Sigurnosni pojasevi i zatezači pojaseva

Najčešći strukturni element pasivnog sigurnosnog sistema automobila su sigurnosni pojasevi. Njegova upotreba smanjuje vjerovatnoću i težinu ozljeda uslijed udara u tvrde dijelove tijela, stakla i druge putnike (tzv. sekundarni udari). Zakopčani pojasevi osiguravaju efikasan rad vazdušnih jastuka.

Prema broju tačaka pričvršćivanja razlikuju se sljedeće vrste sigurnosnih pojaseva: dvo-, tro-, četvero-, peto- i šestokraki.

Sigurnosni pojasevi sa dve tačke (sl. 1) trenutno se koriste kao centralni pojas na zadnjem sedištu nekih starijih automobila, kao i na putničkim sedištima u avionima. Reverzibilni sigurnosni pojas je krilni pojas koji se obavija oko struka i pričvršćen je na obje strane sjedišta.

Sigurnosni pojasevi u tri tačke (sl. 2) su glavni tip pojaseva i postavljaju se na svim modernim automobilima. Dijagonalni pojas oko struka u 3 tačke ima raspored u obliku slova V koji ravnomjerno raspoređuje energiju tijela koje se kreće na grudi, karlicu i ramena. Volvo je 1959. godine predstavio prve masovno proizvedene pojaseve sa tri tačke. Razmotrite uređaj sigurnosnih pojaseva u tri tačke kao najčešćih.

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

Sigurnosni pojas je izrađen od izdržljivog materijala i pričvršćuje se za tijelo posebnim uređajima na tri tačke: na stubu, na pragu i na posebnoj šipki sa bravom. Kako bi se pojas prilagodio visini određene osobe, mnogi dizajni predviđaju podešavanje visine gornje točke pričvršćivanja.

Brava osigurava sigurnosni pojas i postavlja se pored autosjedalice. Pokretni metalni jezičak je napravljen da se poveže sa kopčom za remen. Kao podsjetnik na potrebu nošenja sigurnosnog pojasa, dizajn brave uključuje prekidač uključen u krug AV alarmnog sistema. Upozorenje se javlja svjetlom upozorenja na instrument tabli i zvučnim signalom. Algoritam ovog sistema je različit za različite proizvođače automobila.

Retraktor omogućava prisilno odmotavanje i automatsko premotavanje sigurnosnog pojasa. Pričvršćuje se na karoseriju automobila. Kolut je opremljen inercijskim mehanizmom za zaključavanje koji zaustavlja kretanje kaiša po kolutu u slučaju nezgode. Koriste se dvije metode blokiranja: kao rezultat kretanja (inercije) automobila i kao rezultat kretanja samog sigurnosnog pojasa. Traka se može skidati sa bubnja za kalem samo polako, bez ubrzanja.

Savremeni automobili su opremljeni zatezačima pojaseva.

Sigurnosni pojasevi u pet tačaka (sl. 4) koriste se u sportskim automobilima i za pričvršćivanje djece u dječjim autosjedalima. Uključuje dvije trake oko struka, dvije naramenice i jednu traku za noge.

Rice. 4. Pojasevi u pet tačaka

Sigurnosni pojas sa 6 tačaka ima dvije trake između nogu, što omogućava sigurnije prianjanje za vozača.

Jedan od obećavajućih razvoja su sigurnosni pojasevi na naduvavanje (slika 5), ​​koji se pune gasom tokom nesreće. Oni povećavaju područje kontakta sa putnikom i, shodno tome, smanjuju opterećenje osobe. Dio na naduvavanje može biti rameni dio ili dio ramena i struka. Testovi pokazuju da ovaj dizajn sigurnosnih pojaseva pruža dodatnu zaštitu od bočnog udara.

Rice. 5. Sigurnosni pojasevi na naduvavanje

Ford nudi ovu opciju u Evropi za četvrtu generaciju Ford Mondea. Za putnike u zadnjem redu postavljeni su sigurnosni pojasevi na naduvavanje. Sistem je dizajniran da smanji povrede glave, vrata i grudnog koša u slučaju nezgode za putnike u zadnjem redu, koji su često deca i starije osobe, koji su posebno skloni ovakvim povredama. U svakodnevnoj upotrebi pojasevi na naduvavanje rade isto kao i obični i kompatibilni su sa dečijim sedištima.

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

Sa novom Mercedes-Benz S-klasom W222, kompanija proširuje svoje mogućnosti zaštite putnika na zadnjim sedištima. PRE-SAFE paket zadnjih sedišta kombinuje zatezače i vazdušni jastuk u pojasu (Beltbag) sa vazdušnim jastucima na prednjim sedištima. Kombinovana upotreba ovih uređaja tokom nesreće smanjuje povrede putnika za 30% u poređenju sa tradicionalnom šemom. Vazdušni jastuk za sigurnosni pojas je sigurnosni pojas koji se može naduvati i na taj način smanjiti rizik od povreda putnika u frontalnom sudaru smanjujući opterećenje na grudima. Ležeće sedište je standardno opremljeno vazdušnim jastukom skrivenim ispod presvlake jastuka sedišta.Takav jastuk će sprečiti da se putnik u ležećem položaju u slučaju nezgode provuče ispod pojasa (tzv. "ronjenja"). . Na ovaj način, Mercedes-Benz je uspio razviti udobno naslonjeno sjedište koje pruža veći nivo sigurnosti u slučaju nesreće od sjedišta u kojem je naslon naslonjen proširenjem jastuka sjedišta.

Kao mjera protiv neupotrebe sigurnosnih pojaseva, od 1981. godine predlažu se automatski sigurnosni pojasevi (Sl. 6), koji automatski osiguravaju putnika kada se vrata zatvore (start motora) i oslobađaju ga kada se vrata otvore (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 se sigurnosni pojasevi trenutno praktički ne koriste.

Rice. 6. Automatski sigurnosni pojas

2. Zatezači sigurnosnih pojaseva

Pri brzini od, na primjer, 56 km/h, potrebno je oko 150 ms od trenutka sudara sa fiksnom preprekom do potpunog zaustavljanja automobila. Vozač i putnik automobila nemaju vremena da izvrše bilo kakvu radnju u tako kratkom vremenskom periodu, pa su pasivni učesnici u vanrednoj situaciji. Tokom ovog perioda moraju biti aktivirani zatezači pojaseva, vazdušni jastuci i prekidač za isključenje baterije.

U slučaju nesreće, sigurnosni pojasevi moraju apsorbirati nivo energije koji je otprilike jednak kinetičkoj energiji osobe koja pada s četvrtog sprata višespratnice. Zbog mogućeg slabljenja sigurnosnog pojasa, za nadoknadu ovog slabljenja koristi se zatezač (zatezač).

Zatezač sigurnosnog pojasa uvlači pojas u slučaju sudara. Ovo pomaže u smanjenju labavosti sigurnosnog pojasa (prostora između sigurnosnog pojasa i tijela). Dakle, sigurnosni pojas onemogućava suvozaču da se unapred kreće napred (u odnosu na kretanje automobila).

Vozila koriste i dijagonalne zatezače pojaseva i zatezače kopči. Upotreba oba tipa omogućava vam da optimalno fiksirate putnika, jer u ovom slučaju sistem povlači kopču unazad, dok istovremeno zateže dijagonalne i ventralne grane sigurnosnog pojasa. U praksi se uglavnom ugrađuju zatezači prvog tipa.

Zatezač pojasa poboljšava napetost i poboljšava zaštitu od klizanja pojasa. Ovo se postiže trenutnim aktiviranjem zatezača sigurnosnog pojasa tokom početnog udara. Maksimalno kretanje 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 pojasa (dužine do 130 mm) namota za skoro 13 ms.

Najčešći su mehanički zatezači pojaseva (slika 7).

Rice. 7. Mehanički zatezač sigurnosnog pojasa: 1 - sigurnosni pojas; 2 - točak sa čegrtaljkom; 3 - osa inercijalnog namotaja; 4 - bravica (zatvorena pozicija); 5 - klatno

Pored tradicionalnih mehaničkih zatezača, mnogi proizvođači sada opremaju vozila pirotehničkim zatezačima (slika 8).

Rice. 8. Pirotehnički zatezač: 1 - sigurnosni pojas; 2 - klip; 3 - pirotehnički uložak

Aktiviraju se kada ugrađeni senzor sistema otkrije da je premašen unaprijed određeni prag usporavanja, što ukazuje na početak sudara. Time se pali detonator pirotehničke patrone. Kada patrona eksplodira, oslobađa se plin čiji pritisak djeluje na klip spojen na sigurnosni pojas. Klip se brzo kreće i zateže remen. Tipično, vrijeme odziva uređaja ne prelazi 25 ms od početka pražnjenja.

Kako bi se izbjeglo preopterećenje grudi, ovi pojasevi imaju graničnike zatezanja koji rade na sljedeći način: prvo se postiže maksimalno dozvoljeno opterećenje, nakon čega mehanički uređaj omogućava putniku da se pomakne na određenu udaljenost naprijed, održavajući nivo punjenja konstantnim.

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 pojas

Zatezač sigurnosnog pojasa 8 i automatski kolut sigurnosnog pojasa 14 su glavne komponente zatezača sajle (slika 9). Sistem je pomično pričvršćen na zaštitnu cijev 3 u poklopcu ležaja, slično kao kod vertikalnog klatna. Na klip 1 pričvršćena je čelična sajla 17. Kabel je namotan i postavljen na zaštitnu cijev na bubnju 18 za sajlu.

Zatezni modul se sastoji od sljedećih elemenata:

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

Ako usporavanje automobila tokom sudara prelazi određenu vrijednost, tada se opruga senzora 7 počinje sabijati pod djelovanjem mase senzora. Senzor se sastoji od nosača 6, generatora gasa 4 sa izbačenim pirotehničkim punjenjem, udarne opruge 5, klipa 1 i cijevi 2.

Rice. 9. Zatezač sajle: a - paljenje; b - napon; 1, 16 - klip; 2 - cijev; 3 - zaštitna cijev; 4 - generator gasa; 5, 15 - udarna opruga; 6 - nosač senzora; 7 - opruga senzora; 8 - sigurnosni pojas; 9 - udarna ploča sa udarnom iglom; 10, 14 - mehanizam za namotavanje sigurnosnog pojasa; 11 - vijak senzora; 12 - zupčanik osovine; 13 - zupčasti segment; 17 - čelična sajla; 18 - bubanj

Ako se oslonac 6 pomaknuo na udaljenost veću od norme, generator plina 4, koji se drži u mirovanju pomoću vijka senzora 11, oslobađa se u vertikalnom smjeru. Napregnuta udarna opruga 15 gura ga prema udarnoj ivici u udarnoj ploči. Kada generator gasa udari u udarni element, plinsko punjenje se zapali (slika 9, a).

U tom trenutku gas se ubrizgava u cijev 2 i pomiče klip 1 sa čeličnom sajlom 17 prema dolje (slika 9, b). Prilikom prvog pomicanja sajle namotane oko kvačila, nazubljeni segment 13 radijalno se pomiče prema van od bubnja pod djelovanjem sile ubrzanja i zahvaća sa nazubljenim rubom osovine 12 namotača sigurnosnog pojasa 14.

2.2. Zatezač kugličnog remena

Sastoji se od kompaktnog modula koji pored prepoznavanja pojasa uključuje i graničnik zatezanja pojasa (sl. 10). Mehaničko aktiviranje se dešava samo kada senzor kopče sigurnosnog pojasa otkrije da je sigurnosni pojas pričvršćen.

Kuglični zatezač sigurnosnog pojasa se aktivira kuglicama postavljenim u cev 9. U slučaju sudara, kontrolna jedinica vazdušnog jastuka pali izbačajno punjenje 7 (Sl. 10, b). Kod električnih zatezača sigurnosnih pojaseva, aktiviranje pogonskog mehanizma se vrši pomoću kontrolne jedinice zračnog jastuka.

Kada se izbačeno punjenje zapali, gasovi koji se šire pokreću kuglice i usmjeravaju ih kroz zupčanik 11 u balon 12 kako bi sakupili kuglice.

Rice. 10. Kuglični zatezač: a - opšti izgled; b - paljenje; c - napon; 1, 11 - zupčanik; 2, 12 - balon za lopte; 3 - pogonski mehanizam (mehanički ili električni); 4, 7 - pirotehničko pogonsko punjenje; 5, 8 - sigurnosni pojas; 6, 9 - cijev sa kuglicama; 10 - namotač pojaseva

Pošto je kolut sigurnosnog pojasa čvrsto povezan sa lančanikom, on se rotira sa kuglicama, a pojas se uvlači (slika 10, c).

2.3. Rotacioni zatezač remena

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

Prvi detonator pokreće mehanički ili električni pogon, dok ekspandirajući gas rotira rotor (slika 11, b). Pošto je rotor spojen na osovinu pojasa, sigurnosni pojas počinje da se uvlači. Po dolasku do određenog ugla rotacije, rotor otvara premosni kanal 7 prema drugom ulošku. Pod dejstvom radnog pritiska u komori br. 1, drugi uložak se pali, zbog čega rotor nastavlja da se okreće (slika 11, c). Dimni gasovi iz komore br. 1 izlaze kroz izlazni kanal 8.

Rice. 11. Rotacioni zatezač: a - opšti pogled; b - dejstvo 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 - obilazni kanali; 11 - aktiviranje drugog detonatora; 12 - komora br. 1; 13 - performanse trećeg mamca; 14 - kamera broj 2

Kada se dostigne drugi premosni kanal 9, treći patrona se pali pod dejstvom radnog pritiska u komori br. 2 (sl. 11, d). Rotor nastavlja da se okreće i izduvni gas iz komore br. 2 izlazi kroz izlaz 5.

2.4. Zatezač pojasa

Za nesmetan prenos sile na kaiš, takođe se koriste različiti zupčanici (sl. 12).

Zatezač nosača radi na sljedeći način. Na signal kontrolne jedinice vazdušnog jastuka, detonatorsko punjenje se pali. Pod pritiskom nastalih plinova, klip sa letvicom 8 pomiče se prema gore, uzrokujući rotaciju zupčanika 3, koji je u zahvatu s njim. Rotacija zupčanika 3 se prenosi na zupčanike 2 i 4. Zupčanik 2 je čvrsto povezan sa vanjskim prstenom 7 kvačila za pretjecanje, koji prenosi moment na torzijsko vratilo 6. Kada se prsten 7 okreće, valjci 5 kvačila su stegnut između kvačila i torzijske osovine. Kao rezultat rotacije torzijske osovine, sigurnosni pojas je zategnut. Napetost remena se oslobađa kada klip dosegne amortizer.

Rice. 12. Zatezač sigurnosnog pojasa: a - početni položaj; b - kraj zatezanja remena; 1 - amortizer; 2, 3, 4 - zupčanici; 5 - valjak; 6 - os torzije; 7 - spoljni prsten kvačila za prelazak; 8 - klip sa letvom; 9 - petarda

2.5 reverzibilni zatezač remena

U složenijim pasivnim sigurnosnim sistemima, pored pirotehničkih zatezača sigurnosnih pojaseva, reverzibilni zatezač pojaseva (Sl. 13) sa kontrolnom jedinicom i prilagodljivi ograničavač sile pojasa (prekidač).

Svaki reverzibilni zatezač pojasa kontroliše zasebna kontrolna jedinica. Na osnovu komandi sabirnice podataka, upravljačke jedinice zatezača sigurnosnog pojasa aktiviraju povezane pogonske motore.

Reverzibilni zatezači imaju tri nivoa sile aktiviranja:

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

Ako kontrolna jedinica vazdušnog jastuka detektuje manji frontalni sudar za koji nije potreban pirotehnički zatezač, šalje signal kontrolnim jedinicama zatezača. Oni nalažu da se sigurnosni pojasevi potpuno zategnu pogonskim motorima.

Rice. 13. Sigurnosni pojas sa reverzibilnim zatezačem: 1 - brzina; 2 - kuka; 3 - vodeći pogon

Osovina motora (nije prikazana na slici 13), rotirajući kroz zupčanik, rotira pogonski disk povezan sa osovinom sigurnosnog pojasa pomoću dvije kuke na uvlačenje. Sigurnosni pojas se obavija oko osovine i zateže.

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

Preklopni limitator sile sigurnosnog pojasa radi nakon aktiviranja pirotehničkih zatezača. U tom slučaju mehanizam za zaključavanje blokira osovinu pojasa, sprječavajući odmotavanje pojasa zbog moguće inercije tijela putnika i vozača.