کمربند ایمنی و کشنده کمربند ایمنی

رایج ترین عنصر ساختاری سیستم ایمنی غیرفعال خودرو، کمربندهای ایمنی هستند. استفاده از آن احتمال و شدت صدمات ناشی از ضربه به قسمت های سخت بدن، شیشه و سایر سرنشینان (اصطلاحاً ضربه های ثانویه) را کاهش می دهد. بستن کمربند ایمنی عملکرد موثر کیسه های هوا را تضمین می کند.

با توجه به تعداد نقاط اتصال، انواع کمربندهای ایمنی زیر متمایز می شوند: دو، سه، چهار، پنج و شش نقطه.

کمربندهای ایمنی دو نقطه ای (شکل 1) در حال حاضر به عنوان کمربند ایمنی مرکزی در صندلی عقب برخی از اتومبیل های قدیمی و همچنین در صندلی های مسافر در هواپیما استفاده می شود. کمربند ایمنی برگشت پذیر یک کمربند کمربند است که دور کمر بسته می شود و به دو طرف صندلی وصل می شود.

کمربندهای ایمنی سه نقطه ای (شکل 2) نوع اصلی کمربندهای ایمنی هستند و بر روی تمامی خودروهای مدرن نصب می شوند. کمربند 3 نقطه ای مورب دارای آرایش V شکل است که انرژی بدن متحرک را به طور یکنواخت به سینه، لگن و شانه ها تقسیم می کند. ولوو اولین کمربند ایمنی سه نقطه ای را به تولید انبوه در سال 1959 معرفی کرد. کمربند ایمنی سه نقطه ای دستگاه را به عنوان رایج ترین در نظر بگیرید.

کمربند ایمنی سه نقطه ای از یک بافته، یک سگک و یک کشنده تشکیل شده است.

کمربند ایمنی از مواد بادوام ساخته شده و با وسایل مخصوص در سه نقطه روی ستون، روی آستانه و روی میله مخصوص با قفل به بدنه متصل می شود. برای تطبیق کمربند با قد یک فرد خاص، طرح های زیادی برای تنظیم ارتفاع نقطه اتصال بالایی ارائه شده است.

قفل کمربند ایمنی را محکم می کند و در کنار صندلی ماشین نصب می شود. یک زبانه فلزی متحرک برای اتصال با بند بند ساخته شده است. به عنوان یادآوری نیاز به بستن کمربند ایمنی، طراحی قفل شامل یک کلید موجود در مدار سیستم هشدار AV است. هشدار با چراغ اخطار روی داشبورد و یک سیگنال صوتی رخ می دهد. الگوریتم عملکرد این سیستم برای خودروسازان مختلف تفاوت هایی دارد.

کشنده باز کردن اجباری و باز کردن خودکار کمربند ایمنی را فراهم می کند. به بدنه خودرو متصل است. این قرقره مجهز به مکانیزم قفل اینرسی است که حرکت تسمه روی قرقره را در صورت تصادف متوقف می کند. دو روش مسدود کردن استفاده می شود: در نتیجه حرکت (اینرسی) خودرو و در نتیجه حرکت خود کمربند ایمنی. نوار را فقط می توان به آرامی و بدون شتاب از درام قرقره جدا کرد.

خودروهای مدرن مجهز به کمربندهای ایمنی پیش کشنده هستند.

کمربندهای ایمنی پنج نقطه ای (شکل 4) در اتومبیل های اسپرت و برای محکم کردن کودکان در صندلی های اتومبیل کودک استفاده می شود. شامل دو بند کمر، دو بند شانه و یک بند پا.

برنج. 4. مهار پنج نقطه

دسته ایمنی 6 نقطه ای دارای دو بند بین پاها است که تناسب مطمئن تری را برای سوارکار فراهم می کند.

یکی از پیشرفت‌های امیدوارکننده کمربندهای ایمنی بادی (شکل 5) است که در هنگام تصادف با گاز پر می‌شوند. آنها منطقه تماس با مسافر را افزایش می دهند و بر این اساس بار روی فرد را کاهش می دهند. قسمت بادی ممکن است قسمت شانه یا قسمت شانه و کمر باشد. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این طراحی کمربند ایمنی محافظت بیشتری در برابر ضربه جانبی ایجاد می‌کند.

برنج. 5. کمربندهای ایمنی بادی

فورد این آپشن را در اروپا برای نسل چهارم فورد موندئو ارائه می کند. برای سرنشینان ردیف عقب کمربندهای ایمنی بادی تعبیه شده است. این سیستم برای کاهش صدمات سر، گردن و قفسه سینه در صورت تصادف برای سرنشینان ردیف عقب، که اغلب کودکان و افراد مسن هستند، طراحی شده است که به ویژه در معرض این نوع آسیب ها هستند. در استفاده روزمره، کمربندهای ایمنی بادی مانند کمربندهای معمولی کار می کنند و با صندلی کودک سازگار هستند.

در صورت بروز حادثه، سنسور شوک سیگنالی را به واحد کنترل سیستم امنیتی ارسال می کند، واحد سیگنالی را برای باز کردن دریچه قطع سیلندر دی اکسید کربن واقع در زیر صندلی ارسال می کند، دریچه باز می شود و گازی که وجود دارد. قبلاً در حالت فشرده بالشتک کمربند ایمنی را پر می کند. کمربند به سرعت باز می شود و نیروی ضربه را روی سطح بدن توزیع می کند که پنج برابر بیشتر از کمربندهای ایمنی استاندارد است. زمان فعال سازی تسمه ها کمتر از 40 میلی ثانیه است.

با مرسدس بنز S کلاس W222 جدید، این شرکت در حال گسترش گزینه های حفاظت از سرنشینان عقب خود است. پکیج PRE-SAFE صندلی عقب ترکیبی از پیش کشنده ها و کیسه هوا در کمربند ایمنی (Beltbag) با کیسه هوا در صندلی های جلو است. استفاده ترکیبی از این دستگاه ها در هنگام تصادف در مقایسه با طرح سنتی 30 درصد از صدمات مسافران را کاهش می دهد. کیسه هوای کمربند ایمنی کمربند ایمنی است که می تواند باد شود و در نتیجه با کاهش بار روی قفسه سینه، خطر آسیب به سرنشینان در برخورد از جلو را کاهش دهد. صندلی درازکش به صورت استاندارد مجهز به کیسه هوای پنهان شده در زیر تودوزی بالشتک صندلی است.چنین بالشتکی از سر خوردن سرنشین در حالت درازکش زیر کمربند ایمنی در صورت تصادف (به اصطلاح غواصی) جلوگیری می کند. . به این ترتیب، مرسدس بنز توانسته است یک صندلی راحت و راحت ایجاد کند که سطح ایمنی بیشتری را در هنگام تصادف نسبت به صندلی هایی که در آن تکیه گاه با بازکردن بالشتک صندلی در آن تکیه داده می شود، ایجاد کند.

به عنوان اقدامی در برابر عدم استفاده از کمربند ایمنی، کمربند ایمنی خودکار از سال 1981 پیشنهاد شده است (شکل 6) که به طور خودکار هنگام بسته شدن درب (استارت موتور) مسافر را محکم می کند و با باز شدن در (موتور) او را آزاد می کند. شروع پایان). به عنوان یک قاعده، حرکت کمربند شانه ای که در امتداد لبه های قاب درب حرکت می کند، خودکار است. کمربند با دست بسته می شود. به دلیل پیچیدگی طراحی، ناراحتی وارد شدن به خودرو، در حال حاضر از کمربندهای ایمنی خودکار استفاده نمی شود.

برنج. 6. کمربند ایمنی خودکار

2. کشنده کمربند ایمنی

برای مثال در سرعت 56 کیلومتر بر ساعت، از لحظه برخورد با مانع ثابت تا توقف کامل خودرو حدود 150 میلی ثانیه طول می کشد. راننده و سرنشین خودرو زمان انجام هیچ عملی را در مدت زمان کوتاهی ندارند، بنابراین در شرایط اضطراری شرکت کننده منفعل هستند. در این مدت، پیش کشنده کمربند ایمنی، کیسه هوا و سوئیچ کشنده باتری باید فعال شوند.

در یک تصادف، کمربندهای ایمنی باید سطح انرژی تقریباً برابر با انرژی جنبشی فردی که از طبقه چهارم یک ساختمان بلند سقوط می کند، جذب کند. به دلیل شل شدن احتمالی کمربند ایمنی، برای جبران این شل شدن از پیش کشنده (پیش کشنده) استفاده می شود.

کشنده کمربند ایمنی در صورت برخورد کمربند ایمنی را جمع می کند. این به کاهش شلی کمربند ایمنی (فضای بین کمربند ایمنی و بدنه) کمک می کند. به این ترتیب کمربند ایمنی از پیشروی مسافر (در رابطه با حرکت خودرو) جلوگیری می کند.

خودروها هم از پیش کشنده های مورب کمربند ایمنی و هم از پیش کشنده های سگکی استفاده می کنند. استفاده از هر دو نوع به شما امکان می دهد مسافر را به طور بهینه تعمیر کنید، زیرا در این حالت سیستم سگک را به عقب می کشد و همزمان شاخه های مورب و شکمی کمربند ایمنی را سفت می کند. در عمل، کشنده های نوع اول عمدتاً نصب می شوند.

کشنده کمربند ایمنی کشش را بهبود می بخشد و محافظت در برابر لغزش کمربند را بهبود می بخشد. این کار با بازکردن فوری پیش کشنده کمربند ایمنی در هنگام ضربه اولیه به دست می آید. حداکثر حرکت راننده یا مسافر در جهت جلو باید حدود 1 سانتی متر و مدت زمان عمل مکانیکی باید 5 میلی ثانیه (حداکثر مقدار 12 میلی ثانیه) باشد. کشنده تضمین می کند که بخش تسمه (تا 130 میلی متر طول) تقریباً در 13 میلی ثانیه پیچ می شود.

رایج ترین آنها پیش کشنده های مکانیکی کمربند ایمنی هستند (شکل 7).

برنج. 7. کشنده کمربند ایمنی مکانیکی: 1 - کمربند ایمنی; 2 - چرخ جغجغه ای؛ 3 - محور سیم پیچ اینرسی; 4 - چفت (موقعیت بسته)؛ 5 - دستگاه آونگ

علاوه بر تنش‌کننده‌های مکانیکی سنتی، بسیاری از تولیدکنندگان در حال حاضر خودروها را به کشنده‌های آتش‌بازی مجهز می‌کنند (شکل 8).

برنج. 8. کشنده پیروتکنیک: 1 - کمربند ایمنی; 2 - پیستون؛ 3 - کارتریج آتش نشانی

آنها زمانی فعال می شوند که حسگر داخلی سیستم تشخیص دهد که از آستانه کاهش سرعت از پیش تعیین شده فراتر رفته است که نشان دهنده شروع یک برخورد است. این باعث می شود چاشنی کارتریج آتش نشانی مشتعل شود. هنگامی که کارتریج منفجر می شود، گاز آزاد می شود که فشار آن روی پیستون متصل به کمربند ایمنی عمل می کند. پیستون به سرعت حرکت می کند و تسمه را منقبض می کند. به طور معمول، زمان پاسخ دستگاه از 25 میلی ثانیه از شروع تخلیه تجاوز نمی کند.

برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد قفسه سینه، این تسمه ها دارای محدودیت های کششی هستند که به شرح زیر عمل می کنند: ابتدا به حداکثر بار مجاز می رسد، پس از آن یک وسیله مکانیکی به مسافر اجازه می دهد تا مسافت مشخصی را به جلو حرکت دهد و سطح شارژ را ثابت نگه دارد.

با توجه به طراحی و اصل عملکرد، انواع زیر کشنده کمربند ایمنی متمایز می شود:

• کابل با درایو مکانیکی؛
• توپ؛
• پیچ؛
• تاقچه؛
• برگشت پذیر

2.1. کشنده کابل برای کمربند ایمنی

کشنده کمربند ایمنی 8 و قرقره کمربند ایمنی 14 اجزای اصلی کشنده کابل هستند (شکل 9). این سیستم به طور متحرک روی لوله محافظ 3 در پوشش بلبرینگ ثابت می شود، مشابه یک آونگ عمودی. یک کابل فولادی 1 روی پیستون 17 ثابت شده است. کابل پیچ شده و روی یک لوله محافظ روی درام 18 برای کابل نصب شده است.

ماژول تنش از عناصر زیر تشکیل شده است:

• سنسورها به شکل یک سیستم "جرم چشمه"؛
• ژنراتور گاز 4 با بار پیشرانه آتش سوزی؛
• پیستون 1 با یک کابل فولادی در لوله.

اگر کاهش سرعت خودرو در هنگام برخورد از مقدار معینی بیشتر شود، فنر سنسور 7 تحت تأثیر جرم سنسور شروع به فشرده شدن می کند. این سنسور شامل یک تکیه گاه 6، یک ژنراتور گاز 4 با بار آتش سوزی خارج شده توسط آن، یک فنر ضربه ای 5، یک پیستون 1 و یک لوله 2 است.

برنج. 9. کشنده کابل: الف - جرقه زنی; ب - ولتاژ؛ 1، 16 - پیستون؛ 2 - لوله; 3 - لوله محافظ; 4 - ژنراتور گاز; 5، 15 - فنر شوک؛ 6 - براکت سنسور؛ 7 - فنر سنسور; 8 - کمربند ایمنی؛ 9 - صفحه شوک با پین ضربه ای; 10، 14 - مکانیزم سیم پیچ کمربند ایمنی؛ 11 - پیچ سنسور؛ 12 - لبه چرخ دنده شفت؛ 13 - بخش دندانه دار؛ 17 - کابل فولادی; 18 - طبل

اگر تکیه گاه 6 فاصله ای بیشتر از حد معمول را طی کرده باشد، ژنراتور گاز 4 که توسط پیچ سنسور 11 در حالت استراحت نگه داشته شده است، در جهت عمودی رها می شود. فنر ضربه ای 15 آن را به سمت پین ضربه در صفحه ضربه فشار می دهد. هنگامی که ژنراتور گاز به ضربه زن برخورد می کند، بار شناور ژنراتور گاز مشتعل می شود (شکل 9، a).

در این زمان، گاز به لوله 2 تزریق می شود و پیستون 1 را با کابل فولادی 17 به سمت پایین حرکت می دهد (شکل 9، ب). در طی اولین حرکت کابل که به دور کلاچ پیچید، بخش دندانه دار 13 تحت تأثیر نیروی شتاب به صورت شعاعی به سمت بیرون از درام حرکت می کند و با لبه دندانه دار محور 12 سیم پیچ کمربند ایمنی 14 درگیر می شود.

2.2. کشنده تسمه توپ

این شامل یک ماژول فشرده است که علاوه بر تشخیص تسمه، شامل یک محدود کننده کشش تسمه نیز می باشد (شکل 10). فعال سازی مکانیکی تنها زمانی اتفاق می افتد که سنسور سگک کمربند ایمنی بسته بودن کمربند ایمنی را تشخیص دهد.

پیش کشنده کمربند ایمنی توپ توسط توپ هایی که در لوله 9 قرار داده شده اند فعال می شود. در صورت برخورد، واحد کنترل کیسه هوا، بار خروجی 7 را مشتعل می کند (شکل 10، b). در کشنده های کمربند ایمنی برقی، فعال سازی مکانیزم محرک توسط واحد کنترل کیسه هوا انجام می شود.

هنگامی که بار خارج شده مشتعل می شود، گازهای در حال انبساط توپ ها را به حرکت در می آورند و آنها را از طریق چرخ دنده 11 به داخل بالون 12 هدایت می کنند تا توپ ها را جمع کنند.

برنج. 10. کشنده توپ: الف - نمای کلی; ب - احتراق؛ ج - ولتاژ؛ 1، 11 - دنده؛ 2، 12 - بالون برای توپ. 3 - مکانیزم محرک (مکانیکی یا الکتریکی)؛ 4، 7 - شارژ پیشران آتش سوزی؛ 5، 8 - کمربند ایمنی؛ 6، 9 - لوله با توپ؛ 10 - پیچ کمربند ایمنی

از آنجایی که قرقره کمربند ایمنی به طور محکم به چرخ دنده متصل است، با توپ می چرخد ​​و کمربند جمع می شود (شکل 10، ج).

2.3. کشنده تسمه دوار

بر اساس اصل روتور کار می کند. کشنده از یک روتور 2، یک چاشنی 1، یک مکانیسم محرک 3 تشکیل شده است (شکل 11، a)

اولین چاشنی توسط یک محرکه مکانیکی یا الکتریکی به حرکت در می آید، در حالی که گاز در حال انبساط روتور را می چرخاند (شکل 11، ب). از آنجایی که روتور به محور کمربند متصل است، کمربند ایمنی شروع به جمع شدن می کند. با رسیدن به یک زاویه چرخش معین، روتور کانال بای پس 7 را به کارتریج دوم باز می کند. تحت عمل فشار کاری در محفظه شماره 1، کارتریج دوم مشتعل می شود که به دلیل آن روتور به چرخش خود ادامه می دهد (شکل 11، ج). گازهای دودکش از محفظه شماره 1 از کانال خروجی 8 خارج می شوند.

برنج. 11. کشنده دوار: الف - نمای کلی; ب - عمل اولین چاشنی؛ ج - عمل چاشنی دوم. ز - عمل ترقه سوم؛ 1 - طعمه؛ 2 - روتور؛ 3 - مکانیزم درایو; 4 - کمربند ایمنی؛ 5، 8 - کانال خروجی؛ 6 - کار طعمه اول; 7، 9، 10 - کانال های دور زدن. 11 - فعال کردن چاشنی دوم. 12 - اتاق شماره 1; 13 - اجرای طعمه سوم; 14 - دوربین شماره 2

هنگامی که به دومین کانال بای پس 9 رسید، کارتریج سوم تحت تأثیر فشار کاری در محفظه شماره 2 مشتعل می شود (شکل 11، d). روتور به چرخش ادامه می دهد و گاز خروجی از محفظه شماره 2 از خروجی 5 خارج می شود.

2.4. کشنده تسمه

برای انتقال صاف نیرو به تسمه، از دستگاه های مختلف قفسه و پینیون نیز استفاده می شود (شکل 12).

کشش رک به شرح زیر عمل می کند. در سیگنال واحد کنترل کیسه هوا، شارژ چاشنی مشتعل می شود. تحت فشار گازهای حاصل، پیستون با قفسه 8 به سمت بالا حرکت می کند و باعث چرخش چرخ دنده 3 می شود که با آن درگیر است. چرخش دنده 3 به چرخ دنده های 2 و 4 منتقل می شود. دنده 2 به طور صلب به حلقه بیرونی 7 کلاچ اوررانینگ متصل می شود که گشتاور را به محور پیچشی 6 منتقل می کند. هنگامی که حلقه 7 می چرخد، غلتک های 5 کلاچ هستند. بین کلاچ و محور پیچشی گیره شده است. در نتیجه چرخش میل پیچشی، کمربند ایمنی کشیده می شود. کشش تسمه با رسیدن پیستون به دمپر آزاد می شود.

برنج. 12. کشنده کمربند ایمنی: a - موقعیت شروع; ب - انتهای کشش کمربند؛ 1 - کمک فنر; 2، 3، 4 - چرخ دنده؛ 5 - غلتک؛ 6 - محور پیچش; 7 - حلقه بیرونی کلاچ overrunning; 8 - پیستون با قفسه; 9 - فشفشه

کشنده تسمه برگشت پذیر 2.5

در سیستم‌های ایمنی غیرفعال پیچیده‌تر، علاوه بر پیش‌کش‌کننده‌های کمربند ایمنی آتش‌زا، یک پیش‌کش‌کننده کمربند ایمنی برگشت‌پذیر (شکل 13) با یک واحد کنترل و یک محدودکننده نیروی کمربند ایمنی تطبیقی ​​(قابل تعویض.

هر پیش کشنده کمربند ایمنی برگشت پذیر توسط یک واحد کنترل جداگانه کنترل می شود. بر اساس دستورات باس داده، واحدهای کنترل پیش کشنده کمربند ایمنی، موتورهای فعال کننده متصل را فعال می کنند.

کشش های برگشت پذیر دارای سه سطح نیروی محرک هستند:

1. تلاش کم - انتخاب کمربند ایمنی آویزان؛
2. نیروی متوسط ​​- کشش جزئی؛
3. استحکام بالا - کشش کامل.

اگر واحد کنترل کیسه هوا یک برخورد جزئی از جلو را تشخیص دهد که نیازی به پیش کشنده آتش سوزی ندارد، سیگنالی را به واحدهای کنترل پیش کشنده ارسال می کند. آنها به کمربندهای ایمنی فرمان می دهند که توسط موتورهای محرک کاملاً کشیده شوند.

برنج. 13. کمربند ایمنی با پیش کشنده برگشت پذیر: 1 - دنده; 2 - قلاب؛ 3 - درایو پیشرو

شفت موتور (در شکل 13 نشان داده نشده است)، که از طریق چرخ دنده می چرخد، یک دیسک محرک متصل به محور کمربند ایمنی را با دو قلاب جمع شونده می چرخاند. کمربند ایمنی دور محور می‌پیچد و سفت می‌شود.

اگر محور موتور نچرخد یا کمی در جهت مخالف بچرخد، ممکن است قلاب ها به داخل تا شوند و محور کمربند ایمنی را آزاد کنند.

محدود کننده نیروی کمربند ایمنی قابل تعویض پس از استقرار پیش کشنده های آتش سوزی فعال می شود. در این حالت مکانیسم قفل محور تسمه را مسدود می کند و به دلیل اینرسی احتمالی بدن سرنشینان و راننده از باز شدن تسمه جلوگیری می کند.