Sigurnosni pojasevi i zatezači sigurnosnih pojaseva

Najčešći strukturni element sustava pasivne sigurnosti automobila su sigurnosni pojasevi. Njegovom primjenom smanjuje se vjerojatnost i težina ozljeda uslijed udara u tvrde dijelove tijela, staklo i druge putnike (tzv. sekundarni udarci). Vezani sigurnosni pojasevi osiguravaju učinkovit rad zračnih jastuka.

Prema broju točaka pričvršćivanja razlikuju se sljedeće vrste sigurnosnih pojaseva: s dvije, tri, četiri, pet i šest točaka.

Sigurnosni pojasevi s dvije točke (sl. 1) trenutno se koriste kao središnji sigurnosni pojas na stražnjim sjedalima nekih starijih automobila, kao i na putničkim sjedalima u zrakoplovima. Reverzibilni sigurnosni pojas je trbušni pojas koji se omotava oko struka i pričvršćen je na obje strane sjedala.

Sigurnosni pojasevi s tri točke (slika 2) glavni su tip sigurnosnih pojaseva i ugrađeni su u sve moderne automobile. Dijagonalni pojas oko struka s učvršćenjem u 3 točke ima raspored u obliku slova V koji ravnomjerno raspoređuje energiju pokretnog tijela na prsa, zdjelicu i ramena. Volvo je 1959. predstavio prve masovne sigurnosne pojaseve s tri točke. Razmotrite uređaj sigurnosnih pojaseva s tri točke kao najčešćih.

Sigurnosni pojas u tri točke sastoji se od trake, kopče i zatezača.

Sigurnosni pojas izrađen je od izdržljivog materijala i pričvršćen je za tijelo posebnim napravama na tri točke: na stupu, na pragu i na posebnoj šipki s bravicom. Kako bi se pojas prilagodio visini određene osobe, mnogi dizajni predviđaju podešavanje visine gornje točke pričvršćivanja.

Brava osigurava sigurnosni pojas i postavlja se uz autosjedalicu. Pomični metalni jezičak napravljen je za spajanje s kopčom trake. Kao podsjetnik na potrebu vezanja sigurnosnog pojasa, dizajn brave uključuje prekidač uključen u krug AV alarmnog sustava. Upozorenje se javlja svjetlom upozorenja na kontrolnoj ploči i zvučnim signalom. Algoritam ovog sustava je različit za različite proizvođače automobila.

Uvlakač omogućuje prisilno odmotavanje i automatsko namotavanje sigurnosnog pojasa. Pričvršćen je na karoseriju automobila. Kolut je opremljen inercijskim mehanizmom za zaključavanje koji zaustavlja kretanje remena na kolutu u slučaju nezgode. Koriste se dva načina blokiranja: kao rezultat pomicanja (inercije) automobila i kao rezultat pomicanja samog sigurnosnog pojasa. Traka se može povući s bubnja za kalem samo polako, bez ubrzanja.

Moderni automobili opremljeni su zatezačima sigurnosnih pojaseva.

Sigurnosni pojasevi s pet točaka (slika 4) koriste se u sportskim automobilima i za pričvršćivanje djece u dječjim autosjedalicama. Uključuje dva remena oko struka, dva remena za ramena i jedan remen za noge.

Riža. 4. Pojas u pet točaka

Sigurnosni pojas u 6 točaka ima dva remena između nogu, što omogućuje sigurnije prianjanje vozača.

Jedan od obećavajućih razvoja su sigurnosni pojasevi na napuhavanje (slika 5), ​​koji se pune plinom tijekom nesreće. Oni povećavaju područje kontakta s putnikom i, sukladno tome, smanjuju opterećenje osobe. Dio na napuhavanje može biti dio za ramena ili dio za ramena i struk. Testovi pokazuju da ovaj dizajn sigurnosnog pojasa pruža dodatnu zaštitu od bočnog sudara.

Riža. 5. Sigurnosni pojasevi na napuhavanje

Ford nudi ovu opciju u Europi za četvrtu generaciju Ford Mondea. Za putnike u zadnjem redu ugrađeni su sigurnosni pojasevi na napuhavanje. Sustav je dizajniran da smanji ozljede glave, vrata i prsnog koša u slučaju nesreće za putnike u stražnjem redu, koji su često djeca i starije osobe, koji su posebno skloni ovakvim vrstama ozljeda. U svakodnevnoj uporabi sigurnosni pojasevi na napuhavanje rade jednako kao i obični i kompatibilni su s dječjim sjedalicama.

U slučaju nesreće, senzor šoka šalje signal kontrolnoj jedinici sigurnosnog sustava, jedinica šalje signal za otvaranje zapornog ventila cilindra ugljičnog dioksida koji se nalazi ispod sjedala, ventil se otvara i plin koji je bio prethodno u komprimiranom stanju ispunjava jastuk sigurnosnog pojasa. Pojas se brzo odmotava, raspoređujući udarnu silu po površini tijela, što je pet puta više od standardnih sigurnosnih pojaseva. Vrijeme aktiviranja traka je manje od 40ms.

S novom Mercedes-Benz S-klasom W222, tvrtka proširuje svoje mogućnosti zaštite putnika na stražnjim sjedalima. PRE-SAFE paket za stražnja sjedala kombinira zatezače i zračni jastuk u sigurnosnom pojasu (Beltbag) sa zračnim jastucima na prednjim sjedalima. Kombinirana uporaba ovih uređaja tijekom nesreće smanjuje ozljede putnika za 30% u usporedbi s tradicionalnom shemom. Zračni jastuk sigurnosnog pojasa je sigurnosni pojas koji se može napuhati i time smanjiti rizik od ozljeda putnika u frontalnom sudaru smanjenjem opterećenja na prsima. Nagibno sjedalo standardno je opremljeno zračnim jastukom skrivenim ispod presvlake jastuka sjedala.Takav jastuk će spriječiti da putnik u ležećem položaju sklizne ispod sigurnosnog pojasa u slučaju nesreće (tzv. "ronjenja") . Na taj je način Mercedes-Benz uspio razviti udobno ležeće sjedalo koje pruža veću razinu sigurnosti u slučaju nesreće od sjedala kod kojeg je naslon naslonjen nagnutim izvlačenjem jastuka sjedala.

Kao mjera protiv nekorištenja sigurnosnih pojaseva od 1981. godine predlažu se automatski sigurnosni pojasevi (slika 6), koji automatski osiguravaju putnika pri zatvaranju vrata (pokretanje motora) i otpuštaju ga pri otvaranju vrata (motor start stop). U pravilu je automatizirano kretanje ramenog pojasa koji se kreće duž rubova okvira vrata. Pojas se veže ručno. Zbog složenosti dizajna, neugodnosti ulaska u automobil, automatski sigurnosni pojasevi trenutno se praktički ne koriste.

Riža. 6. Automatski sigurnosni pojas

2. Zatezači sigurnosnih pojaseva

Pri brzini od npr. 56 km/h potrebno je oko 150 ms od trenutka sudara s fiksnom preprekom do potpunog zaustavljanja automobila. Vozač i putnik u automobilu nemaju vremena za obavljanje bilo kakvih radnji u tako kratkom vremenskom razdoblju, stoga su pasivni sudionici hitne situacije. Tijekom tog razdoblja zatezači sigurnosnih pojaseva, zračni jastuci i prekidač za isključivanje baterije moraju biti aktivirani.

U slučaju nesreće, sigurnosni pojasevi moraju apsorbirati razinu energije približno jednaku kinetičkoj energiji osobe koja pada s četvrtog kata visoke zgrade. Zbog mogućeg slabljenja sigurnosnog pojasa koristi se zatezač (zatezač) koji kompenzira to slabljenje.

Zatezač sigurnosnog pojasa uvlači sigurnosni pojas u slučaju sudara. To pomaže smanjiti opuštenost sigurnosnog pojasa (prostor između sigurnosnog pojasa i tijela). Dakle, sigurnosni pojas onemogućuje suvozaču da se unaprijed pomakne naprijed (u odnosu na kretanje automobila).

Vozila koriste i dijagonalne zatezače sigurnosnih pojaseva i zatezače kopči. Korištenje obje vrste omogućuje vam optimalno fiksiranje putnika, jer u ovom slučaju sustav povlači kopču unatrag, dok istovremeno zateže dijagonalne i trbušne grane sigurnosnog pojasa. U praksi se uglavnom ugrađuju zatezači prvog tipa.

Zatezač sigurnosnog pojasa poboljšava napetost i poboljšava zaštitu od klizanja pojasa. To se postiže trenutnim aktiviranjem zatezača sigurnosnog pojasa tijekom početnog sudara. Maksimalno pomicanje vozača ili suvozača u smjeru naprijed treba biti oko 1 cm, a trajanje mehaničkog djelovanja treba biti 5 ms (maksimalna vrijednost 12 ms). Zatezač osigurava da se dio remena (duljine do 130 mm) namota u gotovo 13 ms.

Najčešći su mehanički zatezači sigurnosnih pojaseva (slika 7).

Riža. 7. Mehanički zatezač sigurnosnog pojasa: 1 - sigurnosni pojas; 2 - zaporni kotač; 3 - os inercijalnog svitka; 4 - zasun (zatvoreni položaj); 5 - uređaj za njihanje

Uz tradicionalne mehaničke zatezače, mnogi proizvođači danas opremaju vozila i pirotehničkim zatezačima (slika 8).

Riža. 8. Pirotehnički zatezač: 1 - sigurnosni pojas; 2 - klip; 3 - pirotehnička patrona

Aktiviraju se kada ugrađeni senzor sustava otkrije da je prekoračen unaprijed određeni prag usporavanja, što ukazuje na početak sudara. Time se pali detonator pirotehničke patrone. Prilikom eksplozije patrone dolazi do oslobađanja plina čiji pritisak djeluje na klip spojen na sigurnosni pojas. Klip se brzo pomiče i zateže remen. Tipično, vrijeme odziva uređaja ne prelazi 25 ms od početka pražnjenja.

Kako bi se izbjeglo preopterećenje prsnog koša, ovi pojasevi imaju limitatore napetosti koji rade na sljedeći način: prvo se dostigne maksimalno dopušteno opterećenje, nakon čega mehanički uređaj dopušta putniku da se pomakne određenu udaljenost prema naprijed, održavajući konstantnu razinu napunjenosti.

Prema dizajnu i principu rada razlikuju se sljedeće vrste zatezača sigurnosnih pojaseva:

• kabel s mehaničkim pogonom;
• lopta;
• okretanje;
• polica;
• reverzibilan.

2.1. Zatezač sajle za sigurnosni pojas

Zatezač sigurnosnog pojasa 8 i automatski kolut sigurnosnog pojasa 14 glavne su komponente zatezača sajle (Sl. 9). Sustav je pomično pričvršćen na zaštitnu cijev 3 u poklopcu ležaja, slično vertikalnom njihalu. Na klip 1 je učvršćena čelična sajla 17. Sajla je namotana i postavljena na zaštitnu cijev na bubnju 18 za sajlu.

Zatezni modul sastoji se od sljedećih elemenata:

• senzori u obliku sustava "opruga-masa";
• plinski generator 4 s pirotehničkim pogonskim punjenjem;
• klip 1 sa čeličnom sajlom u cijevi.

Ako usporenje automobila tijekom sudara premaši određenu vrijednost, tada se opruga senzora 7 počinje komprimirati pod djelovanjem mase senzora. Senzor se sastoji od nosača 6, generatora plina 4 s pirotehničkim punjenjem koje izbacuje, udarne opruge 5, klipa 1 i cijevi 2.

Riža. 9. Zatezač sajle: a - paljenje; b - napon; 1, 16 - klip; 2 - cijev; 3 - zaštitna cijev; 4 - generator plina; 5, 15 - udarna opruga; 6 - nosač senzora; 7 - opruga senzora; 8 - sigurnosni pojas; 9 - udarna ploča s udarnom iglom; 10, 14 - mehanizam za namatanje sigurnosnog pojasa; 11 - vijak senzora; 12 - zupčanik osovine; 13 - nazubljeni segment; 17 - čelični kabel; 18 - bubanj

Ako se oslonac 6 pomaknuo na udaljenost veću od norme, generator plina 4, koji miruje vijkom senzora 11, otpušta se u okomitom smjeru. Napregnuta udarna opruga 15 gura ga prema udarnoj igli u udarnoj ploči. Kada generator plina udari u udarnu glavu, plutajuće punjenje generatora plina se zapali (slika 9, a).

U to vrijeme plin se ubrizgava u cijev 2 i pomiče klip 1 s čeličnom sajlom 17 prema dolje (slika 9, b). Tijekom prvog pomicanja sajle omotane oko kvačila, nazubljeni segment 13 pomiče se radijalno prema van od bubnja pod djelovanjem sile ubrzanja i zahvaća nazubljeni rub osovine 12 namotača sigurnosnog pojasa 14.

2.2. Kuglasti zatezač remena

Sastoji se od kompaktnog modula koji osim prepoznavanja remena uključuje i limitator napetosti remena (slika 10). Do mehaničkog aktiviranja dolazi samo kada senzor kopče sigurnosnog pojasa otkrije da je sigurnosni pojas vezan.

Kuglični zatezač sigurnosnog pojasa aktivira se kuglicama smještenim u cijevi 9. U slučaju sudara, upravljačka jedinica zračnog jastuka pali izbacujući naboj 7 (Sl. 10, b). U električnim zatezačima sigurnosnih pojaseva, aktivaciju pogonskog mehanizma provodi upravljačka jedinica zračnog jastuka.

Kada se izbačeni naboj zapali, ekspandirajući plinovi pokreću kuglice i usmjeravaju ih kroz zupčanik 11 u balon 12 da skupe kuglice.

Riža. 10. Zatezač kugle: a - opći pogled; b - paljenje; c - napon; 1, 11 - zupčanik; 2, 12 - balon za loptice; 3 - pogonski mehanizam (mehanički ili električni); 4, 7 - pirotehničko pogonsko punjenje; 5, 8 - sigurnosni pojas; 6, 9 - cijev s kuglicama; 10 - namotač sigurnosnog pojasa

Budući da je kolut sigurnosnog pojasa kruto povezan s lančanikom, on se okreće s kuglicama, a pojas se uvlači (slika 10, c).

2.3. Rotacijski zatezač remena

Radi na principu rotora. Zatezač se sastoji od rotora 2, detonatora 1, pogonskog mehanizma 3 (Sl. 11, a)

Prvi detonator pokreće mehanički ili električni pogon, dok plin koji se širi rotira rotor (slika 11, b). Budući da je rotor spojen na osovinu remena, sigurnosni se pojas počinje uvlačiti. Nakon postizanja određenog kuta rotacije, rotor otvara obilazni kanal 7 prema drugom ulošku. Pod djelovanjem radnog tlaka u komori br. 1, drugi uložak se zapali, zbog čega se rotor nastavlja okretati (slika 11, c). Dimni plinovi iz komore br.1 izlaze kroz odvodni kanal 8.

Riža. 11. Rotacijski zatezač: a - opći pogled; b - djelovanje prvog detonatora; c - djelovanje drugog detonatora; g - djelovanje treće petarde; 1 - mamac; 2 - rotor; 3 - pogonski mehanizam; 4 - sigurnosni pojas; 5, 8 - izlazni kanal; 6 - rad prvog mamca; 7, 9, 10 - zaobilazni kanali; 11 - aktiviranje drugog detonatora; 12 - komora broj 1; 13 - izvedba trećeg mamca; 14 - kamera broj 2

Kada se dostigne drugi obilazni kanal 9, treći uložak se zapali pod djelovanjem radnog tlaka u komori br. 2 (slika 11, d). Rotor se nastavlja okretati i ispušni plin iz komore br. 2 izlazi kroz izlaz 5.

2.4. Zatezač remena

Za nesmetan prijenos sile na remen također se koriste različiti uređaji zupčaste letve (slika 12).

Zatezač letve radi na sljedeći način. Na signal upravljačke jedinice zračnog jastuka, detonatorsko punjenje se zapali. Pod pritiskom nastalih plinova, klip sa zupčanikom 8 pomiče se prema gore, uzrokujući rotaciju zupčanika 3, koji je s njim u zahvatu. Rotacija zupčanika 3 prenosi se na zupčanike 2 i 4. Zupčanik 2 je kruto povezan s vanjskim prstenom 7 pogonske spojke, koji prenosi moment na torzijsko vratilo 6. Kada se prsten 7 okreće, valjci 5 spojke su stegnut između kvačila i torzione osovine. Kao rezultat rotacije torzione osovine, sigurnosni pojas je zategnut. Napetost remena popušta kada klip dosegne prigušivač.

Riža. 12. Zatezač pojasa: a - početni položaj; b - kraj napetosti remena; 1 - amortizer; 2, 3, 4 - zupčanici; 5 - valjak; 6 - os torzije; 7 - vanjski prsten naletne spojke; 8 - klip sa stalkom; 9 - petarda

2.5 reverzibilni zatezač remena

U složenijim pasivnim sigurnosnim sustavima, osim pirotehničkih zatezača sigurnosnih pojaseva, reverzibilni zatezači sigurnosnih pojaseva (slika 13) s upravljačkom jedinicom i adaptivni limitator sile sigurnosnog pojasa (isključivi.

Svakim reverzibilnim zatezačem sigurnosnog pojasa upravlja zasebna upravljačka jedinica. Na temelju naredbi podatkovne sabirnice, kontrolne jedinice zatezača sigurnosnih pojaseva pokreću povezane motore za pokretanje.

Reverzibilni zatezači imaju tri razine sile aktiviranja:

1. mali napor - odabir opuštenosti sigurnosnog pojasa;
2. prosječna sila - djelomična napetost;
3. visoka čvrstoća - puna napetost.

Ako kontrolna jedinica zračnog jastuka detektira manji frontalni sudar koji ne zahtijeva pirotehnički zatezač, šalje signal kontrolnim jedinicama zatezača. Oni naređuju da se sigurnosni pojasevi potpuno zategnu pogonskim motorima.

Riža. 13. Sigurnosni pojas s reverzibilnim zatezačem: 1 - zupčanik; 2 - kuka; 3 - vodeći pogon

Osovina motora (nije prikazana na slici 13), koja se okreće kroz zupčanik, okreće pogonski disk povezan s osovinom sigurnosnog pojasa s dvije uvlačne kuke. Sigurnosni pojas omata se oko osovine i zateže.

Ako se osovina motora ne okreće ili se lagano okreće u suprotnom smjeru, kuke se mogu saviti i osloboditi osovinu sigurnosnog pojasa.

Ograničivač sile sigurnosnog pojasa koji se može uključiti aktivira se nakon što se aktiviraju pirotehnički zatezači. U tom slučaju mehanizam za zaključavanje blokira os pojasa, sprječavajući odmotavanje pojasa zbog moguće inercije tijela putnika i vozača.