Меню Рубрики

Установка автоматические ремни безопасности

Ремни безопасности: черная полоса

Встав на стражу жизни более полувека лет назад, ремни безопасности и поныне остаются главными телохранителями при аварии.

Преднатяжитель с электроприводом системы PRE-SAFE от «Мерседеса».

Два слова об основных элементах любого ремня безопасности. Лямки изготавливают из синтетических лент и скрепляют специальными нитями. Механизм замка защищен от деформации и легко открывается даже после удара, а болты с особой резьбой удержат крепления на своем месте при предельных перегрузках.

Передние ремни многих современных моделей оснащены регулировкой верхней точки крепления по высоте. Правильное расположение данной точки очень важно, ведь задранная вверх лямка может повредить шею, а резко уходящая вниз сломает ключицу при перегрузке.

В замок обычно встраивают датчик, «вычисляющий» непристегнутого пассажира. В его корпусе расположен подпружиненный сердечник с магнитом на конце. Вставляете пряжку в замок, магнит подходит к геркону, контакты в нем замыкаются — импульс идет на блок управления подушками и выключает предупредительную сигнализацию. При этом система не забывает опросить «весы» под подушкой сиденья о наличии на ней пассажира.

На задних сиденьях «Форда-Эксплорер» в диагональные лямки встроены надувные секции. При аварии они дополнительно амортизируют, снижая давление на внутренние органы. Из-за риска ожогов в ремнях используют холодный газ под меньшим давлением, чем в подушках.

Неотъемлемая часть современного трехточечного ремня безопасности — инерционная катушка. Ее задача — подтягивать лямки, автоматически выбирая слабину. Зафиксировать седока в кресле при резком торможении или аварии поможет самоблокирующийся механизм ремня. На торце катушки установлен подвижный рычаг. При быстром разматывании под действием центробежной силы он перемещается и защелкивает стопор катушки — ремень блокируется.

Но в случае серьезной аварии одной блокировки бывает недостаточно. Тогда в борьбу за жизнь вступают автоматические преднатяжители. Их механизм наматывает ленту обратно на катушку, выбирая 100–150 мм длины. В результате момент удара застает пассажира надежно зафиксированным в кресле.

На купе и трехдверном хэтчбеке средняя стойка отнесена далеко назад. Чтобы было проще пристегиваться, на спинке сиденья предусмотрена петля или крючок, в которых фиксируют лямку. А в дорогих моделях ремень после закрытия двери подаст штанга с электроприводом.

Альтернативное решение для передних сидений — воздействовать непосредственно на замок ремня, сдвигая его ближе к полу. Большинство устройств срабатывает мгновенно в момент удара, получив тревожный сигнал от блока управления подушками безопасности.

Впрочем, обилие и быстродействие датчиков в современной машине позволяет вычислить критическую ситуацию заранее, еще до контакта с препятствием или другим автомобилем. Так, мерседесовская превентивная система PRE-SAFE, почуяв неладное (например, по срабатыванию системы стабилизации), заранее подтянет ремни, закроет люк, поднимет спинки сидений. Движущая сила обычного преднатяжителя — пиропатрон или газогенератор. Поток газа от микровзрыва воздействует на поршень или комплект шариков, которые проворачивают шестерню катушки или перемещают крепление замка.

Один из вариантов конструкции пиротех- нического преднатяжителя. Заряд толкает поршень с рейкой, которая через шестерню приводит в движение пару зубчатых колес. Одно из них блокирует обгонную муфту — ремень наматывается на катушку.

Комплексы превентивной безопасности используют многоразовый натяжитель с электроприводом: экстренные торможения случаются чаще, чем столкновения со срабатыванием подушек. Принцип его действия такой же, как у одноразовых механизмов. В будущем электромоторы, вероятно, вытеснят пиротехнику, но вряд ли это отменит необходимость обязательной замены ремней безопасности после серьезной аварии: перегрузки вытягивают ленты, поэтому в следующий раз такой ремень может подвести.

В финальной стадии аварии сидящего нужно отпустить навстречу объятиям подушки безопасности. На этот случай дежурят ограничители усилия натяжения. При превышении определенного порога нагрузки катушка ремня начинает прокручиваться, позволяя инерции взять свое.

источник

Ремни безопасности и натяжители ремней безопасности автомобиля

1. Ремни безопасности

Самым распространенным конструктивным элементом системы пассивной безопасности автомобиля являются ремни безопасности. Их использование снижает вероятность и тяжесть травм от ударов о жесткие части кузова, стекла, с другими пассажирами (так называемых вторичных ударов). Пристегнутые ремни безопасности обеспечивают эффективную работу подушек безопасности.

По числу мест крепления различают следующие виды ремней безопасности: двух-, трех-, четырех-, пяти- и шеститочечные.

Двухточечные ремни безопасности (рис. 1) в настоящее время можно встретить в качестве среднего ремня на заднем сиденье некоторых старых автомобилей, а также на пассажирских местах в самолетах. Двухсторонний ремень безопасности представляет собой поясной ремень, проходящий по талии и закрепленный с двух сторон сиденья.

Рис. 1. Двухточечный ремень безопасности

Трехточечные ремни безопасности (рис. 2) являются основным видом ремня безопасности и устанавливаются на всех современных автомобилях. Трехточечный диагонально-поясной ремень безопасности имеет V-образное расположение, которое обеспечивает равномерное распределение энергии движущегося тела на грудь, таз и плечи. Первые серийные трехточечные ремни безопасности были предложены компанией Volvo в 1959 г. Рассмотрим устройство трехточечного ремня как наиболее распространенного.

Читайте также:  Установка ловушек для поимки роев

Рис. 2. Трехточечный ремень безопасности

Трехточечный ремень безопасности включает лямку, замок и втягивающую катушку.

Лямка ремня безопасности изготавливается из прочного материала и крепится к кузову с помощью специальных устройств в трех точках: на стойке, на пороге и на специальной тяге с замком. Для адаптации ремня к росту конкретного человека во многих конструкциях предусматривается регулирование верхней точки крепления по высоте.

Замок обеспечивает запирание ремня безопасности и устанавливается возле сиденья автомобиля. Для соединения с замком на лямке выполнен подвижный металлический язычок. В целях напоминания о необходимости применения ремня безопасности в конструкции замка предусматривается выключатель, который включен в цепь аудиовизуальной сигнальной системы. Предупреждение происходит с помощью сигнальной лампы на приборной панели и звукового сигнала. Алгоритм работы данной системы имеет отличия у разных автопроизводителей.

Втягивающая катушка обеспечивает принудительную размотку и автоматическую смотку ремня безопасности. Она крепится на стойке кузова автомобиля. Катушка оснащена инерционным механизмом блокировки, который останавливает движение ремня в катушке при аварии. Используется два способа блокировки — в результате движения (инерции) автомобиля и в результате движения самого ремня безопасности. Ремень можно вытянуть из барабана катушки только медленно, без ускорения.

Современные автомобили оснащаются ремнями безопасности с натяжителями.

Четырехточечные ремни безопасности (рис. 3) устанавливаются на спортивных автомобилях, имеют четыре точки крепления к сиденью.

Рис. 3. Четырехточечный ремень безопасности

Пятиточечные ремни безопасности (рис. 4) используются на спортивных автомобилях, а также для закрепления детей в детских автомобильных сиденьях. Включают два поясных ремня, два плечевых ремня и один ремень, находящийся между ногами.

Рис. 4. Пятиточечный ремень безопасности

Шеститочечные ремни безопасности имеют два ремня между ногами, за счет чего обеспечивается более надежная фиксация пилота гоночного автомобиля.

Перспективной конструкцией являются надувные ремни безопасности (рис. 5), которые наполняются газом при аварии. Они увеличивают площадь контакта с пассажиром и соответственно уменьшают нагрузки на человека. Надувная секция может быть или плечевой, или плечевой и поясной. Как показывают испытания, данная конструкция ремня безопасности обеспечивает дополнительную защиту от бокового удара.

Рис. 5. Надувные ремни безопасности

Компания Ford предлагает эту опцию в Европе для автомобиля Ford Mondeo четвертого поколения. Надувные ремни безопасности устанавливаются для пассажиров заднего ряда. Система разработана, чтобы в случае аварии сократить травмы головы, шеи и грудной клетки у пассажиров заднего ряда, которыми часто являются дети и пожилые люди, особенно чувствительные к таким травмам. В повседневном использовании надувные ремни безопасности функционируют так же, как и обычные, и совместимы с детскими сиденьями.

В случае аварии от датчика удара поступает сигнал в блок управления системой безопасности, блок передает сигнал для открытия на запирающий клапан баллона с углекислым газом, что находится под сиденьем, клапан открывается и газ, находящийся до этого в сжатом состоянии, заполняет подушку ремня безопасности. Ремень быстро разворачивается, чтобы распределить силу удара по поверхности тела, которая в пять раз больше, чем в случае стандартных ремней безопасности. Время активации ремней составляет менее 40 мс.

В новом Mercedes-Benz S-Class W222 компания расширяет возможности по защите пассажиров на задних сиденьях. В рамках «Пакета PRE-SAFE для задней части салона» объединены устройства натяжения ремня безопасности и надувной подушки в ремне безопасности (Beltbag) и надувных подушек безопасности в передних сиденьях. Совместное применение этих устройств при аварии снижает травматизм пассажиров на 30 % по сравнению с традиционной схемой. Надувная подушка в ремне безопасности представляет собой ленту ремня безопасности, способную надуваться и тем самым снижать риск травмирования пассажиров при лобовом столкновении за счет уменьшения нагрузки на грудную клетку. Сиденье с откидной спинкой на серийной основе оборудуется надувной подушкой безопасности, спрятанной под мягкой обивкой подушки сиденья. Такая подушка безопасности не даст пассажиру в положении полулежа проскользнуть под ремень безопасности в случае аварии (так называемое «подныривание»). Таким образом, специалистам Mercedes-Benz удалось сконструировать комфортабельное сиденье с откидной спинкой, которое в случае аварии обеспечит более высокий уровень безопасности, чем сиденье, где спинка наклоняется в результате смещения вперед подушки сиденья.

В качестве меры против неиспользования ремней безопасности с 1981 г. предлагаются автоматические ремни безопасности (рис. 6), которые автоматически закрепляют пассажира при закрытии двери (запуске двигателя) и освобождают его при открытии двери (остановке двигателя). Автоматизировано, как правило, движение плечевого ремня, который движется по краям дверной коробки. Поясной ремень закрепляется вручную. Из-за сложности конструкции, неудобства посадки в автомобиль автоматические ремни безопасности в настоящее время практически не применяются.

Рис. 6. Автоматический ремень безопасности

2. Натяжители ремней безопасности

При скорости, например, 56 км/ч с момента столкновения с неподвижным препятствием до полной остановки автомобиля проходит около 150 мс. Водитель и пассажир автомобиля не успевают принять какие-либо меры за такой короткий промежуток времени, поэтому они являются пассивными участниками аварийной ситуации. За этот промежуток должны активироваться натяжители ремней безопасности, подушки безопасности, аварийный выключатель АКБ.

Читайте также:  Установки были характерны для партии кадетов

В условиях столкновения ремни безопасности должны демпфировать уровень энергии, который приблизительно равен кинетической энергии человека, падающего с высоты четвертого этажа многоэтажного здания. Ввиду возможного ослабления ремня безопасности применяется натяжное устройство (натяжитель), которое компенсирует это ослабление.

Натяжитель ремня безопасности сматывает ремень безопасности при столкновении в обратном направлении. Это помогает уменьшить свободу прилегания ремня безопасности (зазор между ремнем безопасности и телом). Таким образом, с помощью ремня безопасности заранее предотвращается перемещение пассажира вперед (относительно движения автомобиля).

На автомобилях применяются как натяжители диагональной ветви ремня безопасности, так и натяжители пряжечного типа. Применение обоих типов позволяет оптимально зафиксировать пассажира, так как в этом случае система оттягивает назад пряжку, одновременно натягивая диагональную и поясную ветви ремня безопасности. На практике в основном устанавливаются натяжители первого типа.

Натяжное устройство ремня безопасности улучшает степень натяжения и повышает защиту против выскальзывания из-под ремня. Это достигается за счет немедленного срабатывания натяжного устройства ремня безопасности во время первоначального удара. Максимальное перемещение водителя или пассажира в переднем направлении должно быть приблизительно 1 см, а продолжительность процесса механического натяжения должна составлять 5 мс (максимальное значение — 12 мс). Натяжитель обеспечивает сматывание отрезка ремня (длиной до 130 мм) почти за 13 мс.

Наиболее распространенными являются механические натяжители ремней безопасности (рис. 7).

Рис. 7. Механический натяжитель ремня безопасности: 1 — ремень безопасности; 2 — храповое колесо; 3 — вал инерционной катушки; 4 — защелка (положение заблокировано); 5 — маятниковое устройство

Кроме традиционных механических натяжителей в настоящее время многие производители оборудуют автомобили пиротехническими натяжителями (рис. 8).

Рис. 8. Пиротехнический натяжитель: 1 — ремень безопасности; 2 — поршень; 3 — пиротехнический патрон

Они срабатывают, когда встроенный в систему датчик регистрирует превышение ранее заданного порога замедления, свидетельствующее о начале столкновения. При этом включается детонатор пиротехнического патрона. При взрыве патрона выделяется газ, давление которого действует на поршень, соединенный с ремнем безопасности. Поршень быстро перемещается и натягивает ремень. Обычно время срабатывания устройства составляет не более 25 мс после начала удара.

Чтобы избежать превышения нагрузки на грудь, такие ремни имеют ограничители усилия натяжения, которые работают следующим образом: вначале достигается максимум разрешенной нагрузки, после чего механическое устройство позволяет пассажиру продвинуться вперед на некоторое расстояние при поддержании нагрузки на постоянном уровне.

В зависимости от конструкции и принципа действия различают следующие типы натяжителей ремней безопасности:

  • тросовый с механическим приводом;
  • шариковый;
  • роторный;
  • реечный;
  • реверсивный.

2.1. Тросовый натяжитель ремня безопасности

Натяжитель ремня безопасности 8 и автоматический механизм смотки ремня безопасности 14 являются основными составляющими тросового натяжителя (рис. 9). Система подвижно закреплена в защитной трубке 3 на колпачке подшипника аналогично вертикальному маятнику. На поршне 1 закреплен стальной трос 17. Трос смотан и установлен над защитной трубкой в барабан 18 для троса.

Модуль натяжителя состоит из следующих элементов:

  • датчики в виде системы «пружина — масса»;
  • газогенератор 4 с пиротехническим выталкивающим зарядом;
  • поршень 1 со стальным тросом в трубке.

Если замедление автомобиля при столкновении превышает определенное значение, то пружина датчика 7 начинает сжиматься под действием массы датчика. Датчик состоит из кронштейна 6, газогенератора 4 с пиротехническим выталкивающим зарядом, ударной пружины 5, поршня 1 и трубки 2.

Рис. 9. Тросовый натяжитель: а — воспламенение; б — натяжение; 1, 16 — поршень; 2 — трубка; 3 — защитная трубка; 4 — газогенератор; 5, 15 — ударная пружина; 6 — кронштейн датчика; 7 — пружина датчика; 8 — ремень безопасности; 9 — отбойная пластина с ударным штифтом; 10, 14 — механизм смотки ремня безопасности; 11 — болт датчика; 12 — зубчатое кольцо вала; 13 — зубчатый сегмент; 17 — стальной трос; 18 — барабан

Если кронштейн 6 переместился на расстояние, превышающее норму, газогенератор 4, удерживаемый в состоянии покоя с помощью болта датчика 11, высвобождается в вертикальном направлении. Натянутая ударная пружина 15 выталкивает его по направлению ударного штифта в отбойной пластине. При столкновении газогенератора с ударным штифтом происходит воспламенение выталкивающего заряда газогенератора (рис. 9, а).

В этот момент газ выталкивается в трубку 2 и перемещает поршень 1 со стальным тросом 17 вниз (рис. 9, б). При первом движении троса, намотанного на муфту, зубчатый сегмент 13 сдвигается под действием силы ускорения радиально с барабана по направлению наружу и входит в зацепление с зубчатым кольцом вала 12 механизма смотки ремня безопасности 14.

2.2. Шариковый натяжитель ремня безопасности

Состоит из компактного модуля, в который, наряду с распознавателем пристегнутого ремня безопасности, также входит ограничитель усилия натяжения ремня безопасности (рис. 10). Механическое срабатывание происходит только тогда, когда распознаватель пристегнутого ремня безопасности определяет, что ремень безопасности пристегнут.

Читайте также:  Установка ксенона в фары бош приора

Шариковый натяжитель ремня безопасности приводится в действие шариками, которые помещены в трубку 9. При столкновении по сигналу блока управления подушек безопасности воспламеняется выталкивающий заряд 7 (рис. 10, б). На натяжителях ремней безопасности с электроприводом активацию приводного механизма производит блок управления подушек безопасности.

При воспламенении выталкивающего заряда расширяющиеся газы приводят в движение шарики и направляют их через зубчатое колесо 11 в баллон 12 для сбора шариков.

Рис. 10. Шариковый натяжитель: а — общий вид; б — воспламенение; в — натяжение; 1, 11 — зубчатое колесо; 2, 12 — баллон для шариков; 3 — приводной механизм (механический или электрический); 4, 7 — пиротехнический выталкивающий заряд; 5, 8 — ремень безопасности; 6, 9 — трубка с шариками; 10 — механизм смотки ремня безопасности

Так как катушка ремня безопасности прочно соединена с зубчатым колесом, она вращается при помощи шариков и ремень втягивается (рис. 10, в).

2.3. Роторный натяжитель ремней безопасности

Работает по принципу ротора. Натяжитель состоит из ротора 2, пиропатрона 1, приводного механизма 3 (рис. 11, а)

Первый пиропатрон активируется с помощью механического или электрического привода, при этом расширяющийся газ вращает ротор (рис. 11, б). Так как ротор соединен с валом ремня, то ремень безопасности начинает втягиваться. По достижении определенного угла вращения ротор открывает перепускной канал 7 ко второму патрону. Под действием рабочего давления в камере № 1 воспламеняется второй патрон, благодаря этому ротор продолжает вращаться (рис. 11, в). Сгоревший газ из камеры № 1 выходит через выпускной канал 8.

Рис. 11. Роторный натяжитель: а — общий вид; б — действие первого пиропатрона; в — действие второго пиропатрона; г — действие третьего пиропатрона; 1 — пиропатрон; 2 — ротор; 3 — приводной механизм; 4 — ремень безопасности; 5, 8 — выпускной канал; 6 — срабатывание первого пиропатрона; 7, 9, 10 — перепускные каналы; 11 — срабатывание второго пиропатрона; 12 — камера № 1; 13 — срабатывание третьего пиропатрона; 14 — камера № 2

При достижении второго перепускного канала 9 происходит воспламенение третьего патрона под действием рабочего давления в камере № 2 (рис. 11, г). Ротор продолжает вращаться, и сгоревший газ из камеры № 2 выходит через выпускной канал 5.

2.4. Реечный натяжитель ремней безопасности

Для плавной передачи усилия на ремень применяются также различные передающие устройства реечного типа (рис. 12).

Реечный натяжитель работает следующим образом. По сигналу блока управления подушками безопасности поджигается заряд пиропатрона. Под давлением образующихся при этом газов поршень с рейкой 8 перемещается вверх, вызывая вращение находящейся с ним в зацеплении шестерни 3. Вращение шестерни 3 передается на шестерни 2 и 4. Шестерня 2 жестко связана с наружным кольцом 7 обгонной муфты, передающей крутящий момент на торсионный вал 6. При повороте кольца 7 ролики 5 муфты заклиниваются между ним и торсионным валом. В результате вращения торсионного вала ремень безопасности натягивается. Натяжение ремня прекращается при достижении поршнем демпфера.

Рис. 12. Реечный натяжитель ремня безопасности: а — исходное положение; б — завершение натяжения ремня; 1 — демпфер; 2, 3, 4 — шестерни; 5 — ролик; 6 — торсионный вал; 7 — наружное кольцо обгонной муфты; 8 — поршень с зубчатой рейкой; 9 — пиропатрон

2.5. Реверсивный натяжитель ремней безопасности

В более сложных системах пассивной безопасности кроме пиротехнический преднатяжителей ремня безопасности применяются реверсивный преднатяжитель (рис. 13) ремня безопасности с блоком управления и адаптивный (отключаемый) ограничитель усилия натяжения ремня безопасности.

Каждый реверсивный преднатяжитель ремня безопасности контролируется отдельным блоком управления. В зависимости от команд, передаваемых по шине данных, блоки управления преднатяжителей ремней безопасности управляют подключенными исполнительными электродвигателями.

Реверсивные преднатяжители имеют три уровня усилия срабатывания:

  1. малое усилие — выборка слабины ремня безопасности;
  2. среднее усилие — частичное натяжение;
  3. высокое усилие — полное натяжение.

Если блок управления подушек безопасности распознает легкое фронтальное столкновение, при котором срабатывания пиротехнического преднатяжителя ремня безопасности не требуется, он передает соответствующий сигнал на блоки управления преднатяжителей ремней безопасности. Они дают команду на полное натяжение ремней безопасности исполнительными электродвигателями.

Рис. 13. Ремень безопасности с реверсивным преднатяжителем: 1 — зубчатая передача; 2 — крюк; 3 — ведомый диск

Вал электродвигателя (на рис. 13 не показан), вращаясь, через зубчатую передачу приводит во вращение ведомый диск, который соединен с валом ремня безопасности двумя выдвижными крюками. Ремень безопасности наматывается на вал и натягивается.

Если вал электродвигателя не вращается или слегка поворачивается в обратном направлении, крюки могут сложиться и освободить вал ремня безопасности.

Отключаемый ограничитель усилия натяжения ремня безопасности вступает в действие после срабатывания пиротехнических преднатяжителей. При этом стопорный механизм блокирует вал ремня, препятствуя сматыванию с него ремня под действием возможного воздействия инерции тел пассажиров и водителя.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector