Сигурносни појасеви и затезачи појасева

Најчешћи структурни елемент система пасивне безбедности аутомобила су сигурносни појасеви. Његова употреба смањује вероватноћу и тежину повреда услед удара у тврде делове тела, стакла и друге путнике (тзв. секундарни удари). Закопчани сигурносни појасеви обезбеђују ефикасан рад ваздушних јастука.

Према броју тачака везивања разликују се следеће врсте сигурносних појасева: дво-, тро-, четворо-, пето- и шестостепени.

Сигурносни појасеви у две тачке (сл. 1) тренутно се користе као средишњи појас на задњем седишту неких старијих аутомобила, као и на путничким седиштима у авионима. Реверзибилни сигурносни појас је крилни појас који се обавија око струка и причвршћен је на обе стране седишта.

Сигурносни појасеви у три тачке (сл. 2) су главни тип сигурносних појасева и постављају се на свим модерним аутомобилима. Дијагонални појас око струка у 3 тачке има распоред у облику слова В који равномерно распоређује енергију тела у покрету на груди, карлицу и рамена. Волво је увео прве масовно произведене појасеве са три тачке 1959. године. Размотрите уређај сигурносних појасева у три тачке као најчешћих.

Сигурносни појас у три тачке се састоји од траке, копче и затезача.

Сигурносни појас је направљен од издржљивог материјала и причвршћује се за тело посебним уређајима на три тачке: на стубу, на прагу и на специјалној шипки са бравом. Да би се појас прилагодио висини одређене особе, многи дизајни предвиђају подешавање висине горње тачке причвршћивања.

Брава осигурава сигурносни појас и поставља се поред седишта аутомобила. Покретни метални језичак је направљен да се повеже са копчом траке. Као подсетник на потребу ношења сигурносног појаса, дизајн браве укључује прекидач укључен у коло АВ алармног система. Упозорење се јавља светлом упозорења на инструмент табли и звучним сигналом. Алгоритам овог система је различит за различите произвођаче аутомобила.

Ретрактор обезбеђује принудно одмотавање и аутоматско премотавање сигурносног појаса. Причвршћен је за каросерију аутомобила. Колут је опремљен инерцијским механизмом за закључавање који зауставља кретање каиша на колуту у случају незгоде. Користе се две методе блокирања: као резултат кретања (инерције) аутомобила и као резултат кретања самог сигурносног појаса. Трака се може скидати са бубња за калем само полако, без убрзања.

Савремени аутомобили су опремљени затезачима појасева.

Сигурносни појасеви у пет тачака (сл. 4) се користе у спортским аутомобилима и за причвршћивање деце у дечијим ауто седиштима. Укључује две траке око струка, две нараменице и једну траку за ноге.

Пиринач. 4. Каиш у пет тачака

Сигурносни појас са 6 тачака има две траке између ногу, што обезбеђује сигурније приањање за возача.

Један од обећавајућих развоја су сигурносни појасеви на надувавање (слика 5), који се пуне гасом током удеса. Они повећавају подручје контакта са путником и, сходно томе, смањују оптерећење особе. Одељак за надувавање може бити део за рамена или део за рамена и струк. Тестови показују да овај дизајн сигурносних појасева пружа додатну заштиту од бочног удара.

Пиринач. 5. Сигурносни појасеви на надувавање

Форд нуди ову опцију у Европи за четврту генерацију Форд Мондеа. За путнике у задњем реду постављени су сигурносни појасеви на надувавање. Систем је дизајниран да смањи повреде главе, врата и грудног коша у случају удеса за путнике у задњем реду, који су често деца и старије особе, који су посебно склони оваквим повредама. У свакодневној употреби, појасеви на надувавање раде исто као и обични и компатибилни су са дечијим седиштима.

У случају удеса, сензор шока шаље сигнал контролној јединици сигурносног система, јединица шаље сигнал за отварање запорног вентила цилиндра угљен-диоксида који се налази испод седишта, вентил се отвара и гас који је био претходно у сабијеном стању испуњава јастук појаса. Појас се брзо распоређује, распоређујући ударну силу по површини тела, што је пет пута више од стандардних сигурносних појасева. Време активације трака је мање од 40мс.

Са новом Мерцедес-Бенз С-класом В222, компанија проширује своје могућности заштите путника на задњим седиштима. ПРЕ-САФЕ пакет задњих седишта комбинује затезаче и ваздушни јастук у појасу (Белтбаг) са ваздушним јастуцима на предњим седиштима. Комбинована употреба ових уређаја током незгоде смањује повреде путника за 30% у поређењу са традиционалном шемом. Ваздушни јастук за сигурносни појас је сигурносни појас који може да се надува и на тај начин смањи ризик од повреда путника у фронталном судару смањујући оптерећење на грудима. Лежеће седиште је стандардно опремљено ваздушним јастуком сакривеним испод пресвлаке јастука седишта.Такав јастук ће спречити да се путник у лежећем положају у случају незгоде провуче испод појаса (тзв. „роњења“) . На овај начин, Мерцедес-Бенз је успео да развије удобно наслоњено седиште које пружа већи ниво безбедности у случају несреће од седишта у коме је наслон нагнут проширењем јастука седишта.

Као мера против неупотребе сигурносних појасева, од 1981. године предлажу се аутоматски појасеви (сл. 6), који аутоматски обезбеђују путника када се врата затворе (старт мотора) и ослобађају га када се врата отворе (мотор старт Стоп). По правилу, кретање раменог појаса који се креће дуж ивица оквира врата је аутоматизовано. Појас се веже ручно. Због сложености дизајна, непријатности уласка у аутомобил, аутоматски појасеви се тренутно практично не користе.

Пиринач. 6. Аутоматски сигурносни појас

2. Затезачи појасева

При брзини од, на пример, 56 км/х, потребно је око 150 мс од тренутка судара са фиксном препреком до потпуног заустављања аутомобила. Возач и путник аутомобила немају времена да изврше било какве радње у тако кратком временском периоду, па су пасивни учесници у ванредној ситуацији. Током овог периода, затезачи појасева, ваздушни јастуци и прекидач за искључивање батерије морају бити активирани.

У случају несреће, сигурносни појасеви морају да апсорбују ниво енергије који је отприлике једнак кинетичкој енергији особе која пада са четвртог спрата вишеспратнице. Због могућег попуштања сигурносног појаса, за надокнаду овог олабављења користи се затезач (затезач).

Затезач сигурносног појаса увлачи појас у случају судара. Ово помаже у смањењу лабавости сигурносног појаса (простора између сигурносног појаса и тела). Дакле, сигурносни појас спречава путника да се унапред (у односу на кретање аутомобила) креће напред.

Возила користе и дијагоналне затезаче појасева и затезаче копчи. Коришћење оба типа омогућава вам да оптимално фиксирате путника, јер у овом случају систем повлачи копчу уназад, док истовремено затеже дијагоналне и вентралне гране сигурносног појаса. У пракси се углавном уграђују затезачи првог типа.

Затезач појасева побољшава напетост и побољшава заштиту од клизања појаса. Ово се постиже тренутним активирањем затезача сигурносног појаса током почетног удара. Максимално кретање возача или сувозача у правцу напред треба да буде око 1 цм, а трајање механичког дејства треба да буде 5 мс (максимална вредност 12 мс). Затезач обезбеђује да се део појаса (дужине до 130 мм) намота за скоро 13 мс.

Најчешћи су механички затезачи појасева (сл. 7).

Пиринач. 7. Механички затезач сигурносног појаса: 1 - сигурносни појас; 2 - точак са чегртаљком; 3 - оса инерцијалног намотаја; 4 - бравица (затворена позиција); 5 - уређај за клатно

Поред традиционалних механичких затезача, многи произвођачи сада опремају возила пиротехничким затезачима (слика 8).

Пиринач. 8. Пиротехнички затезач: 1 - сигурносни појас; 2 - клип; 3 - пиротехнички уложак

Они се активирају када уграђени сензор система детектује да је прекорачен унапред одређени праг успоравања, што указује на почетак судара. Тиме се пали детонатор пиротехничке патроне. Када кертриџ експлодира, ослобађа се гас чији притисак делује на клип повезан са сигурносним појасом. Клип се брзо креће и затеже каиш. Типично, време одзива уређаја не прелази 25 мс од почетка пражњења.

Да би се избегло преоптерећење грудног коша, ови појасеви имају граничнике затезања који раде на следећи начин: прво се постиже максимално дозвољено оптерећење, након чега механички уређај омогућава путнику да се помери на одређено растојање напред, одржавајући ниво пуњења константним.

Према дизајну и принципу рада разликују се следеће врсте затезача сигурносних појасева:

• кабл са механичким погоном;
• лопта;
• окретање;
• полица;
• реверзибилан.

2.1. Затезач сајле за сигурносни појас

Затезач сигурносног појаса 8 и аутоматски колут сигурносног појаса 14 су главне компоненте затезача сајле (слика 9). Систем је покретно фиксиран на заштитној цеви 3 у поклопцу лежаја, слично као код вертикалног клатна. На клип 1 је причвршћена челична сајла 17. Кабл је намотан и постављен на заштитну цев на бубњу 18 за сајлу.

Затезни модул се састоји од следећих елемената:

• сензори у облику система "опруга-маса";
• гасни генератор 4 са пиротехничким погонским пуњењем;
• клип 1 са челичном сајлом у цеви.

Ако успоравање аутомобила током судара пређе одређену вредност, тада опруга сензора 7 почиње да се компресује под дејством масе сензора. Сензор се састоји од носача 6, генератора гаса 4 са избаченим пиротехничким пуњењем, ударне опруге 5, клипа 1 и цеви 2.

Пиринач. 9. Затезач кабла: а - паљење; б - напон; 1, 16 - клип; 2 - цев; 3 - заштитна цев; 4 - генератор гаса; 5, 15 - ударна опруга; 6 - носач сензора; 7 - опруга сензора; 8 - сигурносни појас; 9 - ударна плоча са ударном иглом; 10, 14 - механизам за намотавање појаса; 11 - вијак сензора; 12 - зупчаник осовине; 13 - зупчасти сегмент; 17 - челични кабл; 18 - бубањ

Ако се ослонац 6 померио за растојање веће од норме, генератор гаса 4, који се држи у мировању помоћу завртња сензора 11, ослобађа се у вертикалном смеру. Напрегнута ударна опруга 15 га гура према ударној ивици у ударној плочи. Када генератор гаса удари у ударни елемент, гасно генераторско пуњење се запали (слика 9, а).

У овом тренутку, гас се убризгава у цев 2 и помера клип 1 са челичном сајлом 17 надоле (слика 9, б). Приликом првог померања сајле намотане око квачила, зупчасти сегмент 13 се помера радијално напоље од бубња под дејством силе убрзања и захвата са зупчастим ободом осовине 12 намотача сигурносног појаса 14.

2.2. Куглични затезач ремена

Састоји се од компактног модула који поред препознавања каиша укључује и граничник затезања каиша (сл. 10). Механичко активирање се дешава само када сензор копче сигурносног појаса открије да је сигурносни појас причвршћен.

Куглични затезач сигурносног појаса се активира куглицама смештеним у цеви 9. У случају судара, контролна јединица ваздушног јастука пали избачајно пуњење 7 (Сл. 10, б). Код електричних затезача сигурносних појасева, активирање погонског механизма се врши помоћу контролне јединице ваздушних јастука.

Када се избачено пуњење запали, гасови који се шире покрећу куглице и усмеравају их кроз зупчаник 11 у балон 12 да сакупе куглице.

Пиринач. 10. Куглични затезач: а - општи поглед; б - паљење; ц - напон; 1, 11 - зупчаник; 2, 12 - балон за лопте; 3 - погонски механизам (механички или електрични); 4, 7 - пиротехничко погонско пуњење; 5, 8 - сигурносни појас; 6, 9 - цев са куглицама; 10 - намотач појасева

Пошто је колут сигурносног појаса чврсто повезан са ланчаником, он се ротира са куглицама, а појас се увлачи (слика 10, ц).

2.3. Ротациони затезач каиша

Ради на принципу ротора. Затезач се састоји од ротора 2, детонатора 1, погонског механизма 3 (слика 11, а)

Први детонатор покреће механички или електрични погон, док експанзиони гас ротира ротор (сл. 11, б). Пошто је ротор повезан са осовином појаса, сигурносни појас почиње да се увлачи. По достизању одређеног угла ротације, ротор отвара бајпас канал 7 до другог кертриџа. Под дејством радног притиска у комори број 1, други кертриџ се пали, због чега ротор наставља да се окреће (слика 11, ц). Димни гасови из коморе бр.1 излазе кроз излазни канал 8.

Пиринач. 11. Ротациони затезач: а - општи поглед; б - дејство првог детонатора; ц - дејство другог детонатора; г - дејство треће петарде; 1 - мамац; 2 - ротор; 3 - погонски механизам; 4 - сигурносни појас; 5, 8 - излазни канал; 6 - рад првог мамца; 7, 9, 10 - обилазни канали; 11 - активирање другог детонатора; 12 - комора бр. 1; 13 - перформансе трећег мамца; 14 - камера број 2

Када се достигне други бајпас канал 9, трећи кертриџ се пали под дејством радног притиска у комори бр. 2 (слика 11, д). Ротор наставља да се окреће и издувни гас из коморе бр. 2 излази кроз излаз 5.

2.4. Ремена

За несметан пренос силе на каиш користе се и различити зупчасти зупчаници (сл. 12).

Затезач носача ради на следећи начин. На сигнал контролне јединице ваздушних јастука, детонаторско пуњење се пали. Под притиском насталих гасова, клип са летвицом 8 се помера нагоре, изазивајући ротацију зупчаника 3, који је укључен у њега. Ротација зупчаника 3 се преноси на зупчанике 2 и 4. Зупчаник 2 је чврсто повезан са спољним прстеном 7 квачила за прелазак, који преноси обртни момент на торзионо вратило 6. Када се прстен 7 окреће, ваљци 5 квачила су стегнут између квачила и торзионог вратила. Као резултат ротације торзијске осовине, сигурносни појас је затегнут. Затезање каиша се ослобађа када клип дође до пригушивача.

Пиринач. 12. Затезач појаса: а - почетни положај; б - крај затезања каиша; 1 - амортизер; 2, 3, 4 - зупчаници; 5 - ваљак; 6 - оса торзије; 7 - спољни прстен квачила за прелазак; 8 - клип са сталком; 9 - петарда

2.5 реверзибилни затезач каиша

У сложенијим системима пасивне безбедности, поред пиротехничких затезача сигурносних појасева, реверзибилни затезач појасева (сл. 13) са контролном јединицом и прилагодљиви граничник силе сигурносног појаса (прекидач).

Сваки реверзибилни затезач појасева контролише засебна контролна јединица. На основу команди сабирнице података, контролне јединице затезача сигурносног појаса активирају повезане погонске моторе.

Реверзибилни затезачи имају три нивоа силе активирања:

1. мали напор - избор опуштеног сигурносног појаса;
2. просечна сила - делимична напетост;
3. висока чврстоћа - пуна напетост.

Ако контролна јединица ваздушних јастука детектује мањи фронтални судар за који није потребан пиротехнички затезач, она шаље сигнал контролним јединицама затезача. Они налажу да се сигурносни појасеви потпуно затегну од стране погонских мотора.

Пиринач. 13. Сигурносни појас са реверзибилним затезачем: 1 - брзина; 2 - кука; 3 - водећи погон

Осовина мотора (није приказана на слици 13), ротирајући кроз зупчаник, ротира погонски диск повезан са осовином сигурносног појаса помоћу две куке на увлачење. Сигурносни појас се обавија око осовине и затеже.

Ако се осовина мотора не окреће или лагано ротира у супротном смеру, куке се могу склопити и ослободити осовину сигурносног појаса.

Преклопни лимитатор силе сигурносног појаса се активира након што се активирају пиротехнички затезачи. У овом случају, механизам за закључавање блокира осу појаса, спречавајући одмотавање појаса због могуће инерције тела путника и возача.