Mga seat belt at tensioner ng seat belt

Ang pinakakaraniwang elemento ng istruktura ng passive safety system ng isang sasakyan ay ang mga seat belt. Ang paggamit nito ay binabawasan ang posibilidad at kalubhaan ng mga pinsala dahil sa mga epekto sa matitigas na bahagi ng katawan, salamin, at iba pang mga pasahero (tinatawag na pangalawang epekto). Tinitiyak ng mga naka-fasten na seat belt ang epektibong operasyon ng mga airbag.

Ayon sa bilang ng mga attachment point, ang mga sumusunod na uri ng mga seat belt ay nakikilala: dalawa-, tatlo-, apat-, lima- at anim na puntos.

Ang mga two-point seat belt (fig. 1) ay kasalukuyang ginagamit bilang center seat belt sa likod na upuan ng ilang mas lumang mga kotse, gayundin sa mga pampasaherong upuan sa mga eroplano. Ang reversible seat belt ay isang lap belt na bumabalot sa baywang at nakakabit sa magkabilang gilid ng upuan.

Ang mga three-point seat belt (fig. 2) ay ang pangunahing uri ng mga seat belt at naka-install sa lahat ng modernong kotse. Ang 3-point diagonal waist belt ay may hugis-V na kaayusan na pantay na namamahagi ng enerhiya ng gumagalaw na katawan sa dibdib, pelvis at balikat. Ipinakilala ng Volvo ang unang mass-produce na three-point seat belt noong 1959. Isaalang-alang ang device na three-point seat belt bilang ang pinakakaraniwan.

Ang three-point seat belt ay binubuo ng isang webbing, isang buckle at isang tensioner.

Ang seat belt ay gawa sa matibay na materyal at nakakabit sa katawan na may mga espesyal na aparato sa tatlong punto: sa haligi, sa threshold at sa isang espesyal na baras na may lock. Upang iakma ang sinturon sa taas ng isang partikular na tao, maraming mga disenyo ang nagbibigay para sa pagsasaayos ng taas ng itaas na attachment point.

Sinigurado ng lock ang seat belt at naka-install sa tabi ng upuan ng kotse. Ang isang movable metal na dila ay ginawa upang kumonekta sa strap clasp. Bilang paalala sa pangangailangang magsuot ng seat belt, ang disenyo ng lock ay may kasamang switch na kasama sa circuit ng AV alarm system. Ang babala ay nangyayari na may ilaw ng babala sa dashboard at isang naririnig na signal. Ang algorithm ng system na ito ay naiiba para sa iba't ibang mga tagagawa ng kotse.

Ang retractor ay nagbibigay ng forced unwinding at automatic rewinding ng seat belt. Ito ay nakakabit sa katawan ng kotse. Ang reel ay nilagyan ng inertial locking mechanism na humihinto sa paggalaw ng belt sa reel sakaling magkaroon ng aksidente. Dalawang paraan ng pagharang ang ginagamit: bilang resulta ng paggalaw (inertia) ng kotse at bilang resulta ng paggalaw ng seat belt mismo. Ang tape ay maaari lamang mahila mula sa spool drum nang dahan-dahan, nang walang acceleration.

Ang mga modernong kotse ay nilagyan ng pretensioner seat belt.

Ang mga five-point seat belt (fig. 4) ay ginagamit sa mga sports car at para sa pag-secure ng mga bata sa mga child car seat. May kasamang dalawang strap sa baywang, dalawang strap sa balikat at isang strap sa binti.

kanin. 4. Five-point harness

Ang 6-point safety harness ay may dalawang strap sa pagitan ng mga binti, na nagbibigay ng mas secure na akma para sa rider.

Ang isa sa mga promising development ay inflatable seat belts (Fig. 5), na puno ng gas sa panahon ng aksidente. Pinapataas nila ang lugar ng pakikipag-ugnayan sa pasahero at, nang naaayon, binabawasan ang pagkarga sa tao. Ang inflatable na seksyon ay maaaring isang seksyon ng balikat o isang seksyon ng balikat at baywang. Ipinapakita ng mga pagsubok na ang disenyo ng seat belt na ito ay nagbibigay ng karagdagang proteksyon sa side impact.

kanin. 5. Mga inflatable seat belt

Nag-aalok ang Ford ng opsyong ito sa Europe para sa ikaapat na henerasyon ng Ford Mondeo. Para sa mga pasahero sa likod na hilera, ang mga inflatable seat belt ay naka-install. Ang sistema ay idinisenyo upang mabawasan ang mga pinsala sa ulo, leeg at dibdib kung sakaling magkaroon ng aksidente para sa mga pasahero sa likurang hilera, na kadalasang mga bata at matatanda, na partikular na madaling kapitan ng mga ganitong uri ng pinsala. Sa pang-araw-araw na paggamit, ang mga inflatable na sinturon ng upuan ay gumagana tulad ng mga regular at tugma sa mga upuan ng bata.

Sa kaganapan ng isang aksidente, ang shock sensor ay nagpapadala ng isang senyas sa control unit ng sistema ng seguridad, ang yunit ay nagpapadala ng isang senyas upang buksan ang shut-off valve ng carbon dioxide cylinder na matatagpuan sa ilalim ng upuan, ang balbula ay bubukas at ang gas na dati sa isang naka-compress na estado ay pumupuno sa seat belt cushion. Mabilis na lumaganap ang sinturon, na namamahagi ng puwersa ng epekto sa ibabaw ng katawan, na limang beses na mas mataas kaysa sa karaniwang mga seat belt. Ang oras ng pag-activate ng mga strap ay mas mababa sa 40ms.

Gamit ang bagong Mercedes-Benz S-Class W222, pinapalawak ng kumpanya ang mga opsyon sa proteksyon ng pasahero sa likurang upuan. Ang rear seat na PRE-SAFE package ay pinagsasama ang mga pretensioner at isang airbag sa seat belt (Beltbag) na may mga airbag sa mga upuan sa harap. Ang pinagsamang paggamit ng mga device na ito sa panahon ng isang aksidente ay nagbabawas ng mga pinsala sa pasahero ng 30% kumpara sa tradisyonal na pamamaraan. Ang seat belt airbag ay isang seat belt na may kakayahang magpalaki at sa gayon ay binabawasan ang panganib ng pinsala sa mga pasahero sa isang frontal na banggaan sa pamamagitan ng pagbabawas ng karga sa dibdib. Ang reclining seat ay nilagyan bilang standard na may airbag na nakatago sa ilalim ng upholstery ng seat cushion. Pipigilan ng naturang cushion ang pasahero sa isang reclining position na madulas sa ilalim ng seat belt sakaling magkaroon ng aksidente (tinatawag na "diving") . Sa ganitong paraan, nakagawa ang Mercedes-Benz ng komportableng reclining seat na nagbibigay ng mas mataas na antas ng kaligtasan sa kaganapan ng isang aksidente kaysa sa isang upuan kung saan ang backrest ay nakahiga sa pamamagitan ng pagpapahaba ng seat cushion.

Bilang isang panukala laban sa hindi paggamit ng mga seat belt, ang mga awtomatikong seat belt ay iminungkahi mula noong 1981 (Larawan 6), na awtomatikong nagse-secure sa pasahero kapag nakasara ang pinto (nagsisimula ang makina) at naglalabas sa kanya kapag nabuksan ang pinto (engine). simulan ang paghinto). Bilang isang patakaran, ang paggalaw ng sinturon ng balikat na gumagalaw sa mga gilid ng frame ng pinto ay awtomatiko. Ang sinturon ay ikinakabit ng kamay. Dahil sa pagiging kumplikado ng disenyo, ang abala sa pagpasok sa isang kotse, ang mga awtomatikong seat belt ay kasalukuyang hindi ginagamit.

kanin. 6. Awtomatikong seat belt

2. Mga tensioner ng seat belt

Sa bilis na, halimbawa, 56 km/h, aabutin ng humigit-kumulang 150 ms mula sa sandali ng pagbangga sa isang nakapirming hadlang hanggang sa kumpletong paghinto ng kotse. Ang driver at pasahero ng kotse ay walang oras upang magsagawa ng anumang mga aksyon sa isang maikling panahon, samakatuwid sila ay mga passive na kalahok sa emergency. Sa panahong ito, dapat na i-activate ang seat belt pretensioner, airbag, at battery kill switch.

Sa isang aksidente, ang mga seat belt ay dapat sumipsip ng isang antas ng enerhiya na halos katumbas ng kinetic energy ng isang tao na bumabagsak mula sa ikaapat na palapag ng isang mataas na gusali. Dahil sa posibleng pagluwag ng seat belt, isang pretensioner (pretensioner) ang ginagamit upang mabayaran ang pagkaluwag na ito.

Binawi ng seat belt tensioner ang seat belt kung sakaling magkaroon ng banggaan. Ito ay nakakatulong na bawasan ang seat belt slack (ang espasyo sa pagitan ng seat belt at ng katawan). Kaya, pinipigilan ng seat belt ang pasahero na sumulong (kaugnay ng paggalaw ng kotse) nang maaga.

Ginagamit ng mga sasakyan ang parehong diagonal na seat belt pretensioner at buckle pretensioner. Ang paggamit ng parehong mga uri ay nagbibigay-daan sa iyo upang mahusay na ayusin ang pasahero, dahil sa kasong ito ay hinihila ng system ang buckle pabalik, habang sabay na hinihigpitan ang diagonal at ventral na mga sanga ng seat belt. Sa pagsasagawa, ang mga tensioner ng unang uri ay pangunahing naka-install.

Pinapabuti ng seat belt tensioner ang pag-igting at pinapabuti ang proteksyon ng pagkadulas ng sinturon. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng agad na pag-deploy ng seat belt pretensioner sa panahon ng unang epekto. Ang maximum na paggalaw ng driver o pasahero sa pasulong na direksyon ay dapat na mga 1 cm, at ang tagal ng mekanikal na pagkilos ay dapat na 5 ms (maximum na halaga 12 ms). Tinitiyak ng tensioner na ang belt section (hanggang 130 mm ang haba) ay natatapos sa halos 13 ms.

Ang pinakakaraniwan ay mekanikal na seat belt pretensioner (Larawan 7).

kanin. 7. Mechanical seat belt tensioner: 1 - seat belt; 2 - ratchet wheel; 3 - axis ng inertial coil; 4 - aldaba (sarado na posisyon); 5 - pendulum device

Bilang karagdagan sa mga tradisyunal na mekanikal na tensioner, maraming mga tagagawa ang nagbibigay ngayon sa mga sasakyan ng mga pyrotechnic tensioner (Larawan 8).

kanin. 8. Pyrotechnic tensioner: 1 - seat belt; 2 - piston; 3 - pyrotechnic cartridge

Ina-activate ang mga ito kapag na-detect ng built-in na sensor ng system na ang isang paunang natukoy na threshold ng deceleration ay nalampasan, na nagpapahiwatig ng pagsisimula ng isang banggaan. Ito ay nag-aapoy sa detonator ng pyrotechnic cartridge. Kapag ang cartridge ay sumabog, ang gas ay inilabas, ang presyon nito ay kumikilos sa piston na konektado sa seat belt. Mabilis na gumagalaw ang piston at pinapaigting ang sinturon. Karaniwan, ang oras ng pagtugon ng device ay hindi lalampas sa 25 ms mula sa simula ng paglabas.

Upang maiwasan ang labis na karga sa dibdib, ang mga sinturon na ito ay may mga limitasyon ng pag-igting na gumagana tulad ng sumusunod: una, naabot ang pinakamataas na pinahihintulutang pagkarga, pagkatapos nito ay pinahihintulutan ng mekanikal na aparato ang pasahero na lumipat sa isang tiyak na distansya pasulong, na pinapanatili ang antas ng singil na pare-pareho.

Ayon sa disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo, ang mga sumusunod na uri ng mga tensioner ng seat belt ay nakikilala:

• cable na may mekanikal na drive;
• bola;
• pagliko;
• istante;
• nababaligtad.

2.1. Cable tensioner para sa seat belt

Ang seat belt tensioner 8 at ang automatic seat belt reel 14 ay ang mga pangunahing bahagi ng cable tensioner (Fig. 9). Ang sistema ay palipat-lipat na naayos sa proteksiyon na tubo 3 sa takip ng tindig, katulad ng isang patayong pendulum. Ang isang bakal na cable 1 ay naayos sa piston 17. Ang cable ay nasugatan at inilagay sa isang proteksiyon na tubo sa drum 18 para sa cable.

Ang tension module ay binubuo ng mga sumusunod na elemento:

• mga sensor sa anyo ng isang "spring-mass" na sistema;
• gas generator 4 na may pyrotechnic propellant charge;
• piston 1 na may bakal na cable sa tubo.

Kung ang pagbabawas ng bilis ng kotse sa panahon ng isang banggaan ay lumampas sa isang tiyak na halaga, pagkatapos ay ang sensor spring 7 ay nagsisimulang mag-compress sa ilalim ng pagkilos ng mass ng sensor. Ang sensor ay binubuo ng isang suporta 6, isang gas generator 4 na may isang pyrotechnic charge na inilabas nito, isang shock spring 5, isang piston 1 at isang tubo 2.

kanin. 9. Cable tensioner: a - ignition; b - boltahe; 1, 16 - piston; 2 - tubo; 3 - proteksiyon na tubo; 4 - generator ng gas; 5, 15 - shock spring; 6 - bracket ng sensor; 7 - sensor spring; 8 - seat belt; 9 - shock plate na may shock pin; 10, 14 - mekanismo ng paikot-ikot na sinturon ng upuan; 11 - sensor bolt; 12 - gear rim ng baras; 13 - may ngipin na segment; 17 - bakal na cable; 18 - tambol

Kung ang suporta 6 ay lumipat sa isang distansya na mas malaki kaysa sa karaniwan, ang gas generator 4, na pinapahinga ng sensor bolt 11, ay inilabas sa patayong direksyon. Ang stressed impact spring 15 ay itinutulak ito patungo sa impact pin sa impact plate. Kapag ang gas generator ay tumama sa impactor, ang gas generator float charge ay nagniningas (Larawan 9, a).

Sa oras na ito, ang gas ay iniksyon sa tubo 2 at ginagalaw ang piston 1 gamit ang bakal na cable 17 pababa (Larawan 9, b). Sa unang paggalaw ng sugat ng cable sa paligid ng clutch, ang may ngipin na segment 13 ay gumagalaw palabas palabas mula sa drum sa ilalim ng pagkilos ng acceleration force at sumasali sa may ngipin na gilid ng shaft 12 ng seat belt winder 14.

2.2. Ball belt tensioner

Binubuo ito ng isang compact module na, bilang karagdagan sa belt recognition, kasama rin ang belt tension limiter (fig. 10). Ang mekanikal na aktuasyon ay nangyayari lamang kapag nakita ng seat belt buckle sensor na ang seat belt ay nakakabit.

Ang ball seat belt pretensioner ay pinaandar ng mga bola na inilagay sa tubo 9. Sa kaganapan ng isang banggaan, ang airbag control unit ay nag-aapoy sa ejecting charge 7 (Fig. 10, b). Sa mga electric seat belt tensioner, ang activation ng drive mechanism ay isinasagawa ng airbag control unit.

Kapag ang inilabas na singil ay nag-apoy, ang mga lumalawak na gas ay itinatakda ang mga bola sa paggalaw at ididirekta ang mga ito sa gear 11 papunta sa balloon 12 upang kolektahin ang mga bola.

kanin. 10. Ball tensioner: a - pangkalahatang view; b - pag-aapoy; c - boltahe; 1, 11 - gear; 2, 12 - lobo para sa mga bola; 3 - mekanismo ng pagmamaneho (mechanical o electric); 4, 7 - pyrotechnic propellant charge; 5, 8 - seat belt; 6, 9 - tubo na may mga bola; 10 - winder ng seat belt

Dahil ang reel ng seat belt ay mahigpit na konektado sa sprocket, umiikot ito sa mga bola, at ang sinturon ay binawi (Larawan 10, c).

2.3. Rotary belt tensioner

Gumagana sa prinsipyo ng isang rotor. Ang tensioner ay binubuo ng isang rotor 2, isang detonator 1, isang drive mechanism 3 (Fig. 11, a)

Ang unang detonator ay hinihimok ng isang mekanikal o electric drive, habang ang lumalawak na gas ay umiikot sa rotor (Larawan 11, b). Dahil ang rotor ay konektado sa belt shaft, ang seat belt ay nagsisimulang bawiin. Sa pag-abot sa isang tiyak na anggulo ng pag-ikot, binubuksan ng rotor ang bypass channel 7 sa pangalawang kartutso. Sa ilalim ng pagkilos ng nagtatrabaho presyon sa kamara No. 1, ang pangalawang kartutso ay nagniningas, dahil sa kung saan ang rotor ay patuloy na umiikot (Larawan 11, c). Ang mga flue gas mula sa chamber No. 1 ay lumabas sa outlet channel 8.

kanin. 11. Rotary tensioner: a - pangkalahatang view; b - ang pagkilos ng unang detonator; c - pagkilos ng pangalawang detonator; g - ang pagkilos ng ikatlong paputok; 1 - pain; 2 - rotor; 3 - mekanismo ng pagmamaneho; 4 - seat belt; 5, 8 - channel ng output; 6 - gawain ng unang pain; 7, 9, 10 - bypass channel; 11 - actuation ng pangalawang detonator; 12 - silid No. 1 - pagganap ng ikatlong pain; 13 - numero ng camera 14

Kapag ang pangalawang bypass channel 9 ay naabot, ang ikatlong kartutso ay ignited sa ilalim ng pagkilos ng nagtatrabaho presyon sa kamara No. 2 (Larawan 11, d). Ang rotor ay patuloy na umiikot at ang tambutso na gas mula sa chamber No. 2 ay lumalabas sa outlet 5.

2.4. Pang-tensyon ng sinturon

Para sa isang maayos na paglipat ng puwersa sa sinturon, ginagamit din ang iba't ibang mga rack at pinion device (Larawan 12).

Ang rack tensioner ay gumagana tulad ng sumusunod. Sa signal ng airbag control unit, nag-aapoy ang detonator charge. Sa ilalim ng presyon ng mga nagresultang gas, ang piston na may rack 8 ay gumagalaw, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng gear 3, na nakikibahagi dito. Ang pag-ikot ng gear 3 ay ipinapadala sa gears 2 at 4. Ang Gear 2 ay mahigpit na konektado sa panlabas na singsing 7 ng overrunning clutch, na nagpapadala ng torque sa torsion shaft 6. Kapag ang singsing 7 ay umiikot, ang mga roller 5 ng clutch ay naka-clamp sa pagitan ng clutch at ng torsion shaft. Bilang resulta ng pag-ikot ng torsion shaft, ang sinturon ng upuan ay na-tension. Ang tensyon ng sinturon ay pinakawalan kapag ang piston ay umabot sa damper.

kanin. 12. Tensioner ng seat belt: a - panimulang posisyon; b - ang dulo ng pag-igting ng sinturon; 1 - shock absorber; 2, 3, 4 - mga gear; 5 - roller; 6 - axis ng pamamaluktot; 7 - ang panlabas na singsing ng overrunning clutch; 8 - piston na may rack; 9 - paputok

2.5 nababaligtad na belt tensioner

Sa mas kumplikadong mga passive na sistema ng kaligtasan, bilang karagdagan sa mga pyrotechnic seat belt pretensioner, isang reversible seat belt pretensioner (Fig. 13) na may control unit at adaptive seat belt force limiter (switchable.

Ang bawat reversible seat belt pretensioner ay kinokontrol ng isang hiwalay na control unit. Batay sa mga utos ng data bus, pinapagana ng mga seat belt pretensioner control unit ang mga konektadong actuating na motor.

Ang mga nababaligtad na tensioner ay may tatlong antas ng actuation force:

1. mababang pagsisikap - pagpili ng malubay sa seat belt;
2. average na puwersa - bahagyang pag-igting;
3. mataas na lakas - buong pag-igting.

Kung ang airbag control unit ay may nakitang maliit na frontal collision na hindi nangangailangan ng pyrotechnic pretensioner, nagpapadala ito ng signal sa pretensioner control units. Inuutusan nila ang mga sinturon ng upuan na ganap na maiigting ng mga motor sa pagmamaneho.

kanin. 13. Seat belt na may reversible pretensioner: 1 - gear; 2 - kawit; 3 - nangungunang drive

Ang motor shaft (hindi ipinapakita sa Fig. 13), na umiikot sa isang gear, ay umiikot sa isang driven disk na konektado sa seat belt shaft sa pamamagitan ng dalawang maaaring iurong na mga kawit. Ang seat belt ay bumabalot sa ehe at humihigpit.

Kung ang motor shaft ay hindi umiikot o bahagyang umiikot sa kabaligtaran na direksyon, ang mga hook ay maaaring tiklop at bitawan ang seat belt shaft.

Ang switchable seat belt force limiter ay isinaaktibo pagkatapos ma-deploy ang mga pyrotechnic pretensioner. Sa kasong ito, hinaharangan ng mekanismo ng pag-lock ang axis ng sinturon, na pumipigil sa pag-unwinding ng sinturon dahil sa posibleng pagkawalang-galaw ng mga katawan ng mga pasahero at ng driver.