Устройство ремня безопасности
- Статья опубликована 24.06.2014 14:23
- Последняя правка произведена 24.06.2014 14:32
Категории автомобильных систем безопасности.
Автомобильные системы безопасности подразделяют на две категории: активные и пассивные. В качестве активных систем безопасности выступают абсолютно все автомобильные качества, которые снижают вероятность ДТП (дорожно-транспортного происшествия). В первую очередь – это механизмы и узлы управления машиной. Если же говорить более точно – это то, что подконтрольно автомобилисту, а именно – тормоз, различные вспомогательные приспособления и рулевое управление.
Пассивная система безопасности представляет собой совокупность элементов, которые уменьшают последствия уже случившегося ДТП. К ней можно отнести специальные сиденья, бампера, которые поглощают импульс от удара, всяческие ремни и подушки безопасности. Напрямую данная система не зависит от поведения водителя.
Традиционный элемент пассивной системы – ремни безопасности, изобретенные более века назад. Устройство ремней безопасности очень простое, однако ремни считаются одним из самых эффективных средств авто безопасности. Ремни безопасности не дают туловищу человека дернуться вперед при резкой остановке.
Предыстория.
самый первый ремень безопасностиСамые первые ремни безопасности, были внедрены в автомобиль лишь только в начале 20 века, и по известным данным, патент на них впервые выдали в 1907 году в США, однако и раньше предпринимались попытки создания подобных изобретений. Хотя принцип действия ремней безопасности за последние сто лет почти не изменился, но внешний вид и форма претерпели большие изменения, а уровень надежности стал на порядок выше.
Y-образная версия ремня безопасности (Америка)Изначально, ремень безопасности в автомобилях ничем не отличался от тех, которые использовали в самолетах. Были две точки фиксации по бокам, которые охватывали туловище на уровне пояса.
Однако на больших скоростях, ремень не только не помогал, но и сам являлся причиной тяжких травм внутренних органов и брюшной полости. Поэтому о необходимости его модернизации никто и не спорил.
По мере возрастания мощностей двигателей, и скорости автомобилей, а также количества самих автомобилей на дорогах, вопрос о безопасности становился все более весомым. Переломным моментом в развитии безопасности на дорогах стал 1951 год. В этом году была принята новая форма ремня, в виде буквы Y с замком на животе. Но, несмотря на нововведения, по-прежнему травмы, полученные от самого ремня, не являлись редкостью.
Переломный момент в развитии безопасности.
салон Volvo 1960-х годов
Знакомые нам, современные автомобильные ремни безопасности, с тремя точками фиксации, появились во второй половине 50х годов. В 1957 году Нильс Болин – авиационный инженер из Швеции, модернизировал ремни безопасности, добавив третью точку фиксации. Теперь нагрузки на тело при столкновениях распределялись равномерно.
С этого времени ремни стали приобретать всё большую популярность. Они стали надежней, а удобство их использования заметно подросло. Но обретая популярность, стали заметные новые изъяны конструкции. Из-за того, что ремень был статичным, т.е. заранее регулировался под размеры человека, то при столкновениях часто происходило «подныривание» под ремень. С этой проблемой успешно справились инерционные ремни, которые появились в 1970-х годах.
Принцип инерционного механизма заключается в медленном вытягивании ремня на нужную длину, при этом пассажир не скован в своих движениях. Резкое вытягивание ремня блокируется фиксатором, который выручает при авариях. Однако есть один нюанс, если на пассажире толстая одежда, допустим пуховик, то инерционная система очень неэффективна и даже может нанести травму, поскольку между ремнем и туловищем достаточно большое пространство.
Позднее было введено одно усовершенствование, а именно – преднатяжители. Преднатяжители срабатывали при столкновении, и как понятно из их названия, они плотно прижимали пристегнутого пассажира к спинке кресла, уменьшая расстояние между телом и ремнями. Они приходили в действие при помощи электропривода, или одноразового пиропатрона.
Наработки Советского Союза.
Советский Союз, наравне с другими странами, также вел свои разработки в области автомобильной безопасности. Особенно отличилась Эстонская ССР, в которой активно проводили испытания и исследования в этой области. С 1970-х годов пошел выпуск автомобильных ремней безопасности, которые производились в эстонском объединении «Норма». С 1979 года становится обязательным использование ремней безопасности, сидящим на задних сидениях, могли и не пристегиваться.
Меры безопасности в наше время.
краш тест ВАЗ-2107В современно мире многие автолюбители и пассажиры отказываются пристегиваться по различным причинам.
Если приводить среднестатистические данные, то каждый второй отказывается пользоваться ремнями. Некоторые думают, что с ними это точно не случиться, другие утверждают, что от ремней больше вреда, нежели пользы, особенно если необходимо быстро покинуть разбитый автомобиль. Однако горький опыт ДТП, а также многочисленные исследования опровергают эти опасения. Но, несмотря на это, у общества сложились две позиции по проблеме использования ремней безопасности.
В конце концов, специалисты советуют использовать ремни безопасности, поскольку лучше отделаться ссадинами, чем пробитой об лобовое стекло головой. Если водитель пристегнут, то в большинстве случаев, он сохраняет управление над автомобилем, что во многом способствует уменьшению последствий от аварии.
В большинстве Американских штатов существует обязательное правило – пассажиры на переднем сидении обязательно должны быть пристегнуты, иначе – штраф в несколько сотен евро. В России существуют подобные обязательства перед участниками дорожного движения, однако по причине низких штрафов, этих правил мало кто придерживается.
При перевозке детей существуют особенные установки. Поскольку голова ребенка непропорционально велика, а шейные позвонки наоборот очень хрупкие, то детей следует перевозить в специальных сидениях, которые предусматривают все особенности их физиологии.
Напоследок.
Как мы можем наблюдать, перед конструкторами и по сей день стоит вопрос о безопасности во время движения. Прошедшие десятилетия заложили своеобразную основу, однако поскольку мощности автомобилей прошлого века и нынешнего несопоставимы, то ее приходится постоянно дорабатывать, внедрять новые решения. Крупнейшие автопроизводители тестируют все свои новинки на краш-тестах, тратят миллионы долларов на доработку всяческих узлов автомобилей. Автомобиль сегодня – достаточно надежное и технологичное средство, хотя и не без изъянов.
Ремни безопасности
Ремни безопасности в автомобиле являются частью системы пассивной безопасности. Но выполняют они свою функцию только в случаях, когда ими правильно пользуются.
Знаем ли мы, как это делается? Как показал опрос нескольких десятков автовладельцев и их пассажиров, правильно пристегивать ремни умеют лишь 32% респондентов.
Многочисленные исследования различными институтами, центрами безопасности и лабораториями последствий столкновений автомобилей позволили сделать неутешительные выводы. При столкновении автомобиля с неподвижным препятствием на скорости 50 км/ч на организм взрослого человека весом 80 кг воздействует удар силой 2 тонны. В этом случае на ребенка приходится удар силой в 500 килограмм. Для сидящих сзади пассажиров, не пристегнутых ремнями безопасности, лобовое столкновение также опасно. В момент удара о потолок и стойки кузова они могут получить смертельные травмы головы. А средний пассажир при фронтальном ударе может даже вылететь через лобовое стекло.
Получают значительные травмы и те, кто неправильно размещает ремни на теле и не регулирует их натяжение (в случаях, когда нет автоматических натяжителей). Большому риску подвергаются любители сидеть в автомобиле в полулежащем положении.
В момент столкновения они съезжают на пол салона, получая при этом травмы позвоночника и головы. Более того, в этом случае ремень может врезаться в горло и задушить сидящего. Не рекомендуется также класть ноги на панель приборов. Если в автомобиле есть подушка безопасности, в момент срабатывания кости ног легко ломаются.
Неправильную регулировку натяжения ремней, начиная с конца 70-х годов, исключили, установив автоматические натяжители с устройством блокировки ремня. При использовании автоматически блокируемых ремней негативную роль может сыграть толстый слой одежды. Она создает своего рода подушку, которая препятствует плотному контакту ремня с телом человека. Из-за этого во время столкновения сначала происходит поглощение подушечного зазора, а только затем появляется рывок, активизирующий устройство блокировки ремня. Поэтому удерживать человека ремень безопасности начинает с большим опозданием. Такая задержка может привести к тому, что пассажир ударится головой о лобовое стекло или получит опасный удар, открывшейся подушкой безопасности.
Отдельно следует рассказать о ремнях безопасности американских машин, устанавливаемых в недалеком прошлом. В отличие от европейских они обычно состоят из двух отдельных ремней, диагонального и поясничного, и пристегиваются индивидуально. Использование только одного из них приводит к тяжелым последствиям. По данным «Американской Медицинской Ассоциации», вероятность повреждения грудной клетки при застегивании лишь диагонального (плечевого) ремня возрастает в три раза, чем в случае использования обоих ремней. Применение только плечевого ремня опаснее и в других случаях. Так, при лобовом столкновении повреждения груди у пассажиров, пристегнутых плечевым ремнем, зарегистрированы в семь раз чаще, чем у не пристегнутых. Чтобы ремни безопасности в чистокровных американских машинах действительно выполняли свое назначение, следует пристегивать оба ремня — поясничный и плечевой.
Особенно серьезные травмы во время столкновений получают дети, сидящие не в детских сиденьях и не пристегнутые ремнями.
Держать детей на руках тоже опасно, так как при столкновении, даже при скорости около 40 км/ч, ребенок весом 5,5 кг оказывает нагрузку на руки держащего, равноценную 110 килограммам. Удержать такой вес женщине вряд ли удастся. А самых маленьких детей (малышей в возрасте до 18 месяцев) лучше всего перевозить в детском сидении, установленном сзади спинкой вперед. При столкновении обеспечивается хорошая защита затылка и спины. Кроме того, детские сиденья для детей весом 9-18 кг должны оборудоваться ремнями с пятью точками крепления.
Ремни безопасности с преднатяжителями
Дальнейшие усовершенствования систем безопасности привели к созданию преднатяжителя ремня, обеспечивающего своевременное реагирование на аварийное замедление автомобиля, притягивая водителя и пассажиров к спинкам сидений, спасая от дальнейшего продвижения вперед по инерции и получения травм от рулевой колонки, передней панели и других элементов кузова автомобиля.
Дополнительным элементом механизма преднатяжителя является ограничитель нагрузки. Его основная функция — предотвращение травм грудной клетки вследствие нагрузки от удержания тела ремнем безопасности. При перегрузке, превышающей заранее заданные параметры, внутренняя зубчатая рейка искривляется и обеспечивает ограниченное ослабление усилия натяжения.
Для задействования механизма преднатяжителя с блока управления воздушными подушками и ремнями безопасности поступает электрический сигнал, который задействует систему зажигания пиротехнического элемента преднатяжителя.
Образовавшийся газ толкает поршень механизма, соединенного зубчатой рейкой и через планетарный механизм натягивается ремень безопасности. Механизм преднатяжителя всегда действует раньше, чем воздушные подушки безопасности. Время реакции системы преднатяжителя — 0,004 сек. после определения аварии.
Сейчас в новых автомобилях установлены современные системы пассивной безопасности, которые постоянно модернизируются и дорабатываются. Но, все равно, нужно помнить, что только правильно пристегнувшись ремнем безопасности можно избежать тяжелых травм.
Выдвижение и втягивание — как работают ремни безопасности
В типичной системе ремней безопасности лента ремня соединена с втягивающим механизмом . Центральным элементом втягивающего устройства является катушка, прикрепленная к одному концу ремня. Внутри втягивающего устройства пружина прикладывает к золотнику силу вращения или крутящий момент . Это работает, чтобы вращать катушку, чтобы она наматывала любую ослабленную лямку.
Когда вы вытягиваете стропу, катушка вращается против часовой стрелки, что поворачивает прикрепленную пружину в том же направлении. Эффективно вращающаяся шпуля работает до раскрутить пружину. Пружина хочет вернуться к своей первоначальной форме, поэтому она сопротивляется этому скручивающему движению. Если вы отпустите лямку, пружина натянется, вращая катушку по часовой стрелке до тех пор, пока ремень не перестанет провисать.
Объявление
Втягивающее устройство имеет стопорный механизм , который предотвращает вращение золотника при столкновении автомобиля. Сегодня широко используются два типа систем запирания:
- системы срабатывает при движении автомобиля
- системы срабатывает при движении ремня
Система первого типа блокирует золотник, когда автомобиль резко замедляется (при ударе обо что-то, например). На схеме ниже показан самый простой вариант этой конструкции.
«» Центральным рабочим элементом в этом механизме является утяжеленный маятник .
Когда автомобиль резко останавливается, инерция заставляет маятник качаться вперед. собачка на другом конце маятника захватывает зубчатую храповую шестерню , прикрепленную к золотнику. Когда собачка зажала один из своих зубьев, шестерня не может вращаться против часовой стрелки, как и подсоединенная катушка. Когда лямка снова ослабевает после аварии, шестерня вращается по часовой стрелке, и собачка расцепляется.
Второй тип системы блокирует катушку, когда что-то дергает лямку ремня . Активирующей силой в большинстве конструкций является скорость вращения золотника. На схеме показана общая конфигурация.
Центральным рабочим элементом в этой конструкции является центробежная муфта — утяжеленный поворотный рычаг, закрепленный на вращающемся золотнике. Когда шпуля вращается медленно, рычаг вообще не поворачивается. Пружина удерживает его на месте. Но когда что-то дергает лямку, раскручивая шпулю быстрее, центробежная сила выталкивает утяжеленный конец рычага наружу.
Выдвинутый рычаг толкает кулачковую деталь , установленную на корпусе втягивающего устройства. Кулачок соединен с поворотной собачкой с помощью скользящего штифта. Когда кулачок смещается влево, штифт перемещается по канавке собачки. Это втягивает собачку в вращающуюся храповую шестерню, прикрепленную к катушке. Собачка фиксируется в зубьях шестерни, предотвращая вращение против часовой стрелки.
В некоторых новых системах ремней безопасности преднатяжитель также используется для натяжения лямки ремня. В следующем разделе мы увидим, как работают эти устройства.
Процитируйте это!
Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:
Том Харрис
«Как работают ремни безопасности»
29 апреля 2023 г.
HowStuffWorks.com.
Безопасность ремней безопасности | Гарден-Сити, Мичиган
Поиск Дорожно-транспортные происшествия разрушительны.
Мы теряем эквивалент полностью загруженного самолета 737 каждый день в этой стране на наших дорогах из-за дорожно-транспортных происшествий. Ремни безопасности могут предотвратить серьезные травмы и даже смерть при аварии. Исследования показывают, что 3 из 5 жертв автокатастроф со смертельным исходом, скорее всего, выжили бы, если бы пристегнулись. Общественность знает, что они должны пристегнуться в целях безопасности, но несмотря на это осознание. исследования показывают, что многие не предпринимают шагов, необходимых для защиты себя и своих детей при каждой поездке. Многие ошибочно полагают, что прогулки по дому безопасны. и они не могут сделать так, чтобы все пристегивались. Правда в том, что большинство дорожно-транспортных происшествий происходит рядом с домом, где люди больше всего водят машину. Каждый час. по крайней мере один человек в этой стране умирает из-за того, что не пристегнулся. Неиспользование ремня безопасности приводит к большему количеству смертельных случаев, чем любое другое поведение, связанное с безопасностью дорожного движения.
Ремни безопасности сегодня являются наиболее эффективными устройствами безопасности в транспортных средствах, которые, по оценкам, экономят 9500 жизней каждый год. Ремни безопасности и детские сиденья помогают предотвратить травмы:
- Позволяя телу постепенно замедляться
- Предотвращение выброса из автомобиля
- Защита головы и позвоночника
- Перенос сил удара на наиболее прочные части конструкции кузова
- Силы, распространяющиеся на большую часть тела
Как носить ремень безопасности
Чтобы получить максимальную пользу от ремня безопасности. Вы должны носить его низко над тазом так, чтобы нижний край касался верхней части бедер. Плечевой ремень следует носить через плечо и через грудь. не под мышкой а над животом. Убедитесь, что плечевой ремень не натянут слишком свободно и не соскальзывает с плеча. Беременные женщины должны носить поясной ремень ниже живота и плечевой ремень выше живота.
Носите поясной и плечевой ремни. Исследования показали, что правильное использование поясных и плечевых ремней снижает риск смертельного исхода для пассажиров передних сидений легкового автомобиля на 45 процентов и риск травм средней и тяжелой степени на 50 процентов (для пассажиров легкого автомобиля). грузовики (60% и 65% соответственно).
Закон штата Мичиган
В Мичигане действует основной закон о ремнях безопасности. Это означает, что правоохранительные органы могут останавливать автомобилистов и штрафовать их только за то, что они не пристегнуты. Закон требует:- Водители и пассажиры на передних сиденьях должны быть пристегнуты
- Пассажиры 8-15 лет должны пристегнуться на всех сиденьях
- Дети младше 4 лет должны ездить в автомобильном кресле на заднем сиденье, если в автомобиле есть заднее сиденье. Если все доступные задние сиденья заняты детьми до 4 лет, то ребенок до 4 лет может перевозиться в автокресле на переднем сиденье.
