Saugos diržai ir saugos diržų įtempikliai

Dažniausias automobilio pasyvios saugos sistemos konstrukcinis elementas yra saugos diržai. Jo naudojimas sumažina traumų dėl smūgių į kietas kūno dalis, stiklą ir kitus keleivius tikimybę ir sunkumą (vadinamieji antriniai smūgiai). Prisegti saugos diržai užtikrina efektyvų oro pagalvių veikimą.

Pagal tvirtinimo taškų skaičių išskiriami šie saugos diržų tipai: dviejų, trijų, keturių, penkių ir šešių taškų.

Dviejų taškų saugos diržai (1 pav.) šiuo metu naudojami kaip centrinis saugos diržas ant galinės sėdynės kai kuriuose senesniuose automobiliuose, taip pat kaip keleivių sėdynės lėktuvuose. Atverčiamas saugos diržas yra juosmens diržas, kuris apjuosiamas aplink juosmenį ir tvirtinamas prie abiejų sėdynės pusių.

Trijų taškų saugos diržai (2 pav.) yra pagrindinis saugos diržų tipas ir yra montuojami visuose šiuolaikiniuose automobiliuose. 3 taškų įstrižas juosmens diržas turi V formos išdėstymą, kuris tolygiai paskirsto judančio kūno energiją į krūtinę, dubenį ir pečius. Pirmuosius serijinės gamybos trijų taškų saugos diržus Volvo pristatė 1959 m. Apsvarstykite, kad trijų taškų saugos diržai yra labiausiai paplitę.

Trijų taškų saugos diržas susideda iš juostos, sagties ir įtempiklio.

Saugos diržas pagamintas iš patvarios medžiagos ir specialiais įtaisais prie kūno tvirtinamas trijuose taškuose: ant stulpelio, ant slenksčio ir ant specialaus strypo su užraktu. Norint pritaikyti diržą prie konkretaus žmogaus ūgio, daugelyje konstrukcijų numatyta reguliuoti viršutinio tvirtinimo taško aukštį.

Užraktas tvirtina saugos diržą ir įtaisomas šalia autokėdutės. Pagamintas judantis metalinis liežuvėlis, skirtas sujungti su dirželio užsegimu. Primindami apie būtinybę prisisegti saugos diržą, spynos konstrukcijoje yra jungiklis, įtrauktas į AV signalizacijos sistemos grandinę. Įspėjimas įvyksta įspėjamuoju signalu prietaisų skydelyje ir garsiniu signalu. Šios sistemos algoritmas skirtingiems automobilių gamintojams yra skirtingas.

Įtraukiklis užtikrina priverstinį saugos diržo atsukimą ir automatinį atsukimą. Jis pritvirtintas prie automobilio kėbulo. Ritė turi inercinį fiksavimo mechanizmą, kuris avarijos atveju sustabdo diržo judėjimą ant ritės. Naudojami du blokavimo būdai: dėl automobilio judėjimo (inercijos) ir dėl paties saugos diržo judėjimo. Juostą nuo ritės būgno galima nutraukti tik lėtai, be pagreičio.

Šiuolaikiniuose automobiliuose yra įtempiami saugos diržai.

Penkių taškų saugos diržai (4 pav.) naudojami sportiniuose automobiliuose ir vaikų tvirtinimui vaikiškose automobilinėse kėdutėse. Yra du dirželiai juosmens, du pečių dirželiai ir vienas kojų dirželis.

Ryžiai. 4. Penkių taškų diržai

6 taškų saugos diržai turi du diržus tarp kojų, todėl vairuotojas saugiau priglunda.

Vienas iš perspektyvių naujovių – pripučiami saugos diržai (5 pav.), kurie avarijos metu užpildomi dujomis. Jie padidina sąlyčio su keleiviu plotą ir atitinkamai sumažina žmogaus apkrovą. Pripučiama dalis gali būti pečių dalis arba pečių ir juosmens dalis. Bandymai rodo, kad tokia saugos diržo konstrukcija suteikia papildomą apsaugą nuo šoninio smūgio.

Ryžiai. 5. Pripučiami saugos diržai

„Ford“ siūlo šią galimybę Europoje ketvirtos kartos „Ford Mondeo“. Galinėje eilėje sėdintiems keleiviams yra sumontuoti pripučiami saugos diržai. Sistema skirta sumažinti galvos, kaklo ir krūtinės sužalojimus galinėje eilėje sėdintiems keleiviams, kurie dažnai būna vaikai ir pagyvenę žmonės, kurie yra ypač linkę į tokias traumas. Kasdien naudojant pripučiami saugos diržai veikia taip pat, kaip ir įprasti ir yra suderinami su vaikiškomis kėdutėmis.

Įvykus avarijai smūgio jutiklis siunčia signalą į apsaugos sistemos valdymo bloką, įrenginys siunčia signalą atidaryti anglies dvideginio baliono, esančio po sėdyne, uždarymo vožtuvą, vožtuvas atsidaro ir dujos, kurios buvo anksčiau suspaustoje būsenoje užpildo saugos diržo pagalvėlę. Diržas greitai užsiskleidė, paskirstydamas smūgio jėgą per kūno paviršių, o tai yra penkis kartus daugiau nei standartinių saugos diržų. Dirželių aktyvavimo laikas yra trumpesnis nei 40ms.

Su naujuoju Mercedes-Benz S-Class W222 kompanija plečia savo galinių sėdynių keleivių apsaugos galimybes. Galinės sėdynės PRE-SAFE paketas sujungia įtempiklius ir oro pagalvę saugos dirže (Beltbag) ir oro pagalves priekinėse sėdynėse. Bendras šių prietaisų naudojimas avarijos metu sumažina keleivių sužalojimus 30%, palyginti su tradicine schema. Saugos diržo oro pagalvė yra saugos diržas, galintis išsiskleisti ir taip sumažinti keleivių sužalojimo riziką priekinio susidūrimo metu, nes sumažėja apkrova krūtinei. Atlošiamoje sėdynėje standartiškai komplektuojama po sėdynės pagalvėlės apmušalais paslėpta oro pagalvė.Tokia pagalvė nelaimingo atsitikimo atveju (vadinamajame „nardime“) neleis gulinčiam keleiviui paslysti po saugos diržu. . Tokiu būdu Mercedes-Benz sugebėjo sukurti patogią atloštą sėdynę, kuri avarijos atveju užtikrins aukštesnį saugumo lygį nei sėdynė, kurios atlošas atlenkiamas prailginant sėdynės pagalvę.

Kaip priemonė nuo saugos diržų nenaudojimo nuo 1981 m. siūlomi automatiniai saugos diržai (6 pav.), kurie automatiškai pritvirtina keleivį uždarius duris (variklio užvedimas) ir atleidžia jį atidarius duris (variklis). pradžios stotelė). Paprastai pečių diržo judėjimas palei durų rėmo kraštus yra automatizuotas. Diržas užsegamas rankomis. Dėl dizaino sudėtingumo, nepatogumų įlipant į automobilį, automatiniai saugos diržai šiuo metu praktiškai nenaudojami.

Ryžiai. 6. Automatinis saugos diržas

2. Saugos diržų įtempikliai

Važiuojant, pavyzdžiui, 56 km/h greičiu, nuo susidūrimo su fiksuota kliūtimi momento iki visiško automobilio sustojimo praeina apie 150 ms. Automobilio vairuotojas ir keleivis per tokį trumpą laiką nespėja atlikti jokių veiksmų, todėl yra pasyvūs avarijos dalyviai. Šiuo laikotarpiu turi būti įjungti saugos diržų įtempikliai, oro pagalvės ir akumuliatoriaus išjungimo jungiklis.

Avarijos metu saugos diržai turi sugerti energijos lygį, maždaug lygų žmogaus, krentančio iš ketvirto daugiaaukščio aukšto, kinetinei energijai. Dėl galimo saugos diržo atsipalaidavimo, šiam atsipalaidavimui kompensuoti naudojamas įtempiklis (įtempiklis).

Saugos diržo įtempiklis susidūrimo atveju saugos diržą atitraukia. Tai padeda sumažinti saugos diržų laisvumą (tarpą tarp saugos diržo ir kūno). Taigi saugos diržas neleidžia keleiviui iš anksto pajudėti į priekį (automobilio judėjimo atžvilgiu).

Transporto priemonėse naudojami ir įstrižai saugos diržų įtempikliai, ir sagčių įtempikliai. Abiejų tipų naudojimas leidžia optimaliai pritvirtinti keleivį, nes tokiu atveju sistema atitraukia sagtį atgal, tuo pat metu įtempdama įstrižines ir vidurines saugos diržo šakas. Praktiškai daugiausia montuojami pirmojo tipo įtempikliai.

Saugos diržų įtempiklis pagerina įtempimą ir pagerina diržo apsaugą nuo paslydimo. Tai pasiekiama iš karto išjungiant saugos diržų įtempiklį pirminio smūgio metu. Maksimalus vairuotojo ar keleivio judėjimas į priekį turi būti apie 1 cm, o mechaninio veikimo trukmė – 5 ms (maksimali vertė 12 ms). Įtempiklis užtikrina, kad diržo dalis (iki 130 mm ilgio) būtų suvyniota beveik per 13 ms.

Labiausiai paplitę mechaniniai saugos diržų įtempikliai (7 pav.).

Ryžiai. 7. Mechaninis saugos diržo įtempiklis: 1 - saugos diržas; 2 - reketinis ratas; 3 - inercinės ritės ašis; 4 - fiksatorius (uždaryta padėtis); 5 - švytuoklės įtaisas

Be tradicinių mechaninių įtempiklių, daugelis gamintojų dabar automobilius aprūpina pirotechniniais įtempikliais (8 pav.).

Ryžiai. 8. Pirotechninis įtempiklis: 1 - saugos diržas; 2 - stūmoklis; 3 - pirotechnikos kasetė

Jie įjungiami, kai sistemoje integruotas jutiklis nustato, kad buvo viršytas iš anksto nustatytas lėtėjimo slenkstis, nurodantis susidūrimo pradžią. Taip užsidega pirotechnikos šovinio detonatorius. Kai kasetė sprogsta, išsiskiria dujos, kurių slėgis veikia stūmoklį, prijungtą prie saugos diržo. Stūmoklis greitai juda ir įtempia diržą. Paprastai prietaiso atsako laikas neviršija 25 ms nuo iškrovimo pradžios.

Kad nebūtų perkrauta krūtinė, šie diržai turi įtempimo ribotuvus, kurie veikia taip: pirmiausia pasiekiama didžiausia leistina apkrova, po kurios mechaninis įtaisas leidžia keleiviui judėti tam tikru atstumu į priekį, išlaikant pastovų įkrovimo lygį.

Pagal konstrukciją ir veikimo principą išskiriami šie saugos diržų įtempėjų tipai:

• kabelis su mechanine pavara;
• kamuolys;
• tekinimas;
• lentyna;
• grįžtamasis.

2.1. Saugos diržo troso įtempiklis

Saugos diržo įtempiklis 8 ir automatinė saugos diržo ritė 14 yra pagrindiniai troso įtempiklio komponentai (9 pav.). Sistema judamai pritvirtinama prie apsauginio vamzdžio 3 guolio dangtelyje, panašiai kaip vertikali švytuoklė. Ant stūmoklio 1 pritvirtintas plieninis trosas 17. Kabelis suvyniotas ir sumontuotas ant apsauginio vamzdžio ant būgno 18, skirto trosui.

Įtempimo modulis susideda iš šių elementų:

• „Spyruoklės masės“ sistemos formos jutikliai;
• dujų generatorius 4 su pirotechninio kuro užtaisu;
• stūmoklis 1 su plieniniu trosu vamzdyje.

Jei automobilio lėtėjimas susidūrimo metu viršija tam tikrą vertę, jutiklio spyruoklė 7 pradeda spausti, veikiant jutiklio masei. Jutiklį sudaro atrama 6, dujų generatorius 4 su jo išmestu pirotechnikos užtaisu, smūginė spyruoklė 5, stūmoklis 1 ir vamzdis 2.

Ryžiai. 9. Troso įtempiklis: a - uždegimas; b - įtampa; 1, 16 - stūmoklis; 2 - vamzdis; 3 - apsauginis vamzdis; 4 - dujų generatorius; 5, 15 - smūginė spyruoklė; 6 - jutiklio laikiklis; 7 - jutiklio spyruoklė; 8 - saugos diržas; 9 - smūgio plokštė su smūgio kaiščiu; 10, 14 - saugos diržo apvyniojimo mechanizmas; 11 - jutiklio varžtas; 12 - veleno krumpliaratis; 13 - dantytas segmentas; 17 - plieninis kabelis; 18 - būgnas

Jei atrama 6 pasislinko didesniu atstumu nei įprasta, dujų generatorius 4, kurį palaiko jutiklio varžtas 11, atleidžiamas vertikalia kryptimi. Įtempta smūginė spyruoklė 15 stumia ją smūgio plokštės smūgio kaiščio link. Dujų generatoriui atsitrenkus į smogtuvą, užsidega dujų generatoriaus plūdinis užtaisas (9 pav., a).

Šiuo metu dujos įpurškiamos į vamzdelį 2 ir perkelia stūmoklį 1 plieniniu trosu 17 žemyn (9 pav., b). Pirmojo ant sankabos suvynioto troso judesio metu dantytas segmentas 13 juda radialiai į išorę nuo būgno, veikiant pagreičio jėgai, ir susijungia su saugos diržo vyniotuvo 12 veleno 14 žiedine pavara.

2.2. Rutulinio diržo įtempiklis

Jį sudaro kompaktiškas modulis, kuriame, be diržo atpažinimo, yra ir diržo įtempimo ribotuvas (10 pav.). Mechaninis įjungimas įvyksta tik tada, kai saugos diržo sagties jutiklis nustato, kad saugos diržas yra prisegtas.

Rutulinis saugos diržo įtempiklis įjungiamas rutuliais, įtaisytais vamzdyje 9. Susidūrimo atveju oro pagalvės valdymo blokas uždega išstumiantį užtaisą 7 (10 pav., b). Elektriniuose saugos diržų įtempikliuose pavaros mechanizmą įjungia oro pagalvių valdymo blokas.

Kai išmestas krūvis užsidega, besiplečiančios dujos pajudina rutulius ir nukreipia juos per krumpliaratį 11 į balioną 12, kad surinktų rutulius.

Ryžiai. 10. Rutulinis įtempiklis: a - bendras vaizdas; b - uždegimas; c - įtampa; 1, 11 - pavara; 2, 12 - balionas kamuoliams; 3 - pavaros mechanizmas (mechaninis arba elektrinis); 4, 7 - pirotechnikos raketinio kuro užtaisas; 5, 8 - saugos diržas; 6, 9 - vamzdis su rutuliais; 10 - saugos diržo suktuvas

Kadangi saugos diržo ritė yra standžiai sujungta su žvaigždute, ji sukasi kamuoliukais, o diržas įsitraukia (10 pav., c).

2.3. Sukamasis diržo įtempiklis

Veikia rotoriaus principu. Įtempiklis susideda iš rotoriaus 2, detonatoriaus 1, pavaros mechanizmo 3 (11 pav., a)

Pirmasis detonatorius varomas mechanine arba elektrine pavara, o besiplečiančios dujos suka rotorių (11 pav., b). Kadangi rotorius yra prijungtas prie diržo veleno, saugos diržas pradeda trauktis. Pasiekęs tam tikrą sukimosi kampą, rotorius atidaro apėjimo kanalą 7 į antrąją kasetę. Veikiant darbiniam slėgiui kameroje Nr.1 ​​užsidega antroji kasetė, dėl kurios rotorius toliau sukasi (11 pav., c). Dūmų dujos iš kameros Nr. 1 išeina per išleidimo kanalą 8.

Ryžiai. 11. Sukamasis įtempiklis: a - bendras vaizdas; b - pirmojo detonatoriaus veikimas; c - antrojo detonatoriaus veikimas; g - trečiosios petardos veiksmas; 1 - masalas; 2 - rotorius; 3 - pavaros mechanizmas; 4 - saugos diržas; 5, 8 - išvesties kanalas; 6 - pirmojo masalo darbas; 7, 9, 10 - aplinkkelio kanalai; 11 - antrojo detonatoriaus įjungimas; 12 - kamera Nr.1; 13 - trečiojo masalo atlikimas; 14 - fotoaparato numeris 2

Pasiekus antrąjį apėjimo kanalą 9, trečioji kasetė užsidega veikiant darbiniam slėgiui kameroje Nr. 2 (11 pav., d). Rotorius toliau sukasi, o išmetamosios dujos iš kameros Nr. 2 išeina per 5 išleidimo angą.

2.4. Diržo įtempiklis

Kad jėga būtų sklandžiai perkelta į diržą, taip pat naudojami įvairūs krumpliastiebiai ir krumpliaračiai (12 pav.).

Stovo įtempiklis veikia taip. Gavus oro pagalvės valdymo bloko signalą, detonatoriaus užtaisas užsidega. Esant susidariusių dujų slėgiui, stūmoklis su stovu 8 juda aukštyn, todėl sukasi su juo sujungta pavara 3. 3 krumpliaračio sukimasis perduodamas į 2 ir 4 pavaras. 2 krumpliaratis yra standžiai sujungta su išoriniu važiuojamosios sankabos žiedu 7, kuris perduoda sukimo momentą sukimo velenui 6. Kai žiedas 7 sukasi, sankabos ritinėliai 5 užspaustas tarp sankabos ir sukimo veleno. Dėl sukimo veleno sukimosi saugos diržas yra įtemptas. Diržo įtempimas atleidžiamas, kai stūmoklis pasiekia sklendę.

Ryžiai. 12. Saugos diržų įtempiklis: a - pradinė padėtis; b - diržo įtempimo pabaiga; 1 - amortizatorius; 2, 3, 4 - pavaros; 5 - volelis; 6 - sukimo ašis; 7 - važiuojamosios sankabos išorinis žiedas; 8 - stūmoklis su stovu; 9 - petardos

2.5 apverčiamas diržo įtempiklis

Sudėtingesnėse pasyviosios saugos sistemose, be pirotechninių saugos diržų įtempimo įtaisų, reversinis saugos diržų įtempiklis (13 pav.) su valdymo bloku ir adaptyviu saugos diržo jėgos ribotuvu (perjungiamu.

Kiekvienas apverčiamas saugos diržų įtempiklis valdomas atskiru valdymo bloku. Remiantis duomenų magistralės komandomis, saugos diržų įtempiklio valdymo blokai įjungia prijungtus paleidimo variklius.

Reversiniai įtempikliai turi tris įjungimo jėgos lygius:

1. mažos pastangos - saugos diržo laisvumo pasirinkimas;
2. vidutinė jėga – dalinė įtampa;
3. didelis stiprumas - pilna įtampa.

Jei oro pagalvių valdymo blokas nustato nedidelį priekinį susidūrimą, kuriam nereikia pirotechninio įtempiklio, jis siunčia signalą įtempiklio valdymo blokams. Jie nurodo, kad varomieji varikliai visiškai įtemptų saugos diržus.

Ryžiai. 13. Saugos diržas su apverčiamu įtempikliu: 1 - pavara; 2 - kablys; 3 - pirmaujanti pavara

Variklio velenas (neparodytas 13 pav.), sukdamasis per krumpliaratį, suka varomą diską, sujungtą su saugos diržo velenu dviem ištraukiamais kabliais. Saugos diržas apsivynioja aplink ašį ir įsitempia.

Jei variklio velenas nesisuka arba šiek tiek sukasi priešinga kryptimi, kabliukai gali susilenkti ir atleisti saugos diržo veleną.

Perjungiamas saugos diržo jėgos ribotuvas įjungiamas išjungus pirotechninius įtempiklius. Šiuo atveju fiksavimo mechanizmas blokuoja diržo ašį, neleidžiant diržui išsivynioti dėl galimos keleivių ir vairuotojo kūnų inercijos.