Varnostni pasovi in ​​zategovalniki varnostnih pasov

Najpogostejši konstrukcijski element pasivnega varnostnega sistema avtomobila so varnostni pasovi. Z njegovo uporabo se zmanjša verjetnost in resnost poškodb zaradi udarcev v trde dele telesa, steklo in druge potnike (ti sekundarni udarci). Pripeti varnostni pasovi zagotavljajo učinkovito delovanje zračnih blazin.

Glede na število pritrdilnih točk ločimo naslednje vrste varnostnih pasov: dvo-, tri-, štiri-, pet- in šesttočkovni.

Dvotočkovni varnostni pasovi (slika 1) se trenutno uporabljajo kot sredinski varnostni pas na zadnjih sedežih nekaterih starejših avtomobilov, pa tudi kot potniški sedeži na letalih. Reverzibilni varnostni pas je medenični pas, ki se ovije okoli pasu in je pritrjen na obe strani sedeža.

Tritočkovni varnostni pasovi (slika 2) so glavna vrsta varnostnih pasov in so nameščeni na vseh sodobnih avtomobilih. 3-točkovni diagonalni pas ima razporeditev v obliki črke V, ki enakomerno porazdeli energijo premikajočega se telesa na prsni koš, medenico in ramena. Volvo je leta 1959 predstavil prve serijsko izdelane tritočkovne varnostne pasove. Razmislite o napravi tritočkovnih varnostnih pasov kot najpogostejših.

Tritočkovni varnostni pas je sestavljen iz tkanine, zaponke in zategovalnika.

Varnostni pas je izdelan iz trpežnega materiala in je s posebnimi napravami pritrjen na telo na treh mestih: na stebričku, na pragu in na posebni palici s ključavnico. Za prilagajanje pasu višini določene osebe je v številnih izvedbah predvidena nastavitev višine zgornje pritrdilne točke.

Ključavnica zavaruje varnostni pas in je nameščena poleg avtomobilskega sedeža. Premični kovinski jezik je narejen za povezavo z zaponko traku. Kot opomnik o potrebi po uporabi varnostnega pasu zasnova ključavnice vključuje stikalo, ki je vključeno v tokokrog alarmnega sistema AV. Opozorilo se pojavi z opozorilno lučko na armaturni plošči in zvočnim signalom. Algoritem tega sistema je pri različnih proizvajalcih avtomobilov različen.

Navijalo omogoča prisilno odvijanje in samodejno navijanje varnostnega pasu. Pritrjen je na karoserijo avtomobila. Kolut je opremljen z inercijskim zaklepnim mehanizmom, ki v primeru nesreče ustavi gibanje jermena na kolutu. Uporabljata se dva načina blokiranja: zaradi gibanja (vztrajnosti) avtomobila in zaradi gibanja samega varnostnega pasu. Trak lahko potegnete z bobna le počasi, brez pospeševanja.

Sodobni avtomobili so opremljeni z zategovalniki varnostnih pasov.

Pettočkovni varnostni pasovi (slika 4) se uporabljajo v športnih avtomobilih in za pritrditev otrok v otroške avtosedeže. Vključuje dva pasova za pas, dva naramnica in en trak za noge.

riž. 4. Pettočkovni varnostni pas

6-točkovni varnostni pas ima dva trakova med nogami, kar zagotavlja bolj varno prileganje kolesarju.

Eden od obetavnih novosti so napihljivi varnostni pasovi (slika 5), ​​ki se med nesrečo napolnijo s plinom. Povečajo površino stika s potnikom in s tem zmanjšajo obremenitev osebe. Napihljivi del je lahko ramenski del ali ramenski in pasni del. Testi kažejo, da ta zasnova varnostnega pasu zagotavlja dodatno zaščito pri bočnem trku.

riž. 5. Napihljivi varnostni pasovi

Ford ponuja to možnost v Evropi za četrto generacijo Ford Mondea. Za potnike v zadnji vrsti so nameščeni napihljivi varnostni pasovi. Sistem je zasnovan za zmanjšanje poškodb glave, vratu in prsnega koša v primeru nesreče za potnike v zadnjih vrstah, ki so pogosto otroci in starejši, ki so še posebej nagnjeni k tovrstnim poškodbam. Pri vsakodnevni uporabi napihljivi varnostni pasovi delujejo enako kot navadni in so združljivi z otroškimi sedeži.

V primeru nesreče senzor udarca pošlje signal krmilni enoti varnostnega sistema, enota pošlje signal za odpiranje zapornega ventila jeklenke ogljikovega dioksida, ki se nahaja pod sedežem, ventil se odpre in plin, ki je bil prej v stisnjenem stanju napolni blazino varnostnega pasu. Pas se hitro razpne in silo udarca porazdeli po površini telesa, kar je petkrat več kot pri standardnih varnostnih pasovih. Aktivacijski čas trakov je manj kot 40ms.

Z novim mercedes-benzom razreda S W222 podjetje širi možnosti zaščite potnikov na zadnjih sedežih. Paket PRE-SAFE za zadnje sedeže združuje zategovalnike in zračno blazino v varnostnem pasu (Beltbag) ter zračne blazine na prednjih sedežih. Kombinirana uporaba teh naprav med nesrečo zmanjša poškodbe potnikov za 30 % v primerjavi s tradicionalno shemo. Zračna blazina varnostnega pasu je varnostni pas, ki se lahko napihne in s tem zmanjša tveganje za poškodbe potnikov pri čelnem trčenju z zmanjšanjem obremenitve prsnega koša. Nagibni sedež je serijsko opremljen z zračno blazino, skrito pod oblazinjenjem sedežne blazine, ki bo preprečila, da bi sopotnik v ležečem položaju v primeru nesreče zdrsnil pod varnostni pas (t.i. "potapljanje") . Na ta način je Mercedes-Benzu uspelo razviti udoben nagibni sedež, ki bo v primeru nesreče zagotavljal višjo stopnjo varnosti kot sedež, pri katerem se naslonjalo nagiba z razširitvijo sedežne blazine.

Kot ukrep proti neuporabi varnostnih pasov so že od leta 1981 predlagani avtomatski varnostni pasovi (slika 6), ki potnika samodejno zavarujejo ob zaprtih vratih (zagon motorja) in sprostijo ob odpiranju vrat (motor). start stop). Praviloma je gibanje ramenskega pasu, ki se premika vzdolž robov okvirja vrat, avtomatizirano. Pas se zapne ročno. Zaradi zapletenosti zasnove, neprijetnosti pri vstopu v avto se avtomatski varnostni pasovi trenutno praktično ne uporabljajo.

riž. 6. Samodejni varnostni pas

2. Napenjalci varnostnih pasov

Pri hitrosti na primer 56 km/h od trenutka trka v fiksno oviro do popolne ustavitve avtomobila mine približno 150 ms. Voznik in sopotnik avtomobila nimata časa za izvedbo nobenih dejanj v tako kratkem času, zato sta pasivna udeleženca v nesreči. V tem času morajo biti aktivirani zategovalniki varnostnih pasov, zračne blazine in stikalo za izklop baterije.

V nesreči morajo varnostni pasovi absorbirati raven energije, ki je približno enaka kinetični energiji osebe, ki pade s četrtega nadstropja stolpnice. Zaradi možnega popuščanja varnostnega pasu se uporablja zategovalnik (zategovalnik), ki kompenzira to popuščanje.

Zategovalnik varnostnega pasu v primeru trka uvleče varnostni pas. To pomaga zmanjšati ohlapnost varnostnega pasu (prostor med varnostnim pasom in telesom). Tako varnostni pas preprečuje potniku, da bi se pomaknil naprej (glede na gibanje avtomobila) vnaprej.

Vozila uporabljajo diagonalne zategovalnike varnostnih pasov in zategovalnike zaponk. Uporaba obeh vrst omogoča optimalno fiksiranje potnika, saj v tem primeru sistem potegne zaponko nazaj, hkrati pa zategne diagonalno in trebušno vejo varnostnega pasu. V praksi se vgrajujejo predvsem napenjalci prve vrste.

Zategovalnik varnostnega pasu izboljša napetost in izboljša zaščito pasu pred zdrsom. To dosežete s takojšnjim sproženjem zategovalnika varnostnega pasu ob prvem trku. Največji premik voznika ali sovoznika v smeri naprej naj bo približno 1 cm, trajanje mehanskega delovanja pa 5 ms (največja vrednost 12 ms). Napenjalec poskrbi, da se del jermena (dolžine do 130 mm) navije v skoraj 13 ms.

Najpogostejši so mehanski zategovalniki varnostnih pasov (slika 7).

riž. 7. Mehanski zategovalnik varnostnega pasu: 1 - varnostni pas; 2 - zaskočno kolo; 3 - os inercialne tuljave; 4 - zapah (zaprt položaj); 5 - nihalna naprava

Poleg klasičnih mehanskih napenjalnikov danes številni proizvajalci vozila opremljajo s pirotehničnimi napenjalci (slika 8).

riž. 8. Pirotehnični napenjalec: 1 - varnostni pas; 2 - bat; 3 - pirotehnična kartuša

Aktivirajo se, ko vgrajeni senzor sistema zazna, da je bil presežen vnaprej določen prag pojemka, kar nakazuje začetek trka. S tem se vžge detonator pirotehničnega naboja. Ko vložek poči, se sprosti plin, katerega pritisk deluje na bat, povezan z varnostnim pasom. Bat se hitro premika in napne jermen. Običajno odzivni čas naprave ne presega 25 ms od začetka praznjenja.

Da bi se izognili preobremenitvi prsnega koša, imajo ti pasovi omejevalnike napetosti, ki delujejo na naslednji način: najprej je dosežena največja dovoljena obremenitev, nato pa mehanska naprava omogoči potniku, da se premakne za določeno razdaljo naprej, pri čemer ohranja konstantno raven napolnjenosti.

Glede na zasnovo in načelo delovanja ločimo naslednje vrste zategovalnikov varnostnih pasov:

• kabel z mehanskim pogonom;
• žoga;
• struženje;
• polica;
• reverzibilen.

2.1. Napenjalec kabla za varnostni pas

Napenjalec varnostnega pasu 8 in samodejni kolut varnostnega pasu 14 sta glavni komponenti napenjalca kabla (slika 9). Sistem je gibljivo pritrjen na zaščitno cev 3 v pokrovu ležaja, podobno kot navpično nihalo. Na batu 1 je pritrjen jekleni kabel 17. Kabel je navit in nameščen na zaščitno cev na bobnu 18 za kabel.

Napetostni modul je sestavljen iz naslednjih elementov:

• senzorji v obliki sistema "vzmetna masa";
• plinski generator 4 s pirotehničnim pogonskim polnjenjem;
• bat 1 z jeklenico v cevi.

Če pojemek avtomobila med trkom preseže določeno vrednost, se senzorska vzmet 7 začne stiskati pod delovanjem senzorske mase. Senzor je sestavljen iz nosilca 6, plinskega generatorja 4 s pirotehničnim nabojem, ki ga izvrže, udarne vzmeti 5, bata 1 in cevi 2.

riž. 9. Napenjalec kabla: a - vžig; b - napetost; 1, 16 - bat; 2 - cev; 3 - zaščitna cev; 4 - plinski generator; 5, 15 - udarna vzmet; 6 - nosilec senzorja; 7 - senzorska vzmet; 8 - varnostni pas; 9 - udarna plošča z udarnim zatičem; 10, 14 - mehanizem za navijanje varnostnega pasu; 11 - senzorski vijak; 12 - zobniški obroč gredi; 13 - zobati segment; 17 - jekleni kabel; 18 - boben

Če se je nosilec 6 premaknil za večjo razdaljo od norme, se plinski generator 4, ki ga drži senzorski vijak 11, sprosti v navpični smeri. Napeta udarna vzmet 15 ga potisne proti udarnemu zatiču v udarni plošči. Ko plinski generator zadene udarno glavo, se plavajoči naboj plinskega generatorja vžge (slika 9, a).

V tem času se plin vbrizga v cev 2 in premakne bat 1 z jeklenico 17 navzdol (slika 9, b). Med prvim premikom kabla, navitega na sklopko, se zobati segment 13 premakne radialno navzven od bobna pod delovanjem pospeševalne sile in se ujame z zobnim obročem gredi 12 navijala varnostnega pasu 14.

2.2. Kroglični napenjalec pasu

Sestavljen je iz kompaktnega modula, ki poleg prepoznavanja pasu vključuje tudi omejevalnik napetosti pasu (slika 10). Mehansko aktiviranje se zgodi le, ko senzor zaponke varnostnega pasu zazna, da je varnostni pas pripet.

Kroglični zategovalnik varnostnega pasu se aktivira s kroglicami, nameščenimi v cevi 9. V primeru trka krmilna enota zračne blazine vžge izmetni naboj 7 (slika 10, b). Pri električnih zategovalnikih varnostnih pasov aktiviranje pogonskega mehanizma izvede krmilna enota zračne blazine.

Ko se izvrženi naboj vžge, plini, ki se širijo, poženejo kroglice v gibanje in jih usmerijo skozi zobnik 11 v balon 12, da zberejo kroglice.

riž. 10. Kroglični napenjalec: a - splošni pogled; b - vžig; c - napetost; 1, 11 - zobnik; 2, 12 - balon za kroglice; 3 - pogonski mehanizem (mehanski ali električni); 4, 7 - pirotehnični pogonski naboj; 5, 8 - varnostni pas; 6, 9 - cev s kroglicami; 10 - navijalo varnostnega pasu

Ker je kolut varnostnega pasu togo povezan z zobnikom, se vrti s kroglicami, pas pa se umakne (slika 10, c).

2.3. Rotacijski napenjalec jermena

Deluje na principu rotorja. Napenjalec je sestavljen iz rotorja 2, detonatorja 1, pogonskega mehanizma 3 (slika 11, a)

Prvi detonator poganja mehanski ali električni pogon, plin, ki se širi, pa vrti rotor (slika 11, b). Ker je rotor povezan z gredjo jermena, se varnostni pas začne umikati. Ko doseže določen kot vrtenja, rotor odpre obvodni kanal 7 do drugega vložka. Pod delovanjem delovnega tlaka v komori št. 1 se vžge drugi vložek, zaradi česar se rotor še naprej vrti (slika 11, c). Dimni plini iz komore št. 1 izstopajo skozi odvodni kanal 8.

riž. 11. Rotacijski napenjalec: a - splošni pogled; b - delovanje prvega detonatorja; c - delovanje drugega detonatorja; g - delovanje tretje petarde; 1 - vaba; 2 - rotor; 3 - pogonski mehanizem; 4 - varnostni pas; 5, 8 - izhodni kanal; 6 - delo prve vabe; 7, 9, 10 - obvodni kanali; 11 - sprožitev drugega detonatorja; 12 - komora št. 1; 13 - izvedba tretje vabe; 14 - kamera številka 2

Ko je dosežen drugi obvodni kanal 9, se tretji vložek vžge pod delovanjem delovnega tlaka v komori št. 2 (slika 11, d). Rotor se še naprej vrti in izpušni plin iz komore št. 2 izstopa skozi izhod 5.

2.4. Napenjalec jermena

Za gladek prenos sile na jermen se uporabljajo tudi različne naprave z zobato letvijo (slika 12).

Napenjalec stojala deluje na naslednji način. Na signal krmilne enote zračne blazine se detonatorski naboj vžge. Pod pritiskom nastalih plinov se bat z letvijo 8 premakne navzgor, kar povzroči vrtenje zobnika 3, ki je vpet z njim. Vrtenje zobnika 3 se prenaša na zobnika 2 in 4. Zobnik 2 je togo povezan z zunanjim obročem 7 prehitevalne sklopke, ki prenaša navor na torzijsko gred 6. Ko se obroč 7 vrti, so valji 5 sklopke vpet med sklopko in torzijsko gredjo. Zaradi vrtenja torzijske gredi je varnostni pas napet. Napetost jermena se sprosti, ko bat doseže blažilnik.

riž. 12. Napenjalec varnostnega pasu: a - začetni položaj; b - konec napetosti jermena; 1 - amortizer; 2, 3, 4 - zobniki; 5 - valj; 6 - torzijska os; 7 - zunanji obroč prehitevalne sklopke; 8 - bat z regalom; 9 - petarda

2.5 reverzibilni napenjalec jermena

V zahtevnejših sistemih pasivne varnosti je poleg pirotehničnih zategovalnikov varnostnih pasov vgrajen tudi reverzibilni zategovalnik varnostnih pasov (slika 13) s krmilno enoto in prilagodljivim omejevalnikom sile varnostnega pasu (preklopljiv.

Vsak reverzibilni zategovalnik varnostnega pasu krmili ločena krmilna enota. Na podlagi ukazov podatkovnega vodila krmilne enote zategovalnikov varnostnih pasov aktivirajo priključene pogonske motorje.

Reverzibilni napenjalci imajo tri stopnje aktivacijske sile:

1. majhen napor - izbira ohlapnosti varnostnega pasu;
2. povprečna sila - delna napetost;
3. visoka trdnost - polna napetost.

Če krmilna enota zračne blazine zazna manjše čelno trčenje, ki ne zahteva pirotehničnega zategovalnika, pošlje signal krmilnim enotam zategovalnika. Ukažejo, da so varnostni pasovi popolnoma napeti s pogonskimi motorji.

riž. 13. Varnostni pas z reverzibilnim zategovalnikom: 1 - prestava; 2 - kavelj; 3 - vodilni pogon

Gred motorja (ni prikazana na sliki 13), ki se vrti skozi zobnik, vrti gnani disk, povezan z gredjo varnostnega pasu z dvema zložljivima kavljema. Varnostni pas se ovije okoli osi in zategne.

Če se gred motorja ne vrti ali se rahlo vrti v nasprotni smeri, se lahko kavlji prepognejo in sprostijo gred varnostnega pasu.

Preklopni omejevalnik sile varnostnega pasu se aktivira po sprožitvi pirotehničnih zategovalnikov. V tem primeru zaklepni mehanizem blokira os pasu in preprečuje odvijanje pasu zaradi možne vztrajnosti teles potnikov in voznika.