Drošības jostas un drošības jostu spriegotāji

Visizplatītākais automašīnas pasīvās drošības sistēmas konstrukcijas elements ir drošības jostas. Tā lietošana samazina traumu iespējamību un smagumu, ko izraisa triecieni pret cietajām ķermeņa daļām, stikliem un citiem pasažieriem (tā sauktie sekundārie triecieni). Piesprādzētas drošības jostas nodrošina efektīvu gaisa spilvenu darbību.

Pēc stiprinājuma punktu skaita izšķir šādus drošības jostu veidus: divu, trīs, četru, piecu un sešu punktu.

Divpunktu drošības jostas (1. att.) pašlaik tiek izmantotas kā centrālās drošības jostas dažu vecāku automašīnu aizmugurējā sēdeklī, kā arī pasažieru sēdekļos lidmašīnās. Atgriezeniskā drošības josta ir klēpja josta, kas aptin ap vidukli un ir piestiprināta abās sēdekļa pusēs.

Trīspunktu drošības jostas (2. att.) ir galvenais drošības jostu veids un ir uzstādītas uz visām mūsdienu automašīnām. Trīspunktu diagonālajai jostasvietai ir V formas izkārtojums, kas vienmērīgi sadala kustīgā ķermeņa enerģiju uz krūtīm, iegurni un pleciem. Volvo prezentēja pirmās sērijveidā ražotās trīspunktu drošības jostas 3. gadā. Apsveriet ierīces trīspunktu drošības jostas kā visizplatītāko.

Trīspunktu drošības josta sastāv no siksnas, sprādzes un spriegotāja.

Drošības josta ir izgatavota no izturīga materiāla un ir piestiprināta pie korpusa ar īpašām ierīcēm trīs punktos: uz statņa, uz sliekšņa un uz īpaša stieņa ar slēdzeni. Lai pielāgotu jostu konkrētas personas augumam, daudzas konstrukcijas paredz augšējā stiprinājuma punkta augstuma regulēšanu.

Slēdzene nostiprina drošības jostu un ir uzstādīta blakus automašīnas sēdeklim. Izgatavota kustīga metāla mēlīte savienošanai ar siksnas aizdari. Atgādinot par nepieciešamību piesprādzēties, slēdzenes dizainā ir iekļauts AV signalizācijas ķēdē iekļauts slēdzis. Brīdinājums notiek ar brīdinājuma gaismu uz paneļa un skaņas signālu. Šīs sistēmas algoritms dažādiem automašīnu ražotājiem ir atšķirīgs.

Spriegotājs nodrošina drošības jostas piespiedu attīšanu un automātisku attīšanu. Tas ir piestiprināts pie automašīnas korpusa. Spole ir aprīkota ar inerciālu bloķēšanas mehānismu, kas avārijas gadījumā aptur lentes kustību uz ruļļa. Tiek izmantotas divas bloķēšanas metodes: automašīnas kustības (inerces) rezultātā un pašas drošības jostas kustības rezultātā. Lenti no spoles veltņa var novilkt tikai lēni, bez paātrinājuma.

Mūsdienu automašīnas ir aprīkotas ar drošības jostām ar spriegotāju.

Piecu punktu drošības jostas (4. att.) tiek izmantotas sporta automašīnās un bērnu nostiprināšanai bērnu autokrēsliņos. Ietver divas jostas siksnas, divas plecu siksnas un viena kāju siksna.

Rīsi. 4. Piecu punktu drošības josta

6 punktu drošības jostām ir divas siksnas starp kājām, kas nodrošina braucējam drošāku piegulšanos.

Viena no perspektīvām izstrādnēm ir piepūšamās drošības jostas (5. att.), kuras avārijas laikā tiek piepildītas ar gāzi. Tie palielina saskares laukumu ar pasažieri un attiecīgi samazina cilvēka slodzi. Piepūšamā daļa var būt plecu daļa vai plecu un vidukļa daļa. Testi liecina, ka šī drošības jostas konstrukcija nodrošina papildu aizsardzību pret sānu triecieniem.

Rīsi. 5. Piepūšamās drošības jostas

Ford piedāvā šo iespēju Eiropā ceturtās paaudzes Ford Mondeo. Pasažieriem aizmugurējā rindā ir uzstādītas piepūšamās drošības jostas. Sistēma ir izstrādāta, lai samazinātu galvas, kakla un krūškurvja traumas avārijas gadījumā aizmugurējās rindas pasažieriem, kas bieži ir bērni un vecāka gadagājuma cilvēki, kuri ir īpaši pakļauti šāda veida traumām. Ikdienā piepūšamās drošības jostas darbojas tāpat kā parastās un ir savietojamas ar bērnu sēdeklīšiem.

Avārijas gadījumā trieciena sensors nosūta signālu uz drošības sistēmas vadības bloku, iekārta nosūta signālu, lai atvērtu zem sēdekļa esošā oglekļa dioksīda balona noslēgvārstu, vārsts atveras un gāze, kas bija iepriekš saspiestā stāvoklī aizpilda drošības jostas spilvenu. Josta ātri nofiksējas, sadalot trieciena spēku pa virsbūves virsmu, kas ir piecas reizes vairāk nekā standarta drošības jostām. Siksnu aktivizācijas laiks ir mazāks par 40 ms.

Ar jauno Mercedes-Benz S-Class W222 uzņēmums paplašina aizmugurējo sēdekļu pasažieru aizsardzības iespējas. Aizmugurējā sēdekļa PRE-SAFE pakete apvieno spriegotājus un drošības jostu (Beltbag) ar drošības spilveniem priekšējos sēdekļos. Šo ierīču kombinēta izmantošana negadījuma laikā samazina pasažieru traumas par 30%, salīdzinot ar tradicionālo shēmu. Drošības jostas drošības spilvens ir drošības josta, kas spēj piepūsties un tādējādi samazināt pasažieru ievainojumu risku frontālās sadursmes gadījumā, samazinot slodzi uz krūtīm. Nolaižamais sēdeklis standartā ir aprīkots ar drošības spilvenu, kas paslēpts zem sēdekļa spilvena polsterējuma.Šāds spilvens negadījuma (tā saucamā "niršanas") gadījumā neļaus pasažierim guļus stāvoklī paslīdēt zem drošības jostas. . Tādā veidā Mercedes-Benz ir spējis izstrādāt ērtu nolaižamu sēdekli, kas negadījuma gadījumā nodrošina lielāku drošības līmeni nekā sēdeklis, kura atzveltne ir noliekta, pagarinot sēdekļa spilvenu.

Lai novērstu drošības jostu nelietošanu, kopš 1981. gada tiek piedāvātas automātiskās drošības jostas (6. att.), kas automātiski nostiprina pasažieri, kad durvis ir aizvērtas (dzinēja iedarbināšana), un atbrīvo viņu, kad durvis tiek atvērtas (dzinējs). sākuma pietura). Parasti plecu jostas kustība, kas pārvietojas gar durvju rāmja malām, ir automatizēta. Josta ir piestiprināta ar roku. Sakarā ar dizaina sarežģītību, neērtībām iekāpjot automašīnā, automātiskās drošības jostas šobrīd praktiski netiek lietotas.

Rīsi. 6. Automātiskā drošības josta

2. Drošības jostu spriegotāji

Pie ātruma, piemēram, 56 km/h, no sadursmes brīža ar fiksētu šķērsli līdz pilnīgai automašīnas apstāšanās brīdim paiet aptuveni 150 ms. Automašīnas vadītājam un pasažierim tik īsā laika periodā nav laika veikt nekādas darbības, tāpēc viņi ir pasīvi avārijas dalībnieki. Šajā periodā ir jāaktivizē drošības jostu spriegotāji, gaisa spilveni un akumulatora izslēgšanas slēdzis.

Negadījuma gadījumā drošības jostām ir jāuzņem enerģijas līmenis, kas aptuveni vienāds ar cilvēka kinētisko enerģiju, krītot no augstceltnes ceturtā stāva. Sakarā ar iespējamo drošības jostas vājināšanos, tiek izmantots spriegotājs (priekšspriegotājs), lai kompensētu šo vājumu.

Drošības jostas spriegotājs sadursmes gadījumā ievelk drošības jostu. Tas palīdz samazināt drošības jostu atslābumu (atstarpi starp drošības jostu un ķermeni). Tādējādi drošības josta neļauj pasažierim iepriekš virzīties uz priekšu (attiecībā pret automašīnas kustību).

Transportlīdzekļos tiek izmantoti gan diagonālie drošības jostu spriegotāji, gan sprādzes spriegotāji. Abu veidu izmantošana ļauj optimāli nofiksēt pasažieri, jo šajā gadījumā sistēma atvelk sprādzi atpakaļ, vienlaikus pievelkot drošības jostas diagonālo un ventrālo zaru. Praksē galvenokārt tiek uzstādīti pirmā tipa spriegotāji.

Drošības jostas spriegotājs uzlabo nospriegošanu un uzlabo jostu pretslīdēšanas aizsardzību. Tas tiek panākts, sākotnējā trieciena laikā nekavējoties nospiežot drošības jostu spriegotāju. Vadītāja vai pasažiera maksimālajai kustībai uz priekšu jābūt apmēram 1 cm, un mehāniskās darbības ilgumam jābūt 5 ms (maksimālā vērtība 12 ms). Spriegotājs nodrošina, ka jostas daļa (garums līdz 130 mm) tiek uztīta gandrīz 13 ms.

Visizplatītākie ir mehāniskie drošības jostu spriegotāji (7. att.).

Rīsi. 7. Mehāniskais drošības jostu spriegotājs: 1 - drošības josta; 2 - sprūdrata ritenis; 3 - inerciālās spoles ass; 4 - fiksators (aizvērts stāvoklis); 5 - svārsta ierīce

Papildus tradicionālajiem mehāniskajiem spriegotājiem daudzi ražotāji tagad aprīko transportlīdzekļus ar pirotehniskajiem spriegotājiem (8. attēls).

Rīsi. 8. Pirotehniskais spriegotājs: 1 - drošības josta; 2 - virzulis; 3 - pirotehniskā kasetne

Tie tiek aktivizēti, kad sistēmā iebūvētais sensors konstatē, ka ir pārsniegts iepriekš noteiktais palēninājuma slieksnis, norādot uz sadursmes sākumu. Tas aizdedzina pirotehniskās patronas detonatoru. Kad kasetne eksplodē, izdalās gāze, kuras spiediens iedarbojas uz virzuli, kas savienots ar drošības jostu. Virzulis ātri kustas un nospriego siksnu. Parasti ierīces reakcijas laiks nepārsniedz 25 ms no izlādes sākuma.

Lai izvairītos no krūškurvja pārslodzes, šīm jostām ir spriegojuma ierobežotāji, kas darbojas šādi: vispirms tiek sasniegta maksimāli pieļaujamā slodze, pēc kuras mehāniska ierīce ļauj pasažierim virzīties noteiktu attālumu uz priekšu, saglabājot nemainīgu uzlādes līmeni.

Saskaņā ar konstrukciju un darbības principu izšķir šādus drošības jostu spriegotāju veidus:

• kabelis ar mehānisko piedziņu;
• bumba;
• pagriešana;
• plaukts;
• atgriezenisks.

2.1. Troses spriegotājs drošības jostai

Drošības jostas spriegotājs 8 un automātiskā drošības jostas spole 14 ir galvenās troses spriegotāja sastāvdaļas (9. att.). Sistēma ir kustīgi nostiprināta uz aizsargcaurules 3 gultņa vākā, līdzīgi kā vertikāls svārsts. Tērauda trose 1 ir piestiprināta pie virzuļa 17. Kabelis ir uztīts un uzstādīts uz aizsargcaurules uz kabeļa cilindra 18.

Spriegošanas modulis sastāv no šādiem elementiem:

• sensori "atsperu masas" sistēmas veidā;
• gāzes ģenerators 4 ar pirotehnisko propelenta lādiņu;
• virzulis 1 ar tērauda trosi caurulē.

Ja automašīnas palēninājums sadursmes laikā pārsniedz noteiktu vērtību, sensora atspere 7 sāk saspiesties sensora masas ietekmē. Sensors sastāv no balsta 6, gāzes ģeneratora 4 ar tā izmestu pirotehnisko lādiņu, triecienatsperes 5, virzuļa 1 un caurules 2.

Rīsi. 9. Troses spriegotājs: a - aizdedze; b - spriegums; 1, 16 - virzulis; 2 - caurule; 3 - aizsargcaurule; 4 - gāzes ģenerators; 5, 15 - triecienatspere; 6 - sensora kronšteins; 7 - sensora atspere; 8 - drošības josta; 9 - trieciena plāksne ar trieciena tapu; 10, 14 - drošības jostas uztīšanas mehānisms; 11 - sensora skrūve; 12 - vārpstas zobrata mala; 13 - zobains segments; 17 - tērauda kabelis; 18 - bungas

Ja balsts 6 ir nobīdījies par attālumu, kas pārsniedz normu, gāzes ģenerators 4, kas atrodas miera stāvoklī ar sensora skrūvi 11, tiek atbrīvots vertikālā virzienā. Nospriegotā trieciena atspere 15 spiež to pret trieciena tapu triecienplāksnē. Gāzes ģeneratoram atsitoties pret triecienelementu, gāzes ģeneratora pludiņa lādiņš aizdegas (9. att., a).

Šajā laikā gāze tiek ievadīta caurulē 2 un virza virzuli 1 ar tērauda trosi 17 uz leju (9. att., b). Pirmās troses kustības laikā, kas aptīts ap sajūgu, zobains segments 13 virzās radiāli uz āru no trumuļa, iedarbojoties ar paātrinājuma spēku, un saķeras ar drošības jostas uztīšanas 12 vārpstas 14 zobaino malu.

2.2. Lodveida siksnas spriegotājs

Tas sastāv no kompakta moduļa, kurā papildus jostas atpazīšanai ir iekļauts arī jostas spriegojuma ierobežotājs (10. att.). Mehāniskā iedarbināšana notiek tikai tad, kad drošības jostas sprādzes sensors nosaka, ka drošības josta ir piesprādzēta.

Lodveida drošības jostas spriegotāju iedarbina lodītes, kas ievietotas caurulē 9. Sadursmes gadījumā gaisa spilvena vadības bloks aizdedzina izmešanas lādiņu 7 (10. att., b). Elektriskajiem drošības jostu spriegotājiem piedziņas mehānisma aktivizēšanu veic gaisa spilvenu vadības bloks.

Kad izmestais lādiņš tiek aizdedzināts, izplešanās gāzes iedarbina bumbiņas un virza tās caur zobratu 11 balonā 12, lai savāktu bumbiņas.

Rīsi. 10. Lodes spriegotājs: a - kopskats; b - aizdedze; c - spriegums; 1, 11 - pārnesums; 2, 12 - balons bumbiņām; 3 - piedziņas mehānisms (mehānisks vai elektrisks); 4, 7 - pirotehniskā degviela; 5, 8 - drošības josta; 6, 9 - caurule ar bumbiņām; 10 - drošības jostas uztvērējs

Tā kā drošības jostas spole ir stingri savienota ar ķēdes ratu, tā griežas ar lodītēm, un josta ievelkas (10. att., c).

2.3. Rotācijas jostas spriegotājs

Darbojas pēc rotora principa. Spriegotājs sastāv no rotora 2, detonatora 1, piedziņas mehānisma 3 (11. att., a)

Pirmo detonatoru darbina mehāniska vai elektriskā piedziņa, savukārt izplešanās gāze rotē rotoru (11. att., b). Tā kā rotors ir savienots ar jostas vārpstu, drošības josta sāk ievilkties. Sasniedzot noteiktu griešanās leņķi, rotors atver apvada kanālu 7 uz otro kārtridžu. Zem darba spiediena iedarbības kamerā Nr.1 ​​aizdegas otrā patrona, kuras dēļ rotors turpina griezties (11. att., c). Dūmgāzes no kameras Nr.1 ​​izplūst caur izplūdes kanālu 8.

Rīsi. 11. Rotējošais spriegotājs: a - vispārējs skats; b - pirmā detonatora darbība; c - otrā detonatora darbība; g - trešās petardes darbība; 1 - ēsma; 2 - rotors; 3 - piedziņas mehānisms; 4 - drošības josta; 5, 8 - izejas kanāls; 6 - pirmās ēsmas darbs; 7, 9, 10 - apvada kanāli; 11 - otrā detonatora iedarbināšana; 12 - kamera Nr.1; 13 - trešās ēsmas izpilde; 14 — kameras numurs 2

Kad tiek sasniegts otrais apvadkanāls 9, trešā kārtridžs tiek aizdedzināts darba spiediena ietekmē kamerā Nr. 2 (11. att., d). Rotors turpina griezties, un izplūdes gāzes no kameras Nr. 2 izplūst caur izplūdi 5.

2.4. Siksnas spriegotājs

Vienmērīgai spēka pārnešanai uz jostu tiek izmantotas arī dažādas zobstieņa un zobrata ierīces (12. att.).

Rack spriegotājs darbojas šādi. Pēc gaisa spilvena vadības bloka signāla detonatora lādiņš aizdegas. Zem iegūto gāzu spiediena virzulis ar statni 8 virzās uz augšu, izraisot pārnesuma 3 griešanos, kas ar to ir savienots. 3. pārnesuma griešanās tiek pārnesta uz 2. un 4. pārnesumu. Pārnesums 2 ir stingri savienots ar pārgājiena sajūga ārējo gredzenu 7, kas nodod griezes momentu uz vērpes vārpstu 6. Kad gredzens 7 griežas, sajūga rullīši 5 iespīlēts starp sajūgu un vērpes vārpstu. Vērpes vārpstas griešanās rezultātā drošības josta tiek nospriegota. Siksnas spriegojums tiek atbrīvots, kad virzulis sasniedz amortizatoru.

Rīsi. 12. Drošības jostu spriegotājs: a - sākuma stāvoklis; b - siksnas spriegojuma beigas; 1 - amortizators; 2, 3, 4 - pārnesumi; 5 - veltnis; 6 - vērpes ass; 7 - pārgājiena sajūga ārējais gredzens; 8 - virzulis ar bagāžnieku; 9 - petarde

2.5 reversīvs jostas spriegotājs

Sarežģītākās pasīvās drošības sistēmās papildus pirotehniskajiem drošības jostu spriegotājiem reversējamais drošības jostu spriegotājs (13. att.) ar vadības bloku un adaptīvo drošības jostu spēka ierobežotāju (pārslēdzams.

Katru reversīvo drošības jostu spriegotāju kontrolē atsevišķs vadības bloks. Pamatojoties uz datu kopnes komandām, drošības jostu spriegotāja vadības bloki iedarbina pievienotos izpilddzinējus.

Reversīvajiem spriegotājiem ir trīs iedarbināšanas spēka līmeņi:

1. zema piepūle - drošības jostas atslābuma izvēle;
2. vidējais spēks - daļēja spriedze;
3. augsta izturība - pilna spriedze.

Ja gaisa spilvenu vadības bloks konstatē nelielu frontālu sadursmi, kurai nav nepieciešams pirotehniskais spriegotājs, tas nosūta signālu uz spriegotāja vadības blokiem. Tie liek drošības jostas pilnībā nospriegot ar piedziņas motoriem.

Rīsi. 13. Drošības josta ar grozāmu spriegotāju: 1 - pārnesums; 2 - āķis; 3 - vadošā piedziņa

Motora vārpsta (nav parādīta 13. attēlā), griežoties caur zobratu, griež piedziņas disku, kas savienots ar drošības jostas vārpstu ar diviem ievelkamiem āķiem. Drošības josta aptinas ap asi un pievelkas.

Ja motora vārpsta negriežas vai nedaudz griežas pretējā virzienā, āķi var salocīt un atbrīvot drošības jostas vārpstu.

Pārslēdzamais drošības jostu spēka ierobežotājs tiek aktivizēts pēc pirotehnisko spriegotāju aktivizēšanas. Šajā gadījumā bloķēšanas mehānisms bloķē jostas asi, neļaujot jostai atritināties iespējamās pasažieru un vadītāja ķermeņa inerces dēļ.