Sikkerhedsseler og selestrammere

Det mest almindelige strukturelle element i en bils passive sikkerhedssystem er sikkerhedsseler. Dens brug reducerer sandsynligheden for og sværhedsgraden af ​​skader som følge af stød på hårde dele af kroppen, glasset og andre passagerer (såkaldte sekundære påvirkninger). Fastspændte sikkerhedsseler sikrer en effektiv funktion af airbaggene.

Ved antallet af fastgørelsespunkter skelnes følgende typer sikkerhedsseler: to-, tre-, fire-, fem- og sekspunkts.

Topunktsseler (fig. 1) bruges i dag som den midterste sikkerhedssele på bagsædet af nogle ældre biler, samt i passagersæder på fly. Den vendbare sikkerhedssele er en hoftesele, der vikler sig om taljen og er fastgjort til begge sider af sædet.

Trepunktsseler (fig. 2) er hovedtypen af ​​sikkerhedsseler og monteres på alle moderne biler. Det 3-punkts diagonale taljebælte har et V-formet arrangement, der jævnt fordeler energien fra den bevægelige krop til bryst, bækken og skuldre. Volvo introducerede de første masseproducerede trepunktsseler i 1959. Betragt enhedens trepunktsseler som den mest almindelige.

Trepunktsselen består af et bånd, et spænde og en strammer.

Sikkerhedsselen er lavet af slidstærkt materiale og er fastgjort til kroppen med specielle anordninger på tre punkter: på søjlen, på tærsklen og på en speciel stang med en lås. For at tilpasse bæltet til en bestemt persons højde sørger mange designs for at justere højden af ​​det øvre fastgørelsespunkt.

Låsen fastgør sikkerhedsselen og monteres ved siden af ​​autostolen. En bevægelig metaltunge er lavet til at forbinde med remlåsen. Som en påmindelse om behovet for at bære sikkerhedssele, inkluderer låsens design en kontakt inkluderet i AV-alarmsystemets kredsløb. Advarsel sker med en advarselslampe på instrumentbrættet og et lydsignal. Algoritmen for driften af ​​dette system har forskelle for forskellige bilproducenter.

Retraktoren sørger for tvungen afvikling og automatisk oprulning af sikkerhedsselen. Den er fastgjort til bilens karrosseri. Spolen er udstyret med en inertilåsemekanisme, der stopper selens bevægelse på rullen i tilfælde af en ulykke. Der anvendes to metoder til blokering: som følge af bilens bevægelse (inerti) og som følge af bevægelsen af ​​selve sikkerhedsselen. Båndet kan kun trækkes langsomt af spoletromlen uden acceleration.

Moderne biler er udstyret med selestrammere.

Fempunktsseler (fig. 4) bruges i sportsvogne og til fastgørelse af børn i autostole. Indeholder to taljestropper, to skulderstropper og en benrem.

Ris. 4. Fempunktssele

6-punkts sikkerhedsselen har to stropper mellem benene, hvilket giver en mere sikker pasform til rytteren.

En af de lovende udviklinger er oppustelige sikkerhedsseler (fig. 5), som fyldes med gas under en ulykke. De øger kontaktområdet med passageren og reducerer følgelig belastningen på personen. Den oppustelige sektion kan være en skuldersektion eller en skulder- og taljesektion. Tests viser, at denne seledesign giver yderligere sidekollisionsbeskyttelse.

Ris. 5. Oppustelige sikkerhedsseler

Ford tilbyder denne mulighed i Europa for fjerde generation af Ford Mondeo. Til passagerer på bagerste række er der monteret oppustelige sikkerhedsseler. Systemet er designet til at reducere hoved-, nakke- og brystskader i tilfælde af en ulykke for passagerer på bagerste række, som ofte er børn og ældre, som er særligt udsatte for denne type skader. Ved daglig brug fungerer de oppustelige sikkerhedsseler ligesom normale sikkerhedsseler og er kompatible med barnestole.

I tilfælde af en ulykke sender stødsensoren et signal til sikkerhedssystemets kontrolenhed, enheden sender et signal om at åbne afspærringsventilen på kuldioxidcylinderen, der er placeret under sædet, ventilen åbner og gassen, der var tidligere i en komprimeret tilstand fylder selepuden. Selen udfolder sig hurtigt og fordeler slagkraften over kroppens overflade, hvilket er fem gange mere end standard sikkerhedsseler. Aktiveringstiden for stropperne er mindre end 40ms.

Med den nye Mercedes-Benz S-klasse W222 udvider virksomheden sine muligheder for beskyttelse af bagsædepassagerer. Bagsædets PRE-SAFE-pakke kombinerer strammere og en airbag i sikkerhedsselen (Beltbag) med airbags på forsæderne. Den kombinerede brug af disse enheder i en ulykke reducerer passagerskader med 30 % sammenlignet med den traditionelle ordning. Sikkerhedsseleairbaggen er en sikkerhedssele, der er i stand til at pustes op og derved reducere risikoen for skader på passagerer ved en frontalkollision ved at reducere belastningen på brystet. Det tilbagelænede sæde er som standard udstyret med en airbag skjult under sædehyndens betræk.En sådan pude vil forhindre, at passageren i tilbagelænet stilling glider ind under selen i tilfælde af en ulykke (såkaldt "dykning") . På den måde har Mercedes-Benz kunnet udvikle et komfortabelt tilbagelænet sæde, der giver et større sikkerhedsniveau i tilfælde af en ulykke end et sæde, hvor ryglænet er tilbagelænet ved at forlænge sædehynden.

Som en foranstaltning mod manglende brug af sikkerhedsseler har man siden 1981 foreslået automatiske sikkerhedsseler (fig. 6), som automatisk sikrer passageren, når døren lukkes (motorstart) og frigiver ham, når døren åbnes (motor). start stop). Som regel er bevægelsen af ​​skulderselen, der bevæger sig langs dørrammens kanter, automatiseret. Bæltet spændes i hånden. På grund af designets kompleksitet, ulejligheden ved at komme ind i en bil, bruges automatiske sikkerhedsseler i øjeblikket praktisk talt ikke.

Ris. 6. Automatisk sikkerhedssele

2. Sikkerhedsselestrammere

Ved en hastighed på for eksempel 56 km/t tager det cirka 150 ms fra kollisionsøjeblikket med en fast forhindring til bilens helt standser. Føreren og passageren i bilen har ikke tid til at udføre nogen handlinger på så kort tid, derfor er de passive deltagere i nødsituationen. I denne periode skal selestrammere, airbags og batteriafbryder aktiveres.

Ved en ulykke skal sikkerhedsseler absorbere et energiniveau, der nogenlunde svarer til den kinetiske energi for en person, der falder ned fra fjerde sal i et højhus. På grund af den mulige svækkelse af sikkerhedsselen, bruges en strammer (prestrammer) til at kompensere for denne svækkelse.

Selestrammeren trækker selen tilbage i tilfælde af en kollision. Dette hjælper med at reducere selens slaphed (mellemrummet mellem sikkerhedsselen og kroppen). Dermed forhindrer sikkerhedsselen passageren i at bevæge sig fremad (i forhold til bilens bevægelse) på forhånd.

Køretøjer bruger både diagonale selestrammere og spændestrammere. Brug af begge typer giver dig mulighed for optimalt at fiksere passageren, da systemet i dette tilfælde trækker spændet tilbage, mens det samtidig strammer de diagonale og ventrale grene af sikkerhedsselen. I praksis installeres hovedsageligt strammere af den første type.

Sikkerhedsselestrammeren forbedrer spændingen og forbedrer beskyttelsen af ​​selens glidning. Dette opnås ved øjeblikkeligt at udløse selestrammeren under det første sammenstød. Den maksimale bevægelse af føreren eller passageren i fremadgående retning bør være omkring 1 cm, og varigheden af ​​den mekaniske handling bør være 5 ms (maksimal værdi 12 ms). Strammeren sørger for, at bæltesektionen (op til 130 mm lang) vikles op på næsten 13 ms.

De mest almindelige er mekaniske selestrammere (fig. 7).

Ris. 7. Mekanisk selestrammer: 1 - sikkerhedssele; 2 - skraldehjul; 3 - inertialspolens akse; 4 - lås (lukket stilling); 5 - pendulanordning

Ud over traditionelle mekaniske strammere udstyrer mange producenter nu køretøjer med pyrotekniske strammere (Figur 8).

Ris. 8. Pyroteknisk strammer: 1 - sikkerhedssele; 2 - stempel; 3 - pyroteknisk patron

De aktiveres, når systemets indbyggede sensor registrerer, at en forudbestemt decelerationstærskel er overskredet, hvilket indikerer starten på en kollision. Dette antænder detonatoren på den pyrotekniske patron. Når patronen eksploderer, frigives gas, hvis tryk virker på stemplet forbundet med sikkerhedsselen. Stemplet bevæger sig hurtigt og spænder remmen. Typisk overstiger enhedens responstid ikke 25 ms fra starten af ​​afladningen.

For at undgå overbelastning af brystet har disse bælter spændingsbegrænsere, der fungerer som følger: først nås den maksimalt tilladte belastning, hvorefter en mekanisk anordning tillader passageren at bevæge sig en vis afstand fremad, og holde ladeniveauet konstant.

I henhold til design og funktionsprincip skelnes følgende typer selestrammere:

• kabel med et mekanisk drev;
• bolden;
• drejning;
• hylde;
• reversibel.

2.1. Kabelstrammer til sikkerhedssele

Sikkerhedsselestrammeren 8 og den automatiske sikkerhedsselespole 14 er hovedkomponenterne i kabelstrammeren (fig. 9). Systemet er bevægeligt fastgjort på beskyttelsesrøret 3 i lejedækslet, på samme måde som et lodret pendul. Et stålkabel 1 er fastgjort på stemplet 17. Kablet er viklet og installeret på et beskyttelsesrør på tromlen 18 til kablet.

Spændingsmodulet består af følgende elementer:

• sensorer i form af et "fjeder-masse"-system;
• gasgenerator 4 med en pyroteknisk drivstofladning;
• stempel 1 med et stålkabel i røret.

Hvis bilens deceleration under en kollision overstiger en vis værdi, begynder sensorfjederen 7 at komprimeres under påvirkning af sensormassen. Sensoren består af en understøtning 6, en gasgenerator 4 med en pyroteknisk ladning udstødt af den, en stødfjeder 5, et stempel 1 og et rør 2.

Ris. 9. Kabelstrammer: a - tænding; b - spænding; 1, 16 - stempel; 2 - rør; 3 - beskyttelsesrør; 4 - gasgenerator; 5, 15 - stødfjeder; 6 - sensorbeslag; 7 - sensorfjeder; 8 - sikkerhedssele; 9 - stødplade med en stødstift; 10, 14 - seleoprulningsmekanisme; 11 - sensorbolt; 12 - gearkrans af akslen; 13 - tandsegment; 17 - stålkabel; 18 - tromme

Hvis understøtningen 6 har bevæget sig et stykke større end normen, frigives gasgeneratoren 4, der holdes i ro af sensorbolten 11, i lodret retning. Den belastede slagfjeder 15 skubber den mod slagtappen i slagpladen. Når gasgeneratoren rammer slaglegemet, antændes gasgeneratorens flydeladning (fig. 9, a).

På dette tidspunkt sprøjtes gassen ind i røret 2 og bevæger stemplet 1 med stålkablet 17 nedad (fig. 9, b). Under den første bevægelse af kablet, der er viklet rundt om koblingen, bevæger tandsegmentet 13 sig radialt udad fra tromlen under påvirkning af accelerationskraften og går i indgreb med tandkanten på akslen 12 af seleoprulleren 14.

2.2. Kugleremstrammer

Den består af et kompakt modul, som udover remdetektion også omfatter en remspændingsbegrænser (fig. 10). Mekanisk aktivering sker kun, når selespændesensoren registrerer, at sikkerhedsselen er spændt.

Selestrammeren med kugle aktiveres af kugler, der er placeret i røret 9. I tilfælde af en kollision antænder airbag-kontrolenheden den udstødende ladning 7 (fig. 10, b). I elektriske selestrammere udføres aktiveringen af ​​drivmekanismen af ​​airbagkontrolenheden.

Når den udstødte ladning antændes, sætter de ekspanderende gasser kuglerne i bevægelse og dirigerer dem gennem gearet 11 ind i ballonen 12 for at opsamle kuglerne.

Ris. 10. Kuglestrammer: a - overblik; b - tænding; c - spænding; 1, 11 - gear; 2, 12 - ballon til bolde; 3 - drivmekanisme (mekanisk eller elektrisk); 4, 7 - pyroteknisk drivstofladning; 5, 8 - sikkerhedssele; 6, 9 - rør med bolde; 10 - seleopruller

Da selehjulet er stift forbundet med tandhjulet, roterer det med kugler, og selen trækkes tilbage (fig. 10, c).

2.3. Roterende remstrammer

Fungerer efter princippet om en rotor. Strammeren består af en rotor 2, en detonator 1, en drivmekanisme 3 (fig. 11, a)

Den første detonator drives af et mekanisk eller elektrisk drev, mens den ekspanderende gas roterer rotoren (fig. 11, b). Da rotoren er forbundet med seleakslen, begynder sikkerhedsselen at trække sig tilbage. Ved at nå en vis rotationsvinkel åbner rotoren bypasskanalen 7 til den anden patron. Under påvirkning af arbejdstryk i kammer nr. 1 antændes den anden patron, på grund af hvilken rotoren fortsætter med at rotere (fig. 11, c). Røggasser fra kammer nr. 1 kommer ud gennem udløbskanalen 8.

Ris. 11. Drejestrammer: a - overblik; b - virkningen af ​​den første detonator; c - virkning af den anden detonator; g - handlingen af ​​det tredje fyrværkeri; 1 - lokkemad; 2 - rotor; 3 - drivmekanisme; 4 - sikkerhedssele; 5, 8 - udgangskanal; 6 - arbejde med den første agn; 7, 9, 10 - bypass kanaler; 11 - aktivering af den anden detonator; 12 - kammer nr. 1; 13 - udførelse af den tredje lokkemad; 14 - kamera nummer 2

Når den anden bypass-kanal 9 er nået, antændes den tredje patron under påvirkning af arbejdstrykket i kammer nr. 2 (fig. 11, d). Rotoren fortsætter med at rotere, og udstødningsgassen fra kammer nr. 2 kommer ud gennem udløb 5.

2.4. Bæltestrammer

For en jævn kraftoverførsel til bæltet anvendes også forskellige tandstangsanordninger (fig. 12).

Stativstrammer fungerer som følger. Ved signal fra airbagkontrolenheden antændes detonatorladningen. Under trykket af de resulterende gasser bevæger stemplet med tandstangen 8 sig op, hvilket forårsager rotation af gearet 3, som er i indgreb med det. Drejningen af ​​gear 3 overføres til gear 2 og 4. Gear 2 er stift forbundet med den ydre ring 7 på friløbskoblingen, som overfører drejningsmoment til torsionsakslen 6. Når ringen 7 roterer, er koblingens ruller 5 fastspændt mellem koblingen og torsionsakslen. Som et resultat af torsionsakslens rotation spændes sikkerhedsselen. Remspændingen udløses, når stemplet når spjældet.

Ris. 12. Sikkerhedsselestrammer: a - startposition; b - enden af ​​båndspændingen; 1 - støddæmper; 2, 3, 4 - gear; 5 - rulle; 6 - torsionsakse; 7 - den ydre ring af overløbskoblingen; 8 - stempel med stativ; 9 - fyrværkeri

2.5 vendbar selestrammer

I mere komplekse passive sikkerhedssystemer, ud over pyrotekniske selestrammere, en vendbar selestrammer (fig. 13) med en kontrolenhed og en adaptiv selekraftbegrænser (kan omskiftes).

Hver vendbar selestrammer styres af en separat kontrolenhed. Baseret på databuskommandoer aktiverer selestrammerens styreenheder de tilsluttede aktiveringsmotorer.

Vendbare strammere har tre niveauer af aktiveringskraft:

1. lav indsats - valg af hængende sikkerhedssele;
2. gennemsnitlig kraft - delvis spænding;
3. høj styrke - fuld spænding.

Hvis airbag-styreenheden registrerer en mindre frontalkollision, der ikke kræver den pyrotekniske strammer, sender den et signal til strammer-styreenhederne. De beordrer sikkerhedsselerne til at blive helt spændt af drivmotorerne.

Ris. 13. Sikkerhedssele med vendbar strammer: 1 - gear; 2 - krog; 3 - førende drev

Motorakslen (ikke vist i fig. 13), der roterer gennem et tandhjul, roterer en drevet skive, der er forbundet med sikkerhedsseleakslen med to tilbagetrækkelige kroge. Sikkerhedsselen vikler sig om akslen og strammer.

Hvis motorakslen ikke roterer eller drejer lidt i den modsatte retning, kan krogene foldes ind og frigøre seleakslen.

Den omskiftelige sikkerhedsselekraftbegrænser fungerer, efter at de pyrotekniske strammere er blevet udløst. I dette tilfælde blokerer låsemekanismen bæltets akse, hvilket forhindrer bæltet i at afvikles på grund af den mulige inerti af passagerernes og førerens kroppe.