кертриџ се запали под дејство на работниот притисок во комората бр. 2 (сл. 11, г). Роторот продолжува да ротира и издувниот гас од комората бр. 2 излегува преку излезот 5.

2.4. Затегнувач на ременот

За непречено пренесување на силата на ременот, исто така се користат разни уреди за багажник и шип (сл. 12).

Затегнувачот на решетката работи на следниов начин. На сигналот на контролната единица на воздушното перниче, полнењето на детонаторот се запали. Под притисок на добиените гасови, клипот со решетката 8 се движи нагоре, предизвикувајќи ротација на запчаникот 3, кој е зафатен со него. Вртењето на запчаникот 3 се пренесува на запчаниците 2 и 4. Запчаникот 2 е цврсто поврзан со надворешниот прстен 7 на спојката за превртување, што го пренесува вртежниот момент до торзионото вратило 6. Кога прстенот 7 се ротира, ролерите 5 на спојката се стегната помеѓу спојката и торзионото вратило. Како резултат на ротацијата на торзионото вратило, безбедносниот ремен е затегнат. Затегнатоста на ременот се ослободува кога клипот ќе стигне до амортизерот.

Ориз. 12. Затегнувач на безбедносниот ремен: а - почетна позиција; б - крајот на затегнатоста на ременот; 1 - амортизер; 2, 3, 4 - брзини; 5 - ролери; 6 - оска на торзија; 7 - надворешниот прстен на спојката за надминување; 8 - клип со багажник; 9 - петарда

2.5 реверзибилен затегнувач на ременот

Во посложените системи за пасивна безбедност, покрај пиротехничките затегнувачи на безбедносните ремени, реверзибилно затегнувач на безбедносните ремени (слика 13) со контролна единица и адаптивен ограничувач на силата на безбедносниот ремен (се преклопува.

Секој реверзибилен затегнувач на безбедносните ремени е контролиран од посебна контролна единица. Врз основа на командите на магистралата за податоци, контролните единици на затегнувачите на безбедносните ремени ги активираат поврзаните мотори за активирање.

Реверзибилните затегнувачи имаат три нивоа на сила на активирање:

1. мал напор - избор на лабавост во безбедносниот ремен;
2. просечна сила - делумна напнатост;
3. висока јачина - целосна напнатост.

Ако контролната единица на воздушното перниче открие мал фронтален судир за кој не е потребен пиротехнички затегнувач, таа испраќа сигнал до контролните единици на затегнувачот. Тие наредуваат безбедносните ремени да бидат целосно затегнати од погонските мотори.

Ориз. 13. Безбедносен појас со реверзибилен затегнувач: 1 - брзина; 2 - кука; 3 - водечки погон

Осовината на моторот (не е прикажано на слика 13), ротирајќи низ запчаник, го ротира погонскиот диск поврзан со вратилото на безбедносниот ремен со две куки што се извлекуваат. Безбедносниот појас се обвиткува околу оската и се затегнува.

Ако вратилото на моторот не се ротира или малку се ротира во спротивна насока, куките може да се преклопат и да го ослободат вратилото на безбедносниот ремен.

Ограничувачот на силата на безбедносниот ремен што може да се вклучи се активира откако ќе се активираат пиротехничките затегнувачи. Во овој случај, механизмот за заклучување ја блокира оската на ременот, спречувајќи го одмотување на ременот поради можната инерција на телата на патниците и возачот.