Turvavööd ja turvavööde pingutid

Auto passiivse turvasüsteemi levinuim konstruktsioonielement on turvavööd. Selle kasutamine vähendab vigastuste tõenäosust ja raskust keha kõvadele osadele, klaasile ja teistele reisijatele (nn teisesed löögid) põhjustatud löökidest. Kinnitatud turvavööd tagavad turvapatjade tõhusa töö.

Kinnituspunktide arvu järgi eristatakse järgmist tüüpi turvavööd: kahe-, kolme-, nelja-, viie- ja kuuepunktilised.

Kahepunkti turvavööd (joonis 1) kasutatakse praegu osade vanemate autode tagaistmel keskmise turvavööna, aga ka lennukite reisijaistmetel. Pööratav turvavöö on vöörihm, mis käib ümber vöökoha ja kinnitatakse istme mõlemale küljele.

Kolmepunkti turvavööd (joonis 2) on peamine turvavööde tüüp ja need on paigaldatud kõikidele kaasaegsetele autodele. 3-punktilise diagonaaliga vöörihm on V-kujulise paigutusega, mis jaotab liikuva keha energia ühtlaselt rinnale, vaagnale ja õlgadele. Volvo tõi 1959. aastal turule esimesed massiliselt toodetud kolmepunkti turvavööd. Peame seadme kolmepunkti turvavööd kõige levinumaks.

Kolmepunkti turvavöö koosneb rihmast, pandlast ja pingutist.

Turvavöö on valmistatud vastupidavast materjalist ja kinnitatakse kere külge spetsiaalsete seadmetega kolmest punktist: sambale, lävele ja spetsiaalsele lukuga vardale. Vöö kohandamiseks konkreetse inimese pikkusega on paljudes konstruktsioonides ette nähtud ülemise kinnituspunkti kõrguse reguleerimine.

Lukk kinnitab turvavöö ja paigaldatakse turvatooli kõrvale. Rihma lukuga ühendamiseks on valmistatud liigutatav metallkeel. Meeldetuletuseks turvavöö kasutamise vajadusest on luku disainis AV signalisatsiooni vooluringis sisalduv lüliti. Hoiatus toimub armatuurlaual oleva hoiatustule ja helisignaaliga. Selle süsteemi tööalgoritmil on erinevate autotootjate puhul erinevusi.

Tõmbur tagab turvavöö sunnitud lahtikerimise ja automaatse tagasikerimise. See on kinnitatud auto kere külge. Rull on varustatud inertsiaalse lukustusmehhanismiga, mis peatab avarii korral rihma liikumise rullil. Kasutatakse kahte blokeerimismeetodit: auto liikumise (inertsi) ja turvavöö enda liikumise tulemusena. Teipi saab poolitrumlilt maha tõmmata ainult aeglaselt, ilma kiirendamiseta.

Kaasaegsed autod on varustatud eelpingutiga turvavöödega.

Viiepunkti turvavööd (joonis 4) kasutatakse sportautodes ja laste turvatoolides kinnitamiseks. Kaasas kaks vöörihma, kaks õlarihma ja üks jalarihm.

Riis. 4. Viiepunktirakmed

6-punktilisel turvarihmal on jalgade vahel kaks rihma, mis tagavad ratturile kindlama istuvuse.

Üks paljutõotav arendus on täispuhutavad turvavööd (joon. 5), mis avarii ajal gaasiga täituvad. Need suurendavad kontaktpinda reisijaga ja vähendavad vastavalt inimese koormust. Täispuhutav osa võib olla õlaosa või õla- ja taljeosa. Testid näitavad, et see turvavöö disain pakub täiendavat kaitset külgkokkupõrke eest.

Riis. 5. Täispuhutavad turvavööd

Ford pakub seda võimalust Euroopas neljanda põlvkonna Ford Mondeole. Tagarea reisijatele on paigaldatud täispuhutavad turvavööd. Süsteem on loodud selleks, et vähendada pea-, kaela- ja rindkere vigastusi õnnetuse korral tagarea reisijatel, kelleks on sageli lapsed ja eakad, kes on seda tüüpi vigastustele eriti altid. Igapäevases kasutuses töötavad täispuhutavad turvavööd samamoodi nagu tavalised ja sobivad kokku lasteistmetega.

Õnnetuse korral saadab põrutusandur signaali turvasüsteemi juhtseadmele, seade saadab signaali istme all asuva süsihappegaasiballooni sulgeventiili avamiseks, klapp avaneb ja gaas, mis oli varem kokkusurutud olekus täidab turvavööpadja. Turvavöö rakendub kiiresti, jaotades löögijõu üle kere pinna, mis on viis korda suurem kui tavalistel turvavöödel. Rihmade aktiveerimisaeg on alla 40 ms.

Uue Mercedes-Benzi S-klassi W222-ga laiendab ettevõte oma tagaistmete reisijate kaitse võimalusi. Tagaistme PRE-SAFE paketis on ühendatud eelpingutid ja turvavöö turvapadi (Beltbag) esiistmete turvapatjadega. Nende seadmete kombineeritud kasutamine õnnetuses vähendab reisijate vigastusi 30% võrreldes traditsioonilise skeemiga. Turvavöö turvapadi on turvavöö, mis suudab täituda ja vähendab seeläbi kaassõitjate vigastuste ohtu laupkokkupõrke korral, vähendades rinnale avaldatavat koormust. Lamatav iste on standardvarustuses istmepadja polstri alla peidetud turvapadjaga.Selline padi väldib lamavas asendis reisijal turvavöö alla libisemist õnnetuse korral (nn "sukeldumine") . Nii on Mercedes-Benz suutnud välja töötada mugava lamamistetme, mis tagab avarii korral suurema turvalisuse kui iste, mille seljatugi on istmepatja pikendades kallutatud.

Meetmena turvavööde mittekasutamise vastu on alates 1981. aastast välja pakutud automaatseid turvavöösid (joonis 6), mis kinnitavad reisija automaatselt ukse sulgemisel (mootori käivitamine) ja vabastavad ta ukse avamisel (mootor). algus-peatus). Reeglina on ukselengi servi mööda liikuv õlavöö liikumine automatiseeritud. Vöö kinnitatakse käsitsi. Disaini keerukuse, autosse sisenemise ebamugavuse tõttu automaatseid turvavöösid praegu praktiliselt ei kasutata.

Riis. 6. Automaatne turvavöö

2. Turvavööde pingutid

Kiirusel näiteks 56 km/h kulub fikseeritud takistusega kokkupõrkest kuni auto täieliku peatumiseni umbes 150 ms. Auto juhil ja kaasreisijal ei ole nii lühikese aja jooksul aega ühtegi tegevust sooritada, seetõttu on nad hädaolukorras passiivsed osalejad. Selle aja jooksul peavad olema aktiveeritud turvavööde eelpingutid, turvapadjad ja aku väljalülituslüliti.

Õnnetuse korral peavad turvavööd neelama energiataseme, mis on ligikaudu võrdne kõrghoone neljandalt korruselt kukkuva inimese kineetilise energiaga. Turvavöö võimaliku nõrgenemise tõttu kasutatakse selle nõrgenemise kompenseerimiseks eelpingutit (eelpingutit).

Turvavöö pinguti tõmbab kokkupõrke korral turvavöö sisse. See aitab vähendada turvavöö lõtku (turvavöö ja kere vahelist ruumi). Seega ei lase turvavöö kaasreisijal eelnevalt ettepoole liikuda (auto liikumise suhtes).

Sõidukites kasutatakse nii diagonaalseid turvavööde eelpingutid kui ka pandla eelpingutid. Mõlema tüübi kasutamine võimaldab teil reisija optimaalselt fikseerida, kuna sel juhul tõmbab süsteem pandla tagasi, pingutades samal ajal turvavöö diagonaalseid ja ventraalseid harusid. Praktikas paigaldatakse peamiselt esimest tüüpi pingutid.

Turvavöö pinguti parandab pinget ja parandab turvavöö libisemiskaitset. See saavutatakse turvavöö eelpinguti kohese rakendumisega esialgse kokkupõrke ajal. Juhi või reisija maksimaalne liikumine ettepoole peaks olema umbes 1 cm ja mehaanilise toimingu kestus peaks olema 5 ms (maksimaalne väärtus 12 ms). Pingutusseade tagab rihmaosa (pikkusega kuni 130 mm) kerimise peaaegu 13 ms jooksul.

Kõige levinumad on mehaanilised turvavööde eelpingutid (joonis 7).

Riis. 7. Mehaaniline turvavöö pinguti: 1 - turvavöö; 2 - põrkratas; 3 - inertsiaalpooli telg; 4 - riiv (suletud asend); 5 - pendli seade

Lisaks traditsioonilistele mehaanilistele pingutitele varustavad paljud tootjad praegu sõidukeid pürotehniliste pingutitega (joonis 8).

Riis. 8. Pürotehniline pinguti: 1 - turvavöö; 2 - kolb; 3 - pürotehniline kassett

Need aktiveeruvad, kui süsteemi sisseehitatud andur tuvastab, et etteantud aeglustuslävi on ületatud, mis näitab kokkupõrke algust. See süütab pürotehnilise padruni detonaatori. Kasseti plahvatamisel eraldub gaas, mille rõhk mõjub turvavööga ühendatud kolvile. Kolb liigub kiiresti ja pingutab rihma. Tavaliselt ei ületa seadme reaktsiooniaeg 25 ms tühjenemise algusest.

Et vältida rindkere ülekoormamist, on nendel rihmadel pingepiirajad, mis töötavad järgmiselt: esmalt saavutatakse maksimaalne lubatud koormus, misjärel laseb mehaaniline seade reisijal liikuda teatud vahemaa edasi, hoides laetuse taset konstantsena.

Konstruktsiooni ja tööpõhimõtte järgi eristatakse järgmist tüüpi turvavööpingutid:

• mehaanilise ajamiga kaabel;
• pall;
• pööramine;
• riiul;
• pööratav.

2.1. Trossipinguti turvavöö jaoks

Turvavöö pinguti 8 ja automaatne turvavöö rull 14 on trossipinguti põhikomponendid (joonis 9). Süsteem on sarnaselt vertikaalse pendliga liikuvalt kinnitatud laagrikaanes olevale kaitsetorule 3. Terastross 1 on kinnitatud kolvi 17 külge. Tross on keritud ja paigaldatud trumli 18 kaitsetorule kaabli jaoks.

Pingutusmoodul koosneb järgmistest elementidest:

• andurid "vedru-massi" süsteemi kujul;
• pürotehnilise raketikütuse laenguga gaasigeneraator 4;
• kolb 1 terastrossiga torus.

Kui auto aeglustus kokkupõrke ajal ületab teatud väärtuse, hakkab anduri vedru 7 anduri massi toimel kokku suruma. Andur koosneb toest 6, gaasigeneraatorist 4 koos selle poolt väljutatava pürotehnilise laenguga, löökvedrust 5, kolvist 1 ja torust 2.

Riis. 9. Trossi pinguti: a - süüde; b - pinge; 1, 16 - kolb; 2 - toru; 3 - kaitsetoru; 4 - gaasigeneraator; 5, 15 - šokkvedru; 6 - anduri kronstein; 7 - anduri vedru; 8 - turvavöö; 9 - põrutusplaat löögitihvtiga; 10, 14 - turvavöö mähismehhanism; 11 - anduri polt; 12 - võlli hammasratas; 13 - hammastega segment; 17 - teraskaabel; 18 - trummel

Kui tugi 6 on liikunud normist suurema vahemaa, vabastatakse gaasigeneraator 4, mida hoiab paigal anduri polt 11, vertikaalsuunas. Pingestatud löökvedru 15 surub selle löögiplaadis oleva löögitihvti poole. Kui gaasigeneraator tabab löökkatsekeha, süttib gaasigeneraatori ujuklaeng (joonis 9, a).

Sel ajal süstitakse gaas torusse 2 ja see liigutab kolvi 1 terastrossiga 17 allapoole (joonis 9, b). Ümber siduri keritud trossi esimese liikumise ajal liigub hammassegment 13 kiirendusjõu mõjul radiaalselt trumlist väljapoole ja haakub turvavöö kerija 12 võlli 14 hammastatud servaga.

2.2. Kuulrihma pinguti

See koosneb kompaktsest moodulist, mis lisaks rihma tuvastamisele sisaldab ka rihmapinge piirajat (joon. 10). Mehaaniline käivitamine toimub ainult siis, kui turvavöö pandla andur tuvastab, et turvavöö on kinnitatud.

Kuulist turvavöö eelpingutit käivitatakse torusse 9 asetatud kuulidega. Kokkupõrke korral süütab turvapadja juhtseade väljuva laengu 7 (joonis 10, b). Elektrilistes turvavööpingutites aktiveerib ajami mehhanismi turvapadja juhtseade.

Kui väljapaiskuv laeng süüdatakse, panevad paisuvad gaasid kuulid liikuma ja suunavad need läbi hammasratta 11 ballooni 12, et pallid kokku koguda.

Riis. 10. Kuuli pinguti: a - üldvaade; b - süüde; c - pinge; 1, 11 - käik; 2, 12 - pallide õhupall; 3 - ajam (mehaaniline või elektriline); 4, 7 - pürotehniline raketikütuse laeng; 5, 8 - turvavöö; 6, 9 - kuulidega toru; 10 - turvavöö kerija

Kuna turvavöö rull on ketirattaga jäigalt ühendatud, pöörleb see kuulidega ja vöö tõmbub sisse (joonis 10, c).

2.3. Pöörlev rihma pinguti

Töötab rootori põhimõttel. Pingutusseade koosneb rootorist 2, detonaatorist 1, ajamimehhanismist 3 (joonis 11, a)

Esimest detonaatorit käitab mehaaniline või elektriline ajam, paisuv gaas aga pöörleb rootorit (joon. 11, b). Kuna rootor on ühendatud rihma võlliga, hakkab turvavöö sisse tõmbuma. Teatud pöördenurga saavutamisel avab rootor möödaviigukanali 7 teisele kassetile. Töörõhu mõjul kambris nr 1 süttib teine ​​kassett, mille tõttu rootor jätkab pöörlemist (joonis 11, c). Suitsugaasid kambrist nr 1 väljuvad läbi väljalaskekanali 8.

Riis. 11. Pöördpinguti: a - üldvaade; b - esimese detonaatori tegevus; c - teise detonaatori tegevus; g - kolmanda paugutaja tegevus; 1 - sööt; 2 - rootor; 3 - ajammehhanism; 4 - turvavöö; 5, 8 - väljundkanal; 6 - esimese sööda töö; 7, 9, 10 - möödaviigukanalid; 11 - teise detonaatori käivitamine; 12 - kamber nr 1; 13 - kolmanda sööda jõudlus; 14 - kaamera number 2

Kui jõutakse teise möödaviigukanalini 9, süüdatakse kolmas kassett töörõhu mõjul kambris nr 2 (joonis 11, d). Rootor jätkab pöörlemist ja heitgaasid kambrist nr 2 väljuvad läbi väljalaskeava 5.

2.4. Rihma pinguti

Jõu sujuvaks ülekandmiseks rihmale kasutatakse ka erinevaid hammaslatti ja hammasrattaid (joon. 12).

Rack pinguti töötab järgmiselt. Turvapadja juhtseadme signaalil süttib detonaatori laeng. Saadud gaaside rõhu all liigub kolb koos hammaslatiga 8 üles, põhjustades sellega haarduva käigu 3 pöörlemise. Käigu 3 pöörlemine kandub üle käikudele 2 ja 4. Käigukast 2 on jäigalt ühendatud ülekäigusiduri välimise rõngaga 7, mis edastab pöördemomendi väändevõllile 6. Rõnga 7 pöörlemisel on siduri rullid 5 kinnitatakse siduri ja väändevõlli vahele. Väändevõlli pöörlemise tulemusena on turvavöö pingutatud. Rihma pinge vabaneb, kui kolb jõuab siibrini.

Riis. 12. Turvavöö pinguti: a - lähteasend; b - rihma pinge lõpp; 1 - amortisaator; 2, 3, 4 - käigud; 5 - rull; 6 - väändetelg; 7 - ülekäigusiduri välimine rõngas; 8 - hammaslatiga kolb; 9 - paugutaja

2.5 pööratav rihmapinguti

Keerulisemates passiivsetes turvasüsteemides lisaks pürotehnilistele turvavööde eelpingutile ka pööratav turvavööde eelpinguti (joon. 13) koos juhtseadmega ja adaptiivne turvavöö jõupiiraja (lülitatav.

Iga pööratavat turvavöö eelpingutit juhib eraldi juhtseade. Andmesiini käskude alusel käivitavad turvavööde eelpinguti juhtseadmed ühendatud ajamite mootoreid.

Pööratavatel pingutitel on kolm käivitamisjõu taset:

1. väike pingutus - longus turvavöö valik;
2. keskmine jõud - osaline pinge;
3. kõrge tugevus - täispinge.

Kui turvapadja juhtplokk tuvastab kerge laupkokkupõrke, mis ei vaja pürotehnilist eelpingutit, saadab see signaali eelpinguti juhtseadmetele. Need käsivad ajamimootorite abil turvavööd täielikult pingutada.

Riis. 13. Pööratava eelpingutiga turvavöö: 1 - käik; 2 - konks; 3 - juhtiv ajam

Mootori võll (pole näidatud joonisel 13), mis pöörleb läbi käigu, pöörab käitatavat ketast, mis on ühendatud turvavöö võlliga kahe sissetõmmatava konksu abil. Turvavöö keerdub ümber telje ja pingutab.

Kui mootori võll ei pöörle või pöörleb veidi vastupidises suunas, võivad konksud kokku klappida ja vabastada turvavöö võll.

Lülitav turvavöö jõupiiraja aktiveeritakse pärast pürotehniliste eelpingutite rakendumist. Sel juhul blokeerib lukustusmehhanism turvavöö telje, takistades turvavöö lahtikerimist reisijate ja juhi kehade võimaliku inertsi tõttu.